JP4602106B2 - Light shielding film for display device, production method thereof, composition containing metal fine particles, substrate for display device, and color filter - Google Patents

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本発明は液晶表示装置、プラズマディスプレイ表示装置、EL表示装置、CRT表示装置など表示装置の内部に設けられた遮光用途の膜(これを以下、「遮光膜」という)に関する。   The present invention relates to a light-shielding film (hereinafter referred to as “light-shielding film”) provided inside a display device such as a liquid crystal display device, a plasma display device, an EL display device, or a CRT display device.

表示装置用遮光膜は、液晶表示装置、プラズマディスプレイ表示装置、EL表示装置、CRT表示装置などの表示装置内部に設けられた黒色の縁や画素周囲の格子状やストライプ状の黒色の縁部(いわゆるブラックマトリックス)、さらにTFT遮光のためのドット状や線状の黒色パターンのことである。
表示装置用遮光膜の例は、光漏れによるコントラスト低下を防止するためにカラーフィルターの赤、青、緑の画素の周囲に形成されるブラックマトリックスである。
他の例は薄膜トランジスター(TFT)用いたアクティブマトリックス駆動方式の液晶表示素子において、TFTの光による電流リークに伴う画質の低下を防ぐためにTFT上に設ける遮光膜である。これらの遮光膜には通常光学濃度2以上の遮光性が要求される。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。
The light shielding film for a display device is a black edge provided inside a display device such as a liquid crystal display device, a plasma display display device, an EL display device, or a CRT display device, or a black edge portion in a lattice shape or a stripe shape around a pixel ( This is a so-called black matrix), and also a dot-like or linear black pattern for TFT light shielding.
An example of the light shielding film for a display device is a black matrix formed around the red, blue, and green pixels of the color filter in order to prevent a decrease in contrast due to light leakage.
Another example is a light-shielding film provided on a TFT in an active matrix driving type liquid crystal display element using a thin film transistor (TFT) in order to prevent deterioration in image quality due to current leakage due to light from the TFT. These light shielding films are usually required to have a light shielding property with an optical density of 2 or more. The color tone of the light shielding film is preferably black from the viewpoint of display quality of the display device.

従来、高い遮光性を有する表示装置用遮光膜を作製するには、金属を用いることが考えられ、例えば、金属薄膜を蒸着法やスパッタリング法により作製し、該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層を露光現像し、その後露出した金属薄膜をエッチングし、最後に金属薄膜上のレジスト層を剥離することにより形成する方法が挙げられる(例えば、非特許文献1を参照)。
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高く、強い外光の下では表示コントラストが低いという問題もある。これに対しては低反射クロム膜(金属クロムと酸化クロムの2層からなるもの等)を用いるという手段があるが、更にコストアップとなることは否めない。そして、この方法で最もよく用いられるクロムは、環境負荷が大きいという欠点を有する。
Conventionally, in order to produce a light shielding film for a display device having high light shielding properties, it has been considered to use a metal. For example, a metal thin film is produced by vapor deposition or sputtering, and a photoresist is applied on the metal thin film. And then exposing and developing the photoresist layer using a photomask having a light shielding film pattern for a display device, etching the exposed metal thin film, and finally peeling the resist layer on the metal thin film. (For example, refer nonpatent literature 1).
Since this method uses a metal thin film, a high light-shielding effect can be obtained even if the film thickness is small, but there is a problem that a vacuum film forming process or an etching process such as a vapor deposition method or a sputtering method is required and the cost is increased. In addition, since it is a metal film, there is a problem that the reflectance is high and the display contrast is low under strong external light. For this, there is a means of using a low-reflective chromium film (such as one composed of two layers of metal chromium and chromium oxide), but the cost cannot be denied. And the chromium used most by this method has the fault that environmental impact is large.

一方、反射率の低い遮光膜を得るためにカーボンブラックを用いて表示装置用遮光膜を形成する技術がある(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て乾燥したものを露光、現像したものである。
しかし、カーボンブラックは、金属微粒子に比べ単位塗布量あたりの光学濃度が低いため、高い遮光性、光学濃度を確保すると必然的に膜厚が大きくなる。表示装置用遮光膜形成後に、赤、青、緑の画素を形成する場合、気泡発生や均一な画素が形成しにくいという欠点があった。
特開昭62−9301号公報 共立出版(株)発行「カラーTFT液晶ディスプレイ」第218〜220頁(1997年4月10日)
On the other hand, there is a technique for forming a light shielding film for a display device using carbon black in order to obtain a light shielding film having a low reflectance (see Patent Document 1). This is one obtained by exposing and developing a photosensitive resin composition containing carbon black applied to a substrate and drying.
However, since the carbon black has a lower optical density per unit coating amount than the metal fine particles, the film thickness inevitably increases if a high light shielding property and optical density are ensured. When red, blue and green pixels are formed after the formation of a light shielding film for a display device, there are disadvantages that bubbles are generated and it is difficult to form uniform pixels.
JP-A-62-9301 Published by Kyoritsu Shuppan Co., Ltd. “Color TFT LCD”, pp. 218-220 (April 10, 1997)

本発明は前記のごとき問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、金属微粒子の分散が良好な表示装置用の遮光膜、前記遮光膜を作製するための金属微粒子含有組成物及び遮光膜の作製方法、並びに表示装置用の基板及びカラーフィルターを提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems of the, its object is light-shielding film for the dispersion is good display of the fine metal particles, the metal fine particle-containing composition for producing a light-shielding film及beauty the method for manufacturing a barrier light film, and to provide a substrate and a color filter for a display device.

本発明の前記課題は、以下の表示装置用遮光膜、前記遮光膜を作製するための金属微粒子含有組成物及び遮光膜の作製方法、並びに表示装置用の基板及びカラーフィルターを提供することにより解決される。
(1)表示装置用遮光膜を作製するための金属微粒子含有組成物であって、高分子バインダー、銀、金、白金、パラジウム、タングステン及びチタンからなる群より選ばれる金属微粒子、チオール基、チオエーテル基、チオキソ基、アミノ基、又はイミノ基の少なくとも1種を有する化合物と、SP値が9.0以上の溶媒を含有する金属微粒子含有組成物。
(2)前記金属微粒子含有組成物が、重合性モノマー及び光重合開始剤を更に含有し、感光性を有することを特徴とする前記(1)に記載の金属微粒子含有組成物。
The problems of the present invention are solved by providing the following light shielding film for a display device, a composition containing metal fine particles for producing the light shielding film, a method for producing the light shielding film, a substrate for the display device, and a color filter. Is done.
(1) a metal particulate-containing compositions for making light-blocking film for a display device, a polymeric binder, silver, gold, platinum, palladium, and metal particles selected from the group consisting of tungsten and titanium, thiol group , thioether group, a thioxo group, an amino group, or a compound having at least one imino group and a metal fine particle-containing composition S P value contains 9.0 or more solvents.
(2) The metal fine particle-containing composition as described in (1) above, wherein the metal fine particle-containing composition further contains a polymerizable monomer and a photopolymerization initiator and has photosensitivity.

(3)前記(1)又は前記(2)に記載の金属微粒子含有組成物を用いて基板上に設けられた表示装置用の遮光膜であって、高分子バインダー、該高分子バインダー中に分散された銀、金、白金、パラジウム、タングステン及びチタンからなる群より選ばれる金属微粒子、及びチオール基、チオエーテル基、チオキソ基、アミノ基、又はイミノ基の少なくとも1種を有する化合物を含有し、厚みが0.05〜0.5μmであって光学濃度が3.5以上である表示装置用遮光膜。(3) A light-shielding film for a display device provided on a substrate using the metal fine particle-containing composition according to (1) or (2), wherein the polymer binder is dispersed in the polymer binder. Containing finely divided metal particles selected from the group consisting of silver, gold, platinum, palladium, tungsten and titanium, and a compound having at least one of a thiol group, a thioether group, a thioxo group, an amino group, or an imino group, and having a thickness Is a light-shielding film for a display device, having an optical density of 3.5 or more.
(4)前記チオール基、チオエーテル基、チオキソ基、アミノ基、又はイミノ基の少なくとも1種を有する化合物が、金属微粒子の1質量%以上含まれていることを特徴とする前記(3)に記載の表示装置用遮光膜。(4) The compound having at least one kind of the thiol group, thioether group, thioxo group, amino group, or imino group is contained in an amount of 1% by mass or more of the metal fine particles. Light shielding film for display device.

)前記(又は(2)に記載の金属微粒子含有組成物を基板上に塗設する工程を有することを特徴とする前記(又は4)に記載の表示装置用遮光膜の作製方法。
)前記金属微粒子含有組成物が感光性を有し、基板上に塗設した金属微粒子含有組成物をパターニングすることを特徴とする前記()に記載の表示装置用遮光膜の作製方法。
( 5 ) The light-shielding film for a display device according to ( 3 ) or ( 4), comprising a step of coating the substrate containing the metal fine particle-containing composition according to ( 1 ) or (2). Manufacturing method.
( 6 ) The method for producing a light-shielding film for a display device according to ( 5 ), wherein the metal fine particle-containing composition has photosensitivity, and the metal fine particle-containing composition coated on the substrate is patterned. .

)前記(又は6)に記載の作製方法により作製された表示装置用遮光膜。 ( 7 ) A light-shielding film for a display device produced by the production method according to ( 5 ) or ( 6) .

)前記(、又は前記(7)に記載の表示装置用遮光膜を備えた表示装置用基板。
)前記(、又は前記(7)に記載の表示装置用遮光膜を備える表示装置用カラーフィルター。
(8) the (3), (4), a display device substrate that also includes a display device for shielding film according to (7).
(9) the (3), (4), or a color filter for a display device comprising a display device for shielding film according to (7).

本発明の金属微粒子含有組成物は特定の化合物を含有しているため、金属微粒子の分散安定性が良好で、塗布液の保存性が高い。また、このような塗布液を用いて遮光膜を作製することにより、遮光膜中での金属微粒子の分散性が良好で、かつ必要な光学濃度を得るための膜厚が薄く、更に色調が優れた遮光膜が得られる。また、本発明の遮光膜は、製造の際の環境に対する負荷も小さい。   Since the composition containing metal fine particles of the present invention contains a specific compound, the dispersion stability of the metal fine particles is good and the storage stability of the coating liquid is high. Moreover, by producing a light-shielding film using such a coating solution, the dispersibility of the metal fine particles in the light-shielding film is good, the film thickness for obtaining the required optical density is thin, and the color tone is excellent. A light-shielding film can be obtained. Moreover, the light-shielding film of the present invention has a small environmental load during production.

[遮光膜]
本発明でいう表示装置用遮光膜とは、液晶表示装置、プラズマディスプレイ表示装置、EL表示装置、CRT表示装置などの表示装置の内部に設けられた遮光用途の膜をいい、例えば、表示装置の周辺部に設けられる黒色の縁や、画素の周囲に設ける格子状、ストライプ状などの黒色の縁部(いわゆるブラックマトリックス)、TFT遮光のためのドット状、線状の黒色パターン等が挙げられる。
本発明の表示装置用遮光膜は、パターン化したもの及びパターン化しないもののいずれも含む。
前記遮光膜は、高分子バインダー、該高分子バインダー中に分散された金属微粒子、及びイオウ原子及び/又は窒素原子を1個以上有する化合物を含有する。
[Light-shielding film]
The light shielding film for display device in the present invention refers to a light shielding film provided inside a display device such as a liquid crystal display device, a plasma display display device, an EL display device, or a CRT display device. Examples thereof include black edges provided at the periphery, black edges (so-called black matrix) provided around the pixels, such as grids and stripes, dots for shielding light from the TFT, and linear black patterns.
The light-shielding film for a display device of the present invention includes both those patterned and those not patterned.
The light-shielding film contains a polymer binder, metal fine particles dispersed in the polymer binder, and a compound having at least one sulfur atom and / or nitrogen atom.

(金属微粒子)
本発明においては、「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」(444頁)による。
本発明で用いる金属微粒子の金属としては、安全性、環境負荷の観点から、銀、金、白金、パラジウム、タングステン、チタン、銅又はこれらの合金が好ましい。中でも、銀、金、白金、パラジウム、タングステン及びチタンからなる群より選ばれる金属微粒子であり、化学的安定性、コストの面から銀が好ましい。
本発明で用いる金属微粒子は、均一な組成でも、不均一な組成でもよい。不均一な組成の例としては、表面に内部と異なる組成のコーティング層を設けたものを挙げることができる。また、本発明で用いる金属微粒子の形状は特に制限はなく、球形、不定形、板状、立方体、正八面体、柱状等の種々の形状のものを使用することができる。
(Metal fine particles)
In the present invention, the term “metal” refers to “metal” (page 444) described in “Iwanami Physical and Chemical Dictionary (5th edition)” (published by Iwanami Shoten in 1998).
As the metal of the metal fine particles used in the present invention, silver, gold, platinum, palladium, tungsten, titanium, copper or alloys thereof are preferable from the viewpoint of safety and environmental load. Among these , fine metal particles selected from the group consisting of silver, gold, platinum, palladium, tungsten and titanium , and silver is preferable from the viewpoint of chemical stability and cost.
The metal fine particles used in the present invention may have a uniform composition or a non-uniform composition. As an example of the non-uniform composition, there can be mentioned a coating layer having a composition different from the inside on the surface. The shape of the metal fine particles used in the present invention is not particularly limited, and various shapes such as a sphere, an indeterminate shape, a plate shape, a cube, a regular octahedron, and a column shape can be used.

本発明で用いる金属微粒子の平均粒径は、3〜3000nmが好ましく、特に、60〜250nmが好ましい。平均粒径が1nm未満であると、吸収波長が短くなり、3000nmを超えるものは、色味が出たり、光学濃度が低くなることがあり、好ましくない。
金属微粒子の粒径分布については特に制約はない。
The average particle size of the metal fine particles used in the present invention is preferably from 3 to 3000 nm, particularly preferably from 60 to 250 nm. When the average particle size is less than 1 nm, the absorption wavelength is short, and those exceeding 3000 nm are not preferable because they may give rise to color or optical density.
There are no particular restrictions on the particle size distribution of the metal fine particles.

本発明で用いる金属微粒子の製造法には特に制限はなく、公知の製造法、例えば、蒸発凝集法、気相還元法等の気相法、液相還元法のような液相法等を採用することができる。詳細には、「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)発行、2002年)に記載されている。
また、例えば、銀微粒子(コロイド銀)の場合は、従来から知られている方法、例えば米国特許第2,688,601号明細書に開示されているゼラチン水溶液中で可溶性銀塩をハイドロキノンによって還元する方法、ドイツ特許第1,096,193号明細書に記載されている難溶性銀塩をヒドラジンによって還元する方法、米国特許第2,921,914号明細書に記載されているタンニン酸により銀に還元する方法のごとく銀イオンを溶液中で化学的に還元する方法や、特開平5−134358号公報に記載されている無電解メッキによって銀粒子を形成する方法、バルク金属をヘリウムなどの不活性ガス中で蒸発させ、溶媒でコールドトラップするガス中蒸発法等の方法を用いることも可能である。
There are no particular restrictions on the method for producing the metal fine particles used in the present invention, and a known production method, for example, a vapor phase method such as an evaporation aggregation method or a gas phase reduction method, or a liquid phase method such as a liquid phase reduction method is employed. can do. The details are described in "Latest Trends in Technology and Application of Ultrafine Particles II" (issued by Sumibe Techno Research Co., Ltd., 2002).
Further, for example, in the case of silver fine particles (colloidal silver), a soluble silver salt is reduced with hydroquinone in a conventionally known method, for example, an aqueous gelatin solution disclosed in US Pat. No. 2,688,601. A method of reducing a sparingly soluble silver salt described in German Patent 1,096,193 with hydrazine, a silver with tannic acid described in US Pat. No. 2,921,914 A method of chemically reducing silver ions in a solution, such as a method of reducing silver ions in a solution, a method of forming silver particles by electroless plating described in JP-A-5-134358, It is also possible to use a method such as an in-gas evaporation method that evaporates in an active gas and cold traps with a solvent.

(高分子バインダー)
本発明の遮光膜に含まれる高分子バインダーとしては次のようなものを利用できる。
後述の非感光性の金属微粒子含有組成物を用いて遮光膜を作製する場合には、水溶性高分子バインダーやアルカリ可溶性の高分子バインダーを用いることが好ましい。例えば、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース等のセルロース系高分子バインダー、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を含み、さらにメチルメタクリレート、エチルアクリレート、ベンジルアクリレート、スチレンなどが共重合した(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリレート系共重合体やスチレン−(メタ)アクリル酸系共重合体が好ましく挙げられる。
アクリル酸及び/又はメタクリル酸を含有しているアルカリ可溶な(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリレート系共重合体やスチレン−(メタ)アクリル酸系共重合体を成分とする高分子バインダーはアルカリ現像によりパターニングできるので好ましい。
これらの共重合体中におけるアクリル酸及び/又はメタクリル酸の含量は両者の合計で10〜60質量%、より好ましくは20〜50質量%の範囲が望ましい。
これらの共重合体の具体例は、ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=(60/40)、メチルメタクリレート/スチレン/メタクリル酸=(10/60/30)、メチルメタクリレート/スチレン/アクリル酸/メタクリル酸=(20/50/15/15)、ベンジルメタクリレート/メチルメタクリレート/メタクリル酸=(40/35/35)、スチレン/アクリル酸/メタクリル酸=(60/20/20)などがある。ただし( )内の数字は質量比を示す。
高分子バインダーは金属微粒子に対して体積比で0.3:1〜100:1が好ましく、1.5:1〜30:1の範囲がより好ましい。この比が大きすぎると遮光膜が厚くなり不利であるし、小さすぎると、必要な光学濃度が得られない場合がある。
モノマーは金属微粒子に対して体積比で0.3:1〜100:1が好ましく、1.5:1〜30:1の範囲がより好ましい。この比が大きすぎると遮光膜が厚くなり不利であるし、小さすぎると遮光膜の強度が得られない場合がある。
(Polymer binder)
The following can be used as the polymer binder contained in the light shielding film of the present invention.
In the case of producing a light-shielding film using a non-photosensitive metal fine particle-containing composition described later, it is preferable to use a water-soluble polymer binder or an alkali-soluble polymer binder. For example, (meth) acrylic acid- (meta) containing a cellulosic polymer binder such as polyvinyl alcohol, gelatin, methylcellulose, acrylic acid and / or methacrylic acid, and further copolymerized with methyl methacrylate, ethyl acrylate, benzyl acrylate, styrene, and the like. ) Acrylate copolymers and styrene- (meth) acrylic acid copolymers are preferred.
A polymer binder comprising an alkali-soluble (meth) acrylic acid- (meth) acrylate copolymer or styrene- (meth) acrylic copolymer containing acrylic acid and / or methacrylic acid as a component, This is preferable because it can be patterned by alkali development.
The total content of acrylic acid and / or methacrylic acid in these copolymers is 10 to 60% by mass, more preferably 20 to 50% by mass.
Specific examples of these copolymers include benzyl methacrylate / methacrylic acid = (60/40), methyl methacrylate / styrene / methacrylic acid = (10/60/30), methyl methacrylate / styrene / acrylic acid / methacrylic acid = ( 20/50/15/15), benzyl methacrylate / methyl methacrylate / methacrylic acid = (40/35/35), styrene / acrylic acid / methacrylic acid = (60/20/20), and the like. However, the numbers in parentheses indicate mass ratios.
The polymer binder is preferably in a volume ratio of 0.3: 1 to 100: 1 with respect to the metal fine particles, and more preferably in the range of 1.5: 1 to 30: 1. If this ratio is too large, the light shielding film becomes thick and disadvantageous. If it is too small, the required optical density may not be obtained.
The monomer preferably has a volume ratio of 0.3: 1 to 100: 1 with respect to the metal fine particles, and more preferably in the range of 1.5: 1 to 30: 1. If this ratio is too large, the light shielding film becomes thick and disadvantageous. If it is too small, the strength of the light shielding film may not be obtained.

また、後述の感光性の金属微粒子含有組成物を用いて遮光膜を作製する場合には、前記組成物中に光重合可能なモノマー及び/又は又はオリゴマーを含ませ、これらの光重合生成物を高分子バインダーとすることが好ましい。また、これらの光重合可能なモノマー及び/又は又はオリゴマーは熱重合性を有していることが好ましく、この場合、光重合後更に熱処理を行うことにより硬化を一層進めることが可能となる。また、前記のごときアルカリ可溶性のポリマーを前記組成物中に添加しておいてもよい。
前記モノマーとしてエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、1,4−ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、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ヘキサ(メタ)アクリレートなどの多官能アクリルモノマーを用いることが好ましい。これらの多官能モノマーは前述のように光や熱を用いて重合(架橋)できるが、これらの中でも、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〕セバケートなどのハロメチル−s−トリアジン系化合物を重合開始剤として用いて光重合するものが好ましい。
In the case of producing a light-shielding film using a photosensitive metal fine particle-containing composition described later, a photopolymerizable monomer and / or oligomer is included in the composition, and these photopolymerization products are added. A polymer binder is preferred. In addition, these photopolymerizable monomers and / or oligomers preferably have thermal polymerizability. In this case, curing can be further advanced by further heat treatment after photopolymerization. Further, an alkali-soluble polymer as described above may be added to the composition.
As the monomer, ethylene glycol (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butanediol di (meth) acrylate, tetramethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, trimethylol It is preferable to use polyfunctional acrylic monomers such as propanetri (meth) acrylate, 1,4-hexanediol (meth) acrylate, pentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate and the like. These polyfunctional monomers can be polymerized (crosslinked) using light or heat as described above. Among them, bis [4- [N- [4- (4,6-bistrichloromethyl-s-triazine-] is preferable. Those which are photopolymerized using a halomethyl-s-triazine compound such as 2-yl) phenyl] carbamoyl] phenyl] sebacate as a polymerization initiator are preferred.

(イオウ原子及び/又は窒素原子を1個以上有する化合物)
前記イオウ原子及び/又はチッ素原子を1個以上有する化合物として、チオール基、チオエーテル基、チオキソ基、アミノ基、又はイミノ基の少なくとも1種を有する化合物を添加することにより、金属微粒子の分散安定性を改良できる。チオール基、チオエーテル基、チオキソ基、アミノ基、イミノ基は、未置換でも良いし、置換された形でもよい。
これらの化合物の好ましい例として、以下のようなものが挙げられる。
(Compound having at least one sulfur atom and / or nitrogen atom)
By adding a compound having at least one of a thiol group, a thioether group, a thioxo group, an amino group, or an imino group as a compound having at least one sulfur atom and / or nitrogen atom, the dispersion of metal fine particles can be stabilized. Can be improved . Thiols, thioether, thioxo group, an amino group, an imino group may be a unsubstituted or may be in a form which is substituted.
Preferred examples of these compounds include the following.

さらに、末端SH基含有ポリビニルアルコール(例えば(株)クラレ製のM205、M115等)も好ましい。
前記化合物の添加量は金属微粒子の0.1質量%以上が好ましく、より好ましくは0.3〜100質量%、更に好ましくは3〜30質量%、特に好ましくは10〜20質量%である。また、前記化合物に加え、公知の分散剤、分散安定剤、界面活性剤等を使用してもよい。
Furthermore, terminal SH group-containing polyvinyl alcohol (for example, M205, M115 manufactured by Kuraray Co., Ltd.) is also preferable.
The amount of the compound added is preferably 0.1% by mass or more of the metal fine particles, more preferably 0.3 to 100% by mass, still more preferably 3 to 30% by mass, and particularly preferably 10 to 20% by mass. In addition to the above compounds, known dispersants, dispersion stabilizers, surfactants and the like may be used.

(その他の添加剤)
本発明の遮光膜には必要に応じて上記の微粒子以外に次のものを添加してもよい。
(1)顔料
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。顔料の添加量は本発明の微粒子の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、この上に形成する赤、青、緑の画素品位が低下する。
本発明の遮光膜にはさらに色味調整のため、黒色以外に青色その他の顔料を含んでもよい。これらの非黒色顔料の添加量は本発明の微粒子の40質量%以下、好ましくは20質量%以下が好ましい。非黒色顔料の添加量が40質量%を越えると、遮光膜の色味が悪化することがある。
(2)界面活性剤
本発明の遮光膜には、塗布性の改良、微粒子の分散安定性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、アニオン、カチオン界面活性剤を特に制限なく、使用できる。この中では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。
界面活性剤の好ましい例としてC817SO2N(C25)(C24O)14H、C817SO3Li、C715COONH4、C817SO2N(C25)C24OPO(OH)2、などがある。更にF110、F113、F120、F150、F176PF、F177、F780(いずれも大日本インキ化学工業(株)製、オリゴマータイプフッ素系界面活性剤)などを挙げることができる。
(3)
本発明の遮光膜には更に本発明の微粒子の分散安定性を改良するための高分子分散安定剤を添加してもよい。これらの高分子分散安定剤の例としてはポリビニルアルコール、アクリルアミド/アクリル酸の共重合物、スチレン無水マレイン酸共重合物、ポリアクリル酸ナトリウム、アルギン酸ナトリウムなどがある。
高分子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)」に記載されている。
(Other additives)
In addition to the above fine particles, the following may be added to the light-shielding film of the present invention as required.
(1) Pigment A black pigment such as carbon black can be used as the pigment. The addition amount of the pigment is preferably 50% by mass or less, and particularly preferably 30% by mass or less of the fine particles of the present invention. When the added amount of the pigment exceeds 50% by mass, the thickness of the light-shielding film necessary for obtaining a necessary optical density increases, and the quality of red, blue, and green pixels formed thereon decreases.
In addition to black, the light-shielding film of the present invention may further contain blue or other pigments for color adjustment. The addition amount of these non-black pigments is 40% by mass or less, preferably 20% by mass or less of the fine particles of the present invention. When the added amount of the non-black pigment exceeds 40% by mass, the color of the light shielding film may be deteriorated.
(2) Surfactant A surfactant can be added to the light-shielding film of the present invention for the purpose of improving coating properties and improving dispersion stability of fine particles. As the surfactant, nonionic, anionic and cationic surfactants can be used without particular limitation. Among these, anionic surfactants are particularly preferable from the viewpoint of liquid stability. A fluorosurfactant is a preferred surfactant.
Preferred examples of the surfactant include C 8 F 17 SO 2 N (C 2 H 5 ) (C 2 H 4 O) 14 H, C 8 F 17 SO 3 Li, C 7 F 15 COONH 4 , and C 8 F 17 SO 2 N (C 2 H 5 ) C 2 H 4 OPO (OH) 2 . Furthermore, F110, F113, F120, F150, F176PF, F177, and F780 (all are the Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd. make, an oligomer type fluorine-type surfactant) etc. can be mentioned.
(3)
The light-shielding film of the present invention may further contain a polymer dispersion stabilizer for improving the dispersion stability of the fine particles of the present invention. Examples of these polymer dispersion stabilizers include polyvinyl alcohol, acrylamide / acrylic acid copolymer, styrene maleic anhydride copolymer, sodium polyacrylate, and sodium alginate.
The polymer dispersion stabilizer is described in, for example, “Pigment Dispersion Technology (Technical Information Association, Inc., issued in 1999)”.

(基板)
本発明に用いられる基板としては表示装置に通常用いられるガラス基板が好ましい。ガラス基板としてはソーダガラス、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を用いることができる。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))」に記載されているものが挙げられる。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基板を用いることもできる。
基板の厚みは0.5〜3mmが好ましく、0.6〜2mmの範囲がより好ましい。
(substrate)
As the substrate used in the present invention, a glass substrate usually used in a display device is preferable. As the glass substrate, a glass substrate using known glass such as soda glass, low alkali glass, non-alkali glass or the like can be used. Examples of the glass substrate include those described in “Introduction to liquid crystal display engineering (Hanae Suzuki, published by Nikkan Kogyo Shimbun (1998))”. As other substrates, transparent plastics such as silicon wafers and polyolefins can also be used. Furthermore, a TFT substrate can also be used.
The thickness of the substrate is preferably from 0.5 to 3 mm, more preferably from 0.6 to 2 mm.

本発明の遮光膜は前述の微粒子が高分子バインダー中に分散した構造をとっている。遮光膜の厚みは、0.05〜0.5μm、より好ましくは0.1〜0.3μmが望ましい。厚みが0.5μmを越えると遮光膜を設けた基板の凹凸(遮光膜の設けられた部分と設けられていない部分の格差)が大きくなりすぎ、後工程でBRGの画素をこの上に形成する際不都合が生じる。逆に0.1μm未満である必要な光学濃度が得られず表示装置のコントラスト低下などの問題が生じる。
本発明の遮光膜中の微粒子の含有率は体積分率で5〜70%、より好ましくは10〜50%が望ましい。なおここで言う体積分率は遮光膜の全体積に占める本発明の微粒子の全体積の割合である。
体積分率が5%未満では必要な光学を得るために膜厚が1μmを越えてしまう。逆に体積分率が70%を越えると微粒子の分散安定性が低下するという問題が生じる。
本発明の遮光膜の光学濃度は2.0以上好ましく、本発明では3.5以上とする。光学濃度が2.0未満であるとコントラスト低下など表示装置の表示品質が低下する。
The light shielding film of the present invention has a structure in which the aforementioned fine particles are dispersed in a polymer binder. The thickness of the light shielding film is preferably 0.05 to 0.5 μm, more preferably 0.1 to 0.3 μm. If the thickness exceeds 0.5 μm, the unevenness of the substrate provided with the light shielding film (the difference between the portion provided with the light shielding film and the portion provided with no light shielding) becomes too large, and a BRG pixel is formed on this in a later step. Inconvenience occurs. Conversely, the necessary optical density of less than 0.1 μm cannot be obtained, causing problems such as a decrease in contrast of the display device.
The content of fine particles in the light-shielding film of the present invention is 5 to 70%, more preferably 10 to 50% in terms of volume fraction. The volume fraction referred to here is the ratio of the total volume of the fine particles of the present invention to the total volume of the light shielding film.
If the volume fraction is less than 5%, the film thickness exceeds 1 μm in order to obtain the necessary optics. Conversely, when the volume fraction exceeds 70%, there arises a problem that the dispersion stability of the fine particles is lowered.
The optical density of the light-shielding film of the present invention is preferably 2.0 or more, in the present invention is 3.5 or more. If the optical density is less than 2.0, the display quality of the display device such as a reduction in contrast is deteriorated.

[金属微粒子含有組成物]
本発明の金属微粒子含有組成物(遮光膜作製用塗布液)は、高分子バインダーと、銀、金、白金、パラジウム、タングステン及びチタンからなる群より選ばれる金属微粒子、及びイオウ原子及び/又は窒素原子を1個以上有する化合物としてチオール基、チオエーテル基、チオキソ基、アミノ基、又はイミノ基の少なくとも1種を有する化合物とSP値が9.0以上の溶媒とを含有す。金属微粒子含有組成物は、非感光性でも感光性でもよい。
<非感光性の金属微粒子含有組成物>
本発明において用いる非感光性の金属微粒子含有組成物は、前記のごとき高分子バインダー、金属微粒子及びイオウ原子及び/又は窒素原子を1個以上有する化合物を含有し、必要に応じ更に溶媒等を含有する。
溶媒としては、公知の有機溶媒を用いることができる。特に好ましい有機溶媒としては、メチルアルコール、イソプロピルアルコール、MEK、酢酸エチル、トルエン等が挙げられる。また、水も溶媒として好ましい。これらの溶媒は必要に応じて混合して用いてもよい。
また、後述のSP値が9.0以上のものを用いることもできる。
[Metal fine particle-containing composition]
Fine metal particles-containing composition of the present invention (light-shielding film prepared coating solution), the fine metal particles selected from the group consisting of a polymeric binder, silver, gold, platinum, palladium, tungsten and titanium, and sulfur atoms and / or thiol groups a nitrogen atom as a compound having one or more, thioether group, a thioxo group, that compound SP value having at least one amino group or an imino group Yusuke contains a 9.0 or more solvents. Metallic fine particle-containing composition may be photosensitive be non-photosensitive.
<Non-photosensitive metal fine particle-containing composition>
The non-photosensitive metal fine particle-containing composition used in the present invention contains a polymer binder, metal fine particles and a compound having at least one sulfur atom and / or nitrogen atom as described above, and further contains a solvent or the like as necessary. To do.
A known organic solvent can be used as the solvent. Particularly preferred organic solvents include methyl alcohol, isopropyl alcohol, MEK, ethyl acetate, toluene and the like. Water is also preferred as the solvent. These solvents may be mixed and used as necessary.
Also, those having an SP value of 9.0 or more, which will be described later, can be used.

<感光性を有する金属微粒子含有組成物>
また、本発明において用いられる感光性の金属微粒子含有組成物には、光重合後高分子バインダーを構成する感光性樹脂組成物(前記のごとき光重合性モノマー及び/又はオリゴマーの他、光重合開始剤等を含む)、金属微粒子及びイオウ原子及び/又は窒素原子を1個以上有する化合物が含まれる。感光性樹脂組成物としては前記のごときモノマー及び/又はオリゴマーを含む感光性樹脂組成物の他、特開平10−160926号公報の段落0016ないし段落0022及び0029に記載のものを用いうる。更に他の光重合性のモノマーを併用してもよい。
また、前記銀コロイドのように金属微粒子を水分散物として用いる場合には、前記感光性樹脂組成物としては水系のものが必要である。このような感光性樹脂組成物としては特開平8−271727号公報の段落0015ないし0023に記載のものの他、市販のものとしては例えば、東洋合成工業(株)製の「SPP−M20」、「SPP−H−13」等が挙げられる。
<Photosensitive metal fine particle-containing composition>
In addition, the photosensitive metal fine particle-containing composition used in the present invention includes a photosensitive resin composition constituting a polymer binder after photopolymerization (in addition to the photopolymerizable monomer and / or oligomer as described above, photopolymerization start A fine particle, and a compound having one or more sulfur atoms and / or nitrogen atoms. As the photosensitive resin composition, those described in paragraphs 0016 to 0022 and 0029 of JP-A No. 10-160926 can be used in addition to the photosensitive resin composition containing the monomer and / or oligomer as described above. Furthermore, other photopolymerizable monomers may be used in combination.
When metal fine particles are used as an aqueous dispersion, such as the silver colloid, the photosensitive resin composition must be aqueous. Examples of such a photosensitive resin composition include those described in paragraphs 0015 to 0023 of JP-A-8-271727, and commercially available products such as “SPP-M20”, “Toyo Gosei Kogyo Co., Ltd.” SPP-H-13 "and the like.

<金属微粒子含有組成物の調製>
前記金属微粒子含有組成物(感光性、非感光性)を調製するには、金属微粒子、前記化合物、高分子バインダー(感光性樹脂組成物も含む)等の成分を一緒に溶媒中で混合分散して調製してもよいが、あらかじめ、前記化合物を用いて金属微粒子の分散液を調製し、これに、高分子バインダー等を添加混合する方法が好ましい。
金属微粒子分散液調製の際に用いる溶媒は特に制限なく用いられるが、中でもSP値が9.0以上のものが好ましい。「SP値」は溶解性パラメーターともいわれるもので、凝集エネルギー密度の平方根で表される。本発明においては、SP値とは、「接着ハンドブック」(日本接着学会編、日刊工業新聞社発行、1971年初版発行)の838頁記載のものを意味する。
例えば、n−ヘキサン/7.3、トルエン/8.9、酢酸エチル/9.1、メチルエチルケトン/9.3、アセトン/10.0、エチルアルコール/12.7、メチルアルコール/14.5、水/23.4等である。ここで前記SP値の単位は「(cal/cm3)1/2」である。
金属微粒子分散液調製の際にSP値が9.0以上のものを用いると、分散性が特に良好となり、また、薄膜でも充分な光学濃度を達成することができる。
<Preparation of metal fine particle-containing composition>
In order to prepare the metal fine particle-containing composition (photosensitive or non-photosensitive), components such as metal fine particles, the compound, and a polymer binder (including a photosensitive resin composition) are mixed and dispersed together in a solvent. However, it is preferable to prepare a dispersion of metal fine particles in advance using the compound and add a polymer binder or the like to the dispersion.
The solvent used for the preparation of the metal fine particle dispersion is not particularly limited, and among them, those having an SP value of 9.0 or more are preferable. The “SP value” is also called a solubility parameter, and is expressed by the square root of the cohesive energy density. In the present invention, the SP value means that described in page 838 of “Adhesion Handbook” (edited by the Japan Adhesive Society, published by Nikkan Kogyo Shimbun, first published in 1971).
For example, n-hexane / 7.3, toluene / 8.9, ethyl acetate / 9.1, methyl ethyl ketone / 9.3, acetone / 10.0, ethyl alcohol / 12.7, methyl alcohol / 14.5, water /23.4. Here, the unit of the SP value is “(cal / cm 3 ) 1/2 ”.
When using a metal fine particle dispersion having an SP value of 9.0 or more, the dispersibility is particularly good, and a sufficient optical density can be achieved even with a thin film.

金属微粒子分散液は、金属微粒子、前記化合物及び溶媒を含む混合液を、ペイントシェーカー、ボールミル、アイガーミルなどの公知の分散機を用いることにより分散処理することにより調製できる。
金属微粒子含有組成物は、前記のようにして調製した金属微粒子分散液に、バインダー又は感光性組成物等を添加混合することにより調製することができる。
The metal fine particle dispersion can be prepared by subjecting a mixture containing the metal fine particles, the compound and the solvent to a dispersion treatment using a known disperser such as a paint shaker, a ball mill, or an Eiger mill.
The metal fine particle-containing composition can be prepared by adding and mixing a binder or a photosensitive composition to the metal fine particle dispersion prepared as described above.

[遮光膜の作製]
本発明の表示装置用遮光膜は、前記の感光性をもたないあるいは感光性を有する金属微粒子含有組成物を基板に塗布・乾燥して遮光膜を作製する方法、又は、仮支持体上に前記の感光性を有する金属微粒子含有組成物を塗布・乾燥して形成する感光性遮光性層を有する感光性転写材料を用い、該感光性遮光性層を基板に転写する方法等により作製することができる。
本発明の遮光膜がパターン化されたものである場合には、前記のごとき方法で作製した遮光膜又は感光性遮光性膜を更にパターニングする。パターニング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本発明の遮光膜上に感光性レジスト膜を塗布し、これを露光現像で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ある。本発明ではこれらの方法のいずれも使用できるが次のような方法は工程の簡便さやパターニングの解像度などから好ましい。
(1)基板上に非感光性の金属微粒子含有組成物を塗布乾燥して形成する層(以下、遮光性層ということがある)を形成し、この上にフォトレジストを塗布し、次いで、露光現像によりフォトレジスト層をパターニングした後、フォトレジスト層とともにその下にある遮光性層を溶解除去する方法
(2)基板上に感光性の金属微粒子含有組成物を塗布乾燥して形成する層(以下、感光性遮光性層ということがある)を形成し、感光性遮光性層を露光・現像(非露光部分を除去)してパターニングする方法
(3)仮支持体の上に感光性の金属微粒子含有組成物を塗布乾燥して感光性遮光性層を形成し、次いで感光性遮光性層を基板に転写し、基板上の感光性遮光性層を露光・現像(非露光部分を除去)してパターニングする方法(感光性転写材料を用いる方法)
これらの方法はいずれも蒸着法やスパッタリング法を用いた従来の方法に比べ簡単な工程で遮光膜を形成することができる。特に感光性転写材料を用いる方法は金属微粒子含有組成物を長期間保存する場合に発生する微粒子の凝集が無く、きわめて好ましい方法である。
[Production of light shielding film]
The light-shielding film for a display device of the present invention is a method for producing a light-shielding film by applying and drying a metal fine particle-containing composition having no photosensitivity or photosensitivity on a substrate, or on a temporary support. Using a photosensitive transfer material having a photosensitive light-shielding layer formed by applying and drying the photosensitive metal fine particle-containing composition, and producing the photosensitive light-shielding layer by a method of transferring to a substrate, etc. Can do.
When the light-shielding film of the present invention is patterned, the light-shielding film or photosensitive light-shielding film produced by the method as described above is further patterned. As a patterning method, a method by exposure and development, a method of removing unnecessary portions by laser heat (ablation method), a photosensitive resist film is applied on the light-shielding film of the present invention provided on a substrate, and this is exposed and developed. There is a method of removing the photosensitive resist film after patterning. In the present invention, any of these methods can be used, but the following method is preferable from the viewpoint of simplicity of the process and resolution of patterning.
(1) A layer formed by applying and drying a non-photosensitive metal fine particle-containing composition on a substrate (hereinafter sometimes referred to as a light-shielding layer) is formed, a photoresist is applied thereon, and then exposure is performed. Method of patterning a photoresist layer by development and then dissolving and removing the light shielding layer together with the photoresist layer (2) Layer formed by applying and drying a photosensitive metal fine particle-containing composition on a substrate (Sometimes referred to as a photosensitive light-shielding layer), and patterning the photosensitive light-shielding layer by exposure and development (removing non-exposed portions) (3) photosensitive metal fine particles on a temporary support The composition is coated and dried to form a photosensitive light-shielding layer, and then the photosensitive light-shielding layer is transferred to the substrate, and the photosensitive light-shielding layer on the substrate is exposed and developed (removes the non-exposed portion). Patterning method (photosensitive transfer material A method of using a)
All of these methods can form a light-shielding film by a simpler process than conventional methods using vapor deposition or sputtering. In particular, a method using a photosensitive transfer material is a very preferable method because there is no aggregation of fine particles that occurs when a composition containing metal fine particles is stored for a long period of time.

(基板への塗布方法)
前記の金属微粒子含有組成物の基板又は仮支持体への塗布方法としては特に制限はない。例えば特開平5−224011記載のスピンコート法、特開平9−323472記載のダイコート法などを用いることができる。
(Application method to the substrate)
There is no restriction | limiting in particular as a coating method to the board | substrate or temporary support body of the said metal fine particle containing composition. For example, a spin coating method described in JP-A-5-224011, a die coating method described in JP-A-9-323472, or the like can be used.

(露光と現像)
前記の露光と現像は次のように行うことが好ましい。
露光に使用される光源は、前記フォトレジスト層又は感光性遮光性層の感光性に応じて選択される。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。特開平6−59119号公報に記載のように、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良い。
露光方法は基板全面を1回で露光する一括露光でもよいし、基板を分割して何回かに分けて露光する分割露光でもよい。さらにレーザーを用いて基板表面をスキャンしながら行う露光方法でもよい。
(Exposure and development)
The exposure and development are preferably performed as follows.
The light source used for exposure is selected according to the photosensitivity of the photoresist layer or the photosensitive light-shielding layer. For example, a known light source such as an ultra-high pressure mercury lamp, a xenon lamp, a carbon arc lamp, or an argon laser can be used. As described in JP-A-6-59119, an optical filter having a light transmittance of 2% or less at a wavelength of 400 nm or more may be used in combination.
The exposure method may be batch exposure in which the entire surface of the substrate is exposed at once, or may be divided exposure in which the substrate is divided and exposed in several times. Furthermore, the exposure method performed while scanning the substrate surface using a laser may be used.

現像液としては、アルカリ性物質の希薄水溶液を使用するが、さらに、水と混和性の有機溶剤を少量添加したものを用いても良い。適当なアルカリ性物質としては、アルカリ金属水酸化物類(例、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム)、アルカリ金属炭酸塩類(例、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム)、アルカリ金属重炭酸塩類(例、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム)、アルカリ金属ケイ酸塩類(例、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム)、アルカリ金属メタケイ酸塩類(例、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム)、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、モルホリン、テトラアルキルアンモンニウムヒドロキシド類(例えばテトラメチルアンモニウムヒドロキシド)または燐酸三ナトリウムを挙げることができる。アルカリ性物質の濃度は、0.01質量%〜30質量%であり、pHは8〜14が好ましい。本発明の感光性遮光性層の酸化等の性質に応じて例えば、現像液のpH等を変化させて、本発明の膜状脱離による現像を行えるように調整することができる。   As the developer, a dilute aqueous solution of an alkaline substance is used, but a developer added with a small amount of an organic solvent miscible with water may also be used. Suitable alkaline substances include alkali metal hydroxides (eg, sodium hydroxide, potassium hydroxide), alkali metal carbonates (eg, sodium carbonate, potassium carbonate), alkali metal bicarbonates (eg, sodium bicarbonate). , Potassium bicarbonate), alkali metal silicates (eg, sodium silicate, potassium silicate), alkali metal metasilicates (eg, sodium metasilicate, potassium metasilicate), triethanolamine, diethanolamine, monoethanolamine, Mention may be made of morpholine, tetraalkylammonium hydroxides (for example tetramethylammonium hydroxide) or trisodium phosphate. The concentration of the alkaline substance is 0.01% by mass to 30% by mass, and the pH is preferably 8-14. Depending on the properties such as oxidation of the photosensitive light-shielding layer of the present invention, for example, the pH of the developer can be changed so that development by film-like detachment of the present invention can be performed.

前記の水と混和性のある適当な有機溶剤としては、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−メチルピロリドンを挙げることができる。水と混和性の有機溶剤の濃度は、0.1〜30質量%が一般的である。   Suitable organic solvents miscible with water include methanol, ethanol, 2-propanol, 1-propanol, butanol, diacetone alcohol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-. Examples include butyl ether, benzyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, ε-caprolactone, γ-butyrolactone, dimethylformamide, dimethylacetamide, hexamethylphosphoramide, ethyl lactate, methyl lactate, ε-caprolactam, and N-methylpyrrolidone. . The concentration of the organic solvent miscible with water is generally 0.1 to 30% by mass.

現像液には、さらに公知の界面活性剤を添加することができる。界面活性剤の濃度は0.01〜10質量%が好ましい。   A known surfactant can be further added to the developer. The concentration of the surfactant is preferably 0.01 to 10% by mass.

現像液は浴液としても、あるいは噴射液としても用いることができる。感光性遮光性層等の未硬化部分を固形状(好ましくは膜状)で除去するには、現像液中で回転ブラシで擦るか湿潤スポンジで擦るなどの方法、あるいは現像液を噴射した際の噴射圧を利用する方法が好ましい。現像液の温度は、通常室温付近から40℃の範囲が好ましい。
現像処理の後に水洗工程を入れることも可能である。
The developer can be used as a bath solution or a jetting solution. In order to remove the uncured portion such as the light-shielding light-shielding layer in a solid form (preferably in a film form), a method such as rubbing with a rotating brush or a wet sponge in the developer, or when the developer is sprayed A method using an injection pressure is preferred. The temperature of the developer is usually preferably in the range of about room temperature to 40 ° C.
It is also possible to put a water washing step after the development processing.

現像工程の後、必要に応じて、加熱処理を行ってもよい。この処理により露光により硬化した感光性遮光性層を加熱して硬化を進め耐溶剤性や耐アルカリ性を高めることができる。加熱方法は現像質の基板を電気炉、乾燥器等の中で加熱する方法、赤外線ランプで加熱する方法などを用いることができる。
加熱温度や加熱時間は感光性遮光性層の組成や厚みによるが、120〜250℃で10〜300分間、より好ましくは180〜240℃で30〜200分間の範囲が望ましい。
又、現像工程の後、加熱処理をする前に硬化促進のため露光を行ってもよい。この露光も前述の1回目の露光と同様の方法で行うことができる。
After the development step, heat treatment may be performed as necessary. By this treatment, the photosensitive light-shielding layer cured by exposure can be heated and cured to improve the solvent resistance and alkali resistance. As a heating method, a method of heating a developer substrate in an electric furnace, a dryer or the like, a method of heating with an infrared lamp, or the like can be used.
The heating temperature and heating time depend on the composition and thickness of the photosensitive light-shielding layer, but are preferably in the range of 120 to 250 ° C. for 10 to 300 minutes, more preferably 180 to 240 ° C. for 30 to 200 minutes.
In addition, after the development process, before the heat treatment, exposure may be performed to accelerate curing. This exposure can also be performed by the same method as the first exposure described above.

(保護層)
本発明においては、感光性遮光性層の形成後、露光前に感光性遮光性層の上に保護層を設ける工程を入れてもよい。保護層は、露光時に酸素を遮断して、感光性遮光性層の感度を高めるために設ける。このため、酸素遮断性の樹脂、例えばポリビニルアルコールを主体とした層であることが好ましい。なお、この層は、遮光膜形成後は不要であるので、現像により除去する。
(Protective layer)
In the present invention, after the formation of the photosensitive light-shielding layer, a step of providing a protective layer on the photosensitive light-shielding layer may be added before exposure. The protective layer is provided to block oxygen during exposure and increase the sensitivity of the photosensitive light-shielding layer. For this reason, a layer mainly composed of an oxygen barrier resin such as polyvinyl alcohol is preferable. This layer is unnecessary after the formation of the light-shielding film, and is removed by development.

[感光性転写材料]
前記(3)の方法で用いる感光性転写材料は、仮支持体に前記の感光性を有する金属微粒子含有組成物を塗布乾燥して得られる感光性遮光性層を設けたものである。また、前記感光性転写材料は、仮支持体と感光性遮光性層との間に熱可塑性樹脂層を設けることが好ましく、更に熱可塑性樹脂層と感光性遮光性層の間にアルカリ可溶性の中間層を設けることが好ましい。
仮支持体は、化学的および熱的に安定であって、また可撓性の物質で構成されることが好ましい。具体的にはテフロン(登録商標)、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン等の薄いシートもしくはこれらの積層物が好ましい。また、熱可塑性樹脂層を設ける場合には、これとの剥離性が良好なことが好ましい。支持体の厚さは5〜300μmが適当であり、特に20〜500μmが好ましい。
<熱可塑性樹脂層>
本発明の熱可塑性樹脂層を構成する樹脂としてはアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ゴム系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂およびこれらの共重合体等をあげる事ができる。本発明の熱可塑性樹脂層を構成する樹脂は、アルカリ可溶である事が必須ではないが、アルカリ可溶である事が望ましい。
[Photosensitive transfer material]
The photosensitive transfer material used in the method (3) is provided with a photosensitive light-shielding layer obtained by applying and drying the photosensitive metal fine particle-containing composition on a temporary support. In the photosensitive transfer material, a thermoplastic resin layer is preferably provided between the temporary support and the photosensitive light-shielding layer, and an alkali-soluble intermediate is further provided between the thermoplastic resin layer and the photosensitive light-shielding layer. It is preferable to provide a layer.
The temporary support is preferably chemically and thermally stable and made of a flexible material. Specifically, a thin sheet of Teflon (registered trademark), polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyacrylate, polycarbonate, polyethylene, polypropylene, or a laminate thereof is preferable. Moreover, when providing a thermoplastic resin layer, it is preferable that peelability with this is favorable. The thickness of the support is suitably from 5 to 300 μm, particularly preferably from 20 to 500 μm.
<Thermoplastic resin layer>
Examples of the resin constituting the thermoplastic resin layer of the present invention include acrylic resins, polystyrene resins, polyesters, polyurethanes, rubber resins, vinyl acetate resins, polyolefin resins, and copolymers thereof. Although it is not essential that the resin constituting the thermoplastic resin layer of the present invention is alkali-soluble, it is desirable that the resin be alkali-soluble.

熱可塑性樹脂層を構成する樹脂として具体的には、エチレンとアクリル酸エステル共重合体のケン化物、スチレンと(メタ)アクリル酸エステル共重合体のケン化物、スチレン/(メタ)アクリル酸/(メタ)アクリル酸エステル3元共重合体、ビニルトルエンと(メタ)アクリル酸エステル共重合体のケン化物、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸ブチルと酢酸ビニル等の(メタ)アクリル酸エステル共重合体などのケン化物、「プラスチック性能便覧」(日本プラスチックエ業連盟、全日本プラスチック成形工業連合会編著 工業調査会発行、1968年10月25目発行)による有機高分子のうちアルカリ水溶液に可溶なもの、などから少なくとも1つが挙げられる。   Specific examples of the resin constituting the thermoplastic resin layer include a saponified product of ethylene and an acrylic ester copolymer, a saponified product of styrene and a (meth) acrylic ester copolymer, styrene / (meth) acrylic acid / ( (Meth) acrylic acid terpolymers, saponified products of vinyltoluene and (meth) acrylic acid ester copolymers, poly (meth) acrylic acid esters, (meth) acrylic such as (meth) acrylic acid butyl and vinyl acetate Alkaline aqueous solutions of organic polymers based on saponified products such as acid ester copolymers, “Plastic Performance Handbook” (published by Japan Plastics Industry Federation, All Japan Plastics Molding Industry Association, published by Industrial Research Council, published October 25, 1968) At least one of those soluble in water.

これらの樹脂は以下のように2種類を混合して用いる事がこのましい。
すなわち、これらの樹脂の中で、重量平均分子量が5万〜50万で、且つガラス転移温度(Tg)が0〜140℃の範囲〔以下、樹脂(A)ともいう〕で、更に好ましくは重量平均分子量が6万〜20万で,且つガラス転移温度(Tg)が30〜110℃の範囲で選択して使用することができる。これらの樹脂の具体例としては、特公昭54−34327号、特公昭55−38961号、特公昭58−12577号、特公昭54−25957号、特開昭61−134756号、特公昭59一44615号、特開昭54−92723号、特開昭54−99418号、特開昭54−137085号、特開昭57−20732号、特開昭58−93046号、特開昭59−97135号、特開昭60−159743号、OLS3504254号、特開昭60−247638号、特開昭60−208748号、特開昭60−214354号、特開昭60−230135号、特開昭60−258539号、特開昭61−169829号、特開昭61−213213号、特開昭63−147159号、特開昭63−213837号、特開昭63−266448号、特開昭64−55551号、特開昭64一55550号、特開平2−191955号、特開平2−199403号、特開平2−199404号、特開平2−208602号、特願平4一39653号の各明細書に記載されているアルカリ水溶液に可溶な樹脂を挙げることができる。特に好ましいのは、特開昭63−147159号明細書に記載されたメタクリル酸/2一エチルヘキシルアクリレート/ベンジルメタクリレート/メチルメタクリレート共重合体である。
These resins are preferably used as a mixture of the following two types.
That is, among these resins, the weight average molecular weight is in the range of 50,000 to 500,000 and the glass transition temperature (Tg) is in the range of 0 to 140 ° C. [hereinafter also referred to as resin (A)], more preferably weight. An average molecular weight of 60,000 to 200,000 and a glass transition temperature (Tg) of 30 to 110 ° C. can be selected and used. Specific examples of these resins include JP-B-54-34327, JP-B-55-38961, JP-B-58-12777, JP-B-54-25957, JP-A-61-134756, JP-B-59-1444615. JP, 54-92723, JP 54-99418, JP 54-137085, JP 57-20732, JP 58-93046, JP 59-97135, JP-A-60-159743, OLS3254254, JP-A-60-247638, JP-A-60-208748, JP-A-60-214354, JP-A-60-230135, JP-A-60-258539 JP-A 61-169829, JP-A 61-213213, JP-A 63-147159, JP-A 63-213837, JP-A 63-26 No. 448, JP-A-64-55551, JP-A-64-155550, JP-A-2-191955, JP-A-2-199403, JP-A-2-199404, JP-A-2-208602, Japanese Patent Application No. Resins that are soluble in an alkaline aqueous solution described in each specification of Japanese Patent No. 4139653. Particularly preferred is a methacrylic acid / 2 monoethylhexyl acrylate / benzyl methacrylate / methyl methacrylate copolymer described in JP-A-63-147159.

また、上記した種々の樹脂の中から重量平均分子量が3千〜3万で,且つガラス転移温度(Tg)が30〜170℃の範囲〔以下、樹脂(B)ともいう〕で、更に好ましくは重量平均分子量が4千〜2万で,且つガラス転移温度(Tg)が60〜140℃の範囲で選択して使用することができる。好ましい具体例は、上記の特許明細書に記載されているものの中から選ぶことができるが、特に好ましくは、特公昭55−38961号、特開平5−241340号明細書に記載のスチレン/(メタ)アクリル酸共重合体が挙げられる。   Further, among the various resins described above, the weight average molecular weight is 3,000 to 30,000, and the glass transition temperature (Tg) is in the range of 30 to 170 ° C. [hereinafter also referred to as the resin (B)], and more preferably. A weight average molecular weight of 4,000 to 20,000 and a glass transition temperature (Tg) of 60 to 140 ° C. can be selected and used. Preferable specific examples can be selected from those described in the above-mentioned patent specifications, and particularly preferable are styrene / (metabolites described in JP-B-55-38961 and JP-A-5-241340. ) Acrylic acid copolymer.

熱可塑性樹脂層を構成する樹脂(A)の重量平均分子量が5万未満、又はガラス転移温度(Tg)が0℃未満では、レチキュレーションの発生や、転写中に熱可塑性樹脂が周囲にはみ出して永久支持体を汚染する。樹脂(A)の重量平均分子量が50万を越え、又はガラス転移温度(Tg)が140℃を越えると、転写時に画素間に気泡が入ったり、熱可塑性樹脂のアルカリ水溶液除去性が低下する。   When the weight average molecular weight of the resin (A) constituting the thermoplastic resin layer is less than 50,000 or the glass transition temperature (Tg) is less than 0 ° C., reticulation occurs and the thermoplastic resin protrudes to the periphery during transfer. And contaminate the permanent support. When the weight average molecular weight of the resin (A) exceeds 500,000 or the glass transition temperature (Tg) exceeds 140 ° C., bubbles are generated between pixels during transfer or the alkali aqueous solution removability of the thermoplastic resin is deteriorated.

熱可塑性樹脂の厚みは6μm以上が好ましい。この理由としては熱可塑性樹脂の厚みが5μm以下であると1μm以上の下地の凹凸を完全に吸収することが不可能であるためである。また、上限については、アルカリ水溶液除去性、製造適性から約100μm以下、好ましくは約50μm以下である。   The thickness of the thermoplastic resin is preferably 6 μm or more. This is because if the thickness of the thermoplastic resin is 5 μm or less, it is impossible to completely absorb the unevenness of the base of 1 μm or more. The upper limit is about 100 μm or less, preferably about 50 μm or less, from the viewpoint of the ability to remove alkaline aqueous solution and the suitability for production.

本発明の熱可塑性樹脂層の塗布液としてはこの層を構成する樹脂を溶解する限り特に制限なく使用でき、例えばメチルエチルケトン、n−プロパノール、i−プロパノール等を使用できる。   The coating liquid for the thermoplastic resin layer of the present invention can be used without particular limitation as long as the resin constituting this layer is dissolved. For example, methyl ethyl ketone, n-propanol, i-propanol and the like can be used.

また、熱可塑性樹脂と感光性遮光性層の間に、塗布時の両層の層混合を防止するためのアルカリ可溶な中間層を設けることが好ましい。
(アルカリ可溶な中間層)
中間層を構成する樹脂としてはアルカリ可溶であれば特に制限はない。このような樹脂の例としては、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルピロリドン系樹脂、セルロース系樹脂、アクリルアミド系樹脂、ポリエチレンオキサイド系樹脂、ゼラチン、ビニルエーテル系樹脂、ポリアミド樹脂およびこれらの共重合体を挙げることができる。また、ポリエステルのように通常はアルカリ可溶性でない樹脂にカルボキシル基やスルホン酸基を持つモノマーを共重合してアルカリ可溶性にした樹脂も用いることができる。
これらの中で好ましいものはポリビニルアルコールである。ポリビニルアルコールとしては鹸化度が80%以上のものが好ましく、83〜98%のものがさらに好ましい。
Moreover, it is preferable to provide an alkali-soluble intermediate layer between the thermoplastic resin and the photosensitive light-shielding layer to prevent layer mixing of both layers during coating.
(Alkali-soluble intermediate layer)
The resin constituting the intermediate layer is not particularly limited as long as it is alkali-soluble. Examples of such resins include polyvinyl alcohol resins, polyvinyl pyrrolidone resins, cellulose resins, acrylamide resins, polyethylene oxide resins, gelatin, vinyl ether resins, polyamide resins and copolymers thereof. it can. Further, a resin which is made alkali-soluble by copolymerizing a monomer having a carboxyl group or a sulfonic acid group with a resin which is not usually alkali-soluble, such as polyester, can also be used.
Of these, polyvinyl alcohol is preferred. The polyvinyl alcohol preferably has a saponification degree of 80% or more, more preferably 83 to 98%.

中間層を構成する樹脂は、2種類以上を混合して使用することが好ましく、特にポリビニルアルコールとポリビニルピロリドンとを混合して使用することが好ましい。両者の質量比はポリビニルピロリドン/ポリビニルアルコール=1/99〜75/25が好ましく、さらに好ましくは10/90〜50/50の範囲内である。上記質量比が1/99未満であると中間層の面状の悪化や、中間層上に塗設する感光性樹脂層との密着不良といった問題が生じる場合がある。また、上記質量比が75/25を超えると、中間層の酸素遮断性が低下して感度が低下する場合がある。   It is preferable to use a mixture of two or more resins constituting the intermediate layer, and it is particularly preferable to use a mixture of polyvinyl alcohol and polyvinyl pyrrolidone. The mass ratio of the two is preferably polyvinylpyrrolidone / polyvinyl alcohol = 1/99 to 75/25, more preferably in the range of 10/90 to 50/50. If the mass ratio is less than 1/99, problems such as deterioration of the surface state of the intermediate layer and poor adhesion with the photosensitive resin layer coated on the intermediate layer may occur. Moreover, when the said mass ratio exceeds 75/25, the oxygen barrier property of an intermediate | middle layer falls and a sensitivity may fall.

中間層の厚みは0.1〜5μmが好ましく、0.5〜3μmの範囲内がさらに好ましい。上記厚みが0.1μm未満であると酸素遮断性が低下する場合があり、上記厚みが5μmを超えると現像時の中間層除去時間が増大してしまう。   The thickness of the intermediate layer is preferably from 0.1 to 5 μm, more preferably from 0.5 to 3 μm. If the thickness is less than 0.1 μm, the oxygen barrier property may be lowered. If the thickness exceeds 5 μm, the intermediate layer removal time during development increases.

中間層の塗布溶媒としては上記の樹脂を溶解することができれば特にその他の限定はないが、水を用いるのが好ましく、水に上述の水混和性有機溶剤を混合した混合溶媒も好ましい。中間層の塗布溶媒として好ましい具体例としては、次のようなものがある。水、水/メタノール=90/10、水/メタノール=70/30、水/メタノール=55/45、水/エタノール=70/30、水/1−プロパノール=70/30、水/アセトン=90/10、水/メチルエチルケトン=95/5である。これらの比は質量比を表わす。   The application solvent for the intermediate layer is not particularly limited as long as it can dissolve the above-mentioned resin, but water is preferably used, and a mixed solvent obtained by mixing the above-mentioned water-miscible organic solvent with water is also preferable. Specific examples of preferable coating solvents for the intermediate layer include the following. Water, water / methanol = 90/10, water / methanol = 70/30, water / methanol = 55/45, water / ethanol = 70/30, water / 1-propanol = 70/30, water / acetone = 90 / 10. Water / methyl ethyl ketone = 95/5. These ratios represent mass ratios.

感光性転写材料は、前記のように本発明の微粒子を含有する塗布液から感光性遮光性層を作製しているため、これからは、薄膜でかつ光学濃度が高い遮光膜を作製することができる。   In the photosensitive transfer material, since the photosensitive light-shielding layer is produced from the coating liquid containing the fine particles of the present invention as described above, it is possible to produce a light-shielding film having a thin film and high optical density. .

本発明の感光性転写材料を基板に転写する方法について述べる。転写は感光性遮光性層と基板を密着させてラミネートする方法が好ましい。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。又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。ラミネートの際の加熱温度は60〜150℃程度、加圧圧力は0.2〜20kg/cm2程度が好ましい。本発明ではラミネートは基板のライン速度、0.05〜10m/分程度の範囲で行なうことが好ましい。
ラミネート後、仮支持体を剥離する。
A method for transferring the photosensitive transfer material of the present invention to a substrate will be described. The transfer is preferably performed by laminating the photosensitive light-shielding layer and the substrate in close contact. As a laminating method, a conventionally known laminator, vacuum laminator or the like can be used. An auto-cut laminator can also be used to increase the friction. The heating temperature at the time of lamination is preferably about 60 to 150 ° C., and the pressing pressure is preferably about 0.2 to 20 kg / cm 2 . In the present invention, the lamination is preferably performed at a substrate line speed of about 0.05 to 10 m / min.
After lamination, the temporary support is peeled off.

本発明の感光性転写材料は基板へのラミネーションの後、露光と現像を行う。露光と現像については前述の方法を用いることができる。   The photosensitive transfer material of the present invention is exposed and developed after lamination to the substrate. The methods described above can be used for exposure and development.

[表示装置用基板]
本発明の表示装置用基板は、前記のごとき遮光膜を基板に形成したものである。基板は、前記のものが同様に挙げられる。
[Display substrate]
The display device substrate of the present invention is such that the light shielding film as described above is formed on the substrate. Examples of the substrate are the same as those described above.

[表示装置用カラーフィルター]
本発明の表示装置用カラーフィルターの1つの態様は、カラーフィルター基板の上に、前記の遮光膜(ブラックマトリックス)と、互いに異なる色を呈する2以上の画素群(以下、単に「画素群」ということがある。)とを有するものである。カラーフィルター基板としては前記の基板が用いられる。前記のごとき遮光膜を備えるカラーフィルターは、光の利用効率、コントラスト、及び配線の遮蔽性に優れている。
また、本発明の表示装置用カラーフィルターの他の態様は、カラーフィルター基板としてTFT素子基板を用い、この上に遮光膜と複数の画素群を設けるものである。更に、カラーフィルター基板としてTFT素子基板を用いる場合の別の態様は、TFT素子基板の上にブラックマトリックスのみを形成し、別の光透過性基板の上に画素群を設けるもので、TFTアレイの開口率が良好である。
前記の画素群は、画素形成用着色感光樹脂組成物又は画素形成用感光性転写材料の複数種を用い、常法により作製することができる。画素群を形成した後、熱処理を行なうことが好ましい。
[Color filters for display devices]
One aspect of the color filter for a display device of the present invention is the above-described light-shielding film (black matrix) on a color filter substrate and two or more pixel groups (hereinafter simply referred to as “pixel groups”) exhibiting different colors. There is a case.) The aforementioned substrate is used as the color filter substrate. A color filter having a light-shielding film as described above is excellent in light utilization efficiency, contrast, and wiring shielding properties.
According to another aspect of the color filter for a display device of the present invention, a TFT element substrate is used as a color filter substrate, and a light shielding film and a plurality of pixel groups are provided thereon. Furthermore, another mode in the case of using a TFT element substrate as a color filter substrate is such that only a black matrix is formed on the TFT element substrate and a pixel group is provided on another light transmissive substrate. Opening ratio is good.
The pixel group can be produced by a conventional method using a plurality of types of colored photosensitive resin composition for pixel formation or a photosensitive transfer material for pixel formation. Heat treatment is preferably performed after the pixel group is formed.

以下に実施例を示し本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
実施例1〜5
(金属微粒子分散液の調製)
平均粒径30nmの銀微粒子7.5g、表1に記載の分散媒(水)50ml、及び表1に記載の種類及び量の前記化合物を、直径3mmのガラスビーズ35gとともに容量100mlのガラス瓶に入れて、ペイントシェーカーで2時間分散処理した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
Examples 1-5
(Preparation of metal fine particle dispersion)
7.5 g of silver fine particles with an average particle size of 30 nm, 50 ml of the dispersion medium (water) listed in Table 1, and the above-mentioned compound of the type and amount listed in Table 1 are placed in a glass bottle with a capacity of 100 ml together with 35 g of 3 mm diameter glass beads. Then, dispersion treatment was performed for 2 hours using a paint shaker.

(ブラックマトリックス作製用塗布液)
前記各金属微粒子分散液10gに、SPP−H−13(東洋合成(株)製感光性樹脂)2gを添加して、感光性を有するブラックマトリックス作製用塗布液を調製した。
(ブラックマトリックスの作製)
前記のようにして調製した各ブラックマトリックス作製用塗布液を、各々厚さ1.1mmのガラス基板に塗布し、その後100℃で5分間乾燥した。塗布膜厚は、乾燥後の膜の光学濃度が3.6になるようにした。
基板の塗布面側から、ブラックマトリックス作製用フォトマスクを介して、超高圧水銀灯を用い500mJ/cm2のパターン露光を行った。次に、アルカリ現像処理液TCD(富士写真フイルム(株)製)を用いて現像処理(33℃、20秒間)してブラックマトリックスを得た。
(Coating solution for black matrix preparation)
2 g of SPP-H-13 (photosensitive resin manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) was added to 10 g of each of the metal fine particle dispersions to prepare a coating liquid for preparing a black matrix having photosensitivity.
(Production of black matrix)
Each black matrix preparation coating solution prepared as described above was applied to a glass substrate having a thickness of 1.1 mm, and then dried at 100 ° C. for 5 minutes. The coating thickness was such that the optical density of the dried film was 3.6.
Pattern exposure at 500 mJ / cm 2 was performed from the coated surface side of the substrate through a black matrix production photomask using an ultrahigh pressure mercury lamp. Next, development processing (33 ° C., 20 seconds) was performed using an alkali developing solution TCD (manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) to obtain a black matrix.

実施例6、比較例4〜6
前記化合物と分散媒を表1のように変更する他は、実施例1と同様にして実施例6、比較例4〜6で用いる銀微粒子分散液を調製した。この銀微粒子分散液40gに下記の感光性組成物を添加してブラックマトリックス作製用塗布液を調製した。
(感光性組成物)
界面活性剤(大日本インキ化学工業(株)製 F176PF、20%溶液) 0.2g
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 0.28g
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 0.05g
Example 6 and Comparative Examples 4-6
A silver fine particle dispersion used in Example 6 and Comparative Examples 4 to 6 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the compound and the dispersion medium were changed as shown in Table 1. The following photosensitive composition was added to 40 g of this silver fine particle dispersion to prepare a coating solution for preparing a black matrix.
(Photosensitive composition)
Surfactant (Dai Nippon Ink Chemical Co., Ltd. F176PF, 20% solution) 0.2g
0.001 g of hydroquinone monomethyl ether
Dipentaerythritol hexaacrylate 0.28g
Bis [4- [N- [4- (4,6-bistrichloromethyl-s-triazin-2-yl) phenyl] carbamoyl] phenyl] sebacate 0.05 g

また、下記組成の保護層塗布液を調製した。
(保護層塗布液の調製)
ポリビニルアルコール((株)クラレ製、PVA205) 3.0g
ポリビニルピロリドン(GAFコーポレーション(株)製、PVP-K30)1.3g
蒸留水 50.7g
メチルアルコール 45.0g
Moreover, the protective layer coating liquid of the following composition was prepared.
(Preparation of protective layer coating solution)
Polyvinyl alcohol (Kuraray Co., Ltd., PVA205) 3.0g
Polyvinylpyrrolidone (GAP Corporation, PVP-K30) 1.3g
Distilled water 50.7g
Methyl alcohol 45.0g

(ブラックマトリックスの作製)
前記のようにして調製したブラックマトリックス作製用塗布液を、厚さ1.1mmのガラス基板に塗布し、その後100℃で5分間乾燥した。塗布膜厚は、乾燥後の膜の光学濃度が3.6になるようにした。次いで、この上に保護層塗布液をスピンコーターにより乾燥膜厚が1.5μmになるように塗布し、その後100℃で5分間乾燥した。
基板の塗布面側から、超高圧水銀灯を用い100mJ/cm2のパターン露光を行った。次に、アルカリ現像処理液TCD(富士写真フイルム(株)製)を用いて現像処理(33℃、20秒間)してブラックマトリックスを得た。
(Production of black matrix)
The black matrix preparation coating solution prepared as described above was applied to a glass substrate having a thickness of 1.1 mm, and then dried at 100 ° C. for 5 minutes. The coating thickness was such that the optical density of the dried film was 3.6. Next, a protective layer coating solution was applied onto this with a spin coater so that the dry film thickness was 1.5 μm, and then dried at 100 ° C. for 5 minutes.
From the coated surface side of the substrate, pattern exposure at 100 mJ / cm 2 was performed using an ultrahigh pressure mercury lamp. Next, development processing (33 ° C., 20 seconds) was performed using an alkali developing solution TCD (manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) to obtain a black matrix.

比較例1〜3
前記化合物と分散媒を表1のように変更する他は、実施例1と同様にしてブラックマトリックスを作製した。
Comparative Examples 1-3
A black matrix was prepared in the same manner as in Example 1 except that the compound and the dispersion medium were changed as shown in Table 1.

[ブラックマトリックスの銀微粒子の分散性及び光学濃度の評価]
表1に、実施例1〜9及び比較例1〜3における銀微粒子の分散性、ブラックマトリックスの膜厚及び色調を示す。
前記銀微粒子の分散性の評価は、銀微粒子分散液を調製後すぐにスピンコーターを用いてガラス基板に塗布し、100℃で2分間乾燥したものを光学顕微鏡により観察することによって行った。この銀微粒子の分散性の評価により、銀微粒子分散液中及びブラックマトリックス中における銀微粒子の分散性を評価することができる。
分散性の評価は、A〜Eまでの5ランクに分類評価した。図1の(A)ないし(E)で示す写真は、それぞれランクA〜Eに相当する分散状態を示す。実用上許容されるのはAランク及びBランクである。
膜厚は光学濃度3.6を達成するのに必要な膜厚を示す。膜厚の測定は、ブラックマトリックス作製用塗布液をガラス板に塗布した試料に、超高圧水銀灯を用いて塗布面側から100mJ/cm2の露光を行い、この試料の露光後の膜厚を触針式表面粗さ計P−1(TENKOP社製)を用いて測定した。
色調は、ブラックマトリックスを目視により評価した。
[Evaluation of dispersibility and optical density of silver fine particles in black matrix]
Table 1 shows the dispersibility of the silver fine particles, the thickness of the black matrix, and the color tone in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3.
Evaluation of the dispersibility of the silver fine particles was performed by applying a silver fine particle dispersion on a glass substrate using a spin coater immediately after preparation, and observing with a light microscope what was dried at 100 ° C. for 2 minutes. By evaluating the dispersibility of the silver fine particles, the dispersibility of the silver fine particles in the silver fine particle dispersion and in the black matrix can be evaluated.
The evaluation of dispersibility was classified into 5 ranks from A to E. The photographs shown in FIGS. 1A to 1E show dispersion states corresponding to ranks A to E, respectively. The ranks A and B are practically acceptable.
The film thickness indicates the film thickness necessary to achieve an optical density of 3.6. For the measurement of the film thickness, a sample coated with a black matrix preparation coating solution was exposed to 100 mJ / cm 2 from the coated surface side using an ultra-high pressure mercury lamp, and the thickness of the sample after exposure was touched. Measurement was performed using a needle type surface roughness meter P-1 (manufactured by TENKOP).
The color tone was evaluated by visual observation of the black matrix.

表1及び図1が示すように、本発明の塗布液は特定の化合物を含むため、銀微粒子の分散性が良好であり、得られたブラックマトリックス中の金属微粒子の分散性が良好である。この結果、ブラックマトリックスは薄い膜厚で必要な光学濃度を得ることができる。更に、ブラックマトリックスの色調も黒色であり良好である。
これに対し、本発明の化合物を用いずにブラックマトリックスを作製した比較例1〜3では、ブラックマトリックス中の銀微粒子の分散性が悪いだけでなく、ブラックマトリックスの膜厚も厚く、更に色調も黒色が得られず不良である。
また、SP値が9.0以上の分散媒を用いて銀微粒子分散液(実施例1〜6)を調製した場合は、ブラックマトリックス中の銀微粒子の分散性が特に良好であり、また、より薄い膜厚で必要な光学濃度を達成することができる。
As Table 1 and FIG. 1 show, since the coating liquid of the present invention contains a specific compound, the dispersibility of the silver fine particles is good, and the dispersibility of the metal fine particles in the obtained black matrix is good. As a result, the black matrix can obtain a necessary optical density with a thin film thickness. Furthermore, the color tone of the black matrix is also black and good.
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3 in which the black matrix was produced without using the compound of the present invention, not only the dispersibility of the silver fine particles in the black matrix was poor, but also the film thickness of the black matrix was thick and the color tone was also high. A black color is not obtained, which is bad.
In addition, when the silver fine particle dispersions (Examples 1 to 6) were prepared using a dispersion medium having an SP value of 9.0 or more, the dispersibility of the silver fine particles in the black matrix is particularly good. The required optical density can be achieved with a thin film thickness.

銀微粒子の分散状態を示す写真であり、図1(A)ないし図1(E)はそれぞれランクAないしEの分散状態を示す。FIG. 1A is a photograph showing a dispersion state of silver fine particles, and FIGS. 1A to 1E show dispersion states of ranks A to E, respectively.

Claims (9)

表示装置用遮光膜を作製するための金属微粒子含有組成物であって、高分子バインダー、銀、金、白金、パラジウム、タングステン及びチタンからなる群より選ばれる金属微粒子、チオール基、チオエーテル基、チオキソ基、アミノ基、又はイミノ基の少なくとも1種を有する化合物と、SP値が9.0以上の溶媒を含有する金属微粒子含有組成物。 A metal fine particle-containing composition for producing light-blocking film for a display device, and the fine metal particles selected from the group consisting of a polymeric binder, silver, gold, platinum, palladium, tungsten and titanium, thiol group, thioether group , thioxo group, an amino group, or a compound having at least one imino group and a metal fine particle-containing composition S P value contains 9.0 or more solvents. 前記金属微粒子含有組成物が、重合性モノマー及び光重合開始剤を更に含有し、感光性を有することを特徴とする請求項に記載の金属微粒子含有組成物。 The metal fine particle-containing composition according to claim 1 , wherein the metal fine particle-containing composition further contains a polymerizable monomer and a photopolymerization initiator and has photosensitivity. 請求項1又は請求項2に記載の金属微粒子含有組成物を用いて基板上に設けられた表示装置用の遮光膜であって、高分子バインダー、該高分子バインダー中に分散された銀、金、白金、パラジウム、タングステン及びチタンからなる群より選ばれる金属微粒子、及びチオール基、チオエーテル基、チオキソ基、アミノ基、又はイミノ基の少なくとも1種を有する化合物を含有し、厚みが0.05〜0.5μmであって光学濃度が3.5以上である表示装置用遮光膜。   A light-shielding film for a display device, which is provided on a substrate using the metal fine particle-containing composition according to claim 1 or 2, comprising a polymer binder, silver, gold dispersed in the polymer binder A fine metal particle selected from the group consisting of platinum, palladium, tungsten and titanium, and a compound having at least one of a thiol group, a thioether group, a thioxo group, an amino group, or an imino group, and having a thickness of 0.05 to A light-shielding film for a display device having an optical density of 3.5 μm or more at 0.5 μm. 前記チオール基、チオエーテル基、チオキソ基、アミノ基、又はイミノ基の少なくとも1種を有する化合物が、金属微粒子の1質量%以上含まれていることを特徴とする請求項3に記載の表示装置用遮光膜。   4. The display device according to claim 3, wherein the compound having at least one of the thiol group, thioether group, thioxo group, amino group, or imino group is contained in an amount of 1% by mass or more of the metal fine particles. Light shielding film. 請求項1又は請求項2に記載の金属微粒子含有組成物を基板上に塗設する工程を有することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の表示装置用遮光膜の作製方法。   The method for producing a light-shielding film for a display device according to claim 3 or 4, further comprising a step of coating the substrate containing the metal fine particle-containing composition according to claim 1 or 2. 前記金属微粒子含有組成物が感光性を有し、基板上に塗設した金属微粒子含有組成物をパターニングすることを特徴とする請求項5に記載の表示装置用遮光膜の作製方法。   6. The method for producing a light-shielding film for a display device according to claim 5, wherein the metal fine particle-containing composition has photosensitivity, and the metal fine particle-containing composition coated on the substrate is patterned. 請求項5又は請求項6に記載の作製方法により作製された表示装置用遮光膜。   A light-shielding film for a display device produced by the production method according to claim 5. 請求項3、請求項4、又は請求項7に記載の表示装置用遮光膜を備えた表示装置用基板。   A display device substrate comprising the light shielding film for a display device according to claim 3, 4, or 7. 請求項3、請求項4、又は請求項7に記載の表示装置用遮光膜を備える表示装置用カラーフィルター。   A color filter for a display device, comprising the light-shielding film for a display device according to claim 3, 4, or 7.
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