JP2007264489A - 表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物、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、液晶表示素子、並びに液晶表示装置 - Google Patents

表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物、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、液晶表示素子、並びに液晶表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】黒濃度が高く、高度の遮光性能を有し、現像残渣やムラ、モアレ、エッジ形状の不具合の発生を抑え、高コントラストで鮮明な画像表示を可能とする。
【解決手段】樹脂及びその前駆体と合金部分を含む金属微粒子とを含み、4.1以上の光学濃度を有している。
【選択図】なし

Description

本発明は、合金部分を含む金属微粒子を含有する表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物並びに、こ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、液晶表示素子、及び液晶表示装置に関する。
近年、表示画像のコントラストを向上させるために、ブラックマトリクスには高い光学濃度が要求されるようになってきた。その一方、ブラックマトリクスの厚みが厚いとカラーフィルタの表面平滑性が損なわれるため、薄膜に構成されることが必要とされる。
従来より、高い遮光性を有する表示装置用のブラックマトリクスの作製には、金属の薄膜が用いられてきた。これは、蒸着法やスパッタリング法により形成されたクロム等の金属薄膜の上にフォトレジストを塗布し、次いで表示装置用遮光膜用パターンをもつフォトマスクを用いてフォトレジストを露光・現像した後、露出した金属薄膜をエッチングし、最後に金属薄膜の上に残存するフォトレジストを剥離除去することにより形成する方法によるものである(例えば、非特許文献1参照)。
この方法は、金属薄膜を用いるため、膜厚が小さくても高い遮光効果が得られる反面、蒸着法やスパッタリング法という真空成膜工程やエッチング工程が必要となり、コストが高くなるという問題がある。また、金属膜であるため反射率が極めて高く、強い外光の下では表示コントラストが低くなる問題もある。これらに対応して、低反射クロム膜(金属クロムと酸化クロムとの2層からなるもの等)を用いる方法も提案されているが、更なるコストアップとなることは否めない。そして更に、エッチング工程では金属イオンを含有した廃液が排出されるため、環境負荷が大きいという大きな欠点も有している。特に最もよく用いられるクロムは、有害で環境負荷が非常に大きい。
一方、環境負荷の小さいブラックマトリクスを得る技術の一つに、カーボンブラックを用いた技術がある(例えば、特許文献1参照)。これは、カーボンブラックを含有する感光性樹脂組成物を基板に塗布し、乾燥させたものを露光、現像してブラックマトリクスとするものである。
しかし、カーボンブラックは、単位塗布量あたりの光学濃度が低いため、高い遮光性、光学濃度を確保しようとすると必然的に膜厚が大きくなり、例えば、上記の金属膜同等の光学濃度4.0を確保しようとすると、膜厚は1.2〜1.5μmとなる。そのため、ブラックマトリクスの形成後、赤、青、緑の画素を形成すると、画素エッジ部の段差等によりカラーフィルタの表面が平滑でなくなり、表示品位が低下するという欠点がある。
上記以外に、環境負荷が小さく薄膜で光学濃度の高いブラックマトリクスを得る方法として、カーボンブラックの代わりに銀粒子などの金属微粒子を用いる方法が知られている(例えば、特許文献2〜4参照)。この方法によると、環境負荷が小さく、薄膜で光学濃度の高いブラックマトリクスを得ることができるとされている。
特開昭62−9301号公報 特開2004−334182号公報 特開2004−240039号公報 特開2005−17322号公報 「カラーTFT液晶ディスプレイ」p.218〜p.220、共立出版(株)発行(1997年4月10日)
しかしながら、近年は、ブラックマトリクスを備えた表示装置がテレビ(TV)に応用されるようになっているが、TV用の表示装置は、透過率が低く色純度の高いカラーフィルタを用いながら高輝度を得るために、バックライトの輝度が高くなる傾向にあり、バックライトの反射による、TFTが誤動作する問題を回避するために、反射率の低いブラックマトリクスが要求されている。
また、TVは、太陽光が入射する部屋に長期間設置されることが多く、太陽光によるTFTの劣化があることや、更には(1)ODが高いと画像の引締まり感(コントラスト)がでること及び(2)外光での液晶の白さが目立たなくなること等の点からも高い遮光性が求められている。
しかし、ブラックマトリクスが高い遮光性を有する場合、膜厚を厚くしたためにカラーフィルタの平坦性が得られなかったり、高い遮光性により現像残渣、エッジ形状の不具合、現像時のムラが生じてきれいなパターンが得られないという問題が生じやすく、このような場合には表示特性は損なわれる。
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、黒濃度が高く、高度の遮光性能を有し、現像残渣やムラ、モアレ、エッジ形状の不具合の発生を抑え、高コントラストで鮮明な画像表示を可能とする表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物、感光性転写材料、表示装置用遮光膜及びその製造方法、及び遮光膜付基板、並びに、コントラストが高く鮮明な画像を表示することができる液晶表示素子及び液晶表示装置を提供することを目的とし、これら目的を達成することを本発明の課題とする。
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
<1> 樹脂及びその前駆体の少なくとも一種と合金部分を含む金属微粒子の少なくとも一種とを含み、光学濃度が4.1以上である表示装置用遮光膜である。
<2> 前記金属微粒子が、合金部分と金属部分とからなる金属微粒子であることを特徴とする前記<1>に記載の表示装置用遮光膜である。
<3> 前記合金部分が、銀錫合金であることを特徴とする前記<1>又は<2>に記載の表示装置用遮光膜である。
<4> 前記樹脂及びその前駆体の少なくとも一種が熱硬化性を有する前記<1>〜<3>のいずれか1つに記載の表示装置用遮光膜である。
<5> 樹脂及びその前駆体の少なくとも一種と合金部分を含む金属微粒子の少なくとも一種とを含み、厚み0.1〜10μmの膜としたときの光学濃度が4.1以上である表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物である。
<6> 少なくとも1種の溶媒を更に含む前記<5>に記載の表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物である。
<7> 仮支持体上に少なくとも感光性樹脂層を有し、該感光性樹脂層が前記<5>又は<6>に記載の表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物を用いてなる感光性転写材料である。
<8> 前記<5>又は<6>に記載の表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物をスリット状ノズルにより塗布する塗布工程を有する表示装置用遮光膜の形成方法である。
<9> 前記<7>に記載の感光性転写材料を用いて基板上に感光性樹脂層を転写する転写工程と、基板上に転写された少なくとも前記感光性樹脂層を露光する露光工程と、前記露光後の前記感光性樹脂層を現像処理する現像工程と、現像処理された少なくとも前記感光性樹脂層をベークするベーク工程とを有する表示装置用遮光膜の形成方法である。
<10> ブラックマトリクスに用いられる前記<1>〜<4>のいずれか1つに記載の表示装置用遮光膜である。
<11> 前記<1>〜<4>のいずれか1つに記載の表示装置用遮光膜を備えた遮光膜付基板である。
<12> カラーフィルタの作製に用いられることを特徴とする前記<11>に記載の遮光膜付基板である。
<13> 前記<11>又は<12>に記載の遮光膜付基板を備えた液晶表示素子である。
<14> 前記<13>に記載の液晶表示素子を備えた液晶表示装置である。
本発明によれば、黒濃度が高く、薄膜でも高度の遮光性能を有し、現像残渣やムラ、モアレ、エッジ形状の不具合の発生を抑え、高コントラストで鮮明な画像表示を可能とする表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物、感光性転写材料、表示装置用遮光膜及びその製造方法、及び遮光膜付基板、並びに、コントラストが高く鮮明な画像を表示することができる液晶表示素子及び液晶表示装置を提供することができる。
以下、本発明の表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物について詳細に説明し、該説明を通じて更に本発明の表示装置用遮光膜及びその形成方法、感光性転写材料、遮光膜付基板、液晶表示素子、及び液晶表示装置の詳細について詳述する。
本発明の表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物(以下、単に「感光性樹脂組成物」ともいう。)は、樹脂及びその前駆体の少なくとも一種と合金部分を含む金属微粒子の少なくとも一種とを含み、厚み0.1〜10μmの膜としたときの光学濃度が4.1以上である表示装置用遮光膜の形成に用いられる感光性の樹脂組成物である。
また、本発明の感光性樹脂組成物は、目的や用途等の必要に応じて、他の成分を含んでいてもよい。これら各成分について具体的に説明する。
−合金部分を含む金属微粒子−
本発明に係る合金部分を含む金属微粒子(以下、「金属微粒子」又は「本発明に係る合金含有微粒子」ということがある。)としては、特に限定されず、合金部分を含む金属化合物、合金部分を含む複合微粒子などの中から選択することができ、一種のみならず二種以上を組み合わせて用いてもよい。
合金とは、「岩波理化学辞典(第5版)」(1998年、岩波書店発行)の「合金」(447ページ)に記載されたものであり、2種以上の金属で組織される固溶体、共晶、化合物、金属間化合物などが含まれる。
また、金属微粒子における「金属」とは、「岩波理化学辞典(第5版)」(1998年、岩波書店発行)に記載の「金属」(352頁)による。また、「金属化合物」とは、金属と金属以外の元素との化合物であり、ここでの金属も前記金属微粒子における金属と同義である。
本発明に係る「合金部分を含む金属微粒子」において、少なくとも一部が合金で構成されていることは、例えば、(株)日立製作所製のHD−2300とノーラン(Noran)社製のEDS(エネルギー分散型X線分析装置)とを用いて、加速電圧200kVによる各々の粒子の中心15nm□エリアのスペクトル測定により確認することができる。
金属の中でも、長周期型周期表の第3族〜第14族の金属が好ましく、特に金、銀、銅、パラジウム、タングステン、チタン、錫が好ましい。中でも、安全性、コストなどを点で、銀、錫が特に好ましい。
前記金属化合物を構成する「金属と金属以外の元素との化合物」の例としては、金属の酸化物、硫化物、硫酸塩、炭酸塩などがある。このうち、色調や微粒子形成のしやすさの点で、硫化物が特に好ましい。
前記金属化合物の例としては、酸化銅(II)、硫化鉄、硫化銀、硫化銅(II)、チタンブラックなどがある。このうち、色調、微粒子形成のしやすさ、安定性の点で、硫化銀が特に好ましい。
前記「金属化合物」には次の微粒子が含まれる。
(1)金属化合物からなる微粒子
(2)2種類以上の金属化合物からなる微粒子が複合して1つの粒子となった微粒子
(3)金属微粒子と金属化合物からなる微粒子とからなる微粒子
2種類以上の金属化合物からなる微粒子が複合して1つの粒子となった微粒子については、具体例として、硫化銅と硫化銀との複合微粒子、硫化鉄と硫化銀との複合微粒子、酸化銅(II)と硫化鉄との複合微粒子などがある。
また、金属微粒子と金属化合物からなる微粒子とからなる微粒子については、具体例として、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、パラジウムと硫化パラジウムとの複合微粒子などがある。
複合微粒子の場合、粒子の形態に特に制限はなく、例えば、粒子の内部と表面で組成の異なるもの、2種類の粒子が合一したもの等を挙げることができる。
本発明に係る合金含有微粒子の粒径には、特に制限はなく、数平均粒径で60〜3000nmの範囲が好ましく、70〜2000nmの範囲がより好ましく、更に好ましくは80〜200nm程度のものである。
数平均粒径が前記範囲内であると、良好な色調(特に黒色調)、分散性が得られる。特に、前記(1)金属化合物からなる微粒子(複合微粒子でないもの)では、数平均粒径が60nm以上であるものが色調の点で好ましい。なお、粒径分布については特に制約はない。
前記数平均粒径は、透過型電子顕微鏡JEM−2010(日本電子(株)製)により撮影した写真を用いて、次のようにして測定されるものである。
粒子100個を選び、それぞれの粒子像と同じ面積の円の直径を粒子径とし、100個の粒子の粒子径の平均を数平均粒子サイズとする。なお、写真は、倍率10万倍、加速電圧200kVで撮影したものを用いる。
本発明に係る合金含有微粒子は、必要な光学濃度を得る観点から有色であり、有色であるとは、400〜700nmの波長領域に光学吸収を持つことをいう。
例えば、有色の金属化合物の好ましい例として、硫化銀、硫化銅、硫化鉄、硫化パラジウム、酸化銀、チタンブラックなどが挙げられる。
本発明に係る合金含有微粒子の形状には、特に制限はなく、球形、不定形、板状、立方体、正八面体、柱状などの任意の形状で使用できる。
また、本発明に係る合金含有微粒子は、一種単独で用いる以外に、必要に応じて2種類以上を混合して使用することができる。
本発明に係る合金含有金属微粒子の製造方法については、特に制限はなく、蒸発凝縮法、気相還元法などの気相法、液相還元法のような液相法などの公知の方法が挙げられ、例えば「超微粒子の技術と応用における最新動向II(住ペテクノリサーチ(株)発行、2002年)に記載がある。
還元による場合は、還元剤を用いる方法、電解により還元する方法等を好ましい還元方法として挙げることができる。中でも、還元剤を用いた方法が、微細な粒子が得られる点で好ましい。前記還元剤としては、ハイドロキノン、カテコール、パラアミノフェノール、パラフェニレンジアミン、ヒドロキシアセトンなどが挙げられる。中でも、揮発しやすく、表示装置に悪影響を与えにくい点で、ヒドロキシアセトンが特に好ましい。
本発明においては、金属微粒子として、特にAgSn合金部分を有する金属微粒子が好ましく、より好ましくは、銀錫(AgSn)合金微粒子及び銀(Ag)粒子、又は、銀錫(AgSn)合金微粒子及び錫(Sn)粒子を含む態様である。
AgSn合金部分を有する複合微粒子には、AgSn合金からなるもの、AgSn合金部分とその他の金属部分とからなるもの、及びAgSn合金部分と他の合金部分とからなるものが含まれる。
以下、銀錫(AgSn)合金微粒子について詳細に説明する。
銀錫合金部分を有する複合微粒子などの金属微粒子は、黒濃度が高く、少量であるいは薄膜で優れた遮光性能を発現し得るので、高度の遮光性を確保することができる。また、高い熱安定性を有しており、黒濃度を損なわずに高温(例えば200度以上)での熱処理が可能である。例えば、高度の遮光性が要求され、一般にベーク処理が施されるカラーフィルタ用の遮光膜(いわゆるブラックマトリクス)などに好適である。
本発明におけるAgSn合金部分を有する金属微粒子は、Agの割合が30〜80モル%であるものが好ましい。例えば、銀(Ag)の割合を30〜80モル%としてAgと錫(Sn)とを複合化(例えば合金化)して得られるAgSn合金微粒子などである。Agの割合が前記範囲内であると、光の反射率を抑えた高い黒濃度を得ると共に、高温域での熱安定性に優れる。
換言すれば、Agの割合が30モル%未満であると、融点が低くなり熱で変化しやすく熱安定性が低下し、80モル%を超えると、光の反射率が高くなる。
中でも、Agの割合は、好ましくは40〜75モル%であり、最も好ましくは50〜75モル%である。特に、Agの割合が75モル%である粒子、すなわちAgSn合金粒子は作製が容易であり、得られた粒子も安定で好ましい。
本発明の感光性樹脂組成物は、金属微粒子を一種単独で含有するのみならず、二種以上を組み合わせて含有していてもよく、また、Agの割合が前記範囲内で異なる二種以上の銀錫合金部分を有する金属微粒子(特にAgSn合金微粒子)を併用して構成するようにしてもよい。
AgSn合金微粒子は、坩堝などの中で加熱、溶融混合して形成する等の一般的方法で合金化する等して形成することが可能であるが、Agの融点は900℃付近で、Snの融点は200℃付近であって両者の融点に大きな差があるうえ、複合化(例えば合金化)後の微粒子化工程が余分に必要になることから、粒子還元法によるのが好ましい。すなわち、Ag化合物とSn化合物とを混合し、これを還元するものであり、金属Agと金属Snを同時に接近した位置で析出させ、複合化(例えば合金化)と微粒子化とを同時に達成する方法である。Agは還元されやすく、Snよりも先に析出する傾向にあるため、Ag及び/又はSnを錯塩にすることにより析出タイミングをコントロールすることが好適である。
前記Ag化合物としては、硝酸銀(AgNO3)、酢酸銀(Ag(CH3COO))、過塩素酸銀(AgClO4・H2O)、等が好適に挙げられる。中でも特に、酢酸銀が好ましい。
前記Sn化合物としては、塩化第一錫(SnCl2)、塩化第二錫(SnCl4)、酢酸第一錫(Ag(CH3COO)2)、等が好適に挙げられる。中でも特に、酢酸第一錫が好ましい。
還元は、還元剤を用いる方法、電解により還元する方法等を好ましい還元方法として挙げることができる。中でも、還元剤を用いた前者による方法が、微細な粒子が得られる点で好ましい。前記還元剤としては、ハイドロキノン、カテコール、パラアミノフェノール、パラフェニレンジアミン、ヒドロキシアセトンなどが挙げられる。中でも、揮発しやすく、表示装置に悪影響を与えにくい点で、ヒドロキシアセトンが特に好ましい。
AgSn合金微粒子は、以下に示す物理的性質や粒子サイズ、粒子形状等を有する粒子であるのが好ましい。
また、AgSn合金微粒子は、示差走査熱量測定法(DSC:Differential Scanning Calorimetry)による測定で、240〜400℃に融点を有する粒子であることが好適である。融点が該範囲であるため、金属Ag(融点:950℃)や金属Sn(融点:230℃)に比し、良好な熱安定性を示す。
具体的には、AgSn合金の融解性(融点)は、試料としてAgSn合金20mgをDSC(SSC/5200、セイコーインスツルメント(株)製)の測定セルにセットし、DSCによる降温結晶化ピークを、10℃/分の降温速度で200℃から室温まで冷却して測定される。
AgSn合金微粒子の粒子サイズについては、数平均粒子サイズで20〜700nmが好ましく、より好ましくは30〜200nmであり、特に好ましくは40〜100nmである。数平均粒子サイズが前記範囲内であると、金属Snの粒子とは異なり、いずれの粒子径でも黒い色相を有する。なお、数平均粒子サイズが、700nmを超えると成膜したときの面状が悪くなることがあり、20nm未満であると黒さが減って黄色味を帯びてくることがある。
数平均粒子サイズは、透過型電子顕微鏡JEM−2010(日本電子(株)製)により得た写真を用いて、粒子100個を選び、それぞれの粒子像と同じ面積の円の直径を粒子径とし、100個の粒子の粒子径の平均を求めることにより得られるものである。なお、写真は、倍率10万倍、加速電圧200kVで撮影したものを用いる。
本発明に係る金属微粒子の粒子形状としては、特に制限はなく、キュービック状、高アスペクト、中アスペクト、針状等のいずれの形状であってもよい。
上記の物理的性質、粒子サイズ、粒子形状を少なくとも有し、かつ維持される限り、金属微粒子を形成する元素以外に、更に塩や有機物、その他の元素(Ca、P、Na等)などを含んでいてもよい。
*粒度分布
本発明における金属微粒子の粒度分布は、粒子の分布を正規分布近似し、その数平均粒子径の粒度分布幅D90/D10が、1.2以上20未満であることが好ましい。ここで、粒子径は長軸長さLを粒子直径としたものであり、D90は平均粒径に近い粒子の90%が見出される粒子直径であり、D10は平均粒径に近い粒子の10%が見出される粒子直径である。粒度分布幅は、色調の観点から、より好ましくは2以上15以下であり、さらに好ましくは、4以上10以下である。分布幅が、1.2未満であると色調が単色に近くなる場合があり、20以上であると粗大粒子による散乱によって濁りが生じる場合がある。
なお、粒度分布幅D90/D10の測定は、具体的には、塗布膜中の金属微粒子を、下記の三軸径を測定する方法にてランダムに100個測定し、前記長軸長さLを粒子直径とし、粒径分布を正規分布近似し、平均粒子径に近い粒子の数で90%の範囲となる粒子直径をD90とし、平均粒子径から数で10%の範囲となる粒子直径をD10とし、D90/D10を算出することができる。
*三軸径
本発明における金属微粒子は、下記方法によって寸法の測定が行なえる。すなわち、1個の金属微粒子がちょうど(きっちりと)収まるような三軸径の箱を考え、この箱の長さの一番長いものを長軸長さLとし、厚みt、幅bをもってこの金属微粒子の寸法と定義する。前記寸法にはL>b≧tの関係をもたせ、同一の場合以外は、bとtの大きい方を幅bと定義する。
具体的には、まず、平面上に金属微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微粒子を挟み、その平板間隔が最も短くなる位置の平板間隔を保つ。次に、前記平板間隔を決する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微粒子を挟み、この2枚の平板間隔を保つ。最後に金属微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る。この方法により平面、2対の平板及び天板によって画される形状が形成される。なお、コイル状やループ状のものは、その形状を伸ばした状態で前記測定を行なった場合の値と定義する。
*長軸長さL
金属微粒子の長軸長さLは、10〜1000nmであることが好ましく、10〜800nmであることがより好ましく、20〜400nm(可視光の波長より短い)であることが最も好ましい。長さLが前記範囲内であると、製造上調製が簡便で、しかも耐熱性や色味も良好であり、面状欠陥が少ない利点がある。
*幅bと厚みtとの比
金属微粒子の「幅bと厚みtとの比」とは、100個の棒状金属微粒子について測定した値の平均値と定義する。金属微粒子の幅bと厚みtとの比b/tは、2.0以下が好ましく、1.5以下がより好ましく、1.3以下が特に好ましい。b/t比が2.0を超えると平板状に近くなり、耐熱性が低下することがある。
*長軸長さLと幅b及び厚みtとの関係
長軸長さLは、幅bの1.2倍以上100倍以下であることが好ましく、1.3倍以上50倍以下であることがより好ましく、1.4倍以上20倍以下であることが特に好ましい。長軸長さLが、幅bの1.2倍未満であると平板の特徴が生じ、耐熱性が悪化することがあり、幅bの100倍を超えると黒色濃度が低くなり、薄層で高濃度化するのが難しくなることがある。
*長軸長さLと幅b及び厚みtの測定
長軸長さL、幅b及び厚みtの測定は、電子顕微鏡による表面観察図(×500,000)と原子間力顕微鏡(AFM)とにより行なうことができ、100個の金属微粒子について測定した値の平均値とする。
前記原子間力顕微鏡(AFM)には、いくつかの動作モードがあり、用途によって使い分けられる。大別すると以下の3つであり、試料に合わせていずれかの方法を採用することが可能である。
(1)接触方式:プローブを試料表面に接触させ、カンチレバーの変位から表面形状を測定する方式
(2)タッピング方式:プローブを試料表面に周期的に接触させ、カンチレバーの振動振幅の変化から表面形状を測定する方式
(3)非接触方式:プローブを試料表面に接触させずに、カンチレバーの振動周波数の変化から表面形状を測定する方式
一方、非接触方式は、極めて弱い引力を高感度に検出する必要があるため、カンチレバーの変位を直接測定する静的な力の検出では難しく、カンチレバーの機械的共振を応用している。
なお、前記電子顕微鏡としては、日本電子(株)製の電子顕微鏡JEM2010を用いて加速電圧200kVにて測定される。また、前記原子間力顕微鏡(AFM)としては、セイコーインスツルメンツ(株)製のSPA−400を用いることができる。原子間力顕微鏡(AFM)による測定では、比較にポリスチレンビーズを入れておくことで測定が容易になる。
〜合金部分を含む金属微粒子の分散〜
合金部分を含む金属微粒子は、組成物中において分散されていることが望ましい。分散時における金属微粒子の存在状態は特に限定されないが、金属微粒子が安定な分散状態で存在していることが好ましく、例えば、コロイド状態であることがより好ましい。コロイド状態の場合には、例えば、金属微粒子が実質的に微粒子状態で分散されていることが好ましい。
ここで、分散剤として、チオール基含有化合物、アミノ酸又はその誘導体、ペプチド化合物、多糖類及び多糖類由来の天然高分子や合成高分子及びこれらに由来するゲルなどの高分子類を用いることができ、特開2005−263920号公報の段落番号[0021]に記載の物質が好適なものとして挙げられる。
また、分散液には、親水性高分子、界面活性剤、防腐剤、安定化剤などを適宜配合してもよく、特開2005−263920号公報の段落番号 [0022]に記載の物質が好適なものとして挙げられる。
前記界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系、ベタイン系界面活性剤のいずれも使用でき、アニオン系及びノニオン系界面活性剤が特に好ましい。界面活性剤のHLB値は、塗布液の溶媒が水系か有機溶剤系かにより一概に言えないが、溶媒が水系の場合は8〜18程度のものが好ましく、有機溶剤系の場合は3〜6程度のものが好ましい。なお、HLB値については、例えば「界面活性剤ハンドブック」(吉田時行、進藤信一、山中樹好編、工学図書(株)発行昭和62年)に記載されている。
前記界面活性剤の具体例としては、プロピレングリコールモノステアリン酸エステル、プロピレングリコールモノラウリン酸エステル、ジエチレングリコールモノステアリン酸エステル、ソルビタンモノラウリル酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウリル酸エステルなどがある。界面活性剤の例についても前述の「界面活性剤ハンドブック」に記載されている。
合金部分を含む金属微粒子の感光性樹脂組成物中における量としては、目的や用途に応じて適宜選択すればよく、高度の遮光性を得る観点からは、組成物の全固形分(体積)に対して、5〜20体積%が好ましく、7〜15体積%がより好ましく、8〜15体積%が最も好ましい。金属微粒子の量が前記範囲内であると、黒濃度が高く(光学濃度4.1以上)、薄膜で高い遮光性を得ることができる。特に、カラーフィルタのブラックマトリクスなど、画像表示領域の遮光材料として用いた場合は、高コントラストで鮮やかな表示画像を得ることが可能である。なお、金属微粒子の量が、5体積%未満であると反射率が高く表示コントラストを損なうことがあり、20体積%を超えると成膜した際の膜厚が1μmより厚くなることがある。
また、後述する樹脂及びその前駆体との関係では、金属微粒子の量は、樹脂及びその前駆体の総量(質量)に対して、0.3〜8.0質量%が好ましく、0.5〜3.0質量%がより好ましい。
−樹脂及びその前駆体−
本発明の表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物は、樹脂及びその前駆体の少なくとも一種を含有する。樹脂はバインダーとしてのポリマー成分であり、樹脂の前駆体は、重合したときに樹脂を構成する成分であり、いわゆるモノマー、オリゴマー成分などが含まれる。
本発明の表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物は、樹脂及びその前駆体より選択される一種又は二種以上を含有することにより、感光性の重合性組成物に構成されるのが好ましい。例えば、感光性の樹脂組成物を用いることによって感光性を付与することができる。
前記感光性の樹脂組成物は、バインダー(ポリマー)、光重合開始剤、及びエチレン性不飽和二重結合を含み光で付加重合するモノマー(以下、「光重合性モノマー」ということがある。)等を含有してなるものである。
前記感光性の樹脂組成物は、アルカリ水溶液で現像可能なものと、有機溶剤で現像可能なものとがある。安全性と現像液のコストとの点からは、アルカリ水溶液で現像可能なものが好ましい。
前記感光性の樹脂組成物は、光や電子線などの放射線を受容する部分が硬化するネガ型でも放射線未受容部が硬化するポジ型でもよい。
ポジ型感光性の樹脂組成物には、ノボラック系の樹脂を用いたものが挙げられる。例えば、特開平7−43899号公報に記載のアルカリ可溶性ノボラック樹脂系を使用することができる。また、特開平6−148888号公報に記載の、ポジ型感光性樹脂、すなわち該公報に記載のアルカリ可溶性樹脂と、感光剤として1,2−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステルと、該公報に記載の熱硬化剤との混合物を含む感光性樹脂を用いることができ、この場合には熱硬化性に構成される。さらに、特開平5−262850号公報に記載の組成物も活用可能である。
ネガ型感光性の樹脂組成物としては、ネガ型ジアゾ樹脂とバインダーとからなる感光性樹脂、光重合性組成物、アジド化合物とバインダーとからなる感光性樹脂組成物、桂皮酸型感光性樹脂組成物等が挙げられる。その中でも特に好ましいのは、光重合開始剤、光重合性モノマー及びバインダーを基本構成要素として含む光重合性組成物である。該光重合性組成物には、特開平11−133600号公報に記載の「重合性化合物B」「重合開始剤C」「界面活性剤」「接着助剤」や、その他の組成物が利用できる。
例えば、ネガ型でアルカリ水溶液で現像可能な感光性樹脂組成物としては、主成分としてカルボン酸基含有のバインダー(アルカリ可溶な熱可塑性樹脂等のアルカリ可溶性バインダー)と、光重合開始剤と、光の照射によって付加重合することのできるエチレン性不飽和二重結合含有モノマー(光重合性モノマー)とを含む組成物が挙げられる。
前記バインダーとしては、側鎖にカルボン酸基を有するポリマー、例えば、特開昭59−44615号公報、特公昭54−34327号公報、特公昭58−12577号公報、特公昭54−25957号公報、特開昭59−53836号公報、及び特開昭59−71048号公報に記載のメタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体などを挙げることができる。また、側鎖にカルボン酸基を有するセルロース誘導体も挙げることができる。この他にも、水酸基を有するポリマーに環状酸無水物を付加したものも好ましく使用することができる。特に、米国特許第4139391号明細書に記載のベンジル(メタ)アクリレートと(メタ)アクリル酸の共重合体やベンジル(メタ)アクリレートと(メタ)アクリル酸と他のモノマーとの多元共重合体も挙げることができる。
前記バインダーは、30〜400mgKOH/gの範囲の酸価と1000〜300000の範囲の重量平均分子量を有するものを選択するのが好ましい。以上の他に、種々の性能、例えば、硬化膜の強度を改良するために、現像性等に悪影響を与えない範囲で、アルカリ不溶性のポリマーを添加してもよい。アルカリ不溶なポリマーとしては、アルコール可溶性ナイロンあるいはエポキシ樹脂を挙げることができる。
前記バインダーは、感光性樹脂組成物の全固形分に対して通常、10〜95質量%、さらに20〜90質量%が好ましい。10〜95質量%の範囲では、感光性樹脂層の粘着性が高すぎることもなく、形成される層の強度及び光感度が劣ることもない。
前記光重合開始剤としては、米国特許第2367660号明細書に記載のビシナルポリケタルドニル化合物、米国特許第2448828号明細書に記載のアシロインエーテル化合物、米国特許第2722512号明細書に記載のα−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第3046127号及び同第2951758号の各明細書に記載の多核キノン化合物、米国特許第3549367号明細書に記載のトリアリールイミダゾール二量体とp−アミノケトンの組合せ、特公昭51−48516号公報に記載のベンゾチアゾール化合物とトリハロメチル−s−トリアジン化合物、米国特許第4239850号明細書に記載のトリハロメチル−s−トリアジン化合物、米国特許第4212976号明細書に記載のトリハロメチルオキサジアゾール化合物等が挙げられる。特に好ましくはトリハロメチル−s−トリアジン、トリハロメチルオキサジアゾール、トリアリールイミダゾール二量体である。これら以外に、特開平11−133600号公報に記載の「重合開始剤C」も好適なものとして挙げることができる。
光重合開始剤は、単独でも2種類以上を混合して用いてもよく、特に2種類以上を用いることが好ましい。
また、感光性樹脂組成物の全固形分に対する光重合開始剤の含有量は、0.5〜20質量%が一般的であり、1〜15質量%が好ましい。
露光感度が高く、黄ばみなどの変色が少なく、表示特性の良い例としては、ジアゾール系光重合開始剤と、トリアジン系光重合開始剤との組合せが挙げられ、中でも、2−トリクロロメチル5−(p−スチリルスチリル)−1,3,4−オキサジアゾールと、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[4−(N,N−ジエトキンカルボニルメチル)アミノ−3−ブロモフェニル]−s−トリアジンとの組合せが最もよい。
これらの光重合開始剤の比率は、ジアゾール系/トリアジン系の質量比率で、好ましくは95/5から20/80、より好ましくは90/10から30/70、最も好ましくは80/20から60/40である。
これらの光重合開始剤は、特開平1−152449号公報、特開平1−254918号公報、特開平2−153353号公報に記載のものが挙げられる。
さらに、好適な例としてはベンゾフェノン系も挙げられる。
本発明の感光性樹脂組成物の固形分全体に占める金属微粒子の割合が5〜20体積%付近の場合、前記光重合開始剤にクマリン系化合物を混合することによっても、同様の効果が得られる。クマリン系化合物としては、7−[2−[4−(3−ヒドロキシメチルビペリジノ)−6−ジエチルアミノ]トリアジニルアミノ]−3−フェニルクマリンが最もよい。
これらの光重合開始剤とクマリン系化合物の比率は、光重合開始剤/クマリン系化合物の質量比率で、好ましくは20/80から80/20、より好ましくは30/70から70/30、最も好ましくは40/60から60/40である。
ただし、本発明に使用できる光重合性組成物は、これらに限定されるものではなく、公知のものの中から適宜選択することできる。
前記光重合開始剤は、感光性の樹脂組成物の全固形分に対して、0.5〜20質量%が一般的であり、1〜15質量%が好ましい。前記含有量が前記範囲内であると、光感度や画像の強度が低下を防止でき、十分に性能を向上させることができる。
前記光重合性モノマーとしては、沸点が常圧で100℃以上の化合物を挙げることができる。例えば、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート及びフェノキシエチル(メタ)アクリレート等の単官能(メタ)アクリレート;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(アクリロイルオキシプロピル)エーテル、トリ(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、トリ(アクリロイルオキシエチル)シアヌレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンもしくはグリセリン等の多官能アルコールにエチレンオキシドやプロピレンオキシドを付加反応させた後で(メタ)アクリレート化したもの等の多官能(メタ)アクリレートを挙げることができる。
さらに、特公昭48−41708号、同50−6034号、特開昭51−37193号の各公報に開示されているウレタンアクリレート類、特開昭48−64183号、特公昭49−43191号、同52−30490号の各公報に開示されているポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能アクリレートやメタクリレートを挙げることができる。これらの中で、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレートが好ましい。
光重合性モノマーは、単独でも2種類以上を混合して用いてもよい。
光重合性モノマーの感光性の樹脂組成物の全固形分に対する含有量は、5〜50質量%が一般的であり、10〜40質量%が好ましい。該含有量が前記範囲内にあると、光感度や画像の強度も低下せず、感光性遮光層の粘着性が過剰になることもない。
前記感光性の樹脂組成物は、更に必要に応じて公知の添加剤、例えば、熱重合防止剤、可塑剤、界面活性剤、密着促進剤、分散剤、可塑剤、垂れ防止剤、レベリング剤、消泡剤、難燃化剤、光沢剤等を添加することができる。前記公知の添加剤の好ましい例としては、特開2005−263920号公報の段落番号[0032]〜[0034]に記載のものが好適なものとして挙げられる。
−溶媒−
本発明の表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物は、更に溶媒を用いて好適に構成することができる。
前記溶媒としては、特に制限はなく、例えば、水、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン、メチルアルコール−N−プロピルアルコール−1−プロピルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、シクロヘキサノール、乳酸エチル、乳酸メチル、カプロラクタム、等の種々のものを用いることができる。
溶媒は、1種単独で用いる以外に2種以上を組合せて用いてもよい。
本発明の表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物(感光性で熱硬化性のものを含む。)は、表示装置用遮光膜(例えば、カラーフィルタをなすブラックマトリクスなど)の作製に用いられるものであり、ブラックマトリクスを形成した場合、薄膜でかつ光学濃度が高く、画像表示したときに高コントラストで鮮やかな画像の表示を可能とするブラックマトリクスを得ることができる。
<表示装置用遮光膜及びその形成方法、感光性転写材料>
本発明の表示装置用遮光膜は、少なくとも、樹脂及びその前駆体の少なくとも一種と合金部分を含む金属微粒子の少なくとも一種とを含んで光学濃度が4.1以上に構成されたものであり、さらに他の成分を含んでいてもよい。本発明の表示装置用遮光膜は、既述の本発明の表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物を用いて特に好適に構成することができる。なお、樹脂の前駆体を含む感光性樹脂組成物を用いた場合には、表示装置用遮光膜は未反応の前駆体を含んでいてもよい。
本発明の表示装置用遮光膜は、樹脂及びその前駆体の少なくとも一種と合金部分を含む金属微粒子の少なくとも一種とを含む組成物(好ましくは本発明の表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物)を調製し、該組成物を塗布、乾燥させて感光性樹脂層を形成し、これをパターニングする方法(塗布法)及び、前記組成物の層が設けられた転写材料を作製し、該層を転写して感光性樹脂層を形成し、これをパターニングする方法(転写法)、のいずれの方法で形成してもよい。なお、パターンニングする方法には特に制限はなく、詳細については後述する。
前記感光性樹脂層は、本発明の感光性樹脂組成物を公知の塗布法により塗布し、乾燥させることによって好適に形成することができ、本発明においては、前記塗布を、液を吐出する部分にスリット状の穴を有するスリット状ノズルを用いて行なうことが好ましい。
具体的には、特開2004−89851号公報、特開2004−17043号公報、特開2003−170098号公報、特開2003−164787号公報、特開2003−10767号公報、特開2002−79163号公報、特開2001−310147号公報等に記載のスリット状ノズル、及びスリットコーターが好適に用いられる。その他にも、前記樹脂層は、本発明の感光性樹脂組成物の溶液を例えば、スピナー、ホワイラー、ローラーコーター、カーテンコーター、ナイフコーター、ワイヤーバーコーター、エクストルーダー等の塗布機を用いて塗布・乾燥させることにより形成することができる。
上記において、本発明の表示装置用遮光膜を本発明の表示装置用遮光膜の形成方法により形成する場合は、前記スリット状ノズル(又はスリットコーター)が用いられる。
また、転写法による場合は、後述する本発明の感光性転写材料を用いて、最終の支持体をなす基板上に感光性樹脂層を転写することによって、感光性樹脂層を形成することができる。
〜感光性転写材料〜
次に、転写法による場合に用いる感光性転写材料について説明する。
本発明の表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物を用いて構成された感光性樹脂層を有する感光性転写材料を作製し、この感光性転写材料を用いた転写法により遮光膜(ブラックマトリクスなど)を作製することができる。本発明の感光性転写材料は、既述の本発明の感光性樹脂組成物で構成された感光性樹脂層を有するので、薄膜でかつ光学濃度の高い遮光膜を作製することができる。また、高温域でも熱安定性に優れ、所望形状の遮光膜を安定的に形成することができる。
本発明の感光性転写材料は、仮支持体と、該仮支持体の上に本発明の感光性樹脂組成物を用いて設けられた感光性樹脂層とを少なくとも有し、必要に応じて更に、熱可塑性樹脂層、中間層、又は保護フィルム等を設けて構成することができる。
前記感光性樹脂層の層厚は、0.1〜10μmの範囲が好ましく、特に0.2〜5μmの範囲が好ましい。
仮支持体、熱可塑性樹脂層、及び中間層については、特開2005−17322号公報の段落番号[0061]〜[0070]に記載されており、本発明においてもその記載を参考にすることができる。
〜感光性転写材料の作製〜
本発明の感光性転写材料は、仮支持体に、好ましくは本発明の感光性樹脂組成物の溶液を例えば、スピナー、ホワイラー、ローラーコーター、カーテンコーター、ナイフコーター、ワイヤーバーコーター、エクストルーダー、スリットコーター等の塗布機を用いて塗布し、乾燥させて感光性樹脂層を形成することによって作製することができる。また、感光性樹脂層以外に、熱可塑性樹脂層、中間層などの他の層を設ける場合も同様に形成することができる。
〜表示装置用遮光膜の形成方法〜
次に、表示装置用遮光膜の形成方法について説明する。
本発明の表示装置用遮光膜(以下、単に「遮光膜」ともいう。)は、樹脂及びその前駆体と合金部分を含む金属微粒子とを含む組成物(好ましくは本発明の表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物)、又は本発明の感光性転写材料を用いて形成した層又は感光性樹脂層をパターニングすることにより作製することができる。該組成物(好ましくは本発明の表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物)を用いて遮光膜を形成する、すなわちパターンニングする方法には特に限定はない。
遮光膜の膜厚は、0.1〜10μmが好ましく、より好ましくは0.1〜0.9μmである。膜厚が、0.1未満であると膜を形成するときにピンホールができやすく、10μmを超えると露光の際に下部まで固まりにくくなることがある。
本発明の表示装置用遮光膜は、金属微粒子が分散されてなる膜であるのが好ましく、既述のように薄膜で高度の光学濃度(4.1以上)を得ることができる。
以下、表示装置用遮光膜としてブラックマトリクスを例に、ブラックマトリクスのパターン形成方法の一例を説明する。
第1の方法は、まず、金属微粒子を含有する感光性樹脂組成物を基板に塗布し、黒色材料として感光性樹脂層を形成する。その後、感光性樹脂層を露光・現像し、ブラックマトリクスをなすパターン以外の部分の感光性樹脂層を除却することによりパターン形成を行ない、ブラックマトリクスとする方法(塗布法)である。また、上述の中間層と同組成の層を感光性樹脂層上に形成して保護層とすることもできる。塗布は、スリット状ノズル又はスリットコーターを用いるのが好適である。
第2の方法は、既述の本発明の感光性転写材料を用いた転写による方法(転写法)である。すなわち、
既述の本発明の感光性転写材料を用いて、基板(すなわち最終の支持体)上に少なくとも感光性樹脂層を転写し、基板上に転写された少なくとも感光性樹脂層をパターン状に露光した後、露光された感光性樹脂層を現像処理して不要部(遮光膜であるブラックマトリクスを構成しない部分)を現像除去し、さらに現像処理後の少なくとも感光性樹脂層を加熱してベーク処理を施す方法である。
具体的には、光透過性基板の上に、金属微粒子を含有する感光性樹脂層を有する本発明の感光性転写材料を、感光性転写材料の感光性樹脂層が接触するように配置して貼り合わせ、次いで感光性転写材料と光透過性基板との積層体から仮支持体を剥離した後、遮光膜形成用フォトマスクを介して感光性樹脂層を露光、現像してパターン化することにより、ブラックマトリクスを形成する。この方法は、煩瑣な工程を必要とせず低コストである。また、仮支持体を介して露光する場合は、感光性転写材料の感光性樹脂層が光透過性基板に接触するように配置して光透過性基板の上に貼り合わせ、遮光膜形成用フォトマスクを介して感光性樹脂層を露光した後に、次いで感光性転写材料と光透過性基板との積層体から仮支持体を剥離した後、現像、又は脱膜してパターン化することにより、ブラックマトリクスを形成する。
上記のようにして、金属微粒子を用いたブラックマトリクス(遮光膜)が形成された遮光膜付基板を得ることができ、この基板に赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の着色画素を設けることでカラーフィルタを作製することができる。具体的には、遮光膜付基板上に、R、G又はBに着色された感光性樹脂層を形成し、これを露光、現像する操作を所望の色の数だけ繰り返し行なう方法など、公知の方法で作製することができる。
感光性樹脂層を形成する方法は、特に(a)既述の本発明の感光性樹脂組成物を公知の塗布法により塗布する方法(塗布法)、及び(b)既述の本発明の感光性樹脂転写材料を用い、ラミネーター等を用いて貼り付け、転写する方法(転写法)が好適である。
(a)塗布法
組成物の塗布には、スリット状ノズル、又はスリットコーターが用いられる。これらの具体例等の詳細については既述の通りである。
(b)転写法
転写による場合、本発明の感光性転写材料を用い、膜状に形成した感光性樹脂層を基板面に加熱及び/又は加圧したローラー又は平板で圧着又は加熱圧着することによって貼り付け、更に剥離転写する。具体的には、特開平7−110575号公報、特開平11−77942号公報、特開2000−334836号公報、特開2002−148794号公報に記載のラミネーター及びラミネート方法が挙げられ、低異物の観点で、特開平7−110575号公報に記載の方法を用いるのが好ましい。
表示装置用遮光膜が形成される基板としては、透明基板が好適であり、例えば、表面に酸化ケイ素皮膜を有するソーダガラス板、低膨張ガラス、ノンアルカリガラス、石英ガラス板等の公知のガラス板、あるいはプラスチックフィルム等を挙げることができる。また、基板は、予めカップリング処理を施しておくことにより、本発明の感光性樹脂組成物、又は本発明の感光性転写材料の感光性樹脂層との間の密着を良好にすることができる。カップリング処理としては、特開2000−39033記載の方法が好適に用いられる。
上記のようにして感光性樹脂層を設ける場合、感光性樹脂層上には更に酸素遮断膜を設けることができる。これにより、露光感度をアップすることができ、該酸素遮断膜としては、既述の感光性転写材料の中間層における構成と同様にすることができる。
感光性樹脂層の露光、現像は以下のようにして行なえる。
基板上に形成された感光性樹脂層の上方に所定のマスクを配置し、該マスク及び場合により熱可塑性樹脂層及び中間層を介してマスクの更に上方(マスクの感光性樹脂層と対向しない側)から露光し(露光工程)、露光完了後、現像液を用いた現像処理を行なう(現像工程)。
前記露光に用いる光源としては、感光性樹脂層を硬化しうる波長域の光(例えば、365nm、405nmなど)を照射できるものであれば適宜選定して用いることができる。具体的には、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ等が挙げられる。露光量としては、通常5〜200mJ/cm2程度であり、好ましくは10〜100mJ/cm2程度である。
前記現像液としては、特に制約はなく、特開平5−72724号公報に記載のものなど、公知の現像液を使用することができる。なお、現像液は感光性樹脂層が溶解性を示す現像挙動をするものが好ましく、例えば、pKa=7〜13の化合物を0.05〜5mol/lの濃度で含むものが好ましいが、更に水と混和性の有機溶剤を少量添加してもよい。水と混和性の有機溶剤としては、メタノール、エタノール、2−プロパノール、1−プロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ベンジルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、乳酸エチル、乳酸メチル、ε−カプロラクタム、N−メチルピロリドン等が挙げられる。有機溶剤の濃度は0.1〜30質量%が好ましい。
また、現像液には、更に公知の界面活性剤を添加してもよく、添加する場合の添加濃度は0.01〜10質量%が好ましい。
現像の方式としては、パドル現像、シャワー現像、シャワー&スピン現像、ディップ現像等のいずれでもよい。ここで、シャワー現像について説明する。
シャワー現像による場合、露光工程後の感光性樹脂層に現像液をシャワーにより吹き付けることにより、未硬化部分を除去することができる。なお、現像前に予め、感光性樹脂層の溶解性が低いアルカリ性の液をシャワーなどにより吹き付け、熱可塑性樹脂層、中間層などを除去しておくことが好ましい。また、現像後には、洗浄剤などをシャワーにより吹き付け、ブラシなどで擦りながら、現像残渣を除去することが好ましい。
現像液の液温度は20℃〜40℃が好ましく、また、現像液のpHは8〜13が好ましい。
表示装置用遮光膜の形成方法のうち、転写法によりブラックマトリクスを形成する方法の場合、ブラックマトリクスは、既述の感光性転写材料を用いて基板上に感光性樹脂層を転写する転写工程と、基板上に転写された感光性樹脂層を少なくとも1回露光する露光工程と、露光後の感光性樹脂層を少なくとも1回現像処理する現像工程と、現像後の感光性樹脂層を少なくとも1回熱処理するベーク工程とを経ることによって好適に製造される。具体的には、特開2006−23696号公報の段落番号[0043]〜[0051]に記載の方法が好適なものとして挙げられる。
本発明の表示装置用遮光膜(ブラックマトリクスを含む。)は、後述するように公知の部材で構成された液晶表示装置に好適に適用することができる。
<遮光膜付基板>
本発明の遮光膜付基板は、基板上に既述の本発明の表示装置用遮光膜を設けて構成されたものである。具体的には、光透過性基板の上に、樹脂及び/又はその前駆体と金属微粒子とを含む組成物(好ましくは本発明の表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物)を用いて既述したように形成した感光性樹脂層をパターニングすることで作製される。
本発明の遮光膜付基板は、ブラックマトリクス(遮光膜)が設けられたブラックマトリクス基板として、カラーフィルタを作製するのに好適に用いることができる。
ブラックマトリクス基板としたときの、遮光膜の膜厚は0.1〜10μmが好ましく、特に0.2〜5μmが好ましい。また、ブラックマトリクス基板における遮光膜は、銀錫合金部を有する金属粒子を分散させたものが好適であり、薄膜でも高度の光学濃度を有する。
<液晶表示素子>
本発明の液晶表示素子は、前記本発明の遮光膜付基板を用いて構成されたものである。
液晶表示素子の1つとして、少なくとも一方が光透過性の一対の基板(本発明の遮光膜付基板を含む。)間に液晶層と液晶駆動手段(単純マトリックス駆動方式及びアクティブマトリックス駆動方式を含む。)とを少なくとも備えたものが挙げられる。
この場合、本発明の遮光膜付基板は、複数のRGB画素群を有し、該画素群を構成する各画素が互いに本発明の感光性樹脂組成物により形成されたブラックマトリクスで離画されているカラーフィルタとして構成される。このカラーフィルタは平坦性が高いため、該カラーフィルタを備えた液晶表示素子は、カラーフィルタと基板との間にセルギャップムラの発生が抑えられ、色ムラ等の表示不良の発生がなく、また、コントラストも高いため、作製された液晶表示素子は鮮やかな画像を表示できる。
また、液晶表示素子の別の態様として、少なくとも一方が光透過性の一対の基板(本発明の遮光膜付基板を含む。)間に液晶層と液晶駆動手段とを少なくとも備え、前記液晶駆動手段がアクティブ素子(例えばTFT)を有し、かつ本発明の感光性樹脂組成物を用いて形成されたブラックマトリクスが各アクティブ素子の間に位置するように構成されたものである。この場合も、本発明の遮光膜付基板は、複数のRGB画素群を有し、該画素群を構成する各画素が互いに本発明の感光性樹脂組成物により形成されたブラックマトリクスで離画されたカラーフィルタに構成されている。
液晶表示素子に使用可能な液晶としては、ネマチック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶、強誘電液晶が挙げられる。
また、前記カラーフィルタの前記画素群は、互いに異なる色を呈する2色の画素からなるものでも、3色の画素、4色以上の画素からなるものであってもよい。例えば3色の場合、赤(R)、緑(G)及び青(B)の3つの色相で構成される。RGB3色の画素群を配置する場合には、モザイク型、トライアングル型等の配置が好ましく、4色以上の画素群を配置する場合にはどのような配置であってもよい。カラーフィルタの作製は、例えば2色以上の画素群を形成した後既述のようにブラックマトリクスを形成してもよいし、逆にブラックマトリクスを形成した後に画素群を形成するようにしてもよい。RGB画素の形成については、特開2004−347831号公報等を参考にすることができる。
前記光透過性基板としては、表面に酸化珪素皮膜を有するソーダガラス板、低膨張ガラス板、ノンアルカリガラス板、石英ガラス板等の公知のガラス板あるいはプラスチックフィルム等が用いられる。
<液晶表示装置>
本発明の液晶表示装置は、既述の本発明の液晶表示素子を設けて構成されたものである。液晶表示装置については、例えば「次世代液晶ディスプレイ技術(内田龍男編集、側工業調査会、1994年発行)」に記載がある。
本発明の液晶表示装置には、本発明の液晶表示素子を備える以外に特に制限はなく、例えば前記「次世代液晶ディスプレイ技術」に記載された種々の方式の液晶表示装置に構成することができる。中でも特に、カラーTFT方式の液晶表示装置を構成するのに有効である。
カラーTFT方式の液晶表示装置については、例えば「カラーTFT液晶ディスプレイ(共立出版(株)、1996年発行)」に記載がある。
さらに勿論、IPSなどの横電界駆動方式、MVAなどの画素分割方式などの視野角が拡大された液晶表示装置に構成すること可能である。これらの方式については、例えば「EL、PDP、LCDディスプレイ−技術と市場の最新動向−(東レリサーチセンター調査研究部門、2001年発行)」の43ページに記載がある。
本発明の液晶表示装置は、既述の本発明の液晶表示素子を備える以外は、電極基板、偏光フィルム、位相差フィルム、バックライト、スペーサ.視野角補償フィルム、反射防止フィルム、光拡散フィルム、防眩フィルムなどの様々な部材を用いて一般的に構成できる。これら部材については、例えば「'94液晶ディスプレイ周辺材料・ケミカルズの市場(島健太郎、(株)シーエムシー、1994年発行)」、「2003液晶関連市場の現状と将来展望(下巻)(表良吉、(株)富士キメラ総研、2003等発行)」に記載されており、LCDの種類としては、STN、TN、VA、IPS、OCS、及びR−OCB等が挙げられる。
本発明の液晶表示装置は、ECB(Electrically Controlled Birefringence)、TN(Twisted Nematic)、IPS(In−Plane Switching)、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)、OCB(Optically Compensatory Bend)、STN(Supper Twisted Nematic)、VA(Vertically Aligned)、HAN(Hybrid Aligned Nematic)、GH(Guest Host)等の、様々な表示モードを採用できる。これらの表示モードの中でも、特に高い表示品位の表示装置を提供できる点で、VA(Vertically Aligned)表示モードが好ましい。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の「部」及び「%」は質量基準である。
(実施例1):塗布法
<金属微粒子の分散液(分散液A1)の調製>
純水1000mlに、酢酸銀(I)23.1g、酢酸スズ(II)65.1g、グルコン酸54g、ピロリン酸ナトリウム45g、ポリエチレングリコール(分子量3,000)2g、及びE735(ISP社製;ビニルピロリドン/酢酸ビニルコポリマー)5gを溶解し、溶液1を得た。
別途、純水500mlにヒドロキシアセトン36.1gを溶解して、溶液2を得た。
上記より得た溶液1を25℃に保ちつつ激しく攪拌しながら、これに上記の溶液2を2分間かけて添加し、緩やかに6時間攪拌を継続した。すると、混合液が黒色に変化し、銀錫合金部を有する金属粒子(以下、「銀錫合金部含有粒子」ということがある。)を得た。次いで、この液を遠心分離して銀錫合金部含有粒子を沈殿させた。遠心分離は、150mlの液量に小分けして、卓上遠心分離機H−103n((株)コクサン製)により回転数2,000r.p.m.で30分間行なった。そして、上澄みを捨て全液量を150mlにし、これに純水1350mlを加え、15分間攪拌して銀錫合金部含有粒子を再び分散させた。この操作を2回繰り返して水相の可溶性物質を除去した。
その後、この液に対して更に遠心分離を行ない、銀錫合金部含有粒子を再び沈殿させた。遠心分離は前記同様の条件にて行なった。遠心分離した後、前記同様に上澄みを捨て全液量を150mlにし、これに純水850ml及びアセトン500mlを加え、さらに15分間攪拌して銀錫合金部含有粒子を再び分散させた。
再び前記同様にして遠心分離を行ない、銀錫合金部含有粒子を沈殿させた後、前記同様に上澄みを捨て液量を150mlにし、これに純水150ml及びアセトン1200mlを加えて更に15分間攪拌し、銀錫合金部含有粒子を再び分散させた。そして再び、遠心分離を行なった。このときの遠心分離の条件は、時間を90分に延ばした以外は前記同様である。その後、上澄みを捨て全液量を70mlにし、これにアセトン30mlを加えた。これをアイガーミル(アイガーミルM−50型(メディア:直径0.65mmジルコニアビーズ130g、アイガー・ジャパン(株)製)を用いて6時間分散し、銀錫合金部含有粒子の分散液(分散液A1)を得た。
この銀錫合金部含有粒子は、AgSn合金(2θ=39.5°)とSn金属(2θ=30.5°)とからなる複合体であることがX線散乱により確認された。ここで、カッコ内の数字はそれぞれの(III)面の散乱角である。この微粒子分散液を透過型電子顕微鏡で観察した結果、分散平均粒径は数平均粒子サイズで約40nmであった。
前記数平均粒子サイズの測定は、透過型電子顕微鏡JEM−2010(日本電子(株)製)により得た写真を用いて以下のようにして行なった。
粒子100個を選び、それぞれの粒子像と同じ面積の円の直径を粒子径とし、100個の粒子の粒子径の平均を数平均粒子サイズとした。このとき、写真は、倍率10万倍、加速電圧200kVで撮影したものを用いた。
<遮光膜用感光性塗布液の調製>
下記組成を混合して、遮光膜用感光性塗布液を調製した。
〔組成〕
・前記銀錫合金部含有粒子の分散液(分散液A1) …50.00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 …28.6部
・メチルエチルケトン …37.6部
・フッ素系界面活性剤 … 0.2部
(F−780−F、大日本インキ化学工業(株)製)
・ヒドロキノンモノメチルエーテル … 0.001部
・スチレン/アクリル酸共重合体 … 9.6部
(モル比=56/44、重量平均分子量30,000)
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート … 9.6部
(KAYARAD DPHA、日本化薬社製)
・ビス[4−[N−[4−(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 … 0.5部
<保護層用塗布液の調製>
下記組成を混合して、保護層用塗布液を調製した。
・ポリビニルアルコール … 3.0部
(PVA−205、(株)クラレ製)
・ポリビニルピロリドン … 1.3部
(PVP−K30、アイエスピー・ジャパン(株)製)
・蒸留水 …50.7部
・メチルアルコール …45.0部
<塗布による遮光膜付基板の作製>
(1)ガラス基板上に、スリット状ノズルを備えたガラス基板用コーターMH−1600(エフ・エー・エス・アジア社製)を用いて乾燥膜厚が0.85μmになるように、上記より得た遮光膜用感光性塗布液を塗布し、100℃で5分間乾燥させて感光性層を形成した(塗布工程)。次いで、この感光性層上にスピンコーターを用いて、上記より得た保護層用塗布液を乾燥膜厚が1.5μmになるように塗布し、100℃で5分間乾燥させて保護層を形成し、遮光膜用感光材料を作製した。
(2)引き続き、超高圧水銀灯を備えたプロキシミティー型露光機(日立ハイテク電子エンジニアリング社製)を用い、マスク(画像パターンを有する石英露光マスク)と上記の遮光膜用感光材料とを垂直に立てた状態で、マスク面と遮光膜用感光材料の感光性層の保護層に接する側の表面との間の距離を200μmとし、露光量70mJ/cm 2 で全面露光した(露光工程)。次いで、露光後の遮光膜用感光材料を現像処理液TCD(富士写真フイルム(株)製;アルカリ現像液を5倍希釈したもの(使用時のpHは10.2)を用いて現像処理(33℃、15秒;現像工程)し、ガラス基板上にブラックマトリクスを形成した。
次に、大気下にて露光量2000mJ/cm2にてポスト露光を行なった後に、ブラックマトリクスが形成されたガラス基板を、基板予備加熱装置により220℃で60分間加熱した後、240℃で50分間さらに加熱してベーク処理し(ベーク工程)、遮光膜付基板を作製した。
(実施例2〜5):塗布法
実施例1において、銀錫合金部含有粒子の分散液(分散液A1)の調製に用いた酢酸銀(I)23.1g及び酢酸スズ(II)65.1gを、下記表1に示す量[g]に各々変更したこと以外、実施例1と同様にして、分散液を調製すると共に、遮光膜付基板を作製した。なお、実施例1と同様にX線散乱により、AgSn合金とSn金属もしくはAg金属とからなる複合体であることを確認した。
Figure 2007264489
(実施例6):転写法
実施例1において、銀錫合金部含有粒子の分散液(分散液A1)の調製に用いた酢酸銀(I)23.1g及び酢酸スズ(II)65.1gを、前記表1に示す量[g]に変更して分散液A6を調製し、この分散液A6を含む塗布液を用いた塗布法によるのではなく、以下のようにして作製した感光性転写材料を用いて転写法によりブラックマトリクスを形成するようにしたこと以外、実施例1と同様にして、遮光膜付基板を作製した。なお、銀錫合金部含有粒子は実施例1と同様に、X線散乱によりAgSn合金とAg金属とからなる複合体であることを確認した。
以下、感光性転写材料の作製及び該感光性転写材料を用いた遮光膜付基板の作製について詳述する。
<感光性転写材料の作製>
(1)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、スリットノズルを用いて乾燥膜厚が5μmになるように下記処方H1からなる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。
(2)この熱可塑性樹脂層上に、下記処方P1からなる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、中間層を積層した。
(3)次に、実施例1の「銀錫合金部含有粒子の分散液(分散液A1)の調製」に用いた酢酸銀(I)23.1g及び酢酸スズ(II)65.1gを前記表1に示す量[g]に変更して実施例1と同様にして分散液A6を調製すると共に、実施例1の「遮光膜用感光性塗布液の調製」に用いた分散液A1を前記分散液A6に代えたこと以外、実施例1と同様にして遮光膜用感光性塗布液を調製した。そして、得られた遮光膜用感光性塗布液を、スリット状ノズルを用いて乾燥膜厚が0.85μmになるように上記の中間層上に更に塗布し、100℃で5分間乾燥させて、感光性層を形成した。
更に、感光層上に厚さ12μmのポリプロピレンフィルムを圧着し、保護フィルムを設けた。以上のようにして、PET仮支持体/熱可塑性樹脂層/中間層/感光層/保護フィルムの積層構造に構成された感光性転写材料を作製した。
〔熱可塑性樹脂層用塗布液の調製〕
下記処方H1の諸成分を混合し、熱可塑性樹脂層用塗布液を調製した。
−熱可塑性樹脂層用塗布液の処方H1−
・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(=54/12/5/29[モル比])の共重合体 (重量平均分子量80,000) … 58部
・スチレン/アクリル酸(=70/30[モル比])の共重合体 …136部
(重量平均分子量7,000)
・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… 90部
(新中村化学工業(株)製、多官能アクリレート)
・F−780−F(大日本インキ化学工業(株)製) … 1部
(フッ素系界面活性剤の2−ブタン30%溶液)
・メチルエチルケトン …541部
・1−メトキシ−2−プロパノール … 63部
・メチルアルコール …111部
〔中間層用塗布液の調製〕
下記処方P1の諸成分を混合し、中間層用塗布液を調製した。
−中間層用塗布液の処方P1−
・ポリビニルアルコール … 3.0部
(PVA−205、(株)クラレ製)
・ポリビニルピロリドン … 1.5部
(PVP−K30、アイエスピー・ジャパン(株)製)
・蒸留水 …50.5部
・メチルアルコール …45.0部
<転写による遮光膜付基板の作製>
(1)まず、上記より得た感光性転写材料の保護フィルムを剥離除去した後、露出した感光性層が、被転写体であるガラス基板(厚み1.1mm)の表面と接するように重ね合わせ、ラミネーターLamicII型〔(株)日立インダストリイズ製〕を用いて、ゴムローラ温度130℃、線圧100N/cm、搬送速度2.2m/分の条件で貼り合わせた。次いで、PET仮支持体を剥離し、ガラス基板上に感光性層/中間層/熱可塑性樹脂層の順に積層されるように転写した(転写工程)。
(2)続いて、超高圧水銀灯を備えたプロキシミティー型露光機(日立ハイテク電子エンジニアリング社製)を用い、マスク(画像パターンを有する石英露光マスク)と、該マスクと熱可塑性樹脂層とが向き合うように配置したガラス基板とを略平行に垂直に立てた状態で、マスク面と感光性層の中間層に接する側の表面との間の距離を200μmとし、マスクを介して熱可塑性樹脂層側から露光量300mJ/cm 2 で全面露光した(露光工程)。
(3)露光後、KOH系現像液CDK−1(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(株)製)を100倍希釈したものをフラットノズルから25℃、ノズル圧力6.15MPaにて、熱可塑性樹脂層上から58秒間噴射してシャワー現像を行ない、熱可塑性樹脂層、中間層、及び感光性層の未露光部を現像除去してパターンを得た(現像工程)。その後さらに、ガラス基板のパターンが形成された側に超純水を超高圧洗浄ノズルにより9.8MPaの圧力で噴射して残渣を除去し、ガラス基板上にブラックマトリクスを形成した。
(4)次に、ブラックマトリクスが形成されたガラス基板を、基板予備加熱装置により220℃で60分間加熱した後、240℃で50分間さらに加熱してベーク処理を施し(ベーク工程)、遮光膜付基板を作製した。
(実施例7)
実施例1において、分散液A1の調製に用いた酢酸銀(I)を過塩素酸銀(I)に代え、下記の「銀錫合金部含有粒子の分散液(分散液A7)の調製」に示すように分散液A7を調製したこと以外、実施例1と同様にして、遮光膜用感光性塗布液を調製すると共に、遮光膜付基板を作製した。
−銀錫合金部含有粒子の分散液(分散液A7)の調製−
純水1000mlに、過塩素酸銀(I)61.2g、酢酸スズ(II)35.8g、ピロリン酸ナトリウム45g、ポリエチレングリコール(分子量3,000)5g、及びAGRIMER AL−10LC(ISP社製;ビニルピロリドン/酢酸ビニルコポリマー)5gを溶解し、溶液3を得た。
別途、純水500mlにヒドロキシアセトン36.1gを溶解して、溶液4を得た。
上記より得た溶液3を25℃に保ちつつ激しく攪拌しながら、これに上記の溶液4を7分間かけて添加し、緩やかに6時間攪拌を継続した。すると、混合液が黒色に変化し、銀錫(AgSn)複合微粒子を得た。次いで、この液を遠心分離して銀錫合金部含有粒子を沈殿させた。遠心分離は、150mlの液量に小分けして、卓上遠心分離機H−103n((株)コクサン製)により回転数2,000r.p.m.で30分間行なった。そして、上澄みを捨て全液量を150mlにした。これに、アセトン150mlを加え、5分間攪拌した後、さらに300mlのアセトンを加えて5分間攪拌した。また更に、アセトン900mlを加え、30分間攪拌した。得られた液を限外濾過モジュール(ザルトリウス(株)製)とザルトコンミニ(分画分子量10,000)とを用いて、液量が100mlになるまで濃縮した。濾過速度は、3.0l/h(濾過面積0.1m2)とした。
なお、銀錫合金部含有粒子は、X線散乱によりAgSn合金とAg金属とからなる複合体であることを確認した。
(実施例8)
実施例1において、「塗布による遮光膜付基板の作製」での遮光膜用感光性塗布液の乾燥膜厚を0.85μmから1.0μmに変更したこと以外、実施例1と同様にして、遮光膜付基板を作製した。
(実施例9)
実施例1において、「塗布による遮光膜付基板の作製」での遮光膜用感光性塗布液の乾燥膜厚を0.85μmから1.2μmに変更したこと以外、実施例1と同様にして、遮光膜付基板を作製した。
(比較例1)
実施例1において、「塗布による遮光膜付基板の作製」で用いた遮光膜用感光性塗布液を下記の棒状銀微粒子を含有する遮光膜用感光性塗布液に代えると共に、塗布をスピンコーターを用いて乾燥膜厚が0.85μmになるように行なったこと以外、実施例1と同様にして、遮光膜付基板を作製した。
〈遮光膜用感光性塗布液の調製〉
(1)棒状銀微粒子分散液の調製
棒状銀微粒子(長軸長さL:400nm、幅b:30nm、厚さt:25nm、b/t=1.2)73.5gと、分散剤(商品名:ソルスパース20000、アビシア(株)製)1.05gと、メチルエチルケトン16.4gと、を混合した。これを、超音波分散機(商品名:Ultrasonic generator model US−6000 ccvp、nissei社製)を用いて分散し、棒状銀微粒子分散液を得た。
なお、棒状銀微粒子は、Materials Chemistry and Physics 2004,84,p.197−204に記載の微粒子の調製方法により、銀塩還元時のpH、反応温度を変化させることにより、各種形状の棒状銀微粒子の分散液として調製し、得られた分散液に遠心分離処理(10,000r.p.m.、20分)を行ない、上澄み液を捨て、適宜濃縮を行なって得られる。また、棒状金属微粒子の長軸長さL及びb/t比の調節は、種粒子と金属塩の比を調節することにより行なった。また、棒状金属微粒子の長軸長さL、幅b及び厚みt、粒度分布D90/D10の測定は既述の方法により行なった。
(2)遮光膜用感光性塗布液の調製
下記組成を混合して、遮光膜用感光性塗布液を調製した。
〔組成〕
・棒状銀微粒子分散液 …40.00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 …28.6部
・メチルエチルケトン …37.6部
・フッ素系界面活性剤 … 0.2部
(商品名:F176PF、大日本インキ化学工業(株)製)
・ヒドロキノンモノメチルエーテル … 0.001部
・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、分子量30000)
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート …下記
(KAYARAD DPHA、日本化薬社製)
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの量は、塗布液におけるベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体の量を1としたときの質量比率で0.9となる量とし、かつ棒状銀微粒子の体積分率が0.13になる量とした。
・ビス[4−[N−[4−(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 … 0.1部
(比較例2)
比較例1の〈遮光膜用感光性塗布液の調製〉において、棒状銀微粒子と同様にして棒状金微粒子を得ると共に、比較例1と同様にして、棒状金微粒子分散液を調製し、棒状銀微粒子分散液を棒状金微粒子分散液に代え、塗布液の乾燥膜厚を0.85μmから1.1μmに変更したこと以外、比較例1と同様にして、遮光膜付基板を作製した。
(比較例3)
実施例1において、「塗布による遮光膜付基板の作製」で用いた遮光膜用感光性塗布液を下記の銀微粒子とカーボンブラックをブレンドした遮光膜用塗布液に代えると共に、乾燥膜厚を0.85μmから1.1μmに変更したこと以外、実施例1と同様にして、遮光膜付基板を作製した。
〈遮光膜用塗布液の調製〉
(1)カーボンブラック分散液の調製
モーターミルM50(アイガー・ジャパン社製)で、直径0.65mmのジルコニアビーズを用いて下記処方のカーボンブラック分散液を作製した。
〈処方〉
・ノルマルプロパノール …69部
・メタクリル酸/アリルメタクリレート共重合体(共重合比=20/80)…10部
・ソルスパース20000(ゼネカ(株)製) … 1部
・カーボンブラック(カーボンブラックMA100、三菱化学(株)製) …20部
(2)銀微粒子の作製
ゼラチン112gに蒸留水3,488gを添加し、得られた混合物を約47℃に加熱してゼラチンを溶解した。これに酢酸カルシウム4.0g及びホウ化水素カリウム2.0gを添加し、その直後、蒸留水1.0L(リットル)に溶解した硝酸銀6.0gを、急速に攪拌しながら添加した。さらに蒸留水を添加し、最終重量を5.0kgに調整した。次いで、生成物をゲル化温度近くまで冷却した後、小さな穴を通過させて冷却した水の中へ入れ、微細なヌードルを形成した。このヌードルを、青色銀を生成するための増幅触媒として供給した。便宜上及びヌードルが溶融塊を形成するのを防ぐために、水を用いてヌードルを希釈し、水1対ヌードル3に調整した(ヌードルスラリー)。
次に、ホウ化水素還元銀核650gに、蒸留水81gに溶解したモノスルホン酸ヒドロキノンカリウム6.5g及びKCl0.29gを添加したものを、前記ヌードルスラリーに添加し、約6℃まで冷却した。また、別々の容器に、以下に示す2種の溶液A、Bを調製した。
溶液A:亜硫酸ナトリウム(無水)…19.5g
重亜硫酸ナトリウム(無水)…0.98g
蒸留水…122.0g
溶液B:硝酸銀…9.75g
蒸留水溶液…122.0g
前記溶液A及びBを混合して攪拌を続けると、消失する白色沈殿を形成させた。その後直ちに、この混合物を短時間で(5分間以内)急速に攪拌しながらヌードルスラリーに添加した。温度を10℃に維持し、全ての可溶性銀塩が核の上に還元されるまで約80分間増幅を進行させ、青色スラリー粒子を得た。続いて、得られた青色スラリー粒子を、ナイロンメッシュバック中でスラリーを介して水道水を通過させ、約30分間洗浄水がバックを通過するようにして洗浄し、全ての塩を洗い流した。ゲルスラリーに分散させた洗浄後の青色銀を、溶融した場合に1.5%濃度の銀を有する青色銀分散体が得られるように、生成物量が412gになるまで水気を切って、銀分散スラリーを調製した。このとき、透過電子顕微鏡で写真撮影したところ、青色銀が粒子径80nmの粒子であることを確認した。
(3)銀粒子分散液の調製
得られた銀分散スラリー4000gに、分散剤(日本油脂(株)製の「ラピゾールB−90」)6gとパパイン5%水溶液2000gとを添加し、温度37℃で24時間保存した。この液を2000r.p.m.で5分間かけて遠心分離して、銀粒子を沈降させた。上澄み液を棄てた後、蒸留水で洗浄して酵素で分解されたゼラチン分解物を除去した。次いで、該銀粒子沈降物をメチルアルコールで洗浄してから乾燥させた。約60gの銀微粒子の凝集物が得られた。この凝集物53gと分散剤(アビシア(株)製の「ソルスパース20000」)5gとメチルエチルケトン22gとを混合した後、これに2mmφガラスビーズ100gを混合してペイントシェーカーで3時間かけて分散し、目的とする銀粒子分散液を得た。
得られた銀粒子分散液に下記の添加剤を添加、混合し、銀粒子含有塗布液を得た。
・上記の銀粒子分散液 …40.0g
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート …40.0g
・メチルエチルケトン …37.6g
・フッ素系界面活性剤1(F−780−F) … 0.1g
(大日本インキ化学工業(株)、30%メチルエチルケトン溶液)
・ヒドロキノンモノメチルエーテル … 0・001g
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート … 2.1g
・ビス[4−[N−[4−(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 … 0.1g
(4)遮光層用塗布液の調製
上記で得られたカーボンブラック分散液と銀粒子含有塗布液とを添加、混合し、遮光層用塗布液を調製した。ここでは、カーボンブラック分散液と銀粒子含有塗布液とのブレンド比が2.64/1となるようにした。
(比較例4)
実施例1において、「塗布による遮光膜付基板の作製」で用いた遮光膜用感光性塗布液を下記のカーボンブラックを含有した着色感光性樹脂組成物K1に代えると共に、乾燥膜厚を0.85μmから2.0μmに変更したこと以外、実施例1と同様にして、遮光膜付基板を作製した。
Figure 2007264489
なお、前記表2中のK顔料分散物1、バインダー1、DPHA液、界面活性剤1の各組成は下記の通りである。
*K顔料分散物1の組成
・カーボンブラック(Special Black 250、デグッサ社製)…13.1部
・5−[3−オキソ−2−[4−[3,5−ビス(3−ジエチルアミノプロピルアミノカルボニル)フェニル]アミノカルボニル]フェニルアゾ]−ブチロイルアミノベンズアミダゾロン…0.65部
・ポリマー〔ベンジルメタクリレート/メタクリル酸(=72/28[モル比])のランダム共重合物(重量平均分子量37,000)〕…6.72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…79.53部
*バインダー1の組成
・ポリマー〔ベンジルメタクリレート/メタクリル酸(=78/22[モル比])のランダム共重合物(重量平均分子量40,000)〕…27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…73部
*DPHA液の組成
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(重合禁止剤MEHQを500ppm含有、商品名:KAYARAD DPHA、日本化薬(株)製)…76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…24部
*界面活性剤1
メガファックF−780−F(大日本インキ化学工業(株)製)
(組成)・C613CH2CH2OCOCH=CH2(40部)とH(O(CH3)CHCH27OCOCH=CH2(55部)とH(OCH2CH27OCOCH=CH2(5部)との共重合体(重量平均分子量30,000)…30部
・メチルエチルケトン…70部
(比較例5)
実施例1において、「塗布による遮光膜付基板の作製」で用いた遮光膜用感光性塗布液を下記の遮光膜用塗布液2に変更したこと以外、実施例1と同様にして、遮光膜付基板を作製した。
<遮光膜用塗布液2の調製>
下記組成を混合して、遮光膜用塗布液2を調製した。
〔組成〕
・前記銀錫合金部含有粒子の分散液(分散液A1) …25.00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 …28.6部
・メチルエチルケトン …37.6部
・フッ素系界面活性剤 … 0.2部
(F−780−F、大日本インキ化学工業(株)製)
・ヒドロキノンモノメチルエーテル … 0.001部
・スチレン/アクリル酸共重合体 … 9.6部
(モル比=56/44、重量平均分子量30,000)
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート … 9.6部
(KAYARAD DPHA、日本化薬社製)
・ビス[4−[N−[4−(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 … 0.5部
(評価)
上記の実施例及び比較例で得られた遮光膜付基板の各々について、以下に示す測定及び評価を行なった。測定及び評価の結果は下記表3〜表4に示す。
−1.光学濃度−
実施例及び比較例にてブラックマトリクスの形成に用いた塗布液又は組成物を用い、透明基板上にODが3.0以下になるような薄膜の層を形成し、パターン状に露光しない以外は各実施例及び比較例と同様の工程を経て、測定用のサンプル(膜状)を得た。この透過光学濃度を分光光度計(島津製作所製、UV−2100)を用いて555nmで測定した(OD1)。 別途ガラス基板の透過光学濃度を同様な方法で測定した(OD0)。
OD1からOD0を差し引いた値をブラックマトリクスの透過光学濃度とした。ここで、測定用サンプルの膜厚は接触式表面粗さ計P−10(ケーエルエー・テンコール(株)製)を用いて測定し、測定結果の透過光学濃度と膜厚との関係から、実施例で作製した膜厚のブラックマトリクスの光学濃度を算出した。
−2.膜厚−
接触式表面粗さ計P−10(ケーエルエー・テンコール社製)を用いて、ベーク後のブラックマトリクスの膜厚を測定した。
−3.現像残渣の有無−
ベーク後のブラックマトリクスについて、オリンパス(株)製の顕微鏡MX50を用いて観察することにより、現像残渣の発生の有無を下記の評価基準にしたがって評価した。
〈評価基準〉
○:現像残渣は全く認められなかった。
△:現像残渣が僅かに認められた。
×:現像残渣が顕著に認められた。
−4.反射率−
スペクトロフォトメーターV−560(日本分光(株)製)を組合せた、絶対反射率測定装置ARV−474(日本分光(株)製)を用いて、遮光膜付基板のガラス基板側(膜形成されている側と反対側)の絶対反射率を測定し、遮光膜付基板の反射率とした。なお、測定は、測定角度を垂直方向から5°、波長555nmとして行なった。
〈評価基準〉
○:反射率が3%未満。
△:反射率が3%以上5%未満。
×:反射率が5%以上。
−5.エッジ形状の確認−
ベーク後のブラックマトリクスについて、基板ごと基板面に垂直にカットし、露出した断面を顕微鏡で直接観察した。
〈評価基準〉
○:エッジ形状はシャープできれいであった。
△:エッジ部分に僅かにギザギザが認められた。
×:エッジ形状に顕著にギザギザが認められた。
−6.モアレの発生の有無−
ベーク後のブラックマトリクスについて、シャーカッセンを用いてブラックマトリクスが形成された側から光を当て、反対側での目視観察をし、モアレの有無を確認した。
〈評価基準〉
○:モアレは全く認められなかった。
△:モアレが僅かに認められた。
×:モアレが顕著に認められた。
Figure 2007264489
Figure 2007264489
前記表3〜4に示すように、実施例では、良好に固まって現像残渣がなく、綺麗な格子模様が得られ、薄膜に構成されながら高い黒濃度を有していた。また、ベーク処理で遮光性能を損なうこともなく、観察者側となるブラックマトリクスが形成されていない側からみたときの反射率も低かった。
これに対し、比較例1〜5では、現像残渣が残った部分が存在し、現像時のシャワー跡が残った部分もあった。また、高い黒濃度は得られるものの、ムラの発生があり、綺麗な格子模様が得られなかった。単独の金属微粒子を含む比較例1〜2のブラックマトリクスでは、観察者側となるブラックマトリクスが形成されていない側からみたときの反射率が高かった。また、比較例4のように、カーボンブラックを黒色材料に用いた場合には、薄膜で実施例と同じ透過ODを得ることは困難であり、また、ブラックマトリクスの剥がれが見られ、現像残渣、現像時のシャワー跡も残ってムラが発生しており、綺麗な格子模様を得ることはできなかった。
(実施例10):液晶表示装置
実施例1と同様にして遮光膜付基板を得ると共に、得られた遮光膜付基板を用いて以下のようにして液晶表示装置を作製した。
なお、遮光膜付基板におけるブラックマトリクスのパターンは、画素サイズ10インチ、画素数480×640であった。また、ブラックマトリクス幅は24μmであり、画素部の開口は86μm×304μmであった。
<感光性転写材料の作製>
下記表5に示す組成よりなる着色感光性樹脂組成物R1,G1,B1を調製し、実施例6の「感光性転写材料の作製」で用いた遮光膜用感光性塗布液を着色感光性樹脂組成物R1,G1,又はB1に代えたこと以外、実施例6と同様にして、PET仮支持体上/熱可塑性樹脂層/中間層/感光層(R1,G1,又はB1)/保護フィルムの積層構造に構成された、赤色画素形成用の感光性転写材料R1、緑色画素形成用の感光性転写材料G1、及び青色画素形成用の感光性転写材料B1を作製した。
Figure 2007264489
<液晶表示装置の作製>
−レッド(R)画素の形成−
実施例6の「転写による遮光膜付基板の作製」において、感光性転写材料を上記より得た感光性転写材料R1に代えたこと以外、実施例6と同様にして転写、露光、現像、ベークの各工程を行ない、遮光膜付基板のブラックマトリクスが設けられている側に赤色画素(R画素)を形成した。但し、露光工程での露光量は40mJ/cm 2 とし、現像工程での現像処理は35℃で35秒間とし、ベーク工程では220℃で20分間とした。
なお、感光層R1厚みは2.0μmであり、C.I.ピグメント・レッド(C.I.P.R.)254、C.I.P.R.177の塗布量はそれぞれ0.88g/m2、0.22g/m2であった。
その後、R画素が形成された遮光膜付基板を再び、上記のように洗浄剤を用いてブラシ洗浄し、純水でシャワー洗浄した後、シランカップリング液は使用せずに、基板予備加熱装置により100℃で2分間加熱した。
−グリーン(G)画素の形成−
次に、上記のR画素を形成する場合と同様に、感光性転写材料G1を用いて転写、露光、現像、ベークの各工程を行ない、遮光膜付基板のブラックマトリクス及びR画素が設けられている側に緑色画素(G画素)を形成した。但し、露光工程での露光量は40mJ/cm 2 とし、現像工程での現像処理は34℃で45秒間とし、ベーク工程では220℃で20分間とした。
なお、感光層G1厚みは2.0μmであり、C.I.ピグメント・グリーン(C.I.P.G.)36、C.I.ピグメント・イエロー(C.I.P.Y.)150の塗布量はそれぞれ1.12g/m2、0.48g/m2であった。
その後、R画素及びG画素が形成された遮光膜付基板を再び、上記のように洗浄剤を用いてブラシ洗浄し、純水でシャワー洗浄した後、シランカップリング液は使用せずに、基板予備加熱装置により100℃で2分間加熱した。
−ブルー(B)画素の形成−
次に、前記R画素及びG画素を形成する場合と同様に、感光性転写材料B1を用いて転写、露光、現像の各工程(ベーク工程は除く。)を行ない、遮光膜付基板のブラックマトリクス並びにR画素及びG画素が設けられている側に青色画素(B画素)を形成した。但し、露光工程での露光量は30mJ/cm 2 とし、現像工程での現像処理は36℃で40秒間とした。
なお、感光層B1厚みは2.0μmであり、C.I.ピグメント・ブルー(C.I.P.B.)15:6及びC.I.ピグメント・バイオレット(C.I.P.V.)23の塗布量はそれぞれ0.63g/m2、0.07g/m2であった。
B画素形成の後、R、G,Bの各画素が形成された遮光膜付基板を更に240℃で50分間熱処理し、目的とするカラーフィルタ基板を得た。
ここで、前記表5に記載の着色感光性樹脂組成物R1、G1、B1の調製についてそれぞれ説明する。
〈着色感光性樹脂組成物R1の調製〉
着色感光性樹脂組成物R1は、前記表5に記載の量のR顔料分散物1、R顔料分散物2、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度24℃(±2℃)で混合して150r.p.m.で10分間攪拌し、次いで、前記表5に記載の量のメチルエチルケトン、バインダー2、DPHA液、2−トリクロロメチル−5−(p−スチリルスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[4’−(N,N−ビスエトキシカルボニルメチル)アミノ−3’−ブロモフェニル]−s−トリアジン、及びフェノチアジンをはかり取り、温度24℃(±2℃)でこの順に添加して150r.p.m.で30分間攪拌し、次いで前記表5に記載の量のED152をはかり取り、温度24℃(±2℃)で混合して150r.p.m.で20分間攪拌した。更に、前記表5に記載の量の界面活性剤1をはかり取り、温度24℃(±2℃)で添加して30r.p.m.で30分間攪拌し、ナイロンメッシュ#200で濾過することによって得た。
なお、前記表5に記載の組成物中の各組成R1の詳細は以下の通りである。
*R顔料分散物1の組成
・C.I.ピグメント・レッド254…8.0部
・N,N'−ビス−(3−ジエチルアミノプロピル)−5−{4−[2−オキソ−1−(2−オキソ−2,3−ジヒドロ−1H−ベンゾイミダゾール−5−イルカルバモイル)−プロピルアゾ]−ベンゾイルアミノ}−イソフタルアミド…0.8部
・ポリマー〔ベンジルメタクリレート/メタクリル酸(=72/28[モル比])のランダム共重合物(重量平均分子量37,000)〕…8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…83.2部
*R顔料分散物2の組成
・C.I.ピグメント・レッド177…18部
・ポリマー〔ベンジルメタクリレート/メタクリル酸(=72/28[モル比])のランダム共重合物(重量平均分子量37,000)〕…12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…70部
*バインダー2の組成
・ベンジルメタクリレート/メタクリル酸/メチルメタクリレート(=38/25/37[モル比])のランダム共重合物(重量平均分子量30,000)…27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…73部
*DPHA液の組成
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(重合禁止剤MEHQを500ppm含有、商品名:KAYARAD DPHA、日本化薬(株)製)…76部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ−ト…24部
*界面活性剤1の組成
・C613CH2CH2OCOCH=CH2(40部)とH(O(CH3)CHCH27OCOCH=CH2(55部)とH(OCH2CH27OCOCH=CH2(5部)との共重合体(重量平均分子量30,000)…30部
・メチルエチルケトン…70部
*ED152
HIPLAAD ED152(楠本化成(株)製)
〈着色感光性樹脂組成物G1の調製〉
着色感光性樹脂組成物G1は、前記表5に記載の量のG顔料分散物1、Y顔料分散物1、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度24℃(±2℃)で混合して150r.p.m.で10分間攪拌し、次いで、前記表5に記載の量のメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、バインダー1、DPHA液、2−トリクロロメチル−5−(p−スチリルスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,4−ビス(トリクロロメチル)−6−[4’−(N,N−ビスエトキシカルボニルメチル)アミノ−3’−ブロモフェニル]−s−トリアジン、及びフェノチアジンをはかり取り、温度24℃(±2℃)でこの順に添加して150r.p.m.で30分間攪拌し、更に、前記表5に記載の量の界面活性剤1をはかり取り、温度24℃(±2℃)で添加して30r.p.m.で5分間攪拌し、ナイロンメッシュ#200で濾過することによって得た。
なお、前記表5に記載の組成物G1中の各組成の詳細は以下の通りである。
*G顔料分散物1の組成
・C.I.ピグメント・グリーン36…18部
・ポリマー〔ベンジルメタクリレート/メタクリル酸(=72/28[モル比])のランダム共重合物(重量平均分子量37,000)〕…12部
・シクロヘキサノン…35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…35部
*Y顔料分散物1
商品名:CFイエローEX3393(御国色素社製)
*バインダー1の組成
・ベンジルメタクリレート/メタクリル酸(=78/22[モル比])のランダム共重合物(重量平均分子量44,000)…27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…73部
〈着色感光性樹脂組成物B1の調製〉
着色感光性樹脂組成物B1は、前記表5に記載の量のB顔料分散物1、B顔料分散物2、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度24℃(±2℃)で混合して150r.p.m.で10分間攪拌し、次いで、前記表5に記載の量のメチルエチルケトン、バインダー3、DPHA液、2−トリクロロメチル−5−(p−スチリルスチリル)−1,3,4−オキサジアゾール、及びフェノチアジンをはかり取り、温度25℃(±2℃)でこの順に添加して、温度40℃(±2℃)で150r.p.m.で30分間攪拌し、更に、前記表5に記載の量の界面活性剤1をはかり取り、温度24℃(±2℃)で添加して30r.p.m.で5分間攪拌し、ナイロンメッシュ#200で濾過することによって得た。
なお、前記表5に記載の組成物B1中の各組成の詳細は以下の通りである。
*B顔料分散物1
商品名:CFブルーEX3357(御国色素社製)
*B顔料分散物2
商品名:CFブルーEX3383(御国色素社製)
*バインダー3の組成
・ベンジルメタクリレート/メタクリル酸/メチルメタクリレート(=36/22/42[モル比])のランダム共重合物(重量平均分子量30,000)…27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…73部
−液晶表示装置の作製−
上記より得たカラーフィルタ基板のR画素、G画素、及びB画素並びにブラックマトリクスの上に更に、ITO(Indium Tin Oxide)の透明電極をスパッタリングにより形成した。別途、対向基板としてガラス基板を用意し、カラーフィルタ基板の透明電極上及び対向基板上にそれぞれPVAモード用にパターニングを施し、その上に更にポリイミドよりなる配向膜を設けた。
その後、カラーフィルタの画素群を取り囲むように周囲に設けられたブラックマトリクス外枠に相当する位置にエポキシ樹脂のシール剤を印刷すると共に、PVAモード用液晶を滴下し、対向基板と貼り合わせた後、貼り合わされた基板を熱処理してシール剤を硬化させた。このようにして得た液晶セルの両面に、(株)サンリツ製の偏光板HLC2−2518を貼り付けた。次いで、赤色(R)LEDとしてFR1112H(スタンレー(株)製のチップ型LED)、緑色(G)LEDとしてDG1112H(スタンレー(株)製のチップ型LED)、青色(B)LEDとしてDB1112H(スタンレー(株)製のチップ型LED)を用いてサイドライト方式のバックライトを構成し、前記偏光板が設けられた液晶セルの背面となる側に配置した。更に、液晶セルの観察者が観る正面となる側に反射防止フィルムを貼り付け、液晶表示装置とした。
上記より得た本発明の液晶表示装置は、ブラックマトリクスの現像残渣や現像ムラ等による黒表示時のモアレがなく、コントラストが高く鮮やかな画像表示を行なうことができた。また、液晶表示装置のグレイのテスト信号を入力したときのグレイ表示を目視及びルーペにて観察し、表示ムラの有無を確認したが、表示ムラは全く見られなかった。
また、本実施例では、実施例1と同様の遮光膜付基板を用いて液晶表示装置を構成したが、実施例2〜9で作製した遮光膜付基板を用いて液晶表示装置を構成した場合も同様に、黒表示時のモアレがなく、コントラストが高く鮮やかな画像表示を行なうことができた。また、表示ムラも全く見られなかった。一方、比較例1、2で作製した遮光膜付基板を用いて液晶表示装置を構成した場合には、ブラックマトリクス部分に外光が反射し、白っぽく見えることがあり、コントラストが高く鮮やかな画像表示を行なうことができなかった。また、比較例3〜5で作製した遮光膜付基板を用いて液晶表示装置を構成した場合には、黒表示時のモアレが原因と思われる表示ムラが見られ、鮮やかな画像表示を行なうことができなかった。

Claims (14)

  1. 樹脂及びその前駆体の少なくとも一種と合金部分を含む金属微粒子の少なくとも一種とを含み、光学濃度が4.1以上である表示装置用遮光膜。
  2. 前記金属微粒子が、合金部分と金属部分とからなる金属微粒子であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置用遮光膜。
  3. 前記合金部分が、銀錫合金であることを特徴とする請求項1又は2に記載の表示装置用遮光膜。
  4. 前記樹脂及びその前駆体の少なくとも一種が熱硬化性を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の表示装置用遮光膜。
  5. 樹脂及びその前駆体の少なくとも一種と合金部分を含む金属微粒子の少なくとも一種とを含み、厚み0.1〜10μmの膜としたときの光学濃度が4.1以上である表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物。
  6. 少なくとも1種の溶媒を更に含む請求項5に記載の表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物。
  7. 仮支持体上に少なくとも感光性樹脂層を有し、該感光性樹脂層が請求項5又は6に記載の表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物を用いてなる感光性転写材料。
  8. 請求項5又は6に記載の表示装置用遮光膜形成用の感光性樹脂組成物をスリット状ノズルにより塗布する塗布工程を有する表示装置用遮光膜の形成方法。
  9. 請求項7に記載の感光性転写材料を用いて基板上に感光性樹脂層を転写する転写工程と、
    基板上に転写された少なくとも前記感光性樹脂層を露光する露光工程と、
    前記露光後の前記感光性樹脂層を現像処理する現像工程と、
    現像処理された少なくとも前記感光性樹脂層をベークするベーク工程と、
    を有する表示装置用遮光膜の形成方法。
  10. ブラックマトリクスに用いられる請求項1〜4のいずれか1項に記載の表示装置用遮光膜。
  11. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の表示装置用遮光膜を備えた遮光膜付基板。
  12. カラーフィルタの作製に用いられることを特徴とする請求項11に記載の遮光膜付基板。
  13. 請求項11又は12に記載の遮光膜付基板を備えた液晶表示素子。
  14. 請求項13に記載の液晶表示素子を備えた液晶表示装置。
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