JP2006225495A - 黒色微粒子と黒色微粒子分散液及び黒色遮光膜並びに黒色遮光膜付き基材 - Google Patents
黒色微粒子と黒色微粒子分散液及び黒色遮光膜並びに黒色遮光膜付き基材 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006225495A JP2006225495A JP2005040258A JP2005040258A JP2006225495A JP 2006225495 A JP2006225495 A JP 2006225495A JP 2005040258 A JP2005040258 A JP 2005040258A JP 2005040258 A JP2005040258 A JP 2005040258A JP 2006225495 A JP2006225495 A JP 2006225495A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- black
- fine particles
- shielding film
- particles
- fine particle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
【課題】 溶媒に分散させることが容易で、黒色度が高く、しかも高い絶縁性を有する黒色微粒子と黒色微粒子分散液及び黒色遮光膜並びに黒色遮光膜付き基材を提供する。
【解決手段】 本発明の黒色微粒子は、平均粒子径が1nm以上かつ200nm以下の金属および/または金属酸化物からなる微粒子の1次粒子が集合した、平均粒子径が5nm以上かつ300nm以下の2次粒子の表面が、絶縁膜により被覆されていることを特徴とする。
【選択図】 なし
【解決手段】 本発明の黒色微粒子は、平均粒子径が1nm以上かつ200nm以下の金属および/または金属酸化物からなる微粒子の1次粒子が集合した、平均粒子径が5nm以上かつ300nm以下の2次粒子の表面が、絶縁膜により被覆されていることを特徴とする。
【選択図】 なし
Description
本発明は、黒色微粒子と黒色微粒子分散液及び黒色遮光膜並びに黒色遮光膜付き基材に関し、特に、液晶ディスプレイなどの平面型表示装置のブラックマトリックスに好適に用いられ、黒色度が高く、遮光性に優れた黒色微粒子と黒色微粒子分散液及び黒色遮光膜並びに黒色遮光膜付き基材に関するものである。
従来、薄型かつ大型の平面型表示装置として、フルカラー表示が可能な液晶ディスプレイ(LCD)が知られている。
このカラー液晶ディスプレイにおいては、透明基板上にマトリックス状に配列されているR(赤)、G(緑)、B(青)の各画素には、その表示面におけるコントラストを向上させるために、遮光性の高いブラックマトリックスが形成されている。
このカラー液晶ディスプレイにおいては、透明基板上にマトリックス状に配列されているR(赤)、G(緑)、B(青)の各画素には、その表示面におけるコントラストを向上させるために、遮光性の高いブラックマトリックスが形成されている。
このブラックマトリックスは、特に、薄膜トランジスタ(TFT)を用いたアクティブマトリックス型の液晶ディスプレイ(TFT−LCD)においては、TFTの光が誘起するリーク電流を防止するとともに、各画素の表示面以外の光の透過を阻止して、各画素のコントラストを向上させることにより、表示装置としての画質を向上させることができる。
このブラックマトリックスは、TFTアレイ基板側に形成する場合と、カラーフィルタ側に形成する場合とがある。
TFTアレイ基板に形成する場合、ブラックマトリックスが画素電極およびTFTに直接接触することになるため、ブラックマトリックスに高い絶縁性が要求される。
TFTアレイ基板に形成する場合、ブラックマトリックスが画素電極およびTFTに直接接触することになるため、ブラックマトリックスに高い絶縁性が要求される。
一方、カラーフィルタ側に形成する場合、特に横電界駆動方式の液晶ディスプレイ(LCD)の場合には、カラーフィルタ側のブラックマトリックスにも高い絶縁性が要求される。
このブラックマトリックスは、従来では、遮光性の高いCrなどの金属膜が、真空蒸着法やスパッタリング法により透明な画素電極以外の部分を覆うように成膜されていたが、近年、これに取って代わる材料として、遮光性が高く、製造工程が簡単で、しかも低価格化を図ることが可能なブラックマトリックス形成用材料が開発され、実用に供されている。
このようなブラックマトリックス形成用材料としては、例えば、表面を樹脂や酸化ケイ素により被覆して絶縁化させたカーボンブラックやチタンブラックを有機溶媒中に分散させた分散液(例えば、特許文献1、2参照)、銀微粒子などの金属微粒子を有機溶媒中に分散させた分散液(例えば、特許文献3、4参照)が提案されている。
特開2002−201381号公報
特開2002−267832号公報
特開2004−317897号公報
特開2004−334180号公報
ところで、従来のカーボンブラックやチタンブラックを用いた分散液でブラックマトリックスを作製した場合、遮光性が不足しているために、分散液の高濃度化や重ね塗りなどで、膜厚を厚くする必要がある。しかしながら、膜厚を厚くすると、ブラックマトリックスと各画素との重なりが大きくなり、カラーフィルタの平坦性が低下し、各画素のセルギャップにムラが生じるために、均一な画素が形成し難くなるという問題点があった。
セルギャップにムラが生じた場合、表示面に色むらが発生し易くなり、その結果、表示面の品質が低下することとなる。
セルギャップにムラが生じた場合、表示面に色むらが発生し易くなり、その結果、表示面の品質が低下することとなる。
また、ブラックマトリックスと各画素との重なりが大きくなると、各画素におけるブラックマトリックスの占有面積が大きくなり、各画素の開口率が低下するという問題点があった。開口率が低下した場合、各画素の輝度が低下し、その結果、表示装置の表示面全体の輝度が低下することとなる。
また、カーボンブラックやチタンブラックは、気相法や液相法で表面処理を行っているが、気相法で表面処理を行った場合、粒子を気相中に分散させることが難しいために、粒子同士が接触している状態で表面処理する物質と混合することとなり、したがって、表面処理の均一性が悪く、粒子同士の凝集なども問題となる。そこで、粒子の表面にテトラエトキシシランなどのアルコキシドを気相吸着させた後、過剰のアルコキシドを減圧下にて除去する方法もあるが、この方法には、操作が煩雑で時間およびコストがかかるとい問題点がある。
また、液相法で表面処理を行った場合、粒子が液相中に分散している状態で表面処理することができるので、気相法に比べて均一に表面処理することが可能であるが、例えば、カーボンブラックやチタンブラックは、粒子同士が凝集した粉末状態で得られるために、これらを水や有機溶剤中に分散させることが非常に困難である。
一方、従来の金属微粒子を用いた分散液でブラックマトリックスを作製した場合、単に金属微粒子を分散させたブラックマトリックスでは、高い絶縁性が得られないという問題点があった。
特に、黒色銀微粒子を用いた分散液の場合、ゼラチンを用いて銀微粒子を合成しているために、合成した後にゼラチンを完全に除去することができず、したがって、銀微粒子を有機溶剤中に均一分散させることが難しい。この場合、ゼラチンを用いないと銀微粒子を合成することができない。
特に、黒色銀微粒子を用いた分散液の場合、ゼラチンを用いて銀微粒子を合成しているために、合成した後にゼラチンを完全に除去することができず、したがって、銀微粒子を有機溶剤中に均一分散させることが難しい。この場合、ゼラチンを用いないと銀微粒子を合成することができない。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、溶媒に分散させることが容易で、黒色度が高く、しかも高い絶縁性を有する黒色微粒子と黒色微粒子分散液及び黒色遮光膜並びに黒色遮光膜付き基材を提供することを目的とする。
本発明者等は、溶媒に分散させることが容易で、黒色度が高く、しかも高い絶縁性を有する材料について鋭意検討した結果、従来の銀微粒子を、平均粒子径が1nm以上かつ200nm以下の金属および/または金属酸化物からなる微粒子の1次粒子が集合した、平均粒子径が5nm以上かつ300nm以下の2次粒子に替え、さらに、この2次粒子の表面を絶縁膜により被覆することで、溶媒に分散させることが容易で、黒色度が高く、しかも高い絶縁性を有する黒色微粒子を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の黒色微粒子は、平均粒子径が1nm以上かつ200nm以下の金属および/または金属酸化物からなる微粒子の1次粒子が集合した、平均粒子径が5nm以上かつ300nm以下の2次粒子の表面が、絶縁膜により被覆されていることを特徴とする。
前記絶縁膜は、金属酸化物または有機高分子化合物であることが好ましい。
前記微粒子は、銀、錫、ニッケルの群から選択された1種または2種以上を含有してなることが好ましい。
前記微粒子は、銀、錫、ニッケルの群から選択された1種または2種以上を含有してなることが好ましい。
本発明の黒色微粒子分散液は、本発明の黒色微粒子を含有してなることを特徴とする。
本発明の黒色遮光膜は、本発明の黒色微粒子分散液を塗布してなることを特徴とする。
本発明の黒色遮光膜付き基材は、基材の一主面に、本発明の黒色遮光膜を備えてなることを特徴とする。
本発明の黒色微粒子によれば、平均粒子径が1nm以上かつ200nm以下の金属および/または金属酸化物からなる微粒子の1次粒子が集合した、平均粒子径が5nm以上かつ300nm以下の2次粒子の表面を、絶縁膜により被覆したので、溶媒に分散させることを容易とすることができ、黒色微粒子自体の黒色度を向上させることができ、絶縁性を高めることができる。
本発明の黒色微粒子分散液によれば、本発明の黒色微粒子を含有したので、黒色微粒子の分散性を向上させることができ、塗布性を向上させることができる。
本発明の黒色遮光膜によれば、本発明の黒色微粒子分散液を塗布して得られたので、膜厚が薄い場合であっても、遮光性および絶縁性を高めることができる。
この黒色遮光膜を液晶ディスプレイなどの平面型表示装置のブラックマトリックスに適用すれば、膜厚を薄くすることでブラックマトリックスと各画素との重なりを小さくすることができ、各画素のセルギャップのムラを小さくすることができ、画素の均一化を図ることができる。したがって、表示面に色むらが発生し難くなり、表示面の品質を向上させることができる。また、各画素の開口率を向上させることができ、表示装置の表示面全体の輝度を向上させることができる。
この黒色遮光膜を液晶ディスプレイなどの平面型表示装置のブラックマトリックスに適用すれば、膜厚を薄くすることでブラックマトリックスと各画素との重なりを小さくすることができ、各画素のセルギャップのムラを小さくすることができ、画素の均一化を図ることができる。したがって、表示面に色むらが発生し難くなり、表示面の品質を向上させることができる。また、各画素の開口率を向上させることができ、表示装置の表示面全体の輝度を向上させることができる。
本発明の黒色微粒子と黒色微粒子分散液及び黒色遮光膜並びに黒色遮光膜付き基材の最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
本実施形態の黒色微粒子は、平均粒子径が1nm以上かつ200nm以下の金属および/または金属酸化物からなる微粒子の1次粒子が集合した、平均粒子径が5nm以上かつ300nm以下の2次粒子の表面が、絶縁膜により被覆されている。
この微粒子は、元素は特に限定されないが、銀、錫、ニッケルの群から選択された1種または2種以上を含有してなるものが好ましい。
この2次粒子は、内部に空間部が形成されている形態が最も好ましく、次いで、最外層または該最外層を含む複数層からなる外殻層の内側に空間部が形成されている形態、もしくは、核となる物質の外表面を前記最外層または前記最外層を含む複数層からなる外殻層により被覆してなるコアシェル状である形態が好ましい。また、この2次粒子は、1次粒子が分散剤などを介して集合しているだけの形態でもよいが、分散剤などを介さずに1次粒子が互いに直に接している形態、もしくは1次粒子間にネックを有して接合している形態がより好ましい。
この黒色微粒子の構成要素である微粒子は、通常の微粒子合成法を用いて作製することができる。微粒子合成法としては、気相反応法、噴霧熱分解法、アトマイズ法、液相反応法、凍結乾燥法、水熱合成法など、いずれの方法を用いてもよい。
絶縁膜は、平均粒子径が1nm以上かつ200nm以下の金属および/または金属酸化物からなる微粒子の1次粒子が集合した、平均粒子径が5nm以上かつ300nm以下の2次粒子の表面を絶縁化させることにより高絶縁性微粒子とするもので、金属酸化物または有機高分子化合物が好適である。
金属酸化物としては、絶縁性を有する金属酸化物、例えば、酸化ケイ素(シリカ)、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化ジルコニウム(ジルコニア)、酸化イットリウム(イットリア)、酸化チタン(チタニア)などが好適に用いられる。
金属酸化物としては、絶縁性を有する金属酸化物、例えば、酸化ケイ素(シリカ)、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化ジルコニウム(ジルコニア)、酸化イットリウム(イットリア)、酸化チタン(チタニア)などが好適に用いられる。
また、有機高分子化合物としては、絶縁性を有する樹脂、例えば、ポリイミド、ポリエーテル、ポリアクリレート、ポリアミン化合物などが好適に用いられる。
絶縁膜の膜厚は、上記微粒子の表面の絶縁性を十分に保持することができるためには1〜100nmの厚みが好ましく、より好ましくは5〜50nmである。
この絶縁膜は、表面改質技術あるいは表面のコーティング技術により容易に形成することができる。特に、テトラエトキシシラン、アルミニウムトリエトキシドなどのアルコキシドを用いれば、比較的低温で、膜厚の均一な絶縁膜を形成することができるので好ましい。
次に、本実施形態の黒色微粒子の断面形状について説明する。
この黒色微粒子は、次の様な様々な構造を採ることができる。
(1)密構造
図1は、本実施形態の黒色微粒子の断面構造を模式的に示す断面図であり、図において、符号1は黒色微粒子であり、平均粒子径が1nm以上かつ200nm以下の金属および/または金属酸化物からなる1次粒子2が集合して、平均粒子径が5nm以上かつ300nm以下の2次粒子3とされ、この黒色微粒子1は、1次粒子2が密に集合したことにより、内部に粒子の間隙以外には大きな空間部の無い密構造をなし、さらに、2次粒子3の表面が、絶縁膜5により被覆されている。また、1次粒子2は1種類の金属または金属酸化物から構成されても、2種類以上の金属および/または金属酸化物から構成されても構わない。また、この2次粒子の形状は特に制限はなく、球状、不定形、板状など種々の形状のものを使用することができる。
この黒色微粒子は、次の様な様々な構造を採ることができる。
(1)密構造
図1は、本実施形態の黒色微粒子の断面構造を模式的に示す断面図であり、図において、符号1は黒色微粒子であり、平均粒子径が1nm以上かつ200nm以下の金属および/または金属酸化物からなる1次粒子2が集合して、平均粒子径が5nm以上かつ300nm以下の2次粒子3とされ、この黒色微粒子1は、1次粒子2が密に集合したことにより、内部に粒子の間隙以外には大きな空間部の無い密構造をなし、さらに、2次粒子3の表面が、絶縁膜5により被覆されている。また、1次粒子2は1種類の金属または金属酸化物から構成されても、2種類以上の金属および/または金属酸化物から構成されても構わない。また、この2次粒子の形状は特に制限はなく、球状、不定形、板状など種々の形状のものを使用することができる。
(2)中空構造(その1)
図2は、本実施形態の黒色微粒子の断面構造の他の例を模式的に示す断面図であり、この黒色微粒子11が図1の黒色微粒子1と異なる点は、2次粒子3の内部に空間部12を形成した点である。この黒色微粒子11でも、2次粒子3の表面が、絶縁膜5により被覆されている。この2次粒子の形状は特に制限はなく、球状、不定形、板状など種々の形状のものを使用することができる。また、この中空構造は完全な状態でなくてもよく、外部と空間部12がポアで繋がっていても良いし、例えば図2の球状の2次粒子がいくつかに割れた形状になっていても良い。
図2は、本実施形態の黒色微粒子の断面構造の他の例を模式的に示す断面図であり、この黒色微粒子11が図1の黒色微粒子1と異なる点は、2次粒子3の内部に空間部12を形成した点である。この黒色微粒子11でも、2次粒子3の表面が、絶縁膜5により被覆されている。この2次粒子の形状は特に制限はなく、球状、不定形、板状など種々の形状のものを使用することができる。また、この中空構造は完全な状態でなくてもよく、外部と空間部12がポアで繋がっていても良いし、例えば図2の球状の2次粒子がいくつかに割れた形状になっていても良い。
(3)中空構造(その2)
図3は、本実施形態の黒色微粒子の断面構造の他の例を模式的に示す断面図であり、この黒色微粒子21が図2の黒色微粒子11と異なる点は、微粒子4のみにより外殻層22を構成し、この外殻層22の内側を空間部23とした点である。この黒色微粒子21でも、2次粒子3の表面が、絶縁膜5により被覆されている。
この外殻層22は、ここでは、微粒子4の1層としたが、2層以上の複数層からなる構成としてもよい。また、この黒色微粒子の形状は特に制限はなく、球状、不定形、板状など種々の形状のものを使用することができる。また、この中空構造は完全な状態でなくてもよく、外部と空間部23がポアで繋がっていても良いし、例えば図3の球状の黒色微粒子がいくつかに割れた形状になっていても良い。
図3は、本実施形態の黒色微粒子の断面構造の他の例を模式的に示す断面図であり、この黒色微粒子21が図2の黒色微粒子11と異なる点は、微粒子4のみにより外殻層22を構成し、この外殻層22の内側を空間部23とした点である。この黒色微粒子21でも、2次粒子3の表面が、絶縁膜5により被覆されている。
この外殻層22は、ここでは、微粒子4の1層としたが、2層以上の複数層からなる構成としてもよい。また、この黒色微粒子の形状は特に制限はなく、球状、不定形、板状など種々の形状のものを使用することができる。また、この中空構造は完全な状態でなくてもよく、外部と空間部23がポアで繋がっていても良いし、例えば図3の球状の黒色微粒子がいくつかに割れた形状になっていても良い。
(4)コアシェル構造
図4は、本実施形態の黒色微粒子の断面構造の他の例を模式的に示す断面図であり、この黒色微粒子31が図1の黒色材料1と異なる点は、粒子状の核32の外表面を微粒子4のみからなる外殻層22により被覆した構成である。この黒色微粒子31でも、2次粒子3の表面が、絶縁膜5により被覆されている。また、この外殻層22は完全な状態でなくてもよく、外部と核32がポアで繋がっていても良い。この黒色微粒子の形状は特に制限はなく、球状、不定形、板状など種々の形状のものを使用することができる。
核32を構成する物質としては、特に限定されないが、外殻層22を構成する微粒子4と密着性に優れている物質が好ましく、例えば、銀、錫、ニッケル、酸化ケイ素(SiO2)、酸化チタン(TiO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)などが好適に用いられる。
図4は、本実施形態の黒色微粒子の断面構造の他の例を模式的に示す断面図であり、この黒色微粒子31が図1の黒色材料1と異なる点は、粒子状の核32の外表面を微粒子4のみからなる外殻層22により被覆した構成である。この黒色微粒子31でも、2次粒子3の表面が、絶縁膜5により被覆されている。また、この外殻層22は完全な状態でなくてもよく、外部と核32がポアで繋がっていても良い。この黒色微粒子の形状は特に制限はなく、球状、不定形、板状など種々の形状のものを使用することができる。
核32を構成する物質としては、特に限定されないが、外殻層22を構成する微粒子4と密着性に優れている物質が好ましく、例えば、銀、錫、ニッケル、酸化ケイ素(SiO2)、酸化チタン(TiO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)などが好適に用いられる。
本実施形態の黒色微粒子では、平均粒子径が1nm以上かつ200nm以下の金属および/または金属酸化物からなる微粒子の1次粒子が集合した、平均粒子径が5nm以上かつ300nm以下の2次粒子の表面を、絶縁膜により被覆したことにより、Ag粒子やSn粒子に比べて黒色度が高まり、遮光性が向上し、絶縁性も向上する。
また、平均粒子径が1nm以上かつ200nm以下の金属および/または金属酸化物からなる微粒子の1次粒子が集合した、平均粒子径が5nm以上かつ300nm以下の2次粒子の表面を、金属酸化物からなる絶縁膜により被覆することにより、Ag粒子やSn粒子等の金属微粒子に比べて耐熱性に優れたものとなり、しかも、機械的強度が高く、摩耗し難い。
また、平均粒子径が1nm以上かつ200nm以下の金属および/または金属酸化物からなる微粒子の1次粒子が集合した、平均粒子径が5nm以上かつ300nm以下の2次粒子の表面を、金属酸化物からなる絶縁膜により被覆することにより、Ag粒子やSn粒子等の金属微粒子に比べて耐熱性に優れたものとなり、しかも、機械的強度が高く、摩耗し難い。
本実施形態の黒色微粒子分散液は、本実施形態の黒色微粒子を含有したものであり、この黒色微粒子分散液には、溶媒、必要に応じて有機バインダーなどが含まれる。
溶媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、水、メタノール、エタノール、n−プロパノール、2−プロパノール、ブタノールなどの一価アルコール類、エチレングリコールなどの二価アルコール類、β−オキシエチルメチルエーテル(メチルセロソルブ)、β−オキシエチルエーテル(エチルセロソルブ)、β−オキシエチルプロピルエーテル(プロピルセロソルブ)、ブチル−β−オキシエチルエーテル(ブチルセロソルブ)などのエチレングリコールエーテル(セロソルブ)類、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類、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ベンジルなどのエステル類、メトキシエタノール、エトキシエタノールなどのエーテルアルコール類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどを挙げることができる。
本実施形態の黒色微粒子分散液では、平均粒子径が1nm以上かつ200nm以下の金属および/または金属酸化物からなる微粒子の1次粒子が集合した、平均粒子径が5nm以上かつ300nm以下の2次粒子の表面を絶縁膜により被覆した黒色微粒子を含有したことにより、黒色度が高く、遮光性および絶縁性に優れ、しかも安価な黒色遮光膜の原料となる黒色微粒子分散液を提供することが可能になる。
また、高分子分散剤としてポリビニルピロリドンを用いることで、さらに良好な分散安定性を得ることができる。このポリビニルピロリドンは有機溶剤にも可溶であるから、ポリビニルピロリドンを高分子分散剤として用いることで、微粒子をさまざまな溶剤へ分散させることができ、その結果、さまざまな塗料への応用が可能となる。
以上により、黒色度が高く、遮光性に優れ、しかも環境負荷が小さく、安価な黒色遮光膜の原料となる黒色微粒子分散液を提供することができる。
以上により、黒色度が高く、遮光性に優れ、しかも環境負荷が小さく、安価な黒色遮光膜の原料となる黒色微粒子分散液を提供することができる。
本実施形態の黒色遮光膜は、本実施形態の黒色微粒子分散液を基材上に塗布し、その後乾燥することで得られる。
この黒色遮光膜を基材の一主面に形成すれば、黒色遮光膜付き基材となる。
基材としては、特に限定されるものではないが、ガラス基材、プラスチック基材(有機高分子基材)を挙げることができる。また、その形状としては、平板、フィルム状、シート状などが挙げられる。また、上記のプラスチック基材としては、プラスチックシート、プラスチックフィルムなどが好適である。
この黒色遮光膜を基材の一主面に形成すれば、黒色遮光膜付き基材となる。
基材としては、特に限定されるものではないが、ガラス基材、プラスチック基材(有機高分子基材)を挙げることができる。また、その形状としては、平板、フィルム状、シート状などが挙げられる。また、上記のプラスチック基材としては、プラスチックシート、プラスチックフィルムなどが好適である。
ガラス基材の材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、ソーダガラス、カリガラス、無アルカリガラスなどから適宜選択することができる。
プラスチック基材の材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、セルロースアセテート、ポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテル、ポリイミド、エポキシ、フェノキシ、ポリカーボネート(PC)、ポリフッ化ビニリデン、トリアセチルセルロース、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリアクリレートなどから適宜選択することができる。
プラスチック基材の材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、セルロースアセテート、ポリスチレン(PS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテル、ポリイミド、エポキシ、フェノキシ、ポリカーボネート(PC)、ポリフッ化ビニリデン、トリアセチルセルロース、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリアクリレートなどから適宜選択することができる。
塗布方法としては、通常用いられている方法、例えば、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法、インクジェット法、ディップ法、ロールコート法、スクリーン印刷法などが好適に用いられる。
基材上に塗布された分散液は溶媒を含んでいるので、その後の乾燥工程により溶媒を除去する。
例えば、分散液が塗布された基材を、大気中、室温(25℃)に放置するか、あるいは所定の温度、例えば、大気中、50℃〜80℃の温度にて加熱することにより、分散液に含まれる溶媒を散逸させ、黒色遮光膜とする。
例えば、分散液が塗布された基材を、大気中、室温(25℃)に放置するか、あるいは所定の温度、例えば、大気中、50℃〜80℃の温度にて加熱することにより、分散液に含まれる溶媒を散逸させ、黒色遮光膜とする。
この黒色遮光膜は、液晶ディスプレイ(LCD)などの表示装置のブラックマトリックスとして用いる場合、高絶縁性を有することが好ましく、例えば、体積抵抗(Ω・cm)としては107Ω・cm以上が好ましい範囲である。
また、CIE(国際照明委員会)により規格化されたCIE明度L*が10以下、色度a*が−1以上かつ1以下、色度b*が−1以上かつ1以下、光学濃度であるOD値が3以上であることが好ましい。
CIE明度L*は、低いほど黒色度が向上し、特に、液晶ディスプレイ(LCD)などの表示装置のブラックマトリックスとして用いた場合には、低いほど表示のコントラストが向上する。そこで、表示コントラストが良好な範囲である10以下を好ましい範囲とした。
CIE明度L*は、低いほど黒色度が向上し、特に、液晶ディスプレイ(LCD)などの表示装置のブラックマトリックスとして用いた場合には、低いほど表示のコントラストが向上する。そこで、表示コントラストが良好な範囲である10以下を好ましい範囲とした。
色度a*、b*は、無彩色であることが表示品位の点から好ましく、絶対値が1を超えると色相を帯びるので、好ましい範囲を無彩色となる絶対値が1以下、すなわち−1以上かつ1以下とした。
OD値は、低いと十分な遮光性が得られず、また、低いOD値の膜で十分な遮光性を得るためには膜厚を厚くせざるを得ず、特に、液晶ディスプレイ(LCD)などのブラックマトリックスとして用いた場合、膜厚が厚くなることにより、表示ムラなどが生じ易くなる。そこで、膜厚が薄い場合であっても、十分な遮光性が得られる範囲を3以上とした。
OD値は、低いと十分な遮光性が得られず、また、低いOD値の膜で十分な遮光性を得るためには膜厚を厚くせざるを得ず、特に、液晶ディスプレイ(LCD)などのブラックマトリックスとして用いた場合、膜厚が厚くなることにより、表示ムラなどが生じ易くなる。そこで、膜厚が薄い場合であっても、十分な遮光性が得られる範囲を3以上とした。
以下、実施例1〜2および比較例1〜3により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
「黒色微粒子の調製」
以下により黒色微粒子を調製した。
(1)シリカコーティング銀錫合金集合粒子A
平均粒子径5〜20nmの1次粒子が集合した、平均粒子径20〜150nmの2次粒子を形成している黒色の銀錫合金集合粒子の水分散液(固形分の濃度15重量%、住友大阪セメント社製)100gを、純水を用いて10倍に希釈した溶液に、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(APS)0.1重量%水溶液750gを加えて撹拌し、A液とした。
以下により黒色微粒子を調製した。
(1)シリカコーティング銀錫合金集合粒子A
平均粒子径5〜20nmの1次粒子が集合した、平均粒子径20〜150nmの2次粒子を形成している黒色の銀錫合金集合粒子の水分散液(固形分の濃度15重量%、住友大阪セメント社製)100gを、純水を用いて10倍に希釈した溶液に、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(APS)0.1重量%水溶液750gを加えて撹拌し、A液とした。
一方、水ガラスを水で希釈した溶液(SiO2換算で3%)100gを、陽イオン交換樹脂を用いてpHを10.5に調製し、B液とした。
次いで、上記のA液をNaOH水溶液(0.1N)によりpHを9.5に調整し、このA液に上記のB液をゆっくりと滴下し、1時間撹拌した。次いで、限外濾過を用いて、この溶液から未反応の水ガラス、APS、イオンなどを除去し、その後濃縮し、分散液を得た。
次いで、この分散液から遠心分離、フリーズドライなどにより溶液と微粒子を分離し、乾燥することにより、シリカコーティング銀錫合金集合粒子Aを得た。
次いで、上記のA液をNaOH水溶液(0.1N)によりpHを9.5に調整し、このA液に上記のB液をゆっくりと滴下し、1時間撹拌した。次いで、限外濾過を用いて、この溶液から未反応の水ガラス、APS、イオンなどを除去し、その後濃縮し、分散液を得た。
次いで、この分散液から遠心分離、フリーズドライなどにより溶液と微粒子を分離し、乾燥することにより、シリカコーティング銀錫合金集合粒子Aを得た。
(2)シリカコーティング銀錫合金集合粒子B
平均粒子径5〜20nmの1次粒子が集合した、平均粒子径20〜150nmの2次粒子を形成している黒色の銀錫合金集合粒子の水分散液(固形分の濃度15重量%、住友大阪セメント社製)100gを、純水を用いて10倍に希釈した溶液に、酢酸を加えてpHを4.8に調整した。
次いで、この溶液に、テトラエトキシシラン1重量%含有水溶液200gを滴下した後、60℃にて2時間撹拌した。次いで、限外濾過を用いて、この溶液から未反応のテトラエトキシシラン、酢酸などを除去し、その後濃縮し、分散液を得た。
次いで、この分散液から遠心分離、フリーズドライなどにより溶液と微粒子を分離し、乾燥することにより、シリカコーティング銀錫合金集合粒子Bを得た。
平均粒子径5〜20nmの1次粒子が集合した、平均粒子径20〜150nmの2次粒子を形成している黒色の銀錫合金集合粒子の水分散液(固形分の濃度15重量%、住友大阪セメント社製)100gを、純水を用いて10倍に希釈した溶液に、酢酸を加えてpHを4.8に調整した。
次いで、この溶液に、テトラエトキシシラン1重量%含有水溶液200gを滴下した後、60℃にて2時間撹拌した。次いで、限外濾過を用いて、この溶液から未反応のテトラエトキシシラン、酢酸などを除去し、その後濃縮し、分散液を得た。
次いで、この分散液から遠心分離、フリーズドライなどにより溶液と微粒子を分離し、乾燥することにより、シリカコーティング銀錫合金集合粒子Bを得た。
「黒色微粒子分散液および黒色遮光膜の作製」
(実施例1)
シリカコーティング銀錫合金集合粒子A100gに分散剤(ソルスパース24000:アビシア(株)製)2g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100gを加え、ビーズミルを用いて分散し、シリカコーティング銀錫合金集合粒子分散液を得た。この分散液に、ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体:64重量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:26重量部、イルガキュア907:9重量部からなるバインダーを50g加え、混合し、塗布液を得た。この塗布液をガラス基板上にスピンコーターにより塗布し、室温(25℃)にて乾燥後、紫外線(UV)を照射して厚み0.6μmの黒色膜を形成した。
(実施例1)
シリカコーティング銀錫合金集合粒子A100gに分散剤(ソルスパース24000:アビシア(株)製)2g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート100gを加え、ビーズミルを用いて分散し、シリカコーティング銀錫合金集合粒子分散液を得た。この分散液に、ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体:64重量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート:26重量部、イルガキュア907:9重量部からなるバインダーを50g加え、混合し、塗布液を得た。この塗布液をガラス基板上にスピンコーターにより塗布し、室温(25℃)にて乾燥後、紫外線(UV)を照射して厚み0.6μmの黒色膜を形成した。
(実施例2)
実施例1にて、シリカコーティング銀錫合金集合粒子Aの替わりにシリカコーティング銀錫合金集合粒子Bを用いた以外は、実施例1と同様にして実施例2の黒色膜を形成した。
実施例1にて、シリカコーティング銀錫合金集合粒子Aの替わりにシリカコーティング銀錫合金集合粒子Bを用いた以外は、実施例1と同様にして実施例2の黒色膜を形成した。
(比較例1)
シリカコーティングされていない銀錫合金集合粒子を用いたこと以外は、実施例1と同様にして黒色膜を形成した。
シリカコーティングされていない銀錫合金集合粒子を用いたこと以外は、実施例1と同様にして黒色膜を形成した。
(比較例2)
シリカコーティングされたカーボンブラックを用いたこと以外は、実施例1と同様にして黒色膜を形成した。
シリカコーティングされたカーボンブラックを用いたこと以外は、実施例1と同様にして黒色膜を形成した。
(比較例3)
シリカコーティングされたチタンブラックを用いたこと以外は、実施例1と同様にして黒色膜を形成した。
シリカコーティングされたチタンブラックを用いたこと以外は、実施例1と同様にして黒色膜を形成した。
「黒色膜の評価」
実施例1〜2および比較例1〜3それぞれの黒色膜の体積抵抗を測定した。測定は、日本工業規格JIS C2103−1991「体積抵抗率試験」に準拠して、4端子法により測定した。
また、この黒色膜の光学濃度であるOD値を、透過濃度計を用いて測定した。
また、この黒色膜の黒色度を評価するために、この黒色膜のCIE明度L*、色度a*、b*を、CIE(国際照明委員会)により規格化されたL*a*b*表色系に基づいて測定した。
これらの結果を表1に示す。
実施例1〜2および比較例1〜3それぞれの黒色膜の体積抵抗を測定した。測定は、日本工業規格JIS C2103−1991「体積抵抗率試験」に準拠して、4端子法により測定した。
また、この黒色膜の光学濃度であるOD値を、透過濃度計を用いて測定した。
また、この黒色膜の黒色度を評価するために、この黒色膜のCIE明度L*、色度a*、b*を、CIE(国際照明委員会)により規格化されたL*a*b*表色系に基づいて測定した。
これらの結果を表1に示す。
この表によれば、実施例1、2の黒色膜は、体積抵抗が1010Ωcmよりも大きく、OD値が4以上であり、CIE明度L*も低く、色度a*、b*の絶対値も小さいことから、絶縁性、遮光性及び黒色度に優れていることが確認された。
一方、比較例1の黒色膜は、OD値が4以上であり、CIE明度L*も低く、色度a*、b*の絶対値も小さいものの、体積抵抗が1.2×106Ωcmと低く、絶縁性が低下していることが分かった。
また、比較例2、3の黒色膜は、体積抵抗が1010Ωcmよりも大きいものの、CIE明度L*が高く、OD値が2前後と小さく、色度a*、b*の絶対値も1を超えており、実施例1、2の黒色膜に対して黒色度、遮光性共に劣っていることが分かった。
一方、比較例1の黒色膜は、OD値が4以上であり、CIE明度L*も低く、色度a*、b*の絶対値も小さいものの、体積抵抗が1.2×106Ωcmと低く、絶縁性が低下していることが分かった。
また、比較例2、3の黒色膜は、体積抵抗が1010Ωcmよりも大きいものの、CIE明度L*が高く、OD値が2前後と小さく、色度a*、b*の絶対値も1を超えており、実施例1、2の黒色膜に対して黒色度、遮光性共に劣っていることが分かった。
本発明の黒色微粒子分散液は、黒色度、遮光性に優れ、さらには耐熱性に優れ、しかも安価な黒色遮光膜の材料として利用することができるので、黒色度、遮光性、耐熱性が求められるあらゆる物の材料に適用可能である。例えば、黒色遮光性フィルム、黒色遮光性ガラス、黒色紙、黒色布、黒色インキ、プラズマディスプレイ(PDP)や液晶ディスプレイ(LCD)などの表示装置向けのブラックマトリックス材料、ブラックシール材料、ブラックマスク材料などとしても利用できる。
1、11、21、31 黒色微粒子
2 1次粒子
3 2次粒子
4 微粒子
5 絶縁膜
12、23 空間部
22 緻密な外殻層
32 粒子状の核
2 1次粒子
3 2次粒子
4 微粒子
5 絶縁膜
12、23 空間部
22 緻密な外殻層
32 粒子状の核
Claims (6)
- 平均粒子径が1nm以上かつ200nm以下の金属および/または金属酸化物からなる微粒子の1次粒子が集合した、平均粒子径が5nm以上かつ300nm以下の2次粒子の表面が、絶縁膜により被覆されていることを特徴とする黒色微粒子。
- 前記絶縁膜は、金属酸化物または有機高分子化合物であることを特徴とする請求項1記載の黒色微粒子。
- 前記微粒子は、銀、錫、ニッケルの群から選択された1種または2種以上を含有してなることを特徴とする請求項1または2記載の黒色微粒子。
- 請求項1、2または3記載の黒色微粒子を含有してなることを特徴とする黒色微粒子分散液。
- 請求項4記載の黒色微粒子分散液を塗布してなることを特徴とする黒色遮光膜。
- 基材の一主面に、請求項5記載の黒色遮光膜を備えてなることを特徴とする黒色遮光膜付き基材。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005040258A JP2006225495A (ja) | 2005-02-17 | 2005-02-17 | 黒色微粒子と黒色微粒子分散液及び黒色遮光膜並びに黒色遮光膜付き基材 |
TW094131972A TWI395795B (zh) | 2004-09-21 | 2005-09-16 | 黑色材料、黑色微粒子分散液及使用該分散液之黑色遮光膜,以及附有黑色遮光膜之基材 |
TW101136174A TW201302930A (zh) | 2004-09-21 | 2005-09-16 | 黑色微粒子、黑色微粒子分散液及使用該分散液之黑色遮光膜,以及附有黑色遮光膜之基材 |
KR1020077003791A KR101008747B1 (ko) | 2004-09-21 | 2005-09-16 | 흑색 재료, 흑색 미립자 분산액과 이것을 이용한 흑색차광막 및 흑색 차광막 부착 기재 |
CN200580031598XA CN101031621B (zh) | 2004-09-21 | 2005-09-16 | 黑色材料、黑色微粒分散液和使用了它的黑色遮光膜以及带有黑色遮光膜的基材 |
CN2010102670300A CN101914316B (zh) | 2004-09-21 | 2005-09-16 | 黑色材料、黑色微粒分散液和使用了它的黑色遮光膜以及带有黑色遮光膜的基材 |
PCT/JP2005/017178 WO2006033305A1 (ja) | 2004-09-21 | 2005-09-16 | 黒色材料、黒色微粒子分散液とそれを用いた黒色遮光膜、並びに黒色遮光膜付き基材 |
CN2012101536375A CN102702802A (zh) | 2004-09-21 | 2005-09-16 | 黑色材料、黑色微粒分散液和使用了它的黑色遮光膜以及带有黑色遮光膜的基材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005040258A JP2006225495A (ja) | 2005-02-17 | 2005-02-17 | 黒色微粒子と黒色微粒子分散液及び黒色遮光膜並びに黒色遮光膜付き基材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006225495A true JP2006225495A (ja) | 2006-08-31 |
Family
ID=36987147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005040258A Withdrawn JP2006225495A (ja) | 2004-09-21 | 2005-02-17 | 黒色微粒子と黒色微粒子分散液及び黒色遮光膜並びに黒色遮光膜付き基材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006225495A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007101848A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Fujifilm Corp | 濃色隔画壁の形成方法、カラーフィルタ及びその製造方法、並びに表示装置 |
JP2008039944A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Fujifilm Corp | 感光性組成物及びそれを用いた感光性転写材料、表示装置用遮光膜及びその形成方法、遮光膜付基板並びに表示装置 |
JP2008242222A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Fujifilm Corp | 黒色樹脂組成物、遮光膜及びその製造方法、ブラックマトリクス、カラーフィルタ、並びに、表示装置。 |
JP2010189628A (ja) * | 2009-01-20 | 2010-09-02 | Toray Ind Inc | 黒色樹脂組成物、樹脂ブラックマトリクス、カラーフィルターおよび液晶表示装置 |
CN103443666A (zh) * | 2011-03-28 | 2013-12-11 | 木本股份有限公司 | 光学设备用遮光材料及其制造方法 |
JP2015152858A (ja) * | 2014-02-18 | 2015-08-24 | 大日本印刷株式会社 | カラーフィルタおよび有機el表示装置 |
-
2005
- 2005-02-17 JP JP2005040258A patent/JP2006225495A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007101848A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Fujifilm Corp | 濃色隔画壁の形成方法、カラーフィルタ及びその製造方法、並びに表示装置 |
JP2008039944A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Fujifilm Corp | 感光性組成物及びそれを用いた感光性転写材料、表示装置用遮光膜及びその形成方法、遮光膜付基板並びに表示装置 |
JP2008242222A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Fujifilm Corp | 黒色樹脂組成物、遮光膜及びその製造方法、ブラックマトリクス、カラーフィルタ、並びに、表示装置。 |
JP2010189628A (ja) * | 2009-01-20 | 2010-09-02 | Toray Ind Inc | 黒色樹脂組成物、樹脂ブラックマトリクス、カラーフィルターおよび液晶表示装置 |
CN103443666A (zh) * | 2011-03-28 | 2013-12-11 | 木本股份有限公司 | 光学设备用遮光材料及其制造方法 |
TWI556013B (zh) * | 2011-03-28 | 2016-11-01 | Kimoto Kk | Light shielding material for optical machine and manufacturing method thereof |
JP2015152858A (ja) * | 2014-02-18 | 2015-08-24 | 大日本印刷株式会社 | カラーフィルタおよび有機el表示装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4223487B2 (ja) | 黒色微粒子と黒色微粒子分散液及び黒色遮光膜並びに黒色遮光膜付き基材 | |
KR101067206B1 (ko) | 흑색 재료, 흑색 미립자 분산액과 이것을 이용한 흑색차광막 및 흑색 차광막 부착 기재 | |
CN1154143C (zh) | 彩色等离子显示板 | |
KR100286582B1 (ko) | 컬러필터 그 제조방법 및 그 컬러필터를 사용한 액정프로젝터 | |
JP2006225495A (ja) | 黒色微粒子と黒色微粒子分散液及び黒色遮光膜並びに黒色遮光膜付き基材 | |
JP4237148B2 (ja) | 黒色微粒子分散液とそれを用いた黒色遮光膜及び黒色遮光膜付き基材 | |
CN1442453A (zh) | 透明导电层形成用涂料 | |
EP3950584A1 (en) | Zirconium nitride powder coated with alumina and method for producing same | |
KR101008747B1 (ko) | 흑색 재료, 흑색 미립자 분산액과 이것을 이용한 흑색차광막 및 흑색 차광막 부착 기재 | |
CN1290956A (zh) | 具有平坦面板面的彩色阴极射线管 | |
JPH0995625A (ja) | 絶縁性ブラックマトリックス用カーボンブラック | |
CN101031621B (zh) | 黑色材料、黑色微粒分散液和使用了它的黑色遮光膜以及带有黑色遮光膜的基材 | |
JP2002313140A (ja) | 透明導電性フィルム及び光学フィルター並びにその製造方法 | |
JP4437096B2 (ja) | 黒色微粒子分散液とそれを用いた黒色遮光膜及び黒色遮光膜付き基材 | |
JP3315110B2 (ja) | 球状スペーサ粒子およびこれを用いた表示装置 | |
KR101327893B1 (ko) | 전기영동 입자 및 그를 이용한 전기영동 표시소자 및 그 제조 방법 | |
TWI644154B (zh) | 多色顯示面板及其製造方法 | |
JPH0971733A (ja) | ブラックマトリックス用カーボンブラック | |
JP3872529B2 (ja) | 液晶ディスプレイ用カラーフィルタおよびその製造方法 | |
JP6094244B2 (ja) | 反射型表示装置及びその製造方法 | |
JP3729528B2 (ja) | 着色膜形成用塗布液、着色膜及び着色膜を形成したガラス物品 | |
JP2003187643A (ja) | 低透過率透明導電性基材とその製造方法およびこの基材が適用された表示装置 | |
JP2004203941A (ja) | 透明導電膜形成用塗料と透明導電膜及びその製造方法並びにそれを備えた表示装置 | |
JPH07281004A (ja) | 着色低抵抗膜形成用塗布液、着色低抵抗膜、及びその製造方法 | |
CN101090057A (zh) | 真空电子发射型显示器件中的高发光效率高对比度荧光屏 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080902 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20081015 |