JP2007246723A - 着色組成物、並びにこれを用いた転写材料、表示装置用遮光画像、遮光画像付き基板、および液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】膜厚を厚くすることなくブラックマトリックス等の作製に好適なグレーの色相の着色組成物を得る。及び該着色組成物を用いた転写材料、表示装置用遮光画像、遮光画像付き基板、および液晶表示装置を得る。
【解決手段】可視域に誘電率の異常分散をもつバインダー中に誘電率実部が負である微粒子を含むことによって、該誘電率の異常分散をもつバインダーによる吸収域と、該誘電率の異常分散をもつバインダーに取り囲まれる該誘電率実部が負である微粒子の局在表面プラズモンにより該吸収域の長波長側及び短波長側に出現する2つの吸収域との、少なくとも3種類の吸収域を可視域にもつ着色組成物とする。バインダー中に、可視域に誘電率の異常分散をもつ微粒子と、誘電率実部が負である微粒子とを含むことでもよい。
【選択図】なし
【解決手段】可視域に誘電率の異常分散をもつバインダー中に誘電率実部が負である微粒子を含むことによって、該誘電率の異常分散をもつバインダーによる吸収域と、該誘電率の異常分散をもつバインダーに取り囲まれる該誘電率実部が負である微粒子の局在表面プラズモンにより該吸収域の長波長側及び短波長側に出現する2つの吸収域との、少なくとも3種類の吸収域を可視域にもつ着色組成物とする。バインダー中に、可視域に誘電率の異常分散をもつ微粒子と、誘電率実部が負である微粒子とを含むことでもよい。
【選択図】なし
Description
本発明は、冷陰極管やLED等の光源を用いた液晶表示装置等の表示装置を構成するブラックマトリックス等の作製に好適な着色組成物、並びにこれを用いた転写材料、表示装置用遮光画像、遮光画像付き基板、液晶表示素子、および液晶表示装置に関する。
現在普及著しいカラー液晶ディスプレイ等に用いられるカラーフィルタは、透明基板上に着色画素層R、G、B(赤、緑、青)が形成されると共に、R、G、Bの各着色画素の間隙には、表示コントラストの向上等の目的で、ブラックマトリックスが形成されている。特に、薄膜トランジスター(TFT)を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は、薄膜トランジスターの光照射による電流リークに伴う画質の低下を防ぐためにも、ブラックマトリックスは用いられており、高い遮光性が要求される。
近年、表示画像のコントラストを向上させるために、ブラックマトリックスには4.0以上の高い光学濃度が要求されるようになってきた。その一方、ブラックマトリックスの厚みが厚くなるとカラーフィルタの表面平滑性が損なわれることから、ブラックマトリクスは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ックスの作製には、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持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。これに対し、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課題も有している。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。昨今、EUのELV指令、RoHS指令に代表されるように、環境負荷低減への社会的な関心が高まっており、クロムを代替したメタル材料の提案が行なわれている。
一方、環境負荷の小さいブラックマトリッ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、乾燥させた塗布層を露光、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、例えば前記した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の厚膜となる。そのため、ブラックマトリックスの形成後、RGB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。
上記の事情に鑑み、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ックスを得る方法として、カーボンブラックの代わりに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2〜3参照)。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ックスを得ることができるとされている。
ただし、これらの金属微粒子においてもその反射率は高く、反射抑制層(例えば、カーボンブラック)との2層構成にすることで、外光の反射を抑え、コントラスト向上を図っている。
ただし、これらの金属微粒子においてもその反射率は高く、反射抑制層(例えば、カーボンブラック)との2層構成にすることで、外光の反射を抑え、コントラスト向上を図っている。
金属微粒子を用いてブラックマトリクスを形成したブラックマトリクス付フィルタは、カーボンブラックを用いてブラックマトリクスを形成する場合に比べ薄厚化が可能になるとともに、金属薄膜によってブラックマトリクスを形成するのに比べ環境負荷を小さくすることができる。
しかし、一般に金属微粒子の吸収波形はシャープなため、色相をグレーに調整して広い波長領域で遮光効果を得ることが難しいという課題がある。これらを解決するためには、ある特定の形状粒子(例:六角平板、三角平板等)を混合させることで、広い波長領域で遮光効果が可能となる(特願2005−9103号)が、粒子形状制御は手間がかかる課題がある。
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、粒子形状一定で、非常に容易にグレーの色相が得られる着色組成物および転写材料、並びにこれを用いた表示装置用遮光画像、遮光画像付き基板、液晶表示素子および液晶表示装置を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。
しかし、一般に金属微粒子の吸収波形はシャープなため、色相をグレーに調整して広い波長領域で遮光効果を得ることが難しいという課題がある。これらを解決するためには、ある特定の形状粒子(例:六角平板、三角平板等)を混合させることで、広い波長領域で遮光効果が可能となる(特願2005−9103号)が、粒子形状制御は手間がかかる課題がある。
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、粒子形状一定で、非常に容易にグレーの色相が得られる着色組成物および転写材料、並びにこれを用いた表示装置用遮光画像、遮光画像付き基板、液晶表示素子および液晶表示装置を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。
金属微粒子による光吸収は、局在表面プラズモンによることが知られている。その吸収極大波長は、金属微粒子を取り囲むバインダーの誘電率に依存する。(例えば金属微粒子が球状粒子の場合、Re(εmetal(λ))/εbinder(λ)=−2が成立する波長で吸収が極大となる。ここで、λ:光の波長、Re(εmetal(λ)):λでの金属微粒子の誘電率実部、εbinder(λ):λでのバインダー誘電率)である。
このことから、バインダーとして、可視域で誘電率が異常分散をもつ物質を用いれば、局在表面プラズモンによって、異常分散が起こる波長の前後2ヶ所で光が吸収される。
また、異常分散が起こる波長域では、異常分散をもつ物質自体が光を吸収する特性をもつので、上記と合わせて可視域に3ヶ所で光吸収をおこすことが可能となる。
よって、金属微粒子(より一般的には誘電率実部が負である微粒子)と可視域に異常分散をもつバインダー物質との適当な組み合わせにより、色相のグレー化が容易に可能となる。
なお、バインダー材料中に可視域に誘電率の異常分散をもつ微粒子が含まれる場合も、可視域に異常分散をもつバインダー物質として作用する。
このことから、バインダーとして、可視域で誘電率が異常分散をもつ物質を用いれば、局在表面プラズモンによって、異常分散が起こる波長の前後2ヶ所で光が吸収される。
また、異常分散が起こる波長域では、異常分散をもつ物質自体が光を吸収する特性をもつので、上記と合わせて可視域に3ヶ所で光吸収をおこすことが可能となる。
よって、金属微粒子(より一般的には誘電率実部が負である微粒子)と可視域に異常分散をもつバインダー物質との適当な組み合わせにより、色相のグレー化が容易に可能となる。
なお、バインダー材料中に可視域に誘電率の異常分散をもつ微粒子が含まれる場合も、可視域に異常分散をもつバインダー物質として作用する。
したがって、上記課題を達成するための手段は以下のとおりである。
(1) 可視域に誘電率の異常分散をもつバインダー中に誘電率実部が負である微粒子を含むことによって、該誘電率の異常分散をもつバインダーによる吸収域と、該吸収域の長波長側及び短波長側に出現する2つの吸収域との、少なくとも3種類の吸収域を可視域にもつことを特徴とする着色組成物。
(2) バインダー中に、可視域に誘電率の異常分散をもつ微粒子と、誘電率実部が負である微粒子とを含むことによって、該誘電率の異常分散をもつ微粒子による吸収域と、該吸収域の長波長側及び短波長側に出現する2つの吸収域との、少なくとも3種類の吸収域を可視域にもつことを特徴とする着色組成物。
(3) 可視域の少なくとも青(435〜455nm)、緑(540〜560nm)、赤(610〜630nm)に吸収極大をもつことを特徴とする(1)又は(2)に記載の着色組成物。
(4) 前記誘電率実部が負である微粒子が、金属又は金属を含有する化合物であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1項に記載の着色組成物。
(5) 前記金属が、銀であることを特徴とする(4)に記載の着色組成物。
(6) 前記誘電率実部が負である微粒子の球相当直径が50nm以下であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれか1項に記載の着色組成物。
(7) 前記球相当直径が30nm以下であることを特徴とする(6)に記載の着色組成物。
(8) 前記誘電率実部が負である微粒子の形状が球状であることを特徴とする(1)〜(7)のいずれか1項に記載の着色組成物。
(9) 前記可視域に誘電率の異常分散をもつ微粒子が、誘電体であることを特徴とする(2)〜(8)のいずれか1項に記載の着色組成物。
(10) 前記誘電体微粒子が、顔料であることを特徴とする(9)に記載の着色組成物。
(11) 前記顔料が、キナクリドン系顔料であることを特徴とする(10)に記載の着色組成物。
(12) 少なくともモノマーと開始剤とを更に含むことを特徴とする(1)〜(11)のいずれか1項に記載の着色組成物。
(13) 仮支持体上に少なくとも遮光層を有する転写材料であって、前記遮光層が(1)〜(12)のいずれか1項に記載の着色組成物を用いてなることを特徴とする転写材料。
(14) (1)〜(13)のいずれか1項に記載の着色組成物を用いて作製されたことを特徴とする表示装置用遮光画像。
(15) (14)に記載の表示装置用遮光画像を有することを特徴とする遮光画像付き基板。
(16) (14)に記載の表示装置用遮光画像又は(15)に記載の遮光画像付き基板を備えたことを特徴とする液晶表示素子。
(17) (16)に記載の液晶表示素子を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
(1) 可視域に誘電率の異常分散をもつバインダー中に誘電率実部が負である微粒子を含むことによって、該誘電率の異常分散をもつバインダーによる吸収域と、該吸収域の長波長側及び短波長側に出現する2つの吸収域との、少なくとも3種類の吸収域を可視域にもつことを特徴とする着色組成物。
(2) バインダー中に、可視域に誘電率の異常分散をもつ微粒子と、誘電率実部が負である微粒子とを含むことによって、該誘電率の異常分散をもつ微粒子による吸収域と、該吸収域の長波長側及び短波長側に出現する2つの吸収域との、少なくとも3種類の吸収域を可視域にもつことを特徴とする着色組成物。
(3) 可視域の少なくとも青(435〜455nm)、緑(540〜560nm)、赤(610〜630nm)に吸収極大をもつことを特徴とする(1)又は(2)に記載の着色組成物。
(4) 前記誘電率実部が負である微粒子が、金属又は金属を含有する化合物であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1項に記載の着色組成物。
(5) 前記金属が、銀であることを特徴とする(4)に記載の着色組成物。
(6) 前記誘電率実部が負である微粒子の球相当直径が50nm以下であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれか1項に記載の着色組成物。
(7) 前記球相当直径が30nm以下であることを特徴とする(6)に記載の着色組成物。
(8) 前記誘電率実部が負である微粒子の形状が球状であることを特徴とする(1)〜(7)のいずれか1項に記載の着色組成物。
(9) 前記可視域に誘電率の異常分散をもつ微粒子が、誘電体であることを特徴とする(2)〜(8)のいずれか1項に記載の着色組成物。
(10) 前記誘電体微粒子が、顔料であることを特徴とする(9)に記載の着色組成物。
(11) 前記顔料が、キナクリドン系顔料であることを特徴とする(10)に記載の着色組成物。
(12) 少なくともモノマーと開始剤とを更に含むことを特徴とする(1)〜(11)のいずれか1項に記載の着色組成物。
(13) 仮支持体上に少なくとも遮光層を有する転写材料であって、前記遮光層が(1)〜(12)のいずれか1項に記載の着色組成物を用いてなることを特徴とする転写材料。
(14) (1)〜(13)のいずれか1項に記載の着色組成物を用いて作製されたことを特徴とする表示装置用遮光画像。
(15) (14)に記載の表示装置用遮光画像を有することを特徴とする遮光画像付き基板。
(16) (14)に記載の表示装置用遮光画像又は(15)に記載の遮光画像付き基板を備えたことを特徴とする液晶表示素子。
(17) (16)に記載の液晶表示素子を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
本発明によれば、粒子形状一定で、非常に容易にグレーの色相が得られる着色組成物および転写材料、並びにこれを用いた表示装置用遮光画像、遮光画像付き基板、液晶表示素子および液晶表示装置を提供することができる。
本発明の着色組成物は、可視域に少なくとも3種類の吸収をもつものであり、可視域に誘電率の異常分散をもつバインダー中に、金属微粒子のような誘電率実部が負である微粒子が含まれるように、あるいは、バインダー中に、可視域に誘電率の異常分散をもつ微粒子と、誘電率実部が負である微粒子とが含まれるように、構成したものである。そして、そのように構成することにより、該誘電率の異常分散をもつバインダーによる吸収域(あるいは、バインダー中に含まれる誘電率の異常分散をもつ微粒子による吸収域)と、該誘電率の異常分散をもつバインダー(あるいは、該誘電率の異常分散をもつ微粒子を含んだバインダー)に取り囲まれる該誘電率実部が負である微粒子の局在表面プラズモンにより該吸収域の長波長側及び短波長側に出現する2つの吸収域との、少なくとも3種類の吸収域を可視域にもつようにした着色組成物である。
本発明の着色組成物は、印刷インク、インクジェットインク、フォトマスク作製材料、印刷用プルーフ作製用材料、エッチングレジスト、ソルダーレジスト、プラズマディスプレイパネル(PDP)の隔壁、誘電体パターン、電極(導体回路)パターン、電子部品の配線パターン、導電ペースト、導電フィルム、ブラックマトリックス等の遮光画像等の作製に用いることができる。好ましくは、カラー液晶表示装置等に用いるカラーフィルタの表示特性向上のために、着色パターンの間隔部、周辺部分、及びTFTの外光側等に遮光画像(ブラックマトリックスを含む。)を設けるために好適に用いることができる。
特に好ましくは、液晶表示装置、プラズマディスプレイ表示装置、無機ELを備えたEL表示装置、CRT表示装置などの表示装置の周辺部に設けられた黒色の縁や、赤、青、緑の着色画素間の格子状やストライプ状の黒色の部分、更に好ましくはTFT遮光のためのドット状や線状の黒色パターン等のブラックマトリックスとして好適に用いられる。
特に好ましくは、液晶表示装置、プラズマディスプレイ表示装置、無機ELを備えたEL表示装置、CRT表示装置などの表示装置の周辺部に設けられた黒色の縁や、赤、青、緑の着色画素間の格子状やストライプ状の黒色の部分、更に好ましくはTFT遮光のためのドット状や線状の黒色パターン等のブラックマトリックスとして好適に用いられる。
以下、本発明の着色組成物について詳細に説明すると共に、該説明を通じて本発明の転写材料、並びにこれを用いた表示装置用遮光画像、遮光画像付き基板、液晶表示素子および液晶表示装置についても詳述する。
≪着色組成物≫
本発明の着色組成物は、可視域に少なくとも3種類の吸収をもつように着色されてなるものである。
可視域における少なくとも3種類の吸収のうち、一つは、可視域に誘電率の異常分散をもつバインダー自身による異常分散波長域での吸収であり、残りの二つは、金属微粒子のような誘電率実部が負である微粒子とそれを取り囲む該バインダーにより形成される局在表面プラズモンによる異常分散波長域の前後2ヶ所での光吸収である。バインダー材料中に可視域に誘電率の異常分散をもつ微粒子が含まれる場合も、可視域に異常分散をもつバインダー物質として作用する。
これら3種類の吸収が、可視域の青(435〜455nm)、緑(540〜560nm)、赤(610〜630nm)に吸収極大をもつことが、グレーの色相を得るためには好ましい。
本発明の着色組成物は、可視域に少なくとも3種類の吸収をもつように着色されてなるものである。
可視域における少なくとも3種類の吸収のうち、一つは、可視域に誘電率の異常分散をもつバインダー自身による異常分散波長域での吸収であり、残りの二つは、金属微粒子のような誘電率実部が負である微粒子とそれを取り囲む該バインダーにより形成される局在表面プラズモンによる異常分散波長域の前後2ヶ所での光吸収である。バインダー材料中に可視域に誘電率の異常分散をもつ微粒子が含まれる場合も、可視域に異常分散をもつバインダー物質として作用する。
これら3種類の吸収が、可視域の青(435〜455nm)、緑(540〜560nm)、赤(610〜630nm)に吸収極大をもつことが、グレーの色相を得るためには好ましい。
したがって、本発明の着色組成物は、典型的には、それ自身が可視域で吸収性のポリマーバインダー中に金属微粒子を含んでなるか、または、ポリマーバインダー中に可視域で吸収性の微粒子と金属微粒子とを含んでなるものである。また更に、これらポリマーバインダーや微粒子と共に、必要に応じて、樹脂の前駆体、モノマー、開始剤、溶媒等を用いて構成することができる。
ここで、吸収とは、光と物質の相互作用により、光のエネルギーが物質中の格子や電子などの振動エネルギーに変換されることをいう。また、吸収域とはその吸収の起きる波長領域であり、吸収極大とは、特定波長領域の光が吸収される場合にその吸収波形がある波長にピークを持ち、そのピークでの吸収をいう。
吸収波形は、分光放射輝度計SR−3((株)トプコン製)を用いて測定することができる。
<誘電率実部が負である微粒子>
本発明の着色組成物には、誘電率実部が負である微粒子が含まれている。ここで、誘電率とは、物質に電場を印加したときに、物質中の原子がどの程度応答するかを示す物理量である。誘電率は、一般に複素数のテンソル量で与えられる。複素誘電率の実部は分極の起こりやすさを表す量であり、虚部は誘電損失の度合いを表す量である。
本発明においては、誘電率実部が負である微粒子として、特に金属微粒子又は金属を含有する金属化合物微粒子が好ましく、銀粒子又は銀を含有する銀化合物粒子が最も好ましい。
本発明の着色組成物には、誘電率実部が負である微粒子が含まれている。ここで、誘電率とは、物質に電場を印加したときに、物質中の原子がどの程度応答するかを示す物理量である。誘電率は、一般に複素数のテンソル量で与えられる。複素誘電率の実部は分極の起こりやすさを表す量であり、虚部は誘電損失の度合いを表す量である。
本発明においては、誘電率実部が負である微粒子として、特に金属微粒子又は金属を含有する金属化合物微粒子が好ましく、銀粒子又は銀を含有する銀化合物粒子が最も好ましい。
以下、金属微粒子、金属を含有する金属化合物微粒子等について詳述する。
〈金属微粒子〉
金属微粒子における金属としては、特に限定されず、いかなるものを用いてもよい。金属微粒子は、2種以上の金属を組み合わせて用いてもよく、合金として用いることも可能である。また、金属と金属化合物との複合微粒子でもよい。
〈金属微粒子〉
金属微粒子における金属としては、特に限定されず、いかなるものを用いてもよい。金属微粒子は、2種以上の金属を組み合わせて用いてもよく、合金として用いることも可能である。また、金属と金属化合物との複合微粒子でもよい。
金属微粒子としては、金属又は、金属と金属化合物とから形成されるものが好ましく、金属から形成されるものが特に好ましい。
特に長周期律表(IUPAC 1991)の第4周期、第5周期、及び第6周期からなる群から選ばれる金属を主成分として含むことが好ましい。また、第2〜14族からなる郡から選ばれる金属を含有することが好ましく、第2族、第8族、第9族、第10族、第11族、第12族、第13族、及び第14族からなる群から選ばれる金属を主成分として含むことがより好ましい。これらの金属のうち、金属微粒子としては、第4周期、第5周期、又は第6周期の金属であって、第2族、第10族、第11族、第12族、又は第14族の金属の微粒子が更に好ましい。
前記金属微粒子として好ましい金属の例は、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、カルシウム、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンテル、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛、及びこれらの合金から選ばれる少なくとも1種を挙げることができる。更に好ましい金属は、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、カルシウム、イリジウム、及びこれらの合金、より好ましい金属は、銅、銀、金、白金、パラジウム、錫、カルシウム、及びこれらの合金から選ばれる少なくとも1種であり、特に好ましい金属は、銅、銀、金、白金、錫、及びこれらの合金から選ばれる少なくとも1種である。とりわけ銀が好ましく、銀としてはコロイド銀が最も好ましい。
〈金属化合物微粒子〉
「金属化合物」とは、前記金属と金属以外の他の元素との化合物である。金属と他の元素との化合物としては、金属の酸化物、硫化物、硫酸塩、炭酸塩などが挙げられ、金属化合物粒子としてはこれらの粒子が好適である。中でも、色調や微粒子形成のしやすさから、硫化物の粒子が好ましい。
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が、色調、微粒子形成のしやすさや安定性の観点から、硫化銀が特に好ましい。
「金属化合物」とは、前記金属と金属以外の他の元素との化合物である。金属と他の元素との化合物としては、金属の酸化物、硫化物、硫酸塩、炭酸塩などが挙げられ、金属化合物粒子としてはこれらの粒子が好適である。中でも、色調や微粒子形成のしやすさから、硫化物の粒子が好ましい。
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が、色調、微粒子形成のしやすさや安定性の観点から、硫化銀が特に好ましい。
〈複合微粒子〉
複合微粒子は、金属と金属化合物とが結合して1つの微粒子になったものをいう。例えば、微粒子の内部と表面で組成の異なるもの、2種の微粒子が合一したもの等を挙げることができる。また、金属化合物と金属とはそれぞれ1種でも2種以上であってもよい。
金属化合物と金属との複合微粒子の具体例としては、銀と硫化銀の複合微粒子、銀と酸化銅(II)の複合微粒子などが好適に挙げられる。
複合微粒子は、金属と金属化合物とが結合して1つの微粒子になったものをいう。例えば、微粒子の内部と表面で組成の異なるもの、2種の微粒子が合一したもの等を挙げることができる。また、金属化合物と金属とはそれぞれ1種でも2種以上であってもよい。
金属化合物と金属との複合微粒子の具体例としては、銀と硫化銀の複合微粒子、銀と酸化銅(II)の複合微粒子などが好適に挙げられる。
〈コアシェル微粒子〉
本発明に係る微粒子は、コア・シェル型の複合微粒子(コアシェル微粒子)であってもよい。コア・シェル型の複合微粒子(コアシェル微粒子)とは、コア材料の表面をシェル材料でコートしたものである。
コア・シェル型の複合微粒子を構成するシェル材料としては、例えば、Si、Ge、AlSb、InP、Ga、As、GaP、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、PbS、PbSe、PbTe、Se、Te、CuCl、CuBr、CuI、TlCl、TlBr、TlIやこれらの固溶体及びこれらを90mol%以上含む固溶体から選ばれる少なくとも1種の半導体、又は銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンテル、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛、及びこれらの合金から選ばれる少なくとも1種の金属が挙げられる。
前記シェル材料は、反射率を低下させる目的で屈折率の調整剤としても好適に用いられる。
本発明に係る微粒子は、コア・シェル型の複合微粒子(コアシェル微粒子)であってもよい。コア・シェル型の複合微粒子(コアシェル微粒子)とは、コア材料の表面をシェル材料でコートしたものである。
コア・シェル型の複合微粒子を構成するシェル材料としては、例えば、Si、Ge、AlSb、InP、Ga、As、GaP、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、PbS、PbSe、PbTe、Se、Te、CuCl、CuBr、CuI、TlCl、TlBr、TlIやこれらの固溶体及びこれらを90mol%以上含む固溶体から選ばれる少なくとも1種の半導体、又は銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンテル、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛、及びこれらの合金から選ばれる少なくとも1種の金属が挙げられる。
前記シェル材料は、反射率を低下させる目的で屈折率の調整剤としても好適に用いられる。
また、好ましいコア材料としては、銅、銀、金、パラジウム、ニッケル、錫、ビスマス、アンモチン、鉛、及びこれらの合金から選ばれる少なくとも1種を挙げることができる。
コアシェル構造を有する複合微粒子の作製方法には、特に制限はなく、代表的な方法は以下のものが挙げられる。
(1)公知の方法で作製した金属微粒子の表面に、酸化、硫化などにより、金属化合物のシェルを形成する方法であり、例えば、金属微粒子を水などの分散媒に分散させて、硫化ナトリウムや硫化アンモニウムなどの硫化物を添加する方法である。この方法により微粒子の表面が硫化されてコアシェル微粒子が形成できる。
この場合、用いる金属微粒子は、気相法、液相法などの公知の方法で作製することができる。金属微粒子の作製方法については、例えば、「超微粒子の技術と応用における最新動向II」(住ベテクノリサーチ(株)、2002年発行)に記載されている。
(2)金属微粒子を作製する過程で連続的に表面に金属化合物のシェルを形成する方法であり、例えば、金属塩溶液に還元剤を添加して、金属イオンの一部を還元して金属微粒子を作製し、次いで硫化物を添加して、作製した金属微粒子の周囲に金属硫化物を形成する方法である。
(1)公知の方法で作製した金属微粒子の表面に、酸化、硫化などにより、金属化合物のシェルを形成する方法であり、例えば、金属微粒子を水などの分散媒に分散させて、硫化ナトリウムや硫化アンモニウムなどの硫化物を添加する方法である。この方法により微粒子の表面が硫化されてコアシェル微粒子が形成できる。
この場合、用いる金属微粒子は、気相法、液相法などの公知の方法で作製することができる。金属微粒子の作製方法については、例えば、「超微粒子の技術と応用における最新動向II」(住ベテクノリサーチ(株)、2002年発行)に記載されている。
(2)金属微粒子を作製する過程で連続的に表面に金属化合物のシェルを形成する方法であり、例えば、金属塩溶液に還元剤を添加して、金属イオンの一部を還元して金属微粒子を作製し、次いで硫化物を添加して、作製した金属微粒子の周囲に金属硫化物を形成する方法である。
金属微粒子は、市販のものを用いることができるほか、金属イオンの化学的還元法、無電解メッキ法、金属の蒸発法等により調製することが可能である。
・直径aの測定
本発明に係る微粒子の直径aの測定は、電子顕微鏡による表面観察図(×500000)と、原子間力顕微鏡(AFM)によってすることができ、100個の棒状金属微粒子について測定した値の平均値とする。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ている。
大別すると以下の3つになる。
(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
本発明に係る微粒子の直径aの測定は、電子顕微鏡による表面観察図(×500000)と、原子間力顕微鏡(AFM)によってすることができ、100個の棒状金属微粒子について測定した値の平均値とする。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ている。
大別すると以下の3つになる。
(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、前記非接触方式は、極めて弱い引力を高感度に検出する必要がある。そのため、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。
前記の3つの方法を挙げることができるが、試料に合わせいずれかの方法を選択することが可能である。
前記の3つの方法を挙げることができるが、試料に合わせいずれかの方法を選択することが可能である。
なお、本発明において、前記電子顕微鏡としては、日本電子社製の電子顕微鏡JEM2010を用いて、加速電圧200kVで測定を行なうことができる。また、原子間力顕微鏡(AFM)は、セイコーインスツルメンツ株式会社製のSPA−400が挙げられる。原子間力顕微鏡(AFM)での測定では、比較にポリスチレンビーズを入れておくことにより測定が容易になる。
また、微粒子のサイズとしては、球相当直径が50nm以下であるものが好ましく、30nm以下であるものがより好ましい。球相当直径が前記範囲内であると、透過濃度が高く、吸収がシャープである点で有効である。
前記誘電率は、屈折計により測定される屈折率を二乗したものや、「Handbook of optical constans」や「Landolt-Boernstein Group3 Volume15 SubvolumeB」に記載の文献値を用いることができる。
−−金属微粒子の分散−−
本発明における微粒子は、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。
本発明における微粒子は、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。
分散を行なう際の分散剤としては、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、合成高分子及びこれらに由来するゲルなどを用いることができる。
前記チオール基含有化合物は、種類は特に限定されず、1個又は2個以上のチオール基を有する化合物であればいかなるものでもよい。チオール基含有化合物としては、例えば、アルキルチオール類(例えば、メチルメルカプタン、エチルメルカプタンなど)、アリールチオール類(例えば、チオフェノール、チオナフトール、ベンジルメルカプタンなど)などが挙げられる。
また、前記アミノ酸又はその誘導体としては、例えば、システイン、グルタチオンなどが、前記ペプチド化合物としては、例えば、システイン残基を含むジペプチド化合物、トリペプチド化合物、テトラペプチド化合物、5以上のアミノ酸残基を含むオリゴペプチド化合物など)が挙げられ、さらに分散剤として、蛋白質(例えば、メタロチオネインやシステイン残基が表面に配置された球状蛋白質など)などを挙げることができる。但し、本発明においてはこれらに限定されることはない。
また、前記アミノ酸又はその誘導体としては、例えば、システイン、グルタチオンなどが、前記ペプチド化合物としては、例えば、システイン残基を含むジペプチド化合物、トリペプチド化合物、テトラペプチド化合物、5以上のアミノ酸残基を含むオリゴペプチド化合物など)が挙げられ、さらに分散剤として、蛋白質(例えば、メタロチオネインやシステイン残基が表面に配置された球状蛋白質など)などを挙げることができる。但し、本発明においてはこれらに限定されることはない。
前記高分子類としては、保護コロイド性のあるポリマーでゼラチン、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ヒドロキシプルピルセルロース、ポリアルキレンアミン、ポリアクリル酸の部分アルキルエステル、ポリビニルピロリドン(PVP)、及びポリビニルピロリドン共重合体などが挙げられる。
分散剤として使用可能なポリマーについては、例えば「顔料の事典」(伊藤征司郎編、(株)朝倉書院発行、2000年)の記載を参照できる。
分散剤として使用可能なポリマーについては、例えば「顔料の事典」(伊藤征司郎編、(株)朝倉書院発行、2000年)の記載を参照できる。
また、微粒子が分散された分散液には、親水性高分子、界面活性剤、防腐剤、又は安定化剤などを適宜配合してもよい。親水性高分子としては、水に溶解でき、希薄状態において実質的に溶液状態を維持できるものであればいずれのものを用いてもよい。例えば、ゼラチン、コラーゲン、カゼイン、フィブロネクチン、ラミニン、エラスチンなどのタンパク質及びタンパク質由来の物質;セルロース、デンプン、アガロース、カラギーナン、デキストラン、デキストリン、キチン、キトサン、ペクチン、マンナンなどの多糖類及び多糖類由来の物質などの天然高分子;ポバール(ポリビニルアルコール)、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリスチレンスルホン酸、ポリアリルアミンなどの合成高分子;又はこれらに由来するゲルなどを用いることができる。ゼラチンを用いる場合には、ゼラチンの種類は特に限定されず、例えば、牛骨アルカリ処理ゼラチン、豚皮膚アルカリ処理ゼラチン、牛骨酸処理ゼラチン、牛骨フタル化処理ゼラチン、豚皮膚酸処理ゼラチンなどを用いることができる。
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、前記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。
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。
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。
<可視域に誘電率の異常分散をもつバインダー>
本発明の着色組成物は、可視域に誘電率の異常分散をもつバインダーを含有する。
可視域に誘電率の異常分散をもつバインダーは、異常分散の波長域において吸収を示す一方、前記の誘電率実部が負である微粒子を取り囲むことで、微粒子の局在表面プラズモンを形成することにより、前記吸収の長波長側及び短波長側に新たな2つの吸収を出現させる役割を果たすものである。
可視域に誘電率の異常分散をもつバインダーとしては、それ自身が可視域で吸収性のバインダーであるか、または、バインダー中に可視域で吸収性の微粒子(可視域に誘電率の異常分散をもつ微粒子)を含んでなるものも、可視域に異常分散をもつバインダー物質として作用する。
本発明の着色組成物は、可視域に誘電率の異常分散をもつバインダーを含有する。
可視域に誘電率の異常分散をもつバインダーは、異常分散の波長域において吸収を示す一方、前記の誘電率実部が負である微粒子を取り囲むことで、微粒子の局在表面プラズモンを形成することにより、前記吸収の長波長側及び短波長側に新たな2つの吸収を出現させる役割を果たすものである。
可視域に誘電率の異常分散をもつバインダーとしては、それ自身が可視域で吸収性のバインダーであるか、または、バインダー中に可視域で吸収性の微粒子(可視域に誘電率の異常分散をもつ微粒子)を含んでなるものも、可視域に異常分散をもつバインダー物質として作用する。
これら可視域における吸収は、典型的には、緑色部ないしその近傍の吸収であることが好ましい。なぜならば、他の2つの吸収はその長波長側、短波長側に出現し、これら3種類の吸収域が可視域になければならないので、それらの吸収は、赤色部、緑色部、青色部にそれぞれ分布することが実際的であるからである。
したがって、それ自身が可視域で吸収性のバインダーとしては、緑色部に吸収域を有するポリマーバインダーであり、また、バインダー中に可視域で吸収性の微粒子を含んでなるものとしては、ポリマーバインダー中に緑色吸収性の顔料微粒子を含んでなるものが典型的である。
したがって、それ自身が可視域で吸収性のバインダーとしては、緑色部に吸収域を有するポリマーバインダーであり、また、バインダー中に可視域で吸収性の微粒子を含んでなるものとしては、ポリマーバインダー中に緑色吸収性の顔料微粒子を含んでなるものが典型的である。
<ポリマーバインダー>
〜樹脂またはその前駆体〜
本発明の着色組成物のポリマーバインダーは、樹脂またはその前駆体の少なくとも一種を用いて好適に構成することができる。ここで、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。
〜樹脂またはその前駆体〜
本発明の着色組成物のポリマーバインダーは、樹脂またはその前駆体の少なくとも一種を用いて好適に構成することができる。ここで、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。
前記樹脂としては、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。このほか、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。
前記樹脂は、30〜400mgKOH/gの範囲の酸価と1,000〜300,000の範囲の重量平均分子量とを有するものを選択するのが好ましい。
また、上記以外に、種々の性能、例えば硬化膜の強度を改良する目的で、現像性等に悪影響を与えない範囲でアルコール可溶性のポリマーを添加してもよい。アルコール可溶性のポリマーとしては、例えば、アルコール可溶性ナイロン、エポキシ樹脂などが挙げられる。
前記「樹脂の前駆体」としては、硬化することで樹脂となるモノマー等が挙げられる。これらは後述する。
<可視域に誘電率の異常分散をもつ微粒子>
本発明における可視域に誘電率の異常分散をもつ微粒子としては、典型的には、緑色部ないしその近傍で吸収性を示すマゼンタ(赤紫)に近い色の顔料微粒子が、好ましい。
例えば、キナクリドンマゼンタとも称されるカラーインデックスPR122の下記化合物(2,9−ジメチルキナクリドン)で代表されるキナクリドン系のマゼンタ顔料が挙げられるが、その他、PR254等、緑色部近傍で吸収性を示すようなものであれば、好適に使用することができる。なお、キナクリドン系顔料の合成方法が、特開2005−307154号公報に開示されている。
本発明における可視域に誘電率の異常分散をもつ微粒子としては、典型的には、緑色部ないしその近傍で吸収性を示すマゼンタ(赤紫)に近い色の顔料微粒子が、好ましい。
例えば、キナクリドンマゼンタとも称されるカラーインデックスPR122の下記化合物(2,9−ジメチルキナクリドン)で代表されるキナクリドン系のマゼンタ顔料が挙げられるが、その他、PR254等、緑色部近傍で吸収性を示すようなものであれば、好適に使用することができる。なお、キナクリドン系顔料の合成方法が、特開2005−307154号公報に開示されている。
〈他の顔料等〉
本発明の着色組成物には、上記の誘電率実部が負である金属系微粒子さらには可視域に誘電率の異常分散をもつ微粒子と共に、他の顔料等その他の微粒子を用いることもできる。そのような顔料を用いたときには、フィルタをより黒色に近い色相に構成することができる。
本発明の着色組成物には、上記の誘電率実部が負である金属系微粒子さらには可視域に誘電率の異常分散をもつ微粒子と共に、他の顔料等その他の微粒子を用いることもできる。そのような顔料を用いたときには、フィルタをより黒色に近い色相に構成することができる。
前記顔料としては、カーボンブラック、チタンブラック、又は黒鉛が好適なものとして挙げられる。
カーボンブラックの例としては、Pigment Black(ピグメント・ブラック)7(カーボンブラック C.I.No.77266)が好ましい。市販品として、三菱カーボンブラック MA100(三菱化学(株)製)、三菱カーボンブラック #5(三菱化学(株)製)が挙げられる。
チタンブラックの例としては、TiO2、TiO、TiNやこれらの混合物が好ましい。市販品として、三菱マテリアルズ(株)製の(商品名)12Sや13Mが挙げられる。チタンブラックの平均粒径は40〜100nmが好ましい。
黒鉛の例としては、粒子径がストークス径で3μm以下のものが好ましい。3μmを超える黒鉛を用いると、遮光パターンの輪郭形状が不均一になり、シャープネスが悪くなることがある。また、粒子径の大部分は0.1μ以下であることが望ましい。
カーボンブラックの例としては、Pigment Black(ピグメント・ブラック)7(カーボンブラック C.I.No.77266)が好ましい。市販品として、三菱カーボンブラック MA100(三菱化学(株)製)、三菱カーボンブラック #5(三菱化学(株)製)が挙げられる。
チタンブラックの例としては、TiO2、TiO、TiNやこれらの混合物が好ましい。市販品として、三菱マテリアルズ(株)製の(商品名)12Sや13Mが挙げられる。チタンブラックの平均粒径は40〜100nmが好ましい。
黒鉛の例としては、粒子径がストークス径で3μm以下のものが好ましい。3μmを超える黒鉛を用いると、遮光パターンの輪郭形状が不均一になり、シャープネスが悪くなることがある。また、粒子径の大部分は0.1μ以下であることが望ましい。
前記顔料以外の公知の顔料を用いることもできる。顔料は一般に有機顔料と無機顔料とに大別されるが、本発明においては有機顔料が好ましい。好適に使用される顔料の例としては、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、ニトロ系顔料を挙げることができる。有機顔料の色相は、例えば、黄色顔料、オレンジ顔料、赤色顔料、バイオレット顔料、青色顔料、緑色顔料、ブラウン顔料、黒色顔料等が好ましい。
以下、着色組成物に使用可能な顔料等の微粒子(着色剤)の例を列挙する。但し、本発明においてはこれらに限定されるものではない。
微粒子の具体的な例として、特開2005−17716号公報[0038]〜[0040]に記載の色材や、特開2005−361447号公報[0068]〜[0072]に記載の顔料や、特開2005−17521号公報[0080]〜[0088]に記載の着色剤を好適に用いることができる。
微粒子の具体的な例として、特開2005−17716号公報[0038]〜[0040]に記載の色材や、特開2005−361447号公報[0068]〜[0072]に記載の顔料や、特開2005−17521号公報[0080]〜[0088]に記載の着色剤を好適に用いることができる。
また、「顔料便覧、日本顔料技術協会編、誠文堂新光社、1989」、「COLOUR INDEX、THE SOCIETY OF DYES & COLOURIST、THIRD EDITION、1987」に記載のものを参照して適宜用いることもできる。
顔料は、誘電率実部が負である金属系微粒子さらには可視域に誘電率の異常分散をもつ微粒子により形成される色相と補色関係にあるものを用いることが望ましい。また、顔料は1種でも2種以上を組み合せて用いてもよい。
顔料の球相当直径は、5nm以上5μm以下が好ましく、特に10nm以上1μm以下が好ましく、更にカラーフィルタ用としては、20nm以上0.5μm以下が好ましい。
〈遮光画像作製用組成物〉
本発明の着色組成物は、遮光画像の作製に好適に用いることができる。以下、遮光画像の作製用に好適な遮光画像作製用組成物(以下、「遮光用着色組成物」ともいう。)について詳述する。
本発明の着色組成物は、遮光画像の作製に好適に用いることができる。以下、遮光画像の作製用に好適な遮光画像作製用組成物(以下、「遮光用着色組成物」ともいう。)について詳述する。
本発明の遮光用着色組成物を用いて、遮光層(パターニングする前の層)を形成した場合、形成された遮光層の層厚1μmあたりの光学濃度としては1以上が好ましい。
また、遮光用着色組成物における微粒子(特に金属微粒子)の含有量としては、例えばカラーフィルタの作製時など、ポストベークの際に微粒子(特に金属微粒子)が融着するのを防止することを考慮すると、形成された遮光層の質量に対して10〜90質量%程度、好ましくは10〜80質量%になるように調節することが好ましい。また、微粒子の含有量は、平均粒径による光学濃度の変動を考慮して行なうのが好ましい。後述の感光性を有する遮光画像作製用組成物中に含有する金属微粒子の含有量についても同様である。
本発明にいう「遮光画像」は、ブラックマトリックスを包含する意味で用いる。「ブラックマトリックス」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周辺部に設けられた黒色の縁や、赤、青、緑の画素間の格子状やストライプ状の黒色の部分、更にTFT遮光のためのドット状や線状の黒色パターン等のことであり、このブラックマトリックスの定義は、例えば、「液晶ディスプレイ製造装置用語辞典」(第2版、菅野泰平著、p.64、日刊工業新聞社、1996年)に記載されている。遮光画像の例としては、有機ELディスプレイ(例えば特開2004−103507号公報)、PDPのフロントパネル(例えば特開2003−51261号公報)、PALCではバックライトの遮光等が挙げられる。
ブラックマトリックスは、表示コントラストを向上させるため、また、薄膜トランジスター(TFT)を用いたアクティブマトリックス駆動方式の液晶表示装置の場合には、光の電流リークによる画質低下を防止するため、高い遮光性(光学濃度ODで3以上)が必要である。
〈感光性遮光画像作製用着色組成物〉
上記の遮光画像作製用着色組成物は、感光性を有することがより好ましい。
具体的には、感光性樹脂組成物を用いて構成することで感光性を付与することができる。前記感光性樹脂組成物は、バインダーとなるポリマー、光重合開始剤、及びエチレン性不飽和二重結合を有し光の照射によって付加重合するモノマー(以下、「光重合性モノマー」という場合がある。)等を含有してなる態様が好ましく挙げられる。
上記の遮光画像作製用着色組成物は、感光性を有することがより好ましい。
具体的には、感光性樹脂組成物を用いて構成することで感光性を付与することができる。前記感光性樹脂組成物は、バインダーとなるポリマー、光重合開始剤、及びエチレン性不飽和二重結合を有し光の照射によって付加重合するモノマー(以下、「光重合性モノマー」という場合がある。)等を含有してなる態様が好ましく挙げられる。
前記感光性樹脂組成物は、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く、かかる点からバインダーとなるポリマーとしてアルカリ可溶性ポリマーを用いて構成することが好ましい。
感光性樹脂組成物は、上述のような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よいし、放射線未受容部が硬化するポジ型でもよい。
感光性樹脂組成物は、上述のような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よいし、放射線未受容部が硬化するポジ型でもよい。
ポジ型の感光性樹脂組成物には、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層、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熱硬化剤との混合物を含む感光性樹脂層を用いることができる。更に、特開平5−262850号公報に記載の組成物も活用可能である。
ネガ型の感光性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。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。
前記光重合性組成物としては、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」やその他成分物を利用することができる。例えば、ネガ型であってアルカリ水溶液で現像可能な感光性樹脂組成物として、主成分としてカルボン酸基含有バインダー(アルカリ可溶性バインダー)と、光重合開始剤と、光重合性モノマーとを含んでなる感光性樹脂組成物が挙げられる。なお、前記アルカリ可溶性バインダーとしては、既述の〈樹脂またはその前駆体〉の項において挙げた樹脂を好適なものとして使用できる。
前記アルカリ可溶性バインダーの含有量としては、感光性の遮光画像作製用着色組成物の全固形分に対して通常、10〜95質量%が好ましく、更に20〜90質量%がより好ましい。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−アミノケトンとの組合せ、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。
また、上記以外に、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。
また、上記以外に、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。
上記の光重合開始剤又は光重合開始剤系は、一種単独で用いる以外に二種類以上を混合して用いてもよく、特に二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。
黄ばみなどの着色がなく、かつ露光感度を高くして良好な表示特性が得られる例としては、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み合わせが挙げられ、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−ビスエトキンカルボニルメチル)−3’−ブロモフェニル]−s−トリアジンとの組み合わせが最も好ましい。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95/5〜20/80であり、より好ましくは90/10〜30/70であり、最も好ましくは80/20〜60/40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号公報に記載されている。更に好適な例として、ベンゾフェノン系も挙げられる。
感光性の遮光画像作製用着色組成物が顔料を用いて構成されている場合、該遮光画像作製用着色組成物の固形分全体に占める顔料の割合が15〜25質量%付近のときには、光重合開始剤にクマリン系化合物を混合した構成とすることによっても、黄ばみなどの着色がなく、かつ高感度化することができる。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好ましい。この場合、光重合開始剤とクマリン系化合物との比率は、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20/80〜80/20であり、より好ましくは30/70〜70/30であり、最も好ましくは40/60〜60/40である。
但し、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。
但し、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、感光性の遮光画像作製用着色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。該含有量が前記範囲内であると、光感度や画像強度の低下を防止でき、充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若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。
更に、特公昭48−41708号、同50−6034号、特開昭51−37193号の各公報に記載の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号の各公報に記載の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。これらの中でも、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。
前記光重合性モノマーは、一種単独で用いても二種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遮光画像作製用着色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。
光重合性モノマーの感光性の遮光画像作製用着色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。
感光性樹脂組成物としては、前記成分のほかに、更に熱重合防止剤を添加することが好ましい。熱重合防止剤の例としては、ハイドロキノン、p−メトキシフェノール、p−t−ブチルカテコール、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、β−ナフトール、ピロガロール等の芳香族ヒドロキシ化合物、ベンゾキノン、p−トルキノン等のキノン類、ナフチルアミン、ピリジン、p−トルイジン、フェノチアジン等のアミン類、N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンのアルミニウム塩又はアンモニウム塩、クロラニール、ニトロベンゼン、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2−メルカプトベンズイミダゾール等が挙げられる。
感光性樹脂組成物として、更に必要に応じて、公知の添加剤、例えば、可塑剤、界面活性剤、密着促進剤、分散剤、垂れ防止剤、レベリング剤、消泡剤、難燃化剤、光沢剤、溶剤等を添加することができる。
前記密着促進剤としては、例えば、アルキルフェノール/ホルムアルデヒドノボラック樹脂、ポリビニルエチルエーテル、ポリビニルイソブチルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリイソブチレン、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ブチルゴム、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ゴム、アクリル樹脂系粘着剤、芳香族系、脂肪族系又は脂環族系の石油樹脂、シランカップリング剤等が挙げられる。
また、金属微粒子を銀コロイドのように水分散物として用いる場合には、感光性樹脂組成物として水系のもの用いることが必要である。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]〜[0023]に記載のもののほか、市販のものとして例えば、東洋合成工業(株)製の「SPP−M20」等が挙げられる。
本発明の遮光画像作製用着色組成物(感光性のものを含む。)を用いて遮光画像(ブラックマトリックスを含む。)を作製する場合には、薄膜で光学濃度の高いブラックマトリックスを作製することができる。
≪転写材料≫
本発明の転写材料は、仮支持体と該支持体上に設けられた少なくとも一層の遮光層とを有してなり、仮支持体上の遮光層は既述の本発明の着色組成物を用いてなるものである。特に、感光性を有する遮光画像作製用着色組成物を用いて感光性遮光層を仮支持体上に設けて感光性の転写材料(感光性転写材料)を作製し、作製された転写材料の感光性遮光層を被転写体に転写してブラックマトリックス等の遮光画像を作製するようにすることができる。
本発明の転写材料は、仮支持体と該支持体上に設けられた少なくとも一層の遮光層とを有してなり、仮支持体上の遮光層は既述の本発明の着色組成物を用いてなるものである。特に、感光性を有する遮光画像作製用着色組成物を用いて感光性遮光層を仮支持体上に設けて感光性の転写材料(感光性転写材料)を作製し、作製された転写材料の感光性遮光層を被転写体に転写してブラックマトリックス等の遮光画像を作製するようにすることができる。
前記感光性転写材料は、支持体上に少なくとも感光性を有する遮光画像作製用着色組成物を用いて形成した感光性遮光層を設けてなるものであり、必要に応じて、熱可塑性樹脂層、中間層、保護層等を設けた構成とすることができる。
前記感光性遮光層の層厚としては、0.1〜4μmの範囲が好ましく、特に0.1〜2.0μmの範囲が好ましく、更には0.2〜1.0μmの範囲が好ましい。
前記感光性遮光層の層厚としては、0.1〜4μmの範囲が好ましく、特に0.1〜2.0μmの範囲が好ましく、更には0.2〜1.0μmの範囲が好ましい。
〜仮支持体〜
仮支持体としては、ポリエステル、ポリスチレン等を用いた公知の支持基材を用いることができる。中でも、2軸延伸したポリエチレンテレフタレートはコスト、耐熱性、寸法安定性の観点から好ましい。
仮支持体としては、ポリエステル、ポリスチレン等を用いた公知の支持基材を用いることができる。中でも、2軸延伸したポリエチレンテレフタレートはコスト、耐熱性、寸法安定性の観点から好ましい。
支持体の厚みは、15〜200μm程度が好ましく、30〜150μm程度がより好ましい。該厚みが前記範囲内であると、ラミネート工程時に熱によりトタン板状のしわが発生するのを効果的に抑制することができ、コスト上も有利である。
また、仮支持体には必要に応じて、特開平11−149008号公報に記載の導電性層を設けてもよい。
〜熱可塑性樹脂層〜
仮支持体と感光性遮光層との間、又は支持体と後述の中間層との間には、アルカリ可溶性の熱可塑性樹脂層を設けることが好ましい。この熱可塑性樹脂層は、下地表面の凹凸(既に形成されている画像などによる凹凸等も含む。)を吸収することができるクッション材としての役割を担うものであるため、当該凹凸に応じて変形しうる性質を有していることが好ましい。
仮支持体と感光性遮光層との間、又は支持体と後述の中間層との間には、アルカリ可溶性の熱可塑性樹脂層を設けることが好ましい。この熱可塑性樹脂層は、下地表面の凹凸(既に形成されている画像などによる凹凸等も含む。)を吸収することができるクッション材としての役割を担うものであるため、当該凹凸に応じて変形しうる性質を有していることが好ましい。
アルカリ可溶性の熱可塑性樹脂層を構成する樹脂としては、例えば、エチレンとアクリル酸エステル共重合体とのケン化物、スチレンと(メタ)アクリル酸エステル共重合体とのケン化物、ビニルトルエンと(メタ)アクリル酸エステル共重合体とのケン化物、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、及び(メタ)アクリル酸ブチルと酢酸ビニル等との(メタ)アクリル酸エステル共重合体等のケン化物、等より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。更に、「プラスチック性能便覧」(日本プラスチック工業連盟、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日発行)による有機高分子のうち、アルカリ水溶液に可溶なものを使用することもできる。また、これらの熱可塑性樹脂のうち、軟化点が80℃以下のものが好ましい。
なお、明細書中において、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及びメタクリル酸の総称であり、その誘導体の場合についても同様である。
なお、明細書中において、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及びメタクリル酸の総称であり、その誘導体の場合についても同様である。
前記アルカリ可溶性の熱可塑性樹脂層を構成する樹脂の中でも、重量平均分子量3千〜50万(Tg=0〜170℃)の範囲で選択して使用することが好ましく、更には重量平均分子量4千〜20万(Tg=30〜140℃)の範囲がより好ましい。
これら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59−44615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、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64−55550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、特開平5−241340号の各公報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。
これら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59−44615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、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64−55550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、特開平5−241340号の各公報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。
中でも特に好ましいものとしては、特開昭63−147159号公報に記載のメタクリル酸/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/メチルメタクリレート共重合体、特公昭55−38961号、特開平5−241340号の各公報に記載のスチレン/(メタ)アクリル酸共重合体が挙げられる。
また、熱可塑性樹脂層には、熱可塑性樹脂層と仮支持体との間の接着力を調節するために、各種可塑剤、各種ポリマー、過冷却物質、密着改良剤、界面活性剤、又は離型剤等を加えることが可能である。
好ましい可塑剤の具体例としては、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ジオクチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジブチルフタレート、トリクレジルフォスフェート、クレジルジフェニルフォスフェート、ビフェニルジフェニルフォスフェート、ポリエチレングリコールモノ(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モノ(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、エポキシ樹脂とポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートとの付加反応生成物、有機ジイソシアナートとポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートとの付加反応生成物、有機ジイソシアナートとポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレートとの付加反応生成物、ビスフェノールAとポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートとの縮合反応生成物等を挙げることができる。
前記可塑剤の熱可塑性樹脂層中における量は、前記樹脂に対して、200質量%以下が一般的であり、好ましくは20〜100質量%である。
好ましい可塑剤の具体例としては、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ジオクチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジブチルフタレート、トリクレジルフォスフェート、クレジルジフェニルフォスフェート、ビフェニルジフェニルフォスフェート、ポリエチレングリコールモノ(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モノ(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、エポキシ樹脂とポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートとの付加反応生成物、有機ジイソシアナートとポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートとの付加反応生成物、有機ジイソシアナートとポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレートとの付加反応生成物、ビスフェノールAとポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートとの縮合反応生成物等を挙げることができる。
前記可塑剤の熱可塑性樹脂層中における量は、前記樹脂に対して、200質量%以下が一般的であり、好ましくは20〜100質量%である。
また、アルカリ可溶性の熱可塑性樹脂層の厚みとしては、6μm以上が好ましい。該厚みが6μm以上であると、被転写材表面の凹凸を完全に吸収することができる。また、厚みの上限については、現像性、製造適性の点から、約100μm以下が一般的であり、好ましくは約50μm以下である。
熱可塑性樹脂層は、該層を構成する成分を用いて調製した塗布液の塗布等により形成することができる。溶媒としては、該層を構成する前記樹脂を溶解するものであれば特に制限なく使用でき、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、n−プロパノール、i−プロパノール等が挙げられる。
〜中間層〜
本発明の転写材料には、仮支持体と感光性遮光層との間に中間層を設けてもよい。
中間層は、樹脂を用いて構成することができ、該樹脂としては、アルカリ可溶であれば特に制限はない。該樹脂の例として、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、及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り、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%のものがより好ましい。
本発明の転写材料には、仮支持体と感光性遮光層との間に中間層を設けてもよい。
中間層は、樹脂を用いて構成することができ、該樹脂としては、アルカリ可溶であれば特に制限はない。該樹脂の例として、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、及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り、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%のものがより好ましい。
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用いることが特に好ましい。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の範囲が好ましく、更には10/90〜50/50の範囲がより好ましい。該質量比が前記範囲内であると、中間層の面状が良好であり、該層上に塗設した感光性遮光層との密着性がよく、更に酸素遮断性が低下して感度が低下するのを防止することができる。
なお、中間層には必要に応じて界面活性剤などの添加剤を添加することができる。
なお、中間層には必要に応じて界面活性剤などの添加剤を添加することができる。
中間層の厚みは、0.1〜5μmの範囲が、更には0.5〜3μmの範囲が好ましい。中間層の厚みが前記範囲内であると、酸素遮断性を低下させることがなく、また、現像時の中間層除去時間が増大することもない。
中間層は、前記成分を用いた塗布液の塗布等により形成することができるが、塗布液の調製には溶媒を使用でき、該溶媒としては、中間層を構成する前記樹脂の溶解が可能であれば特に制限はなく、中でも水が好ましく、水に既述の水混和性の溶剤を混合した混合溶媒も好ましい。好ましい溶媒の具体例としては、例えば、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(ただし比は質量比を表す)等が挙げられる。
−−転写材料の作製−−
本発明の転写材料の作製は、仮支持体上に、溶液状に調製した既述の本発明の感光性を有する遮光画像作製用着色組成物を、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・乾燥させる等の方法により行なうことができる。アルカリ可溶性の熱可塑性樹脂層を設ける場合も同様である。
本発明の転写材料の作製は、仮支持体上に、溶液状に調製した既述の本発明の感光性を有する遮光画像作製用着色組成物を、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・乾燥させる等の方法により行なうことができる。アルカリ可溶性の熱可塑性樹脂層を設ける場合も同様である。
本発明の転写材料は、既述の本発明の遮光画像作製用着色組成物を用いて形成された感光性遮光層を有するため、薄膜で、450〜470nmと540〜580nmまたは、460〜525nmと600〜620nmに吸収極大を有する光学濃度の高い遮光層を作製することができる。
≪表示装置用遮光画像≫
本発明の表示装置用遮光画像は、既述の本発明の着色組成物又は本発明の転写材料を用いて形成された遮光層(好ましくは感光性遮光層)をパターニングすることによって作製することができる。遮光層の層厚は、0.2〜2.0μm程度、更には0.9μm以下であることが好ましい。
形成される本発明に係る遮光層は、微粒子(特に金属微粒子)を用いて、可視域に少なくとも2種の吸収極大を有し、該吸収極大の波長が450〜470nmと540〜580nmまたは、460〜525nmと600〜620nmに含まれるように構成されるので、薄膜で高い光学濃度(3.5以上)を得ることができる。
本発明の表示装置用遮光画像は、既述の本発明の着色組成物又は本発明の転写材料を用いて形成された遮光層(好ましくは感光性遮光層)をパターニングすることによって作製することができる。遮光層の層厚は、0.2〜2.0μm程度、更には0.9μm以下であることが好ましい。
形成される本発明に係る遮光層は、微粒子(特に金属微粒子)を用いて、可視域に少なくとも2種の吸収極大を有し、該吸収極大の波長が450〜470nmと540〜580nmまたは、460〜525nmと600〜620nmに含まれるように構成されるので、薄膜で高い光学濃度(3.5以上)を得ることができる。
また、本発明の表示装置用遮光画像の作製には、既述した本発明の遮光画像作製用の着色組成物を用いて作製する(パターニングする)方法であれば特に制限はない。以下、表示装置用遮光画像の作製方法について、ブラックマトリックスパターンの作製方法を例に説明する。
第1の方法は、まず棒状金属微粒子と樹脂またはその前駆体の少なくとも1種とを含有し、感光性を有する本発明の遮光画像作製用着色組成物を基板に塗布し、棒状金属微粒子を含有した感光性遮光層を形成する。その後、パターン露光、現像によりパターン以外の部分の遮光層を除却することによりパターン形成を行ない、ブラックマトリックス(遮光画像)を得る方法である。また、既述の中間層と同組成の層を前記感光性遮光層上に形成して保護層とすることもできる。この場合、塗布液の塗布は、前記−−転写材料の作製−−の項で列挙した塗布機を用いて塗布することができる。中でも、スピンコート法によって行なうのが好ましい。
第2の方法は、まず、棒状金属微粒子と樹脂またはその前駆体の少なくとも1種とを含有し、非感光性の本発明の遮光画像作製用着色組成物を基板に塗布して棒状金属微粒子を含有した遮光層を形成する。その後、該遮光層上に感光性レジスト液を塗布してレジスト層を形成する。次いで、露光によりレジスト層を露光、現像してレジスト層にパターンを形成した後、このパターンに応じて遮光層の非パターン部(露出部)を溶解し、遮光層にパターンを形成する。最後にレジスト層を除却して、ブラックマトリックス(遮光画像)を得る方法である。
第3の方法は、予め基板上のパターン以外の部分に塗布層を形成しておき、この上に棒状金属微粒子と樹脂またはその前駆体の少なくとも1種とを含有し、非感光性の本発明の遮光画像作製用着色組成物を塗布して微粒子を含有した遮光層を形成する。次いで、始めに形成した塗布層を上の遮光層と共に除却し、ブラックマトリックス(遮光画像)を得る方法である。
また、第4の方法は、感光性転写材料を用いた遮光画像の作製方法であって、光透過性基板の上に、感光性転写材料を感光性遮光層が接触するように配置して積層した後、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、感光性遮光層を露光し、現像してブラックマトリックス(遮光画像)を得る方法である。この方法は、煩瑣な工程を行なうことを必要とせず、低コストに行なうことができる。
次に、露光及び現像について述べる。
基板上に形成された遮光層の上方に所定のマスクを配置し、該マスク上方からマスクを通して前記遮光層を露光し、次いで現像液による現像を行なってパターン像を形成し、引き続き必要に応じて水洗処理を行なう工程を施すことにより、本発明の表示装置用遮光画像を作製することができる。露光は、上述のようにマスクを配置して行なう方法以外に、マスクを介さずに直接、画像データに基づいて光を相対走査することでパターン像を得るようにすることもできる。
基板上に形成された遮光層の上方に所定のマスクを配置し、該マスク上方からマスクを通して前記遮光層を露光し、次いで現像液による現像を行なってパターン像を形成し、引き続き必要に応じて水洗処理を行なう工程を施すことにより、本発明の表示装置用遮光画像を作製することができる。露光は、上述のようにマスクを配置して行なう方法以外に、マスクを介さずに直接、画像データに基づいて光を相対走査することでパターン像を得るようにすることもできる。
露光に用いる光源としては、感光性遮光層を硬化し得る波長域の光(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、LD、超高圧水銀灯、YAG−SHG固体レーザー、KrFレーザー、固体レーザー等が挙げられる。
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。
この際に使用する露光機は、特に限定されるわけではないが、マスクを介して露光するプロキシミティ露光機のほか、散乱光線露光機、平行光線露光機、ステッパー、及びレーザー露光などを用いることができる。
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。
この際に使用する露光機は、特に限定されるわけではないが、マスクを介して露光するプロキシミティ露光機のほか、散乱光線露光機、平行光線露光機、ステッパー、及びレーザー露光などを用いることができる。
現像に用いる現像液としては、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、中でもアルカリ性物質の希薄水溶液が好ましく用いられる。詳しくは、現像液は感光性樹脂層が溶解型の現像挙動をするものが好ましい。なお、更に水と混和性を有する有機溶剤を少量添加してもよい。
また、現像前には、純水をシャワーノズル等にて噴霧して、感光性遮光層の表面を均一に湿らせておくようにすることが好ましい。
また、現像前には、純水をシャワーノズル等にて噴霧して、感光性遮光層の表面を均一に湿らせておくようにすることが好ましい。
遮光画像の塗布による形成方法及び感光性転写材料を用いる形成方法において、現像に用いる前記アルカリ性物質としては、アルカリ金属水酸化物類(例えば、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(例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム)、アルカリ金属重炭酸塩類(例えば、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(例えば、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(例えば、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)、燐酸三ナトリウム、等が挙げられる。アルカリ性物質の濃度は、0.01〜30質量%が好ましく、pHは8〜14が好ましい。
前記「水と混和性の有機溶剤」としては、例えば、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好適に挙げられる。水と混和性の有機溶剤の濃度は0.1〜30質量%が好ましい。
更に、公知の界面活性剤を添加することもでき、該界面活性剤の濃度としては0.01〜10質量%が好ましい。
更に、公知の界面活性剤を添加することもでき、該界面活性剤の濃度としては0.01〜10質量%が好ましい。
前記現像液は、浴液として用いてもよいし、あるいは噴霧液としても用いることができる。遮光層の未硬化部分を除去する場合、現像液中で回転ブラシや湿潤スポンジで擦るなどの方法を組み合わせることができる。現像液の液温度は、通常室温付近から40℃が好ましい。現像時間は、遮光層の組成、現像液のアルカリ性や温度、有機溶剤を添加する場合にはその種類と濃度、等に依るが、通常10秒〜2分程度である。短すぎると非露光部の現像が不充分となると同時に紫外線の吸光度も不充分となることがあり、長すぎると露光部もエッチングされることがある。いずれの場合にも、遮光画像形状を好適なものとすることが困難となる。この現像工程にて、遮光画像が顕在化される。
≪遮光画像付き基板≫
本発明の遮光画像付き基板は、光透過性基板の上に本発明の着色組成物を用いて形成された遮光層を上記のようにパターニングすることによって作製できる。
この遮光画像付き基板(好ましくは、基板面にブラックマトリックスが設けられたブラックマトリックス基板)における遮光画像(好ましくはブラックマトリックス)の、基板面からの厚みは0.2〜2.0μmが好ましく、特に0.2〜0.9μmが好ましい。
本発明の遮光画像付き基板は、本発明の着色組成物を用いて作製された本発明の表示装置用遮光画像を設けて構成されたものであるため、薄膜で高い光学濃度を有する。
本発明の遮光画像付き基板は、光透過性基板の上に本発明の着色組成物を用いて形成された遮光層を上記のようにパターニングすることによって作製できる。
この遮光画像付き基板(好ましくは、基板面にブラックマトリックスが設けられたブラックマトリックス基板)における遮光画像(好ましくはブラックマトリックス)の、基板面からの厚みは0.2〜2.0μmが好ましく、特に0.2〜0.9μmが好ましい。
本発明の遮光画像付き基板は、本発明の着色組成物を用いて作製された本発明の表示装置用遮光画像を設けて構成されたものであるため、薄膜で高い光学濃度を有する。
本発明の遮光画像付き基板は、テレビ、パーソナルコンピュータ、液晶プロジェクター、ゲーム機、携帯電話などの携帯端末、デジタルカメラ、カーナビなどの用途に特に制限なく適用でき、450〜470nmと540〜580nmまたは、460〜525nmと600〜620nmに吸収極大を有する表示装置を構成するのが効果的である。また、下記カラーフィルタの作製においても好適に用いることができる。
カラーフィルタは、光透過性基板の上に、着色層からなり、互いに異なる色を呈する2色以上の着色画素からなる画素群と、該画素群を構成する各画素を互いに離画する遮光画像(ブラックマトリックス)とで構成されたものであり、前記ブラックマトリックスは、既述の本発明の着色組成物又は本発明の転写材料を用いて作製されたものである。
前記画素群は、異なる色を呈する2色の着色画素からなる画素群または3色の着色画素からなる画素群であってもよいし、異なる色を呈する4色以上の着色画素からなる画素群であってもよい。例えば3色で構成される場合、赤(R)、緑(G)及び青(B)の3つの色相が好適に用いられる。赤、緑、青の3種の画素群を配置する場合は、モザイク型、トライアングル型等の配置が好ましく、4種以上の画素群を配置する場合ではどのような配置であってもよい。
前記画素群は、異なる色を呈する2色の着色画素からなる画素群または3色の着色画素からなる画素群であってもよいし、異なる色を呈する4色以上の着色画素からなる画素群であってもよい。例えば3色で構成される場合、赤(R)、緑(G)及び青(B)の3つの色相が好適に用いられる。赤、緑、青の3種の画素群を配置する場合は、モザイク型、トライアングル型等の配置が好ましく、4種以上の画素群を配置する場合ではどのような配置であってもよい。
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或いはプラスチックフィルム等が用いられる。
カラーフィルタを作製する場合、光透過性基板に常法により互いに異なる色を呈する2色以上の着色画素からなる画素群を形成した後、前記のようにしてブラックマトリックスを形成してもよいし、あるいは最初にブラックマトリックスを形成し、その後に互いに異なる色を呈する2色以上の着色画素からなる画素群を形成するようにしてもよい。
本発明において、カラーフィルタを作製する場合は既述のように、本発明の着色組成物を用いて作製された薄膜で高濃度のブラックマトリックス(本発明の表示装置用遮光画像)を備えるので、表示コントラストが高く、平坦性に優れている。
本発明において、カラーフィルタを作製する場合は既述のように、本発明の着色組成物を用いて作製された薄膜で高濃度のブラックマトリックス(本発明の表示装置用遮光画像)を備えるので、表示コントラストが高く、平坦性に優れている。
≪液晶表示素子、液晶表示装置≫
既述の本発明の着色組成物は、表示素子の作製に好適に用いることができる。表示素子としては、プラズマディスプレイ表示装置、EL表示装置、CRT表示装置、液晶表示素子等が挙げられ、中でも液晶表示素子に用いた場合に本発明の着色組成物を用いることによる本発明の効果が顕著に奏される。
表示素子の定義や各表示装置の説明については、例えば「電子ディスプレイデバイス」(佐々木昭夫著、隅工業調査会、1990毎発行)、「ディスプレイデバイス」(伊吹順幸著、産業図書側 平成元年発行)などに記載されている。
既述の本発明の着色組成物は、表示素子の作製に好適に用いることができる。表示素子としては、プラズマディスプレイ表示装置、EL表示装置、CRT表示装置、液晶表示素子等が挙げられ、中でも液晶表示素子に用いた場合に本発明の着色組成物を用いることによる本発明の効果が顕著に奏される。
表示素子の定義や各表示装置の説明については、例えば「電子ディスプレイデバイス」(佐々木昭夫著、隅工業調査会、1990毎発行)、「ディスプレイデバイス」(伊吹順幸著、産業図書側 平成元年発行)などに記載されている。
本発明の液晶表示素子は、既述の本発明の着色組成物を用いて、具体的には既述の本発明の表示装置用遮光画像又は遮光画像付き基板を用いて作製されたものである。本発明の着色組成物を用いて作製された表示装置用遮光画像又は遮光画像付き基板を用いて構成されるので、遮光画像(ブラックマトリックス)が厚膜化が抑えられて薄膜に形成されており、しかもグレーの色相を有して特定波長領域のバックライトの光を選択的に吸収、遮蔽できるので、表面平滑でコントラストが高く鮮やかな画像表示が可能である。
表示装置は、前記カラーフィルタ以外に、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、防眩フィルムなど種々の部材を用いて一般に構成される。これらの公知の部材で構成される液晶表示素子において、既述の本発明の表示装置用遮光画像を適用することが可能であり、本発明の液晶表示装置を作製することができる。これらの部材については、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、本発明の表示装置用遮光画像又は遮光画像付き基板を用いて作製された既述の本発明の液晶表示素子と、450〜470nmおよび540〜580nm、あるいは460〜525nmおよび600〜620nmに発光ピーク波長を有するバックライトとで構成されたものであり、薄膜構造を有すると共に、バックライトからの450〜470nmおよび540〜580nm、あるいは460〜525nmおよび600〜620nmに発光ピークを持つ光が本発明の液晶表示素子を構成する遮光画像(すなわちブラックマトリックス)で選択的に吸収、遮蔽され、高コントラストで鮮やかな画像表示が可能である。
液晶表示素子の一つとして、少なくとも一方が光透過性基板である一対の基板間に、カラーフィルタ、液晶層、及び液晶駆動手段(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。)を少なくとも備えたものが挙げられる。
前記カラーフィルタとしては、既記のように、複数の画素群と、該画素群を構成する各着色画素を互いに離画する本発明の表示装置用遮光画像(例えばブラックマトリックス)とで構成されたカラーフィルタが好適である。このカラーフィルタは平坦性が高いため、この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での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改善される。
前記カラーフィルタとしては、既記のように、複数の画素群と、該画素群を構成する各着色画素を互いに離画する本発明の表示装置用遮光画像(例えばブラックマトリックス)とで構成されたカラーフィルタが好適である。このカラーフィルタは平坦性が高いため、この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での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改善される。
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基板である一対の基板間に、カラーフィルタ、液晶層、及び液晶駆動手段を少なくとも備え、前記液晶駆動手段がアクティブ素子(例えばTFT)を有し、かつ各アクティブ素子間に本発明の着色組成物又は転写材料を用いて作製されたブラックマトリックスが形成されたものが挙げられる。
液晶表示素子については、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)に記載されている。本発明においては、適用可能な表示装置(液晶表示素子)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」に記載された色々な方式の液晶表示素子に適用できる。中でも特に、カラーTFT方式の液晶表示素子に対して有効である。
カラーTFT方式の液晶表示素子については、例えば「カラーTFT液晶ディスプレイ」(共立出版(株)、1996年発行)に記載されている。更に、本発明においては、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素子にも適用が可能である。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ページに記載されている。
液晶表示素子に用いることのできる液晶としては、ネマチック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶、強誘電液晶等が挙げられる。
以下、実施例を示して本発明を更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。なお、特に限定のない限り、「部」は「質量部」を、「分子量」は「質量平均分子量」を表す。
<銀微粒子分散液Aの調製>
原料金属化合物溶液として、反応容器内に入れたアセトン180g中に酢酸銀12gを添加し、攪拌した。さらに、市販のディスパーピック161(ビックケミー社製)を8.0gとエタノールアミンを25g添加し、酢酸銀が完全に溶解するまで攪拌した。ここに、ヒドロキシルアセトン60gを添加し、30分間攪拌を続け、黄色を呈する銀微粒子溶液を得た。この粒子は400nmに高い吸収を有し、電子顕微鏡観察から、平均粒子径18nmの球形粒子であることがわかった。この銀微粒子を数回水洗することによって洗浄し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解させ、固形分重量(Ag重量)/(Ag重量+ディスパーピック161)が40質量%となるように銀微粒子分散液を調製した。この銀微粒子分散液をAとする。
原料金属化合物溶液として、反応容器内に入れたアセトン180g中に酢酸銀12gを添加し、攪拌した。さらに、市販のディスパーピック161(ビックケミー社製)を8.0gとエタノールアミンを25g添加し、酢酸銀が完全に溶解するまで攪拌した。ここに、ヒドロキシルアセトン60gを添加し、30分間攪拌を続け、黄色を呈する銀微粒子溶液を得た。この粒子は400nmに高い吸収を有し、電子顕微鏡観察から、平均粒子径18nmの球形粒子であることがわかった。この銀微粒子を数回水洗することによって洗浄し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解させ、固形分重量(Ag重量)/(Ag重量+ディスパーピック161)が40質量%となるように銀微粒子分散液を調製した。この銀微粒子分散液をAとする。
(実施例1)
<感光性遮光層用塗布液Rの調製>
前記銀微粒子分散液Aを用い、以下の処方の組成にて感光性遮光層用塗布液Rを調製した。
〔組成〕
・銀微粒子分散液A …24.0部
・PR122 …24.0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 …下記量
(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 …下記量
(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 … 0.1部
<感光性遮光層用塗布液Rの調製>
前記銀微粒子分散液Aを用い、以下の処方の組成にて感光性遮光層用塗布液Rを調製した。
〔組成〕
・銀微粒子分散液A …24.0部
・PR122 …24.0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 …下記量
(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 …下記量
(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 … 0.1部
上記の処方において、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの添加量は、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、且つ、前記銀微粒子の体積分率が0.33になる量とした。なお、上記PR122は、前記したカラーインデックスPR122のキナクリドン系マゼンタ顔料のことである。
<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。
〔組成〕
・ポリビニルアルコール … 3.0部
(商品名:PVA205、(株)クラレ製)
・ポリビニルピロリドン … 1.3部
(商品名:PVP−K30、アイエスピー・ジャパン社製)
・蒸留水 …50.7部
・メチルアルコール …45.0部
下記組成を混合して、保護層用塗布液を調製した。
〔組成〕
・ポリビニルアルコール … 3.0部
(商品名:PVA205、(株)クラレ製)
・ポリビニルピロリドン … 1.3部
(商品名:PVP−K30、アイエスピー・ジャパン社製)
・蒸留水 …50.7部
・メチルアルコール …45.0部
<感光材料Pの作製>
ガラス基板上に、スピンコーターを用いて乾燥膜厚が1.0μmになるように上記の感光性遮光層用塗布液Rを塗布して100℃で5分間乾燥し、感光性遮光層を形成した。次いで、この感光性遮光層上にスピンコーターを用いて上記の保護層用塗布液を乾燥膜厚が1.5μmになるように更に塗布し、100℃で5分間乾燥させて保護層を形成し、感光材料Pを作製した。色相は濃いグレーであった。
得られた感光材料Pの吸収波長を、分光放射輝度計SR−3〔(株)トプコン製〕を用いて測定した結果、460nm、560nm、630nmに吸収極大を有していた。
ガラス基板上に、スピンコーターを用いて乾燥膜厚が1.0μmになるように上記の感光性遮光層用塗布液Rを塗布して100℃で5分間乾燥し、感光性遮光層を形成した。次いで、この感光性遮光層上にスピンコーターを用いて上記の保護層用塗布液を乾燥膜厚が1.5μmになるように更に塗布し、100℃で5分間乾燥させて保護層を形成し、感光材料Pを作製した。色相は濃いグレーであった。
得られた感光材料Pの吸収波長を、分光放射輝度計SR−3〔(株)トプコン製〕を用いて測定した結果、460nm、560nm、630nmに吸収極大を有していた。
<ブラックマトリックスMの作製>
上記より得た感光材料Pを、超高圧水銀灯を備えたプロキシミティー型露光機(日立電子エンジニアリング(株)製)を用いて、感光材料P−1とマスク(画像パターンを有す石英露光マスク)とを垂直に立てた状態で、マスク面と感光材料Pの保護層表面との間の距離を200μmに設定して、露光量70mJ/cm2でマスクを通してパターン露光した。次いで、現像処理液TCD(富士写真フイルム(株)製;アルカリ現像液)を用いて現像処理(33℃、20秒)を行ない、画面サイズ:10インチ、画素数:480×640、ブラックマトリックス幅(BM幅):24μm、画素部の開口:86μm×304μmであるブラックマトリックスMを作製した。
上記より得た感光材料Pを、超高圧水銀灯を備えたプロキシミティー型露光機(日立電子エンジニアリング(株)製)を用いて、感光材料P−1とマスク(画像パターンを有す石英露光マスク)とを垂直に立てた状態で、マスク面と感光材料Pの保護層表面との間の距離を200μmに設定して、露光量70mJ/cm2でマスクを通してパターン露光した。次いで、現像処理液TCD(富士写真フイルム(株)製;アルカリ現像液)を用いて現像処理(33℃、20秒)を行ない、画面サイズ:10インチ、画素数:480×640、ブラックマトリックス幅(BM幅):24μm、画素部の開口:86μm×304μmであるブラックマトリックスMを作製した。
(評価1):2波長型LED光源
実施例1で作製したブラックマトリックスMをガラス基板のブラックマトリックス非形成面側から2波長型LED(460nm,630nmに発光極大を有する)により光照射し、ガラス基板のブラックマトリックス形成面側に透過した透過光を目視により観察し、評価した。なお、評価は、感光材料Pの作製において、微粒子分散液をカーボンブラックに代えたこと以外は同様にして作製した感光材料Kを用いて作製したブラックマトリックスKを比較に行なった。ブラックマトリックスMは、ブラックマトリックスKに比べて透過濃度は高く、色味は良好であった。
実施例1で作製したブラックマトリックスMをガラス基板のブラックマトリックス非形成面側から2波長型LED(460nm,630nmに発光極大を有する)により光照射し、ガラス基板のブラックマトリックス形成面側に透過した透過光を目視により観察し、評価した。なお、評価は、感光材料Pの作製において、微粒子分散液をカーボンブラックに代えたこと以外は同様にして作製した感光材料Kを用いて作製したブラックマトリックスKを比較に行なった。ブラックマトリックスMは、ブラックマトリックスKに比べて透過濃度は高く、色味は良好であった。
(評価2):無機EL光源
実施例1で作製したブラックマトリックスMをガラス基板のブラックマトリックス非形成面側から無機EL光源(460nm,560nmに発光極大を有する)により光照射し、ガラス基板のブラックマトリックス形成面側に透過した透過光を目視により観察し、評価1と同様にして評価した。ブラックマトリックスMは、ブラックマトリックスKに比べて透過濃度は高く、色味は良好であった。
実施例1で作製したブラックマトリックスMをガラス基板のブラックマトリックス非形成面側から無機EL光源(460nm,560nmに発光極大を有する)により光照射し、ガラス基板のブラックマトリックス形成面側に透過した透過光を目視により観察し、評価1と同様にして評価した。ブラックマトリックスMは、ブラックマトリックスKに比べて透過濃度は高く、色味は良好であった。
(評価3):冷陰極管光源
実施例1で作製したブラックマトリックスMをガラス基板のブラックマトリックス非形成面側から冷陰極管光源)を用いた液晶用バックライトにより光照射し、ガラス基板のブラックマトリックス形成面側に透過した透過光を目視により観察し、評価1と同様にして評価した。ブラックマトリックスMは、ブラックマトリックスKに比べて透過濃度は高く、色味は良好であった。
実施例1で作製したブラックマトリックスMをガラス基板のブラックマトリックス非形成面側から冷陰極管光源)を用いた液晶用バックライトにより光照射し、ガラス基板のブラックマトリックス形成面側に透過した透過光を目視により観察し、評価1と同様にして評価した。ブラックマトリックスMは、ブラックマトリックスKに比べて透過濃度は高く、色味は良好であった。
前記(評価1)〜(評価3)に示すように、本発明の可視域に少なくとも3種類の吸収極大を有するブラックマトリックスは、発光域の異なる光源に対しても同様に、黒色度に優れており、色味も良好であった。
Claims (17)
- 可視域に誘電率の異常分散をもつバインダー中に誘電率実部が負である微粒子を含むことによって、該誘電率の異常分散をもつバインダーによる吸収域と、該吸収域の長波長側及び短波長側に出現する2つの吸収域との、少なくとも3種類の吸収域を可視域にもつことを特徴とする着色組成物。
- バインダー中に、可視域に誘電率の異常分散をもつ微粒子と、誘電率実部が負である微粒子とを含むことによって、該誘電率の異常分散をもつ微粒子による吸収域と、該吸収域の長波長側及び短波長側に出現する2つの吸収域との、少なくとも3種類の吸収域を可視域にもつことを特徴とする着色組成物。
- 可視域の少なくとも青(435〜455nm)、緑(540〜560nm)、赤(610〜630nm)に吸収極大をもつことを特徴とする請求項1又は2に記載の着色組成物。
- 前記誘電率実部が負である微粒子が、金属又は金属を含有する化合物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の着色組成物。
- 前記金属が、銀であることを特徴とする請求項4に記載の着色組成物。
- 前記誘電率実部が負である微粒子の球相当直径が50nm以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の着色組成物。
- 前記球相当直径が30nm以下であることを特徴とする請求項6に記載の着色組成物。
- 前記誘電率実部が負である微粒子の形状が球状であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の着色組成物。
- 前記可視域に誘電率の異常分散をもつ微粒子が、誘電体であることを特徴とする請求項2〜8のいずれか1項に記載の着色組成物。
- 前記誘電体微粒子が、顔料であることを特徴とする請求項9に記載の着色組成物。
- 前記顔料が、キナクリドン系顔料であることを特徴とする請求項10に記載の着色組成物。
- 少なくともモノマーと開始剤とを更に含むことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の着色組成物。
- 仮支持体上に少なくとも遮光層を有する転写材料であって、前記遮光層が請求項1〜12のいずれか1項に記載の着色組成物を用いてなることを特徴とする転写材料。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載の着色組成物を用いて作製されたことを特徴とする表示装置用遮光画像。
- 請求項14に記載の表示装置用遮光画像を有することを特徴とする遮光画像付き基板。
- 請求項14に記載の表示装置用遮光画像又は請求項15に記載の遮光画像付き基板を備えたことを特徴とする液晶表示素子。
- 請求項16に記載の液晶表示素子を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006073092A JP2007246723A (ja) | 2006-03-16 | 2006-03-16 | 着色組成物、並びにこれを用いた転写材料、表示装置用遮光画像、遮光画像付き基板、および液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006073092A JP2007246723A (ja) | 2006-03-16 | 2006-03-16 | 着色組成物、並びにこれを用いた転写材料、表示装置用遮光画像、遮光画像付き基板、および液晶表示装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2010513609A (ja) * | 2006-12-22 | 2010-04-30 | エッカルト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | レーザーマーキングまたはレーザー溶着化剤としての球体金属粒子の使用、ならびにレーザーマーク可能および/またはレーザー溶着可能なプラスチック |
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-
2006
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