JP4663261B2 - Black matrix, transfer material, fine particle dispersion composition, color filter, display device, and method for producing black matrix - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示装置等の表示装置におけるカラーフィルターに用いるブラックマトリックス、この製造方法並びにこれを形成するための組成物及び微粒子に関する。 The present invention relates to a black matrix used for a color filter in a display device such as a liquid crystal display device, a manufacturing method thereof, a composition for forming the same, and fine particles.
本発明でいう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縁部、さらに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る。ブラックマトリックスの定義は例えば非特許文献1に記載されている。 The black matrix referred to in the present invention means a black edge or a lattice shape between red, blue, and green pixels provided in the periphery of a display device such as a liquid crystal display device, a plasma display device, an EL display device, or a CRT display device. Or a stripe-like black edge, a dot-like or linear black pattern for shielding a TFT, and the like. The definition of the black matrix is described in Non-Patent Document 1, for example.
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による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。 The black matrix improves display contrast, and in the case of an active matrix liquid crystal display device using a thin film transistor (TFT), in order to prevent deterioration in image quality due to current leakage due to light, a high light shielding property (optical density OD). 3 or more) is required.
従来、ブラックマトリックスとしてはクロム等の金属のスパッタ膜を用いたものが知られている。これは基板上に金属スパッタ膜を形成し、次いでその上に感光性レジスト層を塗布し、次にブラックマトリックス用パターンを持つフォトマスクを用いて感光性レジスト層を露光現像し、次いで金属層をエッチングし、最後に感光性レジスト層を除去するブラックマトリックス形成方法である(クロム膜を用いたブラックマトリックスについては例えば非特許文献2参照)。
この方法によると0.2μm程度の薄層で遮光性の高いブラックマトリックスを得られるが金属をエッチングするためブラックマトリックス製造の環境負荷が大きいという欠点がある。
Conventionally, a black matrix using a sputtered film of a metal such as chromium is known. In this method, a sputtered metal film is formed on a substrate, and then a photosensitive resist layer is applied thereon, then the photosensitive resist layer is exposed and developed using a photomask having a black matrix pattern, and then the metal layer is formed. This is a method for forming a black matrix by etching and finally removing the photosensitive resist layer (see, for example, Non-Patent Document 2 for a black matrix using a chromium film).
According to this method, a black matrix having a high light-shielding property can be obtained with a thin layer of about 0.2 μm.
製造の環境負荷の小さいブラックマトリックスとしてカーボンブラックやチタンブラックのような黒色顔料をポリマーバインダー中に分散したものが知られている(特許文献1参照)。これは上記黒色顔料、ポリマー、モノマー、光重合開始剤などを含有する塗布液を基板上に塗布し、次にブラックマトリックス用パターンを持つフォトマスクを用いて塗布層を露光現像してブラックマトリックスを形成する方法である。
この方法では前述の金属スパッタ膜を用いる方法と異なり、環境負荷が小さい方法でブラックマトリックスを得ることができる。しかしカーボンブラックやチタンブラックは金属層に比べて隠蔽力が小さいので充分な遮光性を持たせるためには1μm以上の厚みが必要である。
As a black matrix having a small environmental burden in production, a black matrix such as carbon black or titanium black dispersed in a polymer binder is known (see Patent Document 1). This is done by applying a coating liquid containing the black pigment, polymer, monomer, photopolymerization initiator, etc. on the substrate, and then exposing and developing the coating layer using a photomask having a black matrix pattern to form a black matrix. It is a method of forming.
In this method, unlike the method using a metal sputtered film, a black matrix can be obtained by a method with a small environmental load. However, since carbon black and titanium black have a smaller hiding power than the metal layer, a thickness of 1 μm or more is necessary to provide sufficient light shielding properties.
1μm以上のブラックマトリックスの場合、段差のためこの後設ける赤、青、緑の画素の表面が平滑にならず色むらが発生するという問題がある。色むら防止のため、赤、青、色画素を設けた後、画素表面を研磨して平滑性を確保する等の工夫がされているが、いずれの方法も非常に手間とコストがかかる。 In the case of a black matrix of 1 μm or more, there is a problem that the surface of red, blue and green pixels to be provided later is not smooth due to a step and color unevenness occurs. In order to prevent color unevenness, after red, blue, and color pixels are provided, the surface of the pixel is polished to ensure smoothness. However, both methods are very laborious and costly.
更に、無電解メッキを用いてニッケルなどの金属を膜中に生成させるブラックマトリックスの形成方法が開示されている(特許文献2参照)。この方法もメッキ工程を含むので金属スパッタ膜を用いる方法同様製造の環境負荷が大きい。
また、無電解メッキを用いてニッケルなどの金属の硫化物を膜中に生成させるブラックマトリックスの形成方法が開示されている(特許文献3参照)。この方法もメッキ工程を含むので金属スパッタ膜を用いる方法同様製造の環境負荷が大きい。
Furthermore, a method for forming a black matrix is disclosed in which a metal such as nickel is generated in a film using electroless plating (see Patent Document 2). Since this method also includes a plating step, the environmental burden of manufacturing is large as in the method using a metal sputtered film.
Also disclosed is a method of forming a black matrix in which a metal sulfide such as nickel is generated in a film using electroless plating (see Patent Document 3). Since this method also includes a plating step, the environmental burden of manufacturing is large as in the method using a metal sputtered film.
従って、環境負荷が小さく、薄層で高遮光性を有するブラックマトリックス及びこれを得ることができる顔料が望まれていた。
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、環境負荷が小さく、薄層で高遮光性を有するブラックマトリックスを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a black matrix having a low environmental load, a thin layer and high light-shielding properties.
斯かる実状に鑑み、本発明者は鋭意研究を行った結果、表面に金属化合物からなるシェルを有し、内部に金属からなるコアを有するコアシェル微粒子を用いたブラックマトリックスが上記課題を解決し、かつ金属の光反射が少ないことを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明は次のものを提供するものである。
In view of such a situation, the present inventors have conducted intensive research, and as a result, a black matrix using core-shell fine particles having a shell made of a metal compound on the surface and having a core made of a metal inside solves the above problem, And it discovered that there was little light reflection of a metal and completed this invention.
That is, the present invention provides the following.
<1> 内部に金属からなるコアを有し、表面に前記コアを構成する金属の硫化物からなるシェルを有するコアシェル微粒子を含有するブラックマトリックス。 <1> A black matrix containing core-shell fine particles having a core made of metal inside and a shell made of a metal sulfide constituting the core on the surface .
<2> コアシェル微粒子の数平均粒径が1nm〜5000nmの範囲であることを特徴とする<1>記載のブラックマトリックス。 <2> The black matrix according to <1>, wherein the number average particle diameter of the core-shell fine particles is in the range of 1 nm to 5000 nm.
<3> シェルの重量のコアシェル微粒子の重量に占める割合が、0.08〜0.92である<1>又は<2>記載のブラックマトリックス。 <3> The black matrix according to <1> or <2> , wherein the ratio of the weight of the shell to the weight of the core-shell fine particles is 0.08 to 0.92 .
<4> 金属が銀又はパラジウムであることを特徴とする、<1>〜<3>の何れか1項記載のコアシェル微粒子。
<5> 仮支持体上に、内部に金属からなるコアを有し、表面に前記コアを構成する金属の硫化物からなるシェルを有し、金属が銀又はパラジウムであるコアシェル微粒子とバインダーを含有する転写層を有する転写材料。
<6> コアシェル微粒子の数平均粒径が1nm〜5000nmの範囲であることを特徴とする<5>記載の転写材料。
<7> シェルの重量のコアシェル微粒子の重量に占める割合が、0.08〜0.92である<5>又は<6>記載の転写材料。
<4> The core-shell fine particles according to any one of <1> to < 3 >, wherein the metal is silver or palladium.
<5> On a temporary support, it has a core made of metal inside, has a shell made of a metal sulfide constituting the core on the surface, and contains core-shell fine particles whose metal is silver or palladium and a binder A transfer material having a transfer layer .
<6> The transfer material according to <5>, wherein the core-shell fine particles have a number average particle diameter in the range of 1 nm to 5000 nm.
<7> The transfer material according to <5> or <6>, wherein the ratio of the weight of the shell to the weight of the core-shell fine particles is 0.08 to 0.92.
<8> 内部に金属からなるコアを有し、表面に前記コアを構成する金属の硫化物からなるシェルを有し、金属が銀又はパラジウムであるコアシェル微粒子、分散媒、ポリマーバインダー、モノマー及び光重合開始剤を含有する微粒子分散組成物。
<9> コアシェル微粒子の数平均粒径が1nm〜5000nmの範囲であることを特徴とする<8>記載の微粒子分散組成物。
<10> シェルの重量のコアシェル微粒子の重量に占める割合が、0.08〜0.92である<8>又は<9>記載の微粒子分散組成物。
< 8 > Core- shell fine particles having a core made of metal inside, a shell made of a metal sulfide constituting the core on the surface, and a metal made of silver or palladium, a dispersion medium, a polymer binder, a monomer, and light A fine particle dispersion composition containing a polymerization initiator.
<9> The fine particle dispersion composition according to <8>, wherein the number average particle diameter of the core-shell fine particles is in the range of 1 nm to 5000 nm.
<10> The fine particle dispersion composition according to <8> or <9>, wherein the ratio of the weight of the shell to the weight of the core-shell fine particles is 0.08 to 0.92.
<11> <1>〜<4>の何れか1項記載のブラックマトリックスを有するカラーフィルター。 < 11 > A color filter having the black matrix according to any one of <1> to <4> .
<12> <11>記載のカラーフィルターを有する表示装置。 < 12 > A display device having the color filter according to < 11 >.
<13> 下記工程a及びbを含む方法で形成することを特徴とするブラックマトリックスの製造方法。
a:<5>〜<7>の何れか1項記載の転写材料の転写層を基板に転写する工程
b:パターニングにより、ブラックマトリックスを形成する工程
<13> A method for producing a black matrix, which is formed by a method including the following steps a and b.
a: Transferring the transfer layer of the transfer material according to any one of < 5 > to <7> to a substrate
b: Step of forming a black matrix by patterning
<14> 下記工程a及びbを含む方法で形成することを特徴とするブラックマトリックスの製造方法。
a:<8>〜<10>の何れか1項記載の組成物を基板に塗布乾燥する工程
b:パターニングにより、ブラックマトリックスを形成する工程
<14> A method for producing a black matrix, which is formed by a method including the following steps a and b.
a: The process of apply | coating and drying the composition in any one of < 8 >-<10> to a board | substrate.
b: Step of forming a black matrix by patterning
本発明により、工程が煩雑で環境負担の大きいメッキ技術やコストが大きい真空技術を用いずに、光学濃度が高く膜厚が小さく光反射が少ないブラックマトリックスを提供することができる。すなわち、本発明で用いる微粒子のコア部分で光学濃度を高くでき、シェル部分で光反射を減少できるため、膜厚が小さく光反射が少ないブラックマトリックスを提供することができる。 According to the present invention, a black matrix having a high optical density, a small film thickness, and a small light reflection can be provided without using a plating technique with a complicated process and a large environmental burden and a vacuum technique with a large cost. That is, since the optical density can be increased at the core portion of the fine particles used in the present invention and the light reflection can be reduced at the shell portion, it is possible to provide a black matrix having a small film thickness and little light reflection.
[コアシェル微粒子]
本発明のコアシェル微粒子は、表面に金属化合物からなるシェルを有し、内部に金属からなるコアを有する。
ここで「金属」とは「岩波理化学辞典(第5版、岩波書店 1998年発行)の「金属」444ページに記載されたものをいう。本発明のナノ粒子内部のコアを形成する金属としては、この中で長周期周期表の第3属〜第13属の金属が好ましい。これらのうち金、銀、銅、パラジウム、白金、タングステン、チタン、アルミニウム、ニッケル、クロムは好ましく、とりわけ銀はコスト、安定性の点から特に好ましい。
[Core shell fine particles]
The core-shell fine particles of the present invention have a shell made of a metal compound on the surface and a core made of a metal inside.
Here, the term “metal” refers to that described in “Metal” on page 444 of the “Iwanami Physical and Chemical Dictionary (5th edition, published by Iwanami Shoten 1998)”. Among the metals forming the core inside the nanoparticle of the present invention, metals of Group 3 to Group 13 of the long periodic table are preferable. Of these, gold, silver, copper, palladium, platinum, tungsten, titanium, aluminum, nickel, and chromium are preferable, and silver is particularly preferable from the viewpoint of cost and stability.
本発明で言う「金属化合物」とは上記金属と金属以外の元素との化合物である。
金属と他の元素の化合物としては金属の酸化物、硫化物、硫酸塩、炭酸塩などがある。このうち硫化物は色調や微粒子形成のしやすさから特に好ましい。金属化合物の例としては酸化銅(II)、酸化マンガン、硫化鉄、硫化銀、硫化銅(II)、チタンブラックな
どがあるが、硫化銀は色調、微粒子形成のしやすさや安定性の観点から特に好ましい。
シェルを形成する金属化合物を構成する金属とコアを形成する金属は同種であっても異なる種類であってもよい。しかし粒子形成のしやすさから同種であることが好ましい。
The “metal compound” referred to in the present invention is a compound of the above metal and an element other than the metal.
Examples of compounds of metals and other elements include metal oxides, sulfides, sulfates, and carbonates. Of these, sulfides are particularly preferred because of their color tone and ease of fine particle formation. Examples of metal compounds include copper oxide (II), manganese oxide, iron sulfide, silver sulfide, copper sulfide (II), titanium black, etc., but silver sulfide is from the viewpoint of color tone, ease of fine particle formation and stability. Particularly preferred.
The metal constituting the metal compound forming the shell and the metal forming the core may be the same or different. However, the same kind is preferable from the viewpoint of easy particle formation.
コアシェル微粒子の形状とサイズ
本発明のコアシェル微粒子の形状には特に制限はない。必ずしも真球でなく、回転楕円体、不定形、さらに正6面体や正8面体などの多面体でもよい。
本発明のコアシェル微粒子の平均粒径は1〜5000nmの範囲が好ましいが、2〜500nmの範囲がより好ましく、5〜100nmの範囲が更に好ましい。平均粒径が1nm未満の粒子は生成が難しく、5000nmを超えると粒子を分散した分散物の安定性が低下する。
なおここで言う「粒径」とは粒子の電子顕微鏡写真画像を同面積の円とした時の直径を言う。また「平均粒径」とは多数の粒子について上記の粒径を求め、この平均値を言う。
本発明のコアシェル微粒子のコア半径とシェル重量の比については特に制限はない。
シェルの重量の粒子の重量に占める割合は、0.05〜0.95、より好ましくは0.08〜0.92の範囲が望ましい。重量比が大きすぎると遮光性が悪化し、逆に小さすぎると光の反射率が大きくなり好ましくない。
Shape and size of core-shell fine particles The shape of the core-shell fine particles of the present invention is not particularly limited. It is not necessarily a true sphere, and may be a spheroid, an indefinite shape, or a polyhedron such as a regular hexahedron or a regular octahedron.
The average particle diameter of the core-shell fine particles of the present invention is preferably in the range of 1 to 5000 nm, more preferably in the range of 2 to 500 nm, and still more preferably in the range of 5 to 100 nm. Particles having an average particle size of less than 1 nm are difficult to produce, and if it exceeds 5000 nm, the stability of the dispersion in which the particles are dispersed is lowered.
The term “particle size” as used herein refers to the diameter when the electron micrograph image of the particle is a circle of the same area. The “average particle size” refers to the average value obtained by obtaining the above particle size for a large number of particles.
The ratio between the core radius and the shell weight of the core-shell fine particles of the present invention is not particularly limited.
The ratio of the weight of the shell to the weight of the particles is desirably 0.05 to 0.95, more preferably 0.08 to 0.92. If the weight ratio is too large, the light shielding property is deteriorated. On the other hand, if the weight ratio is too small, the light reflectance is increased, which is not preferable.
[コアシェル微粒子の製造方法]
本発明のコアシェル微粒子の形成方法には特に制限はない。代表的な方法には以下のものが挙げられる。
(1)公知の方法で作成した金属粒子の表面に酸化、硫化などにより、金属化合物のシェルを形成する方法。例えば、金属微粒子を水などの分散媒に分散させて、硫化ナトリウムや硫化アンモニウムなどの硫化物を添加する方法がある。又、金属粒子と硫化水素やオゾンなどのガスを接触させて表面を硫化または酸化させる方法もある。これら方法で粒子の表面が硫化又は酸化されてコアシェル微粒子が形成される。
この場合、用いる金属は気相法、液相法などの公知の方法で作成することができる。金属粒子の形成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式会社 2002年発行)」に記載されている。
(2)金属粒子を形成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。
例えば、金属塩の溶液に、まず還元剤を加えて、金属のコアを形成した後、硫化物を加えて、金属硫化物のシェルを形成する方法がある。
コアシェル微粒子の内部の金属に対する表面の金属化合物の量比を調整するには、金属硫化物の場合、添加する硫化物の量を制御する方法が好ましい。
[Method for producing core-shell fine particles]
There is no restriction | limiting in particular in the formation method of the core-shell fine particle of this invention. Typical methods include the following.
(1) A method of forming a metal compound shell on the surface of a metal particle prepared by a known method by oxidation, sulfurization or the like. For example, there is a method in which metal fine particles are dispersed in a dispersion medium such as water and sulfides such as sodium sulfide and ammonium sulfide are added. There is also a method in which metal particles are brought into contact with a gas such as hydrogen sulfide or ozone to sulfidize or oxidize the surface. By these methods, the surface of the particles is sulfided or oxidized to form core-shell fine particles.
In this case, the metal to be used can be prepared by a known method such as a gas phase method or a liquid phase method. The method for forming metal particles is described in, for example, “Latest Trends in Technology and Application of Ultrafine Particles II (issued by Sumibe Techno Research Co., Ltd. 2002)”.
(2) A method of continuously forming a metal compound shell on the surface in the process of forming metal particles.
For example, there is a method in which a reducing agent is first added to a metal salt solution to form a metal core, and then a sulfide is added to form a metal sulfide shell.
In order to adjust the amount ratio of the surface metal compound to the metal inside the core-shell fine particles, in the case of a metal sulfide, a method of controlling the amount of sulfide to be added is preferable.
[分散組成物]
つづいてブラックマトリックス作成に用いる本発明のコアシェル微粒子を分散した粒子分散組成物について説明する。
分散組成物の分散媒としては特に制限はなく水、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン、メチルアルコール、n−プロピルアルコール、i−プルピルアルコールなど種々のものを用いることができる。
本発明の粒子分散組成物のコアシェル微粒子濃度は0.01〜70質量%、より好ましくは0.1〜30質量%の範囲が望ましい。濃度が0.01質量%未満になると必要な粒子を得るための分散組成物の量が多くなり不利である。また濃度が70質量%を超えると組成物の安定性が低下する。
[Dispersion composition]
Next, the particle dispersion composition in which the core-shell fine particles of the present invention used for black matrix preparation is dispersed will be described.
There is no restriction | limiting in particular as a dispersion medium of a dispersion composition, Various things, such as water, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetone, methyl alcohol, n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, can be used.
The core-shell fine particle concentration of the particle dispersion composition of the present invention is desirably 0.01 to 70% by mass, more preferably 0.1 to 30% by mass. When the concentration is less than 0.01% by mass, the amount of the dispersion composition for obtaining the necessary particles increases, which is disadvantageous. On the other hand, when the concentration exceeds 70% by mass, the stability of the composition decreases.
本発明の粒子分散組成物にはコアシェル微粒子、分散媒以外に分散剤、界面活性剤などを添加してもよい。
分散剤としてはポリビニルアルコール、アクリルアミド、ポリアクリル酸ナトリウム、アルギン酸ナトリウム、アクリルアミド/アクリル酸共重合物、スチレン/無水マレイン酸共重合体などの公知の分散剤を使用できる。分散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)」に記載されているものを用いることができる
。
界面活性剤としてはアニオン系、カチオン系、ノニオン系、ベタイン系の公知の界面活性剤を使用できるが、このうちアニオン系界面活性剤が安定性の観点から好ましい。
好ましいアニオン系界面活性剤の例として、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ジオクチルスルホ琥珀酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウムなどが挙げられる。界面活性剤については例えば「新版 界面活性剤ハンドブック(吉田 時行、新藤 信一、大垣 忠義、山中 樹好編、光学図書(株)、昭和62年発行)」
に記載されている。更に界面活性剤として、C8F15SO2N(C2H5)(CH2O)14H、C8F17SO3Li、C7F15COONH4、C8F17SO2(C2H5)C2H4OPO(OH)2、F110、F113、F176PF、F117、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)などのフッ素系界面活性剤も好ましい。
In addition to the core-shell fine particles and the dispersion medium, a dispersant, a surfactant, and the like may be added to the particle dispersion composition of the present invention.
As the dispersant, known dispersants such as polyvinyl alcohol, acrylamide, sodium polyacrylate, sodium alginate, acrylamide / acrylic acid copolymer, styrene / maleic anhydride copolymer can be used. As the dispersant, for example, those described in “Pigment Dispersion Technology, Technical Information Association (issued in 1999)” can be used.
As the surfactant, known anionic, cationic, nonionic or betaine surfactants can be used, and among these, anionic surfactants are preferred from the viewpoint of stability.
Examples of preferable anionic surfactants include sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium lauryl sulfate, sodium dioctylsulfosuccinate, sodium oleate and the like. For example, “Surfactant Handbook (Tokiyuki Yoshida, Shinichi Shindo, Tadayoshi Ogaki, Kazuyoshi Yamanaka, Optical Book Co., Ltd., published in 1987)”
It is described in. Further, as a surfactant, C 8 F 15 SO 2 N (C 2 H 5 ) (CH 2 O) 14 H, C 8 F 17 SO 3 Li, C 7 F 15 COONH 4 , C 8 F 17 SO 2 (C Fluorine surfactants such as 2 H 5 ) C 2 H 4 OPO (OH) 2 , F110, F113, F176PF, F117, and F780 (all oligomer type fluorine surfactants manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) Is also preferable.
[ブラックマトリックス]
続いて、本発明のブラックマトリックスについて説明する。
本発明のブラックマトリックスは前述のように液晶表示装置、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に使用できるが、このうち液晶表示装置に使用することは特に好ましい。
ブラックマトリックスの厚みは0.1〜0.8μm、より好ましくは0.2〜0.6μmの範囲が望ましい。厚みが0.1μm未満になると遮光性が低下し、厚みが0.8μmを超えるとこの後設ける赤、青、緑の画素の表面が平滑にならず色むらが発生する。
[Black Matrix]
Next, the black matrix of the present invention will be described.
As described above, the black matrix of the present invention can be used for a display device such as a liquid crystal display device, a plasma display display device, an EL display device, a CRT display device, etc. Among them, it is particularly preferable to use it for a liquid crystal display device.
The black matrix preferably has a thickness of 0.1 to 0.8 μm, more preferably 0.2 to 0.6 μm. When the thickness is less than 0.1 μm, the light-shielding property is lowered, and when the thickness exceeds 0.8 μm, the surface of red, blue, and green pixels to be provided thereafter is not smooth and color unevenness occurs.
ブラックマトリックスの光学濃度は3.0以上、より好ましくは3.5以上が望ましい。光学濃度が3未満になるとコントラストが低下し、表示品位が低下する。
ブラックマトリックス中のコアシェル微粒子の体積分率には特に制限はないが、通常5〜70%、より好ましくは10〜50%程度の範囲が望ましい。体積分率が5%未満になると、必要な遮光性が得られなくかり、70%を超えるとブラックマトリックスが脆くなるという不都合が生じる。
本発明のブラックマトリックスの場合も一般的にカラーフィルターに要求される耐熱性、耐光性、耐薬品性、表面の平滑性、硬度などの性能が必要である。これらの要求性能についてはたとえば「カラーフィルターの成膜技術とケミカルズ(渡辺 順次監修、株式会社シーエムシー、1998年発行)」の189ページ、「次世代液晶ディスプレイ技術(内田 龍男著 工業調査会 1994年発行)」の117ページに記載されている。必要な性能は従来公知のブラックマトリックス同様、顔料/バインダー比、バインダー種、露光や熱処理条件などで制御することができる。
The optical density of the black matrix is preferably 3.0 or more, more preferably 3.5 or more. When the optical density is less than 3, the contrast is lowered and the display quality is lowered.
Although there is no restriction | limiting in particular in the volume fraction of the core-shell fine particle in a black matrix, Usually, 5 to 70%, More preferably, the range of about 10 to 50% is desirable. If the volume fraction is less than 5%, the necessary light shielding properties cannot be obtained, and if it exceeds 70%, the black matrix becomes brittle.
In the case of the black matrix of the present invention, performances such as heat resistance, light resistance, chemical resistance, surface smoothness and hardness generally required for a color filter are required. For details on the required performance, see page 189 of “Color Filter Deposition Technology and Chemicals (Sequentially Supervised by Watanabe, CMC Co., Ltd., published in 1998)”, “Next Generation Liquid Crystal Display Technology (Tatsuo Uchida, Industrial Research Committee, 1994) Issued) ”on page 117. The necessary performance can be controlled by the pigment / binder ratio, binder type, exposure and heat treatment conditions, etc., as in the known black matrix.
[転写材料とこれを用いたブラックマトリックス形成方法]
<転写材料>
まず、本発明の転写材料について説明する。本発明の転写材料は仮支持体の上に少なくとも1層の転写層を有する材料である。本発明の転写材料はさらに必要に応じて、熱可塑性樹脂層、中間層、保護層、剥離層などを設けてもよい。特に熱可塑性樹脂層、中間層は転写層の転写性や感度改良に有効である。
[Transfer material and black matrix forming method using the same]
<Transfer material>
First, the transfer material of the present invention will be described. The transfer material of the present invention is a material having at least one transfer layer on a temporary support. The transfer material of the present invention may further be provided with a thermoplastic resin layer, an intermediate layer, a protective layer, a release layer, etc., if necessary. In particular, the thermoplastic resin layer and the intermediate layer are effective for improving the transferability and sensitivity of the transfer layer.
仮支持体
本発明の転写材料に用いる仮支持体としてはポリエステル、ポリスチレン等の公知の支持体を利用できる。中でも2軸延伸したポリエチレンテレフタレートは強度、寸法安定性、耐薬品性、コストの観点から好ましい。仮支持体の厚みは15〜200μm、より好ましくは30〜150μmの範囲が望ましい。厚みが大きすぎるとコスト上不利であり、厚みが小さすぎると塗布後の乾燥工程やラミネーション工程の熱により仮支持体が変形するという不都合を生じる。
Temporary support As the temporary support used in the transfer material of the present invention, a known support such as polyester or polystyrene can be used. Among these, biaxially stretched polyethylene terephthalate is preferable from the viewpoints of strength, dimensional stability, chemical resistance, and cost. The thickness of the temporary support is desirably 15 to 200 μm, more preferably 30 to 150 μm. If the thickness is too large, it is disadvantageous in terms of cost. If the thickness is too small, there is a disadvantage that the temporary support is deformed by the heat of the drying process or lamination process after coating.
転写層
本発明の転写材料の転写層は前述の微粒子分散組成物に必要に応じてポリマー、モノマー、重合開始剤、重合禁止剤、界面活性剤、顔料などを添加して得られた塗布液を仮支持体に塗布乾燥して得られる。
本発明の転写層は感光性を付与したものであることが好ましい。感光性を付与するために添加するモノマー、重合開始剤、重合禁止剤については以下のものを使用することができる。
転写層は、アルカリ水溶液現像可能なものと、有機溶剤で現像可能なものがあるが、安全性と現像液のコストの点で、アルカリ水溶液現像可能なものが好ましい。アルカリ水溶液現像可能な光重合性組成物は、主成分としてカルボン酸基含有のバインダーと多官能アクリルモノマーと光重合開始剤を含んでいる。
Transfer layer The transfer layer of the transfer material of the present invention comprises a coating liquid obtained by adding a polymer, a monomer, a polymerization initiator, a polymerization inhibitor, a surfactant, a pigment and the like to the fine particle dispersion composition as necessary. It is obtained by coating and drying on a temporary support.
The transfer layer of the present invention preferably has a photosensitivity. The following can be used about the monomer added in order to provide photosensitivity, a polymerization initiator, and a polymerization inhibitor.
The transfer layer can be developed with an aqueous alkali solution, and can be developed with an organic solvent. In view of safety and the cost of the developer, a transfer layer that can be developed with an aqueous alkaline solution is preferable. The photopolymerizable composition that can be developed in an alkaline aqueous solution contains a carboxylic acid group-containing binder, a polyfunctional acrylic monomer, and a photopolymerization initiator as main components.
ここで、多官能アクリルモノマーとしては、エチレングリコールジ(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)アクリレート等の(メタ)アクリレート類が好ましい。 Here, as the polyfunctional acrylic monomer, ethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butanediol di (meth) acrylate, tetramethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol Di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, 1,4-hexanediol di (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) (Meth) acrylates such as acrylate are preferred.
カルボン酸基含有バインダーとしてはアクリル酸、メタクリル酸等の不飽和有機酸化合物とメチルアクリレート、エチルアクリレート、ベンジルメタクリレート等の不飽和有機酸エステル化合物の共重合体が好ましい。例えば、以下のようなものがある。
MAA/BzMA=40/60(35000)、MAA/MMA/BzMA=20/20/60(14000)、AA/MMA/BzMA=20/60/20(8000)、AA/MMA/EA=20/75/5(60000)、MAA/St=40/60(42000)等のポリマーを挙げることができる。
但し、MAA、AA、BzMA、MMA、EA、Stはそれぞれ、メタクリル酸、アクリル酸、ベンジルメタクレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、スチレンを表す。また、比はモノマーの質量比を、( )内の数字はポリマーの数平均分子量を表す。
光重合開始剤としてはハロメチルオキサジアゾール系化合物、ビシナルポリケタドニル化合物、アシロインエーテル化合物、ベンゾチアゾール化合物、オキサジアゾール化合物またはハロメチル−s−トリアジン系化合物を含有する組成物を挙げることができる。光重合開始剤の好ましい例として、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、米国特許第4239850号明細書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号明細書に記載されているトリハロメチルオキサジアゾール化合物などを挙げることができる。
As the carboxylic acid group-containing binder, a copolymer of an unsaturated organic acid compound such as acrylic acid or methacrylic acid and an unsaturated organic acid ester compound such as methyl acrylate, ethyl acrylate or benzyl methacrylate is preferable. For example, there are the following.
MAA / BzMA = 40/60 (35000), MAA / MMA / BzMA = 20/20/60 (14000), AA / MMA / BzMA = 20/60/20 (8000), AA / MMA / EA = 20/75 / 5 (60000) and MAA / St = 40/60 (42000).
However, MAA, AA, BzMA, MMA, EA, and St represent methacrylic acid, acrylic acid, benzyl methacrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, and styrene, respectively. The ratio represents the mass ratio of the monomers, and the number in () represents the number average molecular weight of the polymer.
Examples of the photopolymerization initiator include a composition containing a halomethyloxadiazole compound, a vicinal polyketadonyl compound, an acyloin ether compound, a benzothiazole compound, an oxadiazole compound, or a halomethyl-s-triazine compound. be able to. Preferred examples of the photopolymerization initiator include bis [4- [N- [4- (4,6-bistrichloromethyl-s-triazin-2-yl) phenyl] carbamoyl] phenyl] sebacate, US Pat. No. 4,239,850. And the trihalomethyl-s-triazine compounds described in US Pat. No. 4,221,976, and the like.
またそれぞれの成分の好ましい含有量は、全固形分中の質量%で表すと、コアシェル微粒子は10%から50%、多官能アクリレートモノマーは10%から50%、カルボン酸基含有バインダーは20%から60%、光重合開始剤は1%から20%である。ただし、本発明に使用できる光重合性組成物はこれらに限定されるものではなく、公知のものの中から適宜選択することできる。 Further, the preferred content of each component is expressed as mass% in the total solid content, the core-shell fine particles are 10% to 50%, the polyfunctional acrylate monomer is 10% to 50%, and the carboxylic acid group-containing binder is 20%. 60%, photopolymerization initiator is 1% to 20%. However, the photopolymerizable composition that can be used in the present invention is not limited to these, and can be appropriately selected from known ones.
転写層には、この他に必要に応じて公知の重合禁止剤、黒色又は黒色以外の顔料、黒色又は黒色以外の染料、界面活性剤などを添加してもよい。
転写層の厚みは0.1〜0.8μm、より好ましくは0.2〜0.6μmの範囲が望ましい。厚みが0.1μm未満になると形成されたブラックマトリックスの遮光性が低下し、厚みが0.8μmを超えるとブラックマトリックス形成後に設ける赤、青、緑の画素の表面が平滑にならず色むらが発生する。
In addition to this, a known polymerization inhibitor, a pigment other than black or black, a dye other than black or black, a surfactant, or the like may be added to the transfer layer as necessary.
The thickness of the transfer layer is preferably from 0.1 to 0.8 μm, more preferably from 0.2 to 0.6 μm. When the thickness is less than 0.1 μm, the light-shielding property of the formed black matrix decreases, and when the thickness exceeds 0.8 μm, the surface of the red, blue, and green pixels provided after forming the black matrix does not become smooth and color unevenness occurs. .
熱可塑性樹脂層
転写材料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挙げることができる。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は必須ではないが、アルカリ可溶である事が望ましい。
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(1968年))」による有機高分子のうちアルカリ水溶液に可溶なもの、などが挙げられる。
Thermoplastic resin layer Examples of the resin constituting the thermoplastic resin layer of the transfer material include acrylic resin, polystyrene resin, polyester, polyurethane, rubber resin, vinyl acetate resin, polyolefin resin, and copolymers thereof. it can. 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.
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 Saponification products such as acid ester copolymers, soluble in alkaline aqueous solutions of organic polymers by “Plastic Performance Handbook (edited by the Japan Plastics Industry Federation, edited by the All Japan Plastics Molding Industry Federation (1968))” And so on.
これらの樹脂は以下のように2種類(樹脂Aと樹脂B)を混合して用いる事がこのましい。
樹脂Aとしては重量平均分子量が5万〜50万で、且つガラス転移温度(Tg)が0〜140℃の範囲、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℃の範囲の樹脂が好ましい。これらの樹脂の具体例としては、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を挙げることができる。
樹脂Bとしては重量平均分子量が3千〜3万で,且つガラス転移温度(Tg)が30〜170℃の範囲、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℃の範囲の樹脂が好ましい。好ましい具体例として特開平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。
These resins are preferably used by mixing two types (resin A and resin B) as follows.
The resin A has a weight average molecular weight of 50,000 to 500,000 and a glass transition temperature (Tg) in the range of 0 to 140 ° C., more preferably a weight average molecular weight of 60,000 to 200,000 and a glass transition temperature (Tg ) Is preferably in the range of 30 to 110 ° C. Specific examples of these resins include methacrylic acid / 2-ethylhexyl acrylate / benzyl methacrylate / methyl methacrylate copolymers described in JP-A-63-147159.
The resin B has a weight average molecular weight of 3,000 to 30,000 and a glass transition temperature (Tg) in the range of 30 to 170 ° C., more preferably a weight average molecular weight of 4,000 to 20,000 and a glass transition temperature (Tg). ) Is preferably in the range of 60 to 140 ° C. Preferable specific examples include styrene / (meth) acrylic acid copolymers described in JP-A-5-241340.
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仮支持体を汚染することがある。樹脂Aの重量平均分子量が50万を超え、又はガラス転移温度(Tg)が140℃を超えるとラミネート適性が低下することがある。
熱可塑性樹脂の厚みは1〜50μm、より好ましくは2〜20μmの範囲が望ましい。厚みが1μm未満であるとラミネート適性が低下し、50μmを超えるとコスト、製造適性の観点から好ましくない。
本発明の熱可塑性樹脂層の塗布溶媒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−プロパノール等が使用できる。
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., the thermoplastic resin protrudes to the surroundings during the occurrence of reticulation or transfer. May contaminate the support. When the weight average molecular weight of the resin A exceeds 500,000 or the glass transition temperature (Tg) exceeds 140 ° C., the suitability for lamination may be deteriorated.
The thickness of the thermoplastic resin is desirably 1 to 50 μm, more preferably 2 to 20 μm. When the thickness is less than 1 μm, the suitability for lamination is deteriorated, and when it exceeds 50 μm, it is not preferable from the viewpoint of cost and production suitability.
The coating solvent 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.
中間層
本発明の転写材料に於は熱可塑性樹脂層と転写層の間に、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。
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。
Intermediate Layer In the transfer material of the present invention, it is preferable to provide an alkali-soluble intermediate layer between the thermoplastic resin layer and the transfer layer for preventing layer mixing of both layers during coating.
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。
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ことがある。
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.
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 decrease, and if the thickness exceeds 5 μm, the intermediate layer removal time during development may increase.
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.
[転写材料を用いたブラックマトリックス形成方法]
転写
本発明の転写材料を基板に転写する方法について述べる。転写は転写層と基板を密着させてラミネートする方法が好ましい。ラミネートは公知の方法を用いることができる。例えばラミネーター、真空ラミネーターなどを使い60〜150℃程度の温度、0.2〜20Kg/cm2程度の圧力、0.05〜10m/分程度のライン速度の範囲で行うことができる。
本発明ではラミネートの後、仮支持体を剥離することが好ましい。
[Method for forming black matrix using transfer material]
Transfer A method for transferring the transfer material of the present invention to a substrate will be described. The transfer is preferably performed by laminating the transfer layer and the substrate in close contact. A known method can be used for laminating. For example, a laminator, a vacuum laminator or the like can be used at a temperature of about 60 to 150 ° C., a pressure of about 0.2 to 20 kg / cm 2, and a line speed of about 0.05 to 10 m / min.
In the present invention, it is preferable to peel off the temporary support after lamination.
露光
本発明のブラックマトリックス作成における露光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、遮光性の転写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。更に、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 Exposure in the black matrix preparation of the present invention is preferably performed as follows.
The light source used for exposure is selected according to the photosensitivity of the light-shielding transfer 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
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。また、必要に応じて転写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なえるように調整することができる。
Developer 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. Further, according to the properties such as oxidation of the transfer layer, for example, the pH of the developer can be changed to adjust the transfer layer so that the development by the film-like detachment can be performed.
上記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-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。
現像液は、浴液としても、あるいは噴霧液としても用いることができる。転写層の未硬化部分を固形状(好ましくは膜状)で除去するには、現像液中に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霧した際の噴霧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。
A known surfactant can be further added to the developer. The concentration of the surfactant is preferably 0.01 to 10% by mass.
The developer can be used as a bath solution or a spray solution. In order to remove the uncured portion of the transfer layer in a solid form (preferably in the form of a film), use a method such as rubbing with a rotating brush or a wet sponge in the developer, or spray pressure when the developer is sprayed. 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.
ベーク
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、現像後の基板を電気炉、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が挙げられる。加熱温度や加熱時間は、感光性遮光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分間の範囲が好ましい。
After the baking development step, heat treatment may be performed as necessary. By this treatment, the photosensitive light-shielding layer cured by exposure can be heated to proceed with curing, and the solvent resistance and alkali resistance can be enhanced. Examples of the heating method include a method of heating the substrate after development in an electric furnace, a drier, etc., a method of heating with an infrared lamp, and the like. The heating temperature and heating time depend on the composition and thickness of the photosensitive light-shielding layer, but are preferably 120 to 250 ° C. for 10 to 300 minutes, more preferably 180 to 240 ° C. for 30 to 200 minutes.
ポスト露光
また、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。
Post-exposure Further, after the development step, 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.
[塗布液とこれを用いたブラックマトリックス形成方法]
塗布液
本発明のブラックマトリックスは以下の塗布液を基板に塗布することにより作成することもできる。
本発明で用いる塗布液も転写材料の転写層と同様に感光性を付与したものであることが好ましい。感光性塗布液は前述の粒子分散組成物に必要に応じてポリマー、モノマー、重合開始剤、重合禁止剤、界面活性剤、顔料などを添加して得られる。感光性を付与するために添加するモノマー、重合開始剤及びその他の添加剤については上記の転写材料の転写層項で述べたものを使用できる。
[Coating liquid and black matrix forming method using the same]
Coating Solution The black matrix of the present invention can be prepared by applying the following coating solution to a substrate.
It is preferable that the coating liquid used in the present invention also has photosensitivity as in the transfer layer of the transfer material. The photosensitive coating liquid can be obtained by adding a polymer, a monomer, a polymerization initiator, a polymerization inhibitor, a surfactant, a pigment and the like to the above-mentioned particle dispersion composition as necessary. As the monomer, polymerization initiator and other additives added for imparting photosensitivity, those described in the above-mentioned transfer layer section of the transfer material can be used.
塗布、乾燥
本発明において塗布液は基板に塗布される。基板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。塗布方法については例えば「コーティング工学(原崎 勇次著、朝倉書店、昭和47年発行)」に記載されている。
乾燥後の膜厚は0.1〜0.8μm、より好ましくは0.2〜0.6μmの範囲が望ましい。厚みが0.1μm未満になると形成されたブラックマトリックスの遮光性が低下し、厚みが0.8μmを超えるとブラックマトリックス形成後に設ける赤、青、緑の画素の表面が平滑にならず色むらが発生する。
Application | coating and drying In this invention, a coating liquid is apply | coated to a board | substrate. There is no restriction | limiting in particular as a coating method to a board | substrate. For example, a spin coating method described in JP-A-5-240111, a die coating method described in JP-A-9-323472, and the like can be used. The coating method is described in, for example, “Coating Engineering (written by Yuji Harasaki, Asakura Shoten, published in 1972)”.
The film thickness after drying is preferably 0.1 to 0.8 μm, more preferably 0.2 to 0.6 μm. When the thickness is less than 0.1 μm, the light-shielding property of the formed black matrix decreases, and when the thickness exceeds 0.8 μm, the surface of the red, blue, and green pixels provided after forming the black matrix does not become smooth and color unevenness occurs. .
パターニング
本発明のパターニングは露光、現像により行うことが好ましい。これらについては転写材料を用いたブラックマトリックス形成方法のところで述べた方法が使用できる。
Patterning The patterning of the present invention is preferably performed by exposure and development. For these, the method described in the method of forming a black matrix using a transfer material can be used.
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。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。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。ガラス基板およびプラスチック基板については例えば「反射型カラーLCD総合技術(内田 龍男著 (株)シーエムシ
ー 1999年発行)」157ページに記載されている。
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. As other substrates, transparent plastics such as silicon wafers and polyolefins 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. The glass substrate and the plastic substrate are described, for example, on page 157 of “Reflective color LCD integrated technology (Tatsuo Uchida, CMC Co., Ltd., issued in 1999)”.
[カラーフィルター]
本発明のカラーフィルターは本発明のブラックマトリックスを設けた基板に更に、2色以上の色を呈する画素群、例えば赤、青及び緑色の画素群を設けたものである。
画素群の形成方法には特に制限はない。フォトリソ法、エッチング法、印刷法などの公知の方法を用いることができる。これらの方法についてはたとえば「カラーフィルターの成膜技術とケミカルズ(渡辺 順次監修、株式会社シーエムシー、1998年発行)」に記載されている。
[Color filter]
The color filter of the present invention is a substrate provided with a black matrix of the present invention and further provided with pixel groups exhibiting two or more colors, for example, red, blue and green pixel groups.
There is no particular limitation on the method of forming the pixel group. Known methods such as a photolithography method, an etching method, and a printing method can be used. These methods are described in, for example, “Color Filter Film Formation Technology and Chemicals” (supervised sequentially by Watanabe, CMC Co., Ltd., issued in 1998).
これらの方法のうちフォトリソ法が好ましい。具体的な方法といては次のようなものがある。
第一は顔料や染料を含有するレジスト液を用いる方法である。この方法ではまず、レジストを基板に塗布、乾燥した後フォトマスクを介して露光してから現像してカラーフィルターを作成する。
第二は顔料や染料を含有する転写層を有する転写材料を用いる方法である。この方法ではまず、転写材料を基板にラミネートした後フォトマスクを介して露光してから現像してカラーフィルターを作成する。
Of these methods, the photolithography method is preferable. Specific methods include the following.
The first is a method using a resist solution containing a pigment or a dye. In this method, first, a resist is applied to a substrate, dried, exposed through a photomask, and then developed to create a color filter.
The second is a method using a transfer material having a transfer layer containing a pigment or dye. In this method, first, a transfer material is laminated on a substrate, exposed through a photomask, and then developed to form a color filter.
本発明のカラーフィルターの画素群の配置方法(BRG画素パターン)には特に制限はない。ストライプ型、ブロック型、市松型などの配置方法を用いることができる。また画素が凹凸のある形状であるTFT型も使用できる。これらの配置方法については例えば前述の「カラーフィルターの成膜技術とケミカルズ(渡辺 順次監修、株式会社シーエムシー、1998年発行)」の14ページに記載されている。
本発明のカラーフィルターの色度域についても従来のカラーフィルターと同様である。色度域およびこれに関係するバックライトについても例えば前述の「カラーフィルターの成膜技術とケミカルズ(渡辺 順次監修、株式会社シーエムシー、1998年発行)」の15ページに記載されている。
The arrangement method (BRG pixel pattern) of the pixel group of the color filter of the present invention is not particularly limited. An arrangement method such as a stripe type, a block type, or a checkered type can be used. A TFT type in which the pixel has an uneven shape can also be used. These arrangement methods are described, for example, on page 14 of “Color Filter Film Formation Technology and Chemicals” (supervised sequentially by Watanabe, CMC Co., Ltd., issued in 1998).
The chromaticity range of the color filter of the present invention is the same as that of the conventional color filter. The chromaticity range and related backlights are also described, for example, on page 15 of the aforementioned “Color filter deposition technology and chemicals (supervised sequentially by Watanabe, CMC Co., Ltd., issued in 1998)”.
本発明のカラーフィルターの場合もブラックマトリックスのところで述べた耐熱性、耐光性、耐薬品性、表面の平滑性、硬度などの性能が必要である。 In the case of the color filter of the present invention, the heat resistance, light resistance, chemical resistance, surface smoothness, hardness and the like described for the black matrix are required.
[表示装置]
本発明の表示装置としては液晶表示装置、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などを言う。表示装置の定義や各表示装置の説明は例えば「電子ディスプレイデバイス(佐々木 昭夫著、(株)工業調査会 1990年発行
)」、「ディスプレイデバイス(伊吹 順章著、産業図書(株)平成元年発行)」などに
記載されている。
本発明の表示装置のうち、液晶表示装置は特に好ましい。液晶表示装置については例えば「次世代液晶ディスプレイ技術(内田 龍男編集、(株)工業調査会 1994年発行)」
に記載されている。本発明が適用できる液晶表示装置に特に制限はなく、例えば上記の「次世代液晶ディスプレイ技術」に記載されている色々な方式の液晶表示装置に適用できる。本発明はこれらのなかで特にカラーTFT方式の液晶表示装置に対して有効である。カラーTFT方式の液晶表示装置については例えば「カラーTFT液晶ディスプレイ(共立出版(株)1996年発行)」に記載されている。さらに本発明はもちろんIPSなどの横電界
駆動方式、MVAなどの画素分割方式などの視野角が拡大された液晶表示装置にも適用できる。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。
[Display device]
The display device of the present invention refers to a display device such as a liquid crystal display device, a plasma display display device, an EL display device, or a CRT display device. For the definition of display devices and explanation of each display device, see “Electronic Display Device (Akio Sasaki, Industrial Research Co., Ltd., 1990)
) ”,“ Display devices (written by Junaki Ibuki, published by Sangyo Tosho Co., Ltd. in 1989) ”and the like.
Among the display devices of the present invention, a liquid crystal display device is particularly preferable. For example, “Next generation liquid crystal display technology (edited by Tatsuo Uchida, published by Kogyo Kenkyukai 1994)”
It is described in. The liquid crystal display device to which the present invention can be applied is not particularly limited, and can be applied to various types of liquid crystal display devices described in, for example, the “next generation liquid crystal display technology”. Among these, the present invention is particularly effective for a color TFT liquid crystal display device. A color TFT liquid crystal display device is described in, for example, “Color TFT liquid crystal display (issued in 1996 by Kyoritsu Publishing Co., Ltd.)”. Furthermore, the present invention can be applied to a liquid crystal display device with a wide viewing angle such as a lateral electric field driving method such as IPS and a pixel division method such as MVA. These methods are described, for example, on page 43 of "EL, PDP, LCD display-latest technology and market trends (issued in 2001 by Toray Research Center).
液晶表示装置はカラーフィルター以外に電極基板、偏光フィルム、位相差フィルム、バックライト、スペーサ、視野角保障フィルムなどさまざまな部材から構成される。本発明のブラックマトリックスはこれらの公知の部材で構成される液晶表示装置に適用することができる。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年発行)」
に記載されている。
In addition to the color filter, the liquid crystal display device includes various members such as an electrode substrate, a polarizing film, a retardation film, a backlight, a spacer, and a viewing angle guarantee film. The black matrix of the present invention can be applied to a liquid crystal display device composed of these known members. For example, “'94 Liquid Crystal Display Peripheral Materials / Chemicals Market (Kentaro Shimadzu Co., Ltd., issued by 1994)”, “2003 Current Status and Future Prospects of Liquid Crystal Related Markets (Volume 2)” (Table Yoshiyoshi) Fuji Chimera Research Institute published in 2003)
It is described in.
[対象用途]
本発明のブラックマトリックスはテレビ、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る。
[Target use]
The black matrix of the present invention can be applied to applications such as portable terminals such as televisions, personal computers, liquid crystal projectors, game machines, and mobile phones, digital cameras, and car navigation systems without particular limitation.
[実施例1](銀粒子の作成/アセトン系)
200gの銀粒子のアセトン分散物(平均粒径30nm、濃度2.5質量%)にポリマーP-1を0.95g添加して、30分間攪拌した。
P-1:ヒ゛ニルヒ゜ロリト゛ン/酢酸ビニル=60/40(質量比)共重合体、重量平均分子量5000
次いで攪拌しながら、濃度7.2質量%の硫化ナトリウム水溶液を金属の硫化率が表1の値になるように添加した。
[Example 1] (Preparation of silver particles / acetone system)
0.95 g of polymer P-1 was added to 200 g of an acetone dispersion of silver particles (average particle size 30 nm, concentration 2.5% by mass) and stirred for 30 minutes.
P-1: vinyl chloride / vinyl acetate = 60/40 (mass ratio) copolymer, weight average molecular weight 5000
Next, with stirring, an aqueous solution of sodium sulfide having a concentration of 7.2% by mass was added so that the sulfidation rate of the metal became the value shown in Table 1.
なお、ここで言う「硫化率」とは金属粒子のうち硫化されている割合で、硫化率0%は全く硫化されていない状態、100%は粒子全体が完全に硫化物になっている状態を表す。なお硫化ナトリウム水溶液添加時の液温は23℃であった。
硫化ナトリウム水溶液添加後、そのまま30分間攪拌を続けた。
以上の工程で硫化銀のシェルを持つ銀コアシェル微粒子を作成した。
これらコアシェル微粒子について次の方法により、評価を行なった。結果を表1に示す。
The “sulfidation rate” mentioned here is the proportion of metal particles that are sulfided. 0% of the sulfide is not sulfided at all, 100% is the state that the entire particle is completely sulfided. To express. The liquid temperature when the aqueous sodium sulfide solution was added was 23 ° C.
After addition of the aqueous sodium sulfide solution, stirring was continued for 30 minutes.
Silver core-shell fine particles having a silver sulfide shell were prepared by the above process.
These core shell fine particles were evaluated by the following method. The results are shown in Table 1.
[平均粒径測定]
微粒子100個をFE−SEM(日立(株)製F−900)で撮影した。倍率は30000倍である。おのおのの撮影画像について、これと等しい円の直径を求め、これをその粒子の直径とした。100個の粒子について求めた直径を平均して粒子の平均直径とした。
[Average particle size measurement]
100 fine particles were photographed with FE-SEM (F-900 manufactured by Hitachi, Ltd.). The magnification is 30000 times. For each photographed image, the diameter of a circle equal to this was determined, and this was taken as the diameter of the particle. The diameters obtained for 100 particles were averaged to obtain the average diameter of the particles.
[シェルの重量比]
粒子中のシェルの重量比は、粒子中の銀とイオウのモル数から計算により求めた。両者のモル数は、ポリエチレンテレフタレート支持体の上に、粒子分散液をスピンコート塗布した試料を蛍光X線分析装置Type3370E(理学(株)製)を用いた蛍光X線分析で求めた。イオウと銀のモル数をそれぞれms、mAとすると、シェルのAg2Sのモル数はms、コアのAgのモル数はmA−2msになる。
従って、シェルとコアの重量比は
(ms/247.8):(mA−2ms/107.9)
になる。
[Shell weight ratio]
The weight ratio of the shell in the particles was calculated from the number of moles of silver and sulfur in the particles. The number of moles of both was determined by fluorescent X-ray analysis using a fluorescent X-ray analyzer Type 3370E (manufactured by Rigaku Corporation) on a sample obtained by spin-coating a particle dispersion on a polyethylene terephthalate support. Sulfur and silver moles each m s, When m A, the number of moles of Ag2S shell m s, the number of moles of the core of Ag becomes m A -2m s.
Therefore, the weight ratio of the shell to the core is (m s /247.8):(m A -2 m s /107.9)
become.
実施例2(銀粒子の作成/水系)
200gの銀粒子の水分散物(平均粒径75nm、濃度5質量%)に石灰処理ゼラチン水溶液(濃度10質量%)9.5g添加して、30分間攪拌した。
次いで攪拌しながら、濃度7.2質量%の硫化ナトリウム水溶液を金属の硫化率が表1の値になるように添加した。
そのまま30分間攪拌を続けた。なお硫化ナトリウム水溶液添加時の液温は40℃であった。
以上の工程で硫化銀のシェルを持つ銀コアシェル微粒子を作成した。
得られた試料につき実施例1と同様の評価を実施した。結果を表1に示す。
Example 2 (Preparation of silver particles / aqueous system)
9.5 g of a lime-processed gelatin aqueous solution (concentration: 10 mass%) was added to 200 g of an aqueous dispersion of silver particles (average particle diameter: 75 nm, concentration: 5 mass%) and stirred for 30 minutes.
Next, with stirring, an aqueous solution of sodium sulfide having a concentration of 7.2% by mass was added so that the sulfidation rate of the metal became the value shown in Table 1.
Stirring was continued for 30 minutes. The liquid temperature at the time of adding the sodium sulfide aqueous solution was 40 ° C.
Silver core-shell fine particles having a silver sulfide shell were prepared by the above process.
Evaluation similar to Example 1 was implemented about the obtained sample. The results are shown in Table 1.
実施例3(Pd粒子の作成/アセトン系)
銀粒子の代わりにパラジウム粒子(平均粒径15nm、濃度10質量%)を用いる以外実施例1と同様にして実施例3を実施した。 結果を表1に示す。
Example 3 (Preparation of Pd particles / acetone system)
Example 3 was carried out in the same manner as in Example 1 except that palladium particles (average particle size 15 nm, concentration 10% by mass) were used instead of silver particles. The results are shown in Table 1.
実施例4(銀粒子/転写材料)
[感光性転写層塗布液の作成]
実施例1、3で作成した微粒子分散液に下記の添加剤を添加して感光性転写層塗布液とした。
実施例1の試料1−1から1−6と実施例3の3−1から3−6の何れかの微粒子分散液
159.6g
ポリマーP-2 0.19g
F780F(大日本インキ化学工業(株)製フッ素系界面活性剤20%) 0.03g
ヒドロキノンモノメチルエーテル 0.0001g
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 0.19g
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 0.001g
(ポリマーP−2:ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=60/40(wt/wt)、数平均分子量35000)
Example 4 (silver particles / transfer material)
[Preparation of photosensitive transfer layer coating solution]
The following additives were added to the fine particle dispersion prepared in Examples 1 and 3 to prepare a photosensitive transfer layer coating solution.
Fine particle dispersion of any of Samples 1-1 to 1-6 of Example 1 and 3-1 to 3-6 of Example 3
159.6g
Polymer P-2 0.19g
F780F (Dainippon Ink & Chemicals, Inc. Fluorosurfactant 20%) 0.03g
Hydroquinone monomethyl ether 0.0001g
Dipentaerythritol hexaacrylate 0.19g
Bis [4- [N- [4- (4,6-bistrichloromethyl-s-triazin-2-yl) phenyl] carbamoyl] phenyl] sebacate 0.001 g
(Polymer P-2: benzyl methacrylate / methacrylic acid = 60/40 (wt / wt), number average molecular weight 35000)
[中間層塗布液の作成]
下記の成分を混合し、中間層塗布液を得た。
ポリビニルアルコール(クラレ(株)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) 1.5g
蒸留水 50.5g
メチルアルコール 45.0g
[Preparation of intermediate layer coating solution]
The following components were mixed to obtain an intermediate layer coating solution.
Polyvinyl alcohol (Kuraray Co., Ltd. PVA205) 3.0g
Polyvinylpyrrolidone (GAP Corporation PVP-K30) 1.5g
Distilled water 50.5g
Methyl alcohol 45.0g
[熱可塑性樹脂層塗布液処方]
メチルメタクリレート/2−エチルヘキシルアクリレート/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=54/12/5/29の共重合体(数平均分子量80000)
58g
スチレン/アクリル酸=70/30の共重合体(数平均分子量7000) 136g
BPE-500(新中村化学株製 多官能アクリレート) 90g
F780F(大日本インキ化学工業(株)製 フッ素系界面活性剤20%) 1g
メチルエチルケトン 541g
1−メトキシ−2−プロパノール 63g
メチルアルコール 111g
[Thermoplastic resin layer coating solution formulation]
Copolymer of methyl methacrylate / 2-ethylhexyl acrylate / benzyl methacrylate / methacrylic acid = 54/12/5/29 (number average molecular weight 80000)
58g
Copolymer of styrene / acrylic acid = 70/30 (number average molecular weight 7000) 136g
BPE-500 (Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd. polyfunctional acrylate) 90g
F780F (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd. Fluorosurfactant 20%) 1g
Methyl ethyl ketone 541g
63 g of 1-methoxy-2-propanol
Methyl alcohol 111g
[転写材料の作成]
2軸延伸した75μm厚みのポリエチレンテレフタレート支持体にスリットコーターを用いて乾燥厚みが5μmになるように熱可塑性樹脂層塗布液を塗布して100℃で3分間乾燥した。
次いでこの上に、乾燥厚みが1.5μmになるように中間層塗布液を塗布して100℃で3分間乾燥した。さらにこの上に感光性転写層塗布液を光学濃度が3.8になるように塗布して100℃で3分間乾燥した。以上の手順で転写材料4−1から4−12を作成した。
[Create transfer material]
Using a slit coater, a thermoplastic resin layer coating solution was applied to a biaxially stretched 75 μm thick polyethylene terephthalate support using a slit coater and dried at 100 ° C. for 3 minutes.
Next, an intermediate layer coating solution was applied thereon so as to have a dry thickness of 1.5 μm, and dried at 100 ° C. for 3 minutes. Further, a photosensitive transfer layer coating solution was coated thereon so as to have an optical density of 3.8 and dried at 100 ° C. for 3 minutes. Transfer materials 4-1 to 4-12 were prepared by the above procedure.
[ブラックマトリックスの作成]
感光性遮光層がガラス基板(厚さ1.1mm)と接するように転写材料とガラス基板を重ね合わせ、ラミネーター(大阪ラミネーター(株)製VP−II)を用いて圧力0.8Kg/cm2、温度130℃で貼り合わせた。次いでポリエチレンテレフタレート支持体を剥離した。
つづいて、フォトマスクを介して超高圧水銀灯を用いて塗布面側から70mJ/cm2の露光を行い、続いて以下の現像を行った。
現像:現像処理液TCD(富士写真フイルム(株)製 アルカリ現像液)現像処理(33℃*20秒)
水洗:(33℃*20秒)
得られた試料を220℃で40分間熱処理した。
[Create Black Matrix]
The transfer material and the glass substrate are overlapped so that the photosensitive light-shielding layer is in contact with the glass substrate (thickness 1.1 mm), and the pressure is 0.8 kg / cm 2 and the temperature is 130 using a laminator (VP-II manufactured by Osaka Laminator Co., Ltd.). Bonding was performed at 0 ° C. The polyethylene terephthalate support was then peeled off.
Subsequently, exposure was performed at 70 mJ / cm 2 from the coated surface side using a super high pressure mercury lamp through a photomask, and then the following development was performed.
Development: Development processing solution TCD (Fuji Photo Film Co., Ltd. alkaline development solution) Development processing (33 ° C * 20 seconds)
Washing with water: (33 ° C * 20 seconds)
The obtained sample was heat-treated at 220 ° C. for 40 minutes.
[ブラックマトリックスの評価]
得られた試料について以下の評価を行った。結果を表2に示す。
[Evaluation of black matrix]
The following evaluation was performed about the obtained sample. The results are shown in Table 2.
[光学濃度測定]
膜の光学濃度は以下の方法で測定した。
ガラス基板上に塗設された微粒子含有層の光学濃度をマクベス濃度計(マクベス社製TD-904)で測定した(OD)。別途ガラス基板の光学濃度を同様の方法で測定した(OD0)。ODからOD0を差し引いた値を膜の光学濃度とした。
[Optical density measurement]
The optical density of the film was measured by the following method.
The optical density of the fine particle-containing layer coated on the glass substrate was measured with a Macbeth densitometer (TD-904 manufactured by Macbeth) (OD). Separately, the optical density of the glass substrate was measured by the same method (OD 0 ). The value obtained by subtracting OD 0 from OD was defined as the optical density of the film.
[膜厚測定]
膜厚は非接触式表面粗さ計P−10(TENCOR社製)を用いて測定した。
[Film thickness measurement]
The film thickness was measured using a non-contact type surface roughness meter P-10 (manufactured by TENCOR).
[色調測定]
試料をガラス基板側(塗布膜の形成されている面の反対側)から目視観察した。
[Color tone measurement]
The sample was visually observed from the glass substrate side (the side opposite to the surface on which the coating film was formed).
[反射率測定]
日本分光(株)製スペクトロフォトメーターV-560と組み合わせた、日本分光(株)製絶対反射率測定装置ARV-474を用いてガラス基板側(塗布膜の形成されている面の反対側)の絶対反射率を測定した。測定角度は5度、波長は500nmである。
[Reflectance measurement]
Using a spectrophotometer V-560 manufactured by JASCO Corporation and an absolute reflectance measuring device ARV-474 manufactured by JASCO Corporation on the glass substrate side (opposite the surface on which the coating film is formed) Absolute reflectance was measured. The measurement angle is 5 degrees and the wavelength is 500 nm.
実施例5 (銀粒子/液レジ)
[感光性塗布液の作成]
実施例4の感光性転写層塗布液と同じ。
[中間層塗布液の作成]
実施例4の中間層塗布液と同じ。
Example 5 (silver particle / liquid cash register)
[Preparation of photosensitive coating solution]
Same as the photosensitive transfer layer coating solution of Example 4.
[Preparation of intermediate layer coating solution]
Same as the intermediate layer coating solution of Example 4.
[ブラックマトリックスの作成]
厚さ1.1mmのガラス基板にスピンコーターを用いて感光性塗布液を光学濃度が3.8になるように塗布して100℃で3分間乾燥し、ついでこの上に中間層塗布液を乾燥厚みが1.5μmになるように塗布して100℃で3分間乾燥した。
この試料を実施例4と同様の方法で露光、現像、熱処理をして試料5−1〜5−12を作成した。
この試料について実施例4と同様の評価を実施した。結果を表3に示す。
[Create Black Matrix]
A photosensitive coating solution is applied to a glass substrate having a thickness of 1.1 mm using a spin coater so that the optical density is 3.8 and dried at 100 ° C. for 3 minutes, and then the intermediate layer coating solution is dried to a thickness. Was applied to 1.5 μm and dried at 100 ° C. for 3 minutes.
This sample was exposed, developed, and heat-treated in the same manner as in Example 4 to prepare Samples 5-1 to 5-12.
Evaluation similar to Example 4 was implemented about this sample. The results are shown in Table 3.
表2、3からわかるように本発明のコアシェル微粒子は光学濃度が高く、反射率が低い。 As can be seen from Tables 2 and 3, the core-shell fine particles of the present invention have high optical density and low reflectance.
本発明のコアシェル微粒子を含有するブラックマトリックスは、光学濃度が高く、反射率が低いため、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などに有用である。 Since the black matrix containing the core-shell fine particles of the present invention has high optical density and low reflectance, it is useful for display devices such as liquid crystal display devices, plasma display display devices, EL display devices, and CRT display devices.
Claims (14)
a:請求項5〜7の何れか1項記載の転写材料の転写層を基板に転写する工程
b:パターニングにより、ブラックマトリックスを形成する工程 A method for producing a black matrix, which is formed by a method comprising the following steps a and b.
a: transferring the transfer layer of the transfer material according to any one of claims 5 to 7 to a substrate
b: Step of forming a black matrix by patterning
a:請求項8〜10の何れか1項記載の組成物を基板に塗布乾燥する工程
b:パターニングにより、ブラックマトリックスを形成する工程 A method for producing a black matrix, which is formed by a method comprising the following steps a and b.
a: The process of apply | coating and drying the composition of any one of Claims 8-10 on a board | substrate.
b: Step of forming a black matrix by patterning
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Patent Citations (4)
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