JP2007114433A - 微粒子含有組成物、表示装置用着色膜形成用インク、表示装置用遮光膜、遮光材料、遮光膜付き基板、カラーフィルタ、液晶表示素子、及び液晶表示装置 - Google Patents
微粒子含有組成物、表示装置用着色膜形成用インク、表示装置用遮光膜、遮光材料、遮光膜付き基板、カラーフィルタ、液晶表示素子、及び液晶表示装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】少なくとも、金属微粒子及び/又は金属化合物微粒子と、少なくとも1つのチオエーテル基を有する高分子化合物と、熱もしくは光で硬化する化合物とを含有する微粒子含有組成物である。
【選択図】なし
Description
これらの遮光膜には一般に、光学濃度2以上の遮光性が要求されており、遮光膜の色調は表示装置の表示品位の点から黒色が好ましい。
<3> 前記高分子化合物が、下記一般式(1)で表される繰り返し単位を少なくとも有する前記<1>又は<2>に記載の微粒子含有組成物である。
<5> 前記酸基が、カルボン酸基である前記<4>に記載の微粒子含有組成物である。
<6> 前記金属微粒子及び/又は金属化合物微粒子は、アスペクト比が2〜100である前記<1>〜<5>のいずれか1つに記載の微粒子含有組成物である。
<7> 多官能モノマーを更に含有する前記<1>〜<6>のいずれか1つに記載の微粒子含有組成物である。
<8> 光重合開始剤を更に含有する前記<1>〜<7>のいずれか1つに記載の微粒子含有組成物である。
<10> 前記<1>〜<8>のいずれか1つに記載の微粒子含有組成物又は前記<9>に記載の表示装置用着色膜形成用インクを用いてなることを特徴とする表示装置用遮光膜である。
<11> 表示装置用遮光膜の形成に用いられる遮光材料であって、
支持体上に、アスペクト比が2〜100の金属微粒子及び/又は金属化合物微粒子と、少なくとも1つのチオエーテル基を有する高分子化合物と、熱もしくは光で硬化する化合物とを少なくとも含有する微粒子含有層を少なくとも1層有することを特徴とする遮光材料である。
<12> 多官能モノマーを更に含有する前記<11>に記載の遮光材料である。
<13> 光重合開始剤を更に含有する前記<11>又は<12>に記載の遮光材料である。
<14> 前記微粒子含有層が、被転写体への転写が可能な層である前記<11>〜<13>のいずれか1つに記載の遮光材料である。
<16> 光透過性の基板上に、互いに異なる色相を呈する複数の画素を含む画素群と、前記画素群を構成する各画素を離隔する遮光画像とを有するカラーフィルタにおいて、前記遮光画像が、前記<10>に記載の表示装置用遮光膜であることを特徴とするカラーフィルタである。
<17> 前記<15>に記載の遮光膜付き基板を備えたことを特徴とするカラーフィルタである。
<18> 前記<15>に記載の遮光膜付き基板を備えたことを特徴とする液晶表示素子である。
<19> 前記<18>に記載の液晶表示素子を備えたことを特徴とする液晶表示装置である。
本発明の微粒子含有組成物は、金属微粒子及び/又は金属化合物微粒子と、少なくとも1つのチオエーテル基を有する高分子化合物と、熱もしくは光で硬化する化合物とを少なくとも含有してなり、必要に応じて、他の成分を用いて構成することができる。
本発明の微粒子含有組成物は、(特に黒色の)着色剤として、金属微粒子及び金属化合物微粒子の少なくとも1種を含有する。金属系の微粒子を着色剤として用いることで、薄膜で高濃度の像形性が可能であり、特に遮光画像(ブラックマトリクスを含む。)などの黒色像の形成に有効である。
これら金属のうち、金属微粒子として、第4周期、第5周期、又は第6周期の金属であって、第2族、第10族、第11族、第12族、又は第14族の金属がさらに好ましい。
特にロッド状の銀微粒子については、例えばAdv.Mater.2002,14,80−82の記載を参照することができ、すなわち、球形の銀微粒子を種粒子としてその後、更に銀塩を添加し、CTAB(セチルトリメチルアンモニウムブロマイド)等の界面活性剤の存在下で、アスコルビン酸などの比較的還元力の弱い還元剤を用いることにより、銀ロッドやワイヤーを得ることができる。また、同様の記載が、Mater.Chem.Phys.2004,84,197−204、Adv.Funct.Mater.2004,14,183−189にある。
金に関しても、同様に、J.Phys.Chem.B 1999,103、3073−3077及びLangmuir 1999,15,701−709、J.Am.Chem.Soc.2002,124,14316−14317に記載されている。
前記「金属と金属化合物との複合微粒子」の具体例としては、銀と硫化銀との複合微粒子、銀と酸化銅(II)との複合微粒子などが挙げられる。
前記シェル材料は、反射率を低下させる目的で、屈折率の調整剤としても好適に用いられる。
(1)公知の方法で作製した金属微粒子の表面に、酸化、硫化などにより金属化合物のシェルを形成する方法である。例えば、金属微粒子を水などの分散媒に分散させて、硫化ナトリウムや硫化アンモニウムなどの硫化物を添加する方法がある。この方法により、粒子表面が硫化されてコアシェル複合粒子が形成される。
この場合、用いる金属微粒子は、気相法、液相法などの公知の方法で作製することができ、金属微粒子の作製方法については、例えば「超微粒子の技術と応用における最新動向II」(住ベテクノリサーチ(株)、2002年発行)に記載がある。
(2)金属微粒子を作製する過程で連続的に表面に金属化合物のシェルを形成する方法である。例えば、金属塩溶液に還元剤を添加し、金属イオンの一部を還元して金属微粒子を作製し、これに硫化物を添加し、作製した金属微粒子の周囲に金属硫化物を形成することにより、コアシェル複合粒子が形成される。
金属微粒子の粒子径を三軸径とする。そして、1個の金属粒子がちょうど(きっちりと)収まる箱(直方体)を考え、この箱の長さL、幅b、高さ又は厚みtをもってこの金属粒子の寸法と定義する仕方である。金属粒子を箱に収める場合、いくつかの仕方があるが、本発明では以下の方法を採用する。
まず、平面上に金属粒子を、最も重心が低くて安定に静止するように置く。次に、平面に対し直角に立てた2枚の平行な平板により金属粒子を挟み、その平板間隔が最も短くなる位置の平板間隔を「幅b」とする。次に、前記幅bを決する2枚の平板に対し直角で前記平面に対しても直角の2枚の平行な平板により金属粒子を挟み、この2枚の平板間隔を「長さL」とする。最後に金属粒子の最も高い位置に接触するように天板を前記平面に平行に載せ、天板と平面との間隔を高さ又は厚みtとする。(この方法により平面、各2枚の平板及び天板によって画される直方体が形成される。)また、金属粒子の三軸径b、L及びtの最も長いものに該当する軸を「長軸」と定義し、長軸方向における長さを「長軸長」と、また、長軸に平行な光を金属粒子に照射して得られる投影面積を真円換算した場合の直径を「短軸長」と定義する。
本発明の微粒子含有組成物は、前記金属微粒子及び/又は金属化合物微粒子の分散剤として、少なくとも1つのチオエーテル基を有する高分子化合物の少なくとも1種(本発明に係る高分子分散剤)を含有する。チオエーテル基を有する高分子化合物を分散剤とするので、既述の金属系の微粒子を分散して含有する場合に、分散時の分散性及び分散後の分散安定性が向上し、色相(特に黒色相)が良好で、高い光学濃度の画像形成が可能となる。
総炭素数1〜4のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、secブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。
上記のうち、総炭素数6〜10のアリール基が好ましく、フェニル基は特に好ましい。
上記のうち、総炭素数7〜11のアラルキル基が好ましく、ベンジル基は特に好ましい。
Yで表される総炭素数1〜8の2価の連結基は、例えば、アルキレン基(例、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基)、アルケニレン基(例、エテニレン基、プロぺニレン基)、アルキニレン基(例、エチニレン基、プロピニレン基)、アリーレン基(例、フェニレン基)、二価のヘテロ環基(例、6−クロロ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル基、ピリミジン−2,4−ジイル基、キノキサリン−2,3−ジイル基、ピリダジン−3,6−ジイル基)、−O−、−CO−、−NR−(Rは水素原子、アルキル基、又はアリール基を表す。)、又はこれらの組み合わせ(例えば、−NHCH2CH2NH−、−NHCONH−等)であることが好ましい。
他のビニルモノマーとしては、芳香族ビニル化合物(例、スチレン、α−メチルスチレン、p−ヒドロキシスチレン、クロロメチルスチレン、及びビニルトルエンなど)、シアン化ビニル(例、(メタ)アクリロニトリル、及びα−クロロアクリロニトリルなど)、カルボン酸ビニルエステル(例、酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ギ酸ビニルなど)、脂肪族共役ジエン(例、1,3‐ブタジエン、及びイソプレンなど)、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(例、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、及び2‐エチルヘキシル(メタ)アクリレートなど)、(メタ)アクリル酸アルキルアリールエステル(例、ベンジル(メタ)アクリレートなど)、(メタ)アクリル酸置換アルキルエステル(例、グリシジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、及びジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレートなど)、アルキル(メタ)アクリルアミド(例、(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、n−ブチル(メタ)アクリルアミド、tert−ブチル(メタ)アクリルアミド、及びtert−オクチル(メタ)アクリルアミドなど)、置換アルキル(メタ)アクリルアミド(例、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、及びジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドなど)、重合性オリゴマー(例、片末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレートオリゴマー、片末端メタクリロイル化ポリスチレンオリゴマー、及び片末端メタクリロイル化ポリエチレングリコールなど)等が好ましく用いられる。
本発明の微粒子含有組成物は、少なくとも1種の熱もしくは光で硬化する化合物を含有する。
熱もしくは光で硬化する化合物として、多官能モノマーなどを用いることができる。多官能モノマーは、それ自体重合して重合後にバインダーとして機能するものであり、該多官能モノマーの含有により、膜形成したときの膜強度を高めることができる。多官能モノマーとしては、光重合可能なモノマーが好ましく、更に熱重合性を有しているものがより好ましい。熱重合性を有する場合には、光重合後に更に熱処理を行なうことで硬化度をより一層高めることができる。
上記以外に好適な光重合開始剤の例として、ベンゾフェノン系の光重合開始剤を挙げることができる。
本発明の微粒子含有組成物が光重合開始剤を含有する場合、光重合開始剤の微粒子含有組成物中における添加量は、該組成物の全固形分に対して、0.1〜20質量%が一般的であり、0.3〜15質量%が好ましい。該含有量が前記範囲内であると、光感度や画像を構成する膜の強度低下を効果的に防止することができる。
前記感光性樹脂組成物としては、既述の多官能モノマー及び/又はオリゴマーと光重合開始剤とを含む感光性樹脂組成物、並びに特開平10−160926号公報の段落番号[0016]〜[0022]及び[0029]に記載のものが好適である。更に、他の光重合性のモノマーを併用してもよい。
本発明の微粒子含有組成物は、上記以外に必要に応じて、下記の公知の顔料、界面活性剤、併用できるポリマー、分散剤、分散安定剤等の他の成分を用いて好適に構成することができる。
顔料としては、カーボンブラックなどの黒色顔料を用いることができる。
顔料の添加量は、既述の金属微粒子及び/又は金属化合物微粒子に対して、50質量%以下が好ましく、特に30質量%以下が好ましい。顔料の添加量が50質量%を越えると、必要な光学濃度を得るために必要な遮光膜の厚みが増大し、遮光膜上に形成される赤、青、緑の画素品位が低下することがある。
本発明の微粒子含有組成物には、塗布性、微粒子の分散安定性の改良などの目的で、界面活性剤を添加することができる。界面活性剤としては、ノニオン系、アニオン系、カチオン系の界面活性剤を特に制限なく使用可能である。中でも、液の安定性の観点から、アニオン界面活性剤が特に好ましい。また、フッ素系界面活性剤は好ましい界面活性剤である。
本発明の微粒子含有組成物には、アルカリ現像性を有するバインダーとして、あるいは既述の金属微粒子及び/又は金属化合物微粒子の分散安定性を更に良化するために、既述の「チオエーテル基を有する高分子化合物」以外のポリマーを併用することができる。該ポリマーの種類としては、特に制限はなく、求められる性質、共重合する成分、酸価、分子量は、「チオエーテル基を有する高分子化合物」と同義である。
本発明の微粒子含有組成物には、分散安定剤を用いることができ、分散安定剤については、例えば「顔料分散技術」(技術情報協会(株)、1999年発行)に記載のものを使用できる。
本発明の微粒子含有組成物は、金属微粒子及び/又は金属化合物微粒子、チオエーテル基を有する高分子化合物、熱もしくは光で硬化する化合物、及び必要に応じて添加可能な他の成分を(好ましくは溶剤を加えて)混合分散することにより調製できる。好ましくは、予め金属微粒子及び/又は金属化合物微粒子をチオエーテル基を有する高分子化合物と共に溶剤に分散した微粒子分散液を調製後、これに熱もしくは光で硬化する化合物と添加可能な他の成分とを添加混合することにより調製することができる。
本発明の表示装置用着色膜形成用インクは、既述の本発明の微粒子含有組成物を用いて調製されるものである。本発明の微粒子含有組成物を用いて構成されるので、インクとしての長期保存時の安定性が高く、色相が良好(特に黒色相が良好)で高い光学濃度を有する。
本発明の表示装置用遮光膜は、既述の本発明の微粒子含有組成物、あるいは既述の本発明の表示装置用着色膜形成用インクを用いて形成されるものである。この遮光膜は、本発明の微粒子含有組成物を用いて構成されるので、製造工程上高温に曝されるような場合など、高温環境での樹脂成分、微粒子の変質に伴なう色味変化が少なく、色相が良好(特に黒色相が良好)で高い光学濃度を有する。
パターニングする方法としては、露光・現像による方法、レーザーの熱により不要部分を除去する方法(アブレーション法)、基板上に設けられた遮光性層の上に感光性レジスト膜を塗布し、これを露光・現像してパターニングした後、感光性レジスト膜を除去する方法などが挙げられる。本発明では、これらの方法のいずれも使用できるが、下記方法(1)〜(3)は工程の簡便さやパターニングの解像度などの点で好ましい。
(2)基板上に感光性の微粒子含有組成物を塗布、乾燥して感光性の遮光性層を形成し、形成された感光性の遮光性層を露光、現像(未硬化部分を除去)してパターニングする方法;
(3)仮支持体の上に感光性の微粒子含有組成物を塗布、乾燥して感光性の遮光性層を予め形成して積層体(感光性転写材料)としておき、この積層体を所望の基板上にラミネートした後に仮支持体を除去して感光性の遮光性層を基板に転写した後、基板上に転写形成された感光性の遮光性層を露光、現像(未硬化部分を除去)してパターニングする方法;
微粒子含有組成物を基板又は仮支持体に付与する方法としては、塗布方法が好適であり、該塗布方法としては特に制限はなく、例えば、特開平5−224011号公報に記載のスピンコート法、特開平9−323472号公報に記載のダイコート法などを用いることができる。
露光は、公知の光源を用いて所望のパターンにて行なうことができる。光源は、フォトレジスト膜又は感光性の遮光性層の感光性状に応じて選択すればよい。例えば、超高圧水銀灯、キセノン灯、カーボンアーク灯、アルゴンレーザー等の公知の光源を使用することができる。また、特開平6−59119号公報に記載の、400nm以上の波長の光透過率が2%以下である光学フィルター等を併用してもよい。
また、現像後に水洗工程を設けることも可能である。
現像後には、加熱処理を行なうことが好ましい。加熱処理により、露光により硬化した感光性の遮光性層の硬化を促進し、耐溶剤性や耐アルカリ性をより高めることができる。加熱方法は、現像後の基板を電気炉、乾燥器等の中に入れて加熱する方法、赤外線ランプで加熱する方法などを適用できる。
また、現像後、加熱処理をする前に、硬化促進のために更に露光を行なってもよく、この場合の露光も既述の露光の場合と同様の方法により行なうことができる。
保護層は、パターン露光時に酸素を遮断して感光性の遮光性層の露光感度を高めるための酸素遮断層として機能するものであり、酸素遮断性の樹脂、例えばポリビニルアルコールを主成分に含む層が好ましい。なお、この層は、遮光膜(遮光画像)形成後は不要であるので、現像により除去される。
前記基板としては、表示装置に一般に用いられるガラス基板が好ましい。
ガラス基板としては、例えば、ソーダガラス、低アルカリガラス、無アルカリガラス等の公知のガラスを用いたガラス基板が好適である。ガラス基板については、例えば、「液晶ディスプレイ工学入門」(鈴木ハナエ著、日刊工業新聞社発行(1998年))に記載がある。その他の基板として、シリコンウエハやポリオレフィン系などの透明プラスチックも用いることができる。さらに、TFT素子が配されたTFT素子基板を用いることもできる。
本発明の遮光材料は、表示装置用遮光膜の形成に用いられる遮光材料であり、支持体上に少なくとも一層の微粒子含有層を有してなり、必要に応じて更に、熱可塑性樹脂層、中間層、及び最表層を覆う保護フィルム等を設けて構成することができる。
本発明においては、熱もしくは光で硬化する化合物として、多官能モノマー及び光重合開始剤を用いて光硬化性に構成された材料であるのが好ましい。
以下、感光性の遮光性層が設けられた感光性転写材料を例に詳細に説明する。但し、本発明においては、これに限定されるものではない。
熱可塑性樹脂層は、熱可塑性を有する樹脂を少なくとも含んでなり、一般には溶剤を用いて調製された熱可塑性樹脂含有の調製液を用いて形成することができる。
また、熱可塑性樹脂層を構成する樹脂として、特開2004−317897号公報の段落番号[0046]〜[0048]に記載のものを使用できる。
前記熱可塑性樹脂層を設ける場合、熱可塑性樹脂層と感光性の遮光性層との間には、調製液塗布時の両層の層混合を防止する、あるいは酸素遮断の目的で、さらに中間層を設けることが好ましい。
前記ラミネートの方法としては、従来公知のラミネーター、真空ラミネーターなどを用いることができる。また、摩擦性を高めるため、オートカットラミネーターを使用することもできる。
本発明の遮光膜付き基板は、基板上に、既述の本発明の微粒子含有組成物、既述の本発明の表示装置用着色膜形成用インク、又は既述の本発明の遮光材料を用いて遮光膜を形成して構成されたものである。
遮光膜の形成は、既述の表示装置用遮光膜を形成するのに好適な方法(1)〜(3)により行なえ、方法(3)によるのがより好ましい。
本発明のカラーフィルタは、光透過性の基板上に、互いに異なる色相を呈する複数の画素を含む画素群と、画素群を構成する各画素を離隔する遮光画像(いわゆるブラックマトリックス)として、既述の本発明の表示装置用遮光膜とを設けて構成されたものである。
上記のほか、本発明のカラーフィルタは、TFT素子基板を用い、TFT素子基板の上に、画素群を設けずに、表示装置用遮光膜(ブラックマトリックス)のみを設けた構成であってもよい。この場合は、このTFT素子基板とは別の光透過性の基板上に画素群を形成し、画素群が形成された基板を前記TFT素子基板に対向配置して用いる。これにより、TFTアレイの開口率が良好となる。
着色感光性樹脂組成物、感光性転写材料については、例えば、特開2005−3861号公報や、特開2004−361448号公報、特開2004−205731公報を参照できる。
本発明の液晶表示素子は、既述の本発明の遮光膜付き基板を用いて構成されたものである。本発明の遮光膜付き基板、詳細には、既述した本発明の微粒子含有組成物、表示装置用着色膜形成用インク、又は遮光材料を用いてなる遮光膜で構成されるので、高温環境に曝されることに伴なう色味変化が少なく、色相が良好で高い光学濃度を有しており、表示画像のコントラストが高く、良好な表示品質の画像表示が可能である。
−ポリマー1の合成−
ノルマルプロパノール200部を80℃に加熱した後、これに窒素気流下で、エチルチオエチルアクリレート52.2部、メタクリル酸20.0部、及びジメチルアクリルアミド127.8部の混合物(モノマー液)と、2,2’−アゾビス(イソ酪酸)ジメチル(商品名:V−601、和光純薬工業(株)製)1.70部及びノルマルプロパノール100部の混合物(開始剤溶液)と、をそれぞれ2時間かけて同時滴下した。滴下終了後、更に窒素気流下、80℃で2時間加熱し、ノルマルプロパノール500部を添加することにより、ポリマー1の20%溶液(重量平均分子量84000;本発明に係る高分子分散剤)を得た。
メチルエチルケトン200部を80℃に加熱した後、これに窒素気流下で、エチルチオエチルアクリレート52.2部、メタクリル酸47.8部、及びスチレン100.0部の混合物(モノマー液)と、2,2’−アゾビス(イソ酪酸)ジメチル(商品名:V−601;和光純薬工業(株)製)1.70部、及びメチルエチルケトン100部の混合物(開始剤溶液)とを、それぞれ2時間かけて同時滴下した。滴下終了後、更に窒素気流下、80℃で2時間加熱し、メチルエチルケトン500部を添加することにより、ポリマー2の20%溶液(重量平均分子量70000;本発明に係る高分子分散剤)を得た。
前記ポリマー2の合成で用いたモノマー液を、メチルチオエチルアクリレート47.7部、メタクリル酸47.8部、及びスチレン104.5部の混合物に代えたこと以外、前記ポリマー2の合成と同様にして、ポリマー3の20%溶液(重量平均分子量68000;本発明に係る高分子分散剤)を得た。
前記ポリマー2の合成で用いたモノマー液を、フェニルチオエチルアクリレート67.9部、メタクリル酸47.8部、及びメタクリル酸メチル84.3部の混合物に代えたこと以外、前記ポリマー2の合成と同様にして、ポリマー4の20%溶液(重量平均分子量78000;本発明に係る高分子分散剤)を得た。
<銀微粒子組成物の調製>
まず、Mater.Chem.Phys.2004,84,p.197−204に記載の微粒子の調製方法にしたがって、銀塩還元時のpH、反応温度を変化させることにより、各種アスペクト比を持つロッド状銀微粒子の分散液を調製し、得られた分散液に遠心分離処理(回転数10000r.p.m.,20分間)を施した後、上澄み液を捨て適宜濃縮を行なって、ロッド状銀微粒子を得た。
−1.銀微粒子分散性の評価−
銀微粒子組成物を25℃にて3日間放置した後、目視により銀微粒子の分散性を下記の評価基準にしたがって評価した。評価結果は下記表1に示す。
〈評価基準〉
A:銀微粒子が沈降することなく均一に分散されていた。
B:銀微粒子が一部沈降していた。
C:銀微粒子が完全に沈降していた。
下記組成の各成分を混合し、遮光画像形成用塗布液(黒色材料用の微粒子含有組成物)を調製した。
〈黒色材料用の微粒子含有組成物の組成〉
・上記の銀微粒子組成物(アスペクト比=54.7) … 180部
・フッ素系界面活性剤 … 1.68部
(商品名:F780F、大日本インキ化学工業(株)製)
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート … 6.27部
(KAYARAD DPHA、日本化薬(株)製)
・ビス[4−[N−(4,6−ビストリクロロメチル−s−トリアジン−2−イル)フェニル]カルバモイル]フェニル]セバケート … 0.6部
・アセトン …1500部
無アルカリガラス基板をUV洗浄装置で洗浄後、洗浄剤を用いてブラシ洗浄し、更に超純水で超音波洗浄した。洗浄後の基板を120℃で3分間熱処理し、表面状態を安定化させた。続いて、この基板を冷却して23℃に温調した後、スリット状ノズルを有するガラス基板用コーター(商品名:MH−1600、エフ・エー・エス・ジャパン社製)を用いて、上記の遮光画像形成用塗布液を塗布した(塗布工程)。
引き続き、遮光画像が形成された無アルカリガラス基板(以下、「カラーフィルタ基板」と称する。)を用い、このカラーフィルタ基板に、特開2004−347831号公報の段落番号[0075]〜[0086]に記載の感光性樹脂組成物を用いて同様にして、所定サイズ、形状よりなる赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の着色パターン(着色画素)を形成し、カラーフィルタを作製した。
上記で得たカラーフィルタを用いて、以下に示すようにして、液晶表示素子を作製すると共に、さらに液晶表示装置を作製した。
まず、得られたカラーフィルタのRGBのパターンに対応させるようにして、別に用意したガラス基板上に、薄膜トランジスタ(TFT)と画素電極とを形成すると共に、配向膜を設けてアクティブマトリックス基板を作製した。次いで、上記で得たカラーフィルタの上に更にITO膜と配向膜とを形成し、対向基板とした。得られたアクティブマトリクス基板と対向電極とを所定の間隔(いわゆるセル厚)が形成されるようにして対向配置し、両基板間にTN液晶を封入してシール剤を介して貼り合わせ、液晶表示素子を得た。そして、得られた液晶表示素子の両基板の表面に偏光板をクロスニコルにて配置し、更にアクティブマトリックス基板側にバックライトを配設して、液晶表示装置とした。
実施例1において、ポリマー1の20%溶液をポリマー2の20%溶液に代え、かつノルマルプロパノールをメチルエチルケトンに代えたこと以外、実施例1と同様にして、銀微粒子組成物を調製し、評価1を行なうと共に、遮光画像を得た。評価1の結果を下記表1に示す。そして、得られた遮光画像を用いて、実施例1と同様にして、カラーフィルタ並びに液晶表示素子、液晶表示装置を作製した。
実施例1において、ポリマー1の20%溶液をポリマー3の20%溶液に代え、かつノルマルプロパノールをメチルエチルケトンに代えたこと以外、実施例1と同様にして、銀微粒子組成物を調製し、評価1を行なうと共に、遮光画像を得た。評価1の結果は下記表1に示す。そして、得られた遮光画像を用いて、実施例1と同様にして、カラーフィルタ並びに液晶表示素子、液晶表示装置を作製した。
実施例1において、ポリマー1の20%溶液をポリマー4の20%溶液に代え、かつノルマルプロパノールをメチルエチルケトンに代えたこと以外、実施例1と同様にして、銀微粒子組成物を調製し、評価1を行なうと共に、遮光画像を得た。評価1の結果は下記表1に示す。そして、得られた遮光画像を用いて、実施例1と同様にして、カラーフィルタ並びに液晶表示素子、液晶表示装置を作製した。
実施例1において、ロッド状銀微粒子の平均アスペクト比を54.7から3.2(実施例5)、12.2(実施例6)、78.4(実施例7)、又は1.3(実施例8)にそれぞれ代えたこと以外、実施例1と同様にして、銀微粒子組成物を調製し、評価1を行なうと共に、遮光画像を得た。評価1の結果は下記表1に示す。そして、得られた遮光画像を用いて、実施例1と同様にして、カラーフィルタ並びに液晶表示素子、液晶表示装置を作製した。
<転写材料の作成>
厚さ75μmのポリエチレンテレフタレート仮支持体(PET仮支持体)の表面に、スリット状ノズルを用いて、乾燥厚みが5μmになるように下記の処方H1で調製された熱可塑性樹脂層用塗布液を塗布し、100℃で3分間乾燥させ、熱可塑性樹脂層を形成した。この熱可塑性樹脂層上に、下記処方P1で調製された中間層用塗布液をスリットコーターを用いて乾燥膜厚が1.5μmとなるように塗布し、100℃で3分間乾燥させて、中間層(酸素遮断膜)を積層した。この中間層上に、実施例1で調製した遮光画像形成用塗布液を、乾燥膜厚が0.5μmとなるようにスリットコーターを用いて塗布し、100℃で3分間乾燥させて感光性遮光層(金属黒色層)を形成した。
以上のようにして、PET仮支持体上に熱可塑性樹脂層、中間層、及び感光性遮光層が順次積層されたフィルムを作製し、更に遮光層の上に保護フィルムとして、厚さ12μmのポリプロピレンフィルムを圧着して、感光性転写材料とした。
・メタノール …11.1部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート … 6.36部
・メチルエチルケトン …52.4部
・メチルメタクリレート/2−エチルヘキシルアクリレート/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(共重合比[モル比]=55/11.7/4.5/28.8、重量平均分子量=9万、Tg≒70℃) … 5.83部
・スチレン/アクリル酸共重合体(共重合比[モル比]=63/37、重量平均分子量=1万、Tg≒100℃) …13.6部
・2,2−ビス[4−(メタクリロキシポリエトキシ)フェニル]プロパン
(新中村化学工業(株)製;ビスフェノールAにペンタエチレングリコールモノメタクリートを2当量脱水縮合した化合物) … 9.1部
・フッ素系界面活性剤 … 0.54部
(商品名:F780F、大日本インキ化学工業(株)製)
・PVA−205 … 32.2部
(ポリビニルアルコール、(株)クラレ製、鹸化度=88%、重合度550)
・ポリビニルピロリドン … 14.9部
(アイ・エス・ピー・ジャパン(株)製、K−30)
・蒸留水 …524部
・メタノール …429部
無アルカリガラス基板にガラス洗浄剤液をシャワーにより20秒間吹き付けながらナイロン毛を有する回転ブラシで洗浄し、純水でシャワー洗浄した後、シランカップリング液(N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシランの0.3%水溶液;商品名:KBM603、信越化学工業(株)製)をシャワーにより20秒間吹き付け、その後、純水でシャワー洗浄した。さらに、この基板を基板予備加熱装置を用いて100℃下で2分間加熱した。
実施例1において、ポリマー1をベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体(モル比=73/27、重量平均分子量:3万)に代えたこと以外、実施例1と同様にして、銀微粒子組成物を調製し、評価1を行なうと共に、遮光画像を得た。評価1の結果は下記表1に示す。そして、得られた遮光画像を用いて、実施例1と同様にして、カラーフィルタ並びに液晶表示素子、液晶表示装置を作製した。
−2.色相の評価−
各実施例及び比較例で得られた遮光画像の色度を、顕微分光光度計OSP100(オリンパス光学(株)製を用いて、ピンホール径5μmにて測定し、F10光源視野2度の結果として計算した。そして、理想的な黒色をx=0.33、y=0.33とし、得られた値(x,y値)との色差ΔEを算出して、色相を評価する指標とした。なお、色差ΔEの値が小さい方が黒の色相が良好であることを示す。評価結果は下記表1に示す。
各実施例及び比較例で得られた遮光画像(膜)の透過濃度(OD)を、マクベス濃度計(TD−904、マクベス社製)を用いて測定した。その際、ガラス基板の光学濃度分は補正した。評価結果は下記表1に示す。
これに対し、チオエーテル基を有する高分子化合物を用いない構成とした比較例1では、分散安定性が不充分であり、銀粒子が凝集を起こして遮光画像を得ることはできなかった。
−4.着色画素の評価−
実施例1〜9及び比較例1で得られた各カラーフィルタについて、着色パターンを顕微鏡観察により評価した。その結果、実施例のカラーフィルタはいずれも、比較例のカラーフィルタに比し、各着色画素に欠陥がなく、パターンは精細に構成されていた。
−5.画質の評価−
実施例1〜9及び比較例1で得られた各液晶表示装置を用いて画像表示し、表示画像の品質を目視により評価した。その結果、実施例の液晶表示装置はいずれも、比較例の液晶表示装置に比し、高コントラストで鮮やかな画像表示が可能であり、良好な表示特性を示すことを確認した。
Claims (19)
- 少なくとも、金属微粒子及び/又は金属化合物微粒子と、少なくとも1つのチオエーテル基を有する高分子化合物と、熱もしくは光で硬化する化合物とを含有することを特徴とする微粒子含有組成物。
- 前記高分子化合物が、少なくとも一種のチオエーテル構造を側鎖に含むエチレン性不飽和単量体から誘導される繰り返し単位を有する請求項1に記載の微粒子含有組成物。
- 前記高分子化合物が、酸基を更に有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の微粒子含有組成物。
- 前記酸基が、カルボン酸基である請求項4に記載の微粒子含有組成物。
- 前記金属微粒子及び/又は金属化合物微粒子は、アスペクト比が2〜100である請求項1〜5のいずれか1項に記載の微粒子含有組成物。
- 多官能モノマーを更に含有する請求項1〜6のいずれか1項に記載の微粒子含有組成物。
- 光重合開始剤を更に含有する請求項1〜7のいずれか1項に記載の微粒子含有組成物。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の微粒子含有組成物を用いてなることを特徴とする表示装置用着色膜形成用インク。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の微粒子含有組成物又は請求項9に記載の表示装置用着色膜形成用インクを用いてなることを特徴とする表示装置用遮光膜。
- 表示装置用遮光膜の形成に用いられる遮光材料であって、
支持体上に、アスペクト比が2〜100の金属微粒子及び/又は金属化合物微粒子と、少なくとも1つのチオエーテル基を有する高分子化合物と、熱もしくは光で硬化する化合物とを少なくとも含有する微粒子含有層を少なくとも1層有することを特徴とする遮光材料。 - 多官能モノマーを更に含有する請求項11に記載の遮光材料。
- 光重合開始剤を更に含有する請求項11又は12に記載の遮光材料。
- 前記微粒子含有層が、被転写体への転写が可能な層である請求項11〜13のいずれか1項に記載の遮光材料。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の微粒子含有組成物、請求項9に記載の表示装置用着色膜形成用インク、又は請求項11〜14のいずれか1項に記載の遮光材料を用いてなる遮光膜を有することを特徴とする遮光膜付き基板。
- 光透過性の基板上に、互いに異なる色相を呈する複数の画素を含む画素群と、前記画素群を構成する各画素を離隔する遮光画像とを有するカラーフィルタにおいて、前記遮光画像が、請求項10に記載の表示装置用遮光膜であることを特徴とするカラーフィルタ。
- 請求項15に記載の遮光膜付き基板を備えたことを特徴とするカラーフィルタ。
- 請求項15に記載の遮光膜付き基板を備えたことを特徴とする液晶表示素子。
- 請求項18に記載の液晶表示素子を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
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