专利名称：显示装置用遮光膜、其制作方法、含金属微粒的组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及在液晶显示装置、等离子显示装置、EL显示装置、CRT显示装置等显示装置的内部设置的遮光用膜(以下叫作“遮光膜”)。
背景技术：
显示装置用遮光膜，是在液晶显示装置、等离子显示装置、EL显示装置、CRT显示装置等显示装置的内部设置的黑色边缘和像素周围的格状和条纹状黑色边缘部分(所谓黑底)，以及TFT遮光用点状和线状的黑色图案。
显示装置用遮光膜的实例有，为防止因漏光而使对比度降低而在滤色器的红、蓝、绿色像素周围形成的黑底。
其他实例有，在薄膜晶体管(TFT)用的有源矩阵驱动方式的液晶显示元件中，为防止画质随TFT光线引起的电流泄漏而降低而在TFT上设置的遮光膜。对于这些遮光膜通常要求具有光学浓度2以上的遮光性。遮光膜的色调从显示装置的显示品质来看优选黑色。
过去制作具有高度遮光性的显示装置用遮光膜时，考虑采用金属，例如利用蒸镀法或溅射法制作金属薄膜，在该金属薄膜上涂布光刻胶，然后用具有显示装置用遮光膜用图案的光掩膜对光刻胶层曝光显影，接着腐蚀露出的金属薄膜，最后剥离处于金属薄膜上的光刻胶层而形成的方法(例如参见非专利文献1)。
这种方法由于采用金属薄膜，所以即使膜厚小也能获得高的遮光效果，但另一方面必须具备利用蒸镀法或溅射法进行的真空成膜工序或腐蚀工序，因而存在成本增高的问题。而且还有另外一个问题，即因为是金属膜，所以反射率高，在外部强光下显示对比度低。针对这些问题，虽然有采用低反射铬膜(由金属铬与氧化铬两层组成的薄膜等)的手段，但是也不能否认成本的上升。而且此方法中最常使用的铬具有对环境负担大的缺点。
另外还有一种为获得低反射率遮光膜而用炭黑形成显示装置用遮光膜的技术(参见专利文献1)。此技术是将含有炭黑的感光性树脂组合物涂布在基板上，干燥后进行曝光和显影的技术。
但是，炭黑与金属微粒相比，由于每单位涂布量的光学浓度低，所以要确保高的遮光性和光学浓度必然要增大膜厚。因而其缺点是，在显示装置用遮光膜形成后，要形成红、蓝、绿色像素的情况下，会产生气泡而且难以形成均匀的像素。
专利文献1特开昭62-9301号公报非专利文献1共立出版株式会社发行《彩色TFT液晶显示器》第218～220页(1997年4月10日)。
发明内容
本发明正是鉴于这些问题而完成的，其目的在于提供一种金属微粒分散良好的显示装置用遮光膜、用于制作所述的遮光膜的含有金属微粒的组合物和感光性转写材料、遮光膜的制作方法、以及显示装置用基板和滤色器。
本发明的上述课题，通过提供以下的显示装置用遮光膜、制作上述遮光膜用的含有金属微粒的组合物和感光性材料、遮光膜的制作方法、以及显示装置用基板和滤色器而加以解决。
(1)一种显示装置用遮光膜，是设置基板上的显示装置用的遮光膜，其中含有高分子粘结剂、被分散在该高分子粘结剂中的金属微粒、以及具有一个以上硫原子和/或氮原子的化合物。
(2)上述(1)记载的显示装置用遮光膜，其特征在于所述的具有一个以上硫原子和/或氮原子的化合物含量是金属微粒的1质量％以上。
(3)上述(1)或(2)记载的显示装置用遮光膜，其特征在于所述的具有一个以上硫原子和/或氮原子的化合物，具有至少一种硫醇基、硫醚基、硫代基、氨基或亚氨基。
(4)上述(1)～(3)中任何一项记载的显示装置用遮光膜，其特征在于所述的金属微粒是在SP值9.0以上的分散剂中被分散的。
(5)上述(1)～(4)中任何一项记载的显示装置用遮光膜，其特征在于形成所述的金属微粒的金属，是从银、金、铂、钯、钨和钛中选出的。
(6)一种含有金属微粒的组合物，是制作上述(1)～(5)中任何一项记载的显示装置用遮光膜用的含有金属微粒的组合物，其中含有高分子粘结剂、金属微粒和具有一个以上硫原子和/或氮原子的化合物。
(7)上述(6)中记载的含有金属微粒的组合物，其特征在于所述的含有金属微粒的组合物具有感光性。
(8)一种感光性转写材料，是制作上述(1)～(5)中任何一项记载的显示装置用遮光膜用的感光性转写材料，用含有高分子粘结剂、金属微粒和具有一个以上硫原子和/或氮原子的化合物并具有感光性的含有金属微粒的组合物，在假支撑体上形成感光性遮光性层。
(9)上述(1)～(5)中任何一项记载的遮光膜的制作方法，其特征在于通过在基板上涂布上述(6)记载的含有金属微粒的组合物，在基板上形成遮光膜。
(10)上述(9)中记载的遮光膜的制作方法，其特征在于将所述的遮光膜图案化。
(11)上述(1)～(5)中任何一项记载的遮光膜的制作方法，其特征在于将上述(8)中记载的感光性转写材料的感光性遮光层转写在基板上，将基板上的感光性遮光层图案化。
(12)利用上述(9)～(11)中任何一项记载的制作方法制作的遮光膜。
(13)一种显示装置用基板，其中备有上述(1)～(5)中任意一项、所述(5)或(12)中任意一项记载的遮光膜。
(14)一种滤色器，其中备有上述(1)～(5)中任意一项、所述(5)或(12)中任意一项记载的遮光膜。
本发明的含有金属微粒的组合物，由于含有特定的化合物，所以金属微粒的分散稳定性良好，涂布液的保存性高。而且通过用这种涂布液制作遮光膜，可以得到一种遮光膜中金属微粒的分散性良好，而且获得所需光学浓度用的膜厚薄，以及色调优良的遮光膜。此外，本发明的遮光膜在制造时对环境负担也小。
图1是表示银微粒分散状态的照片，图1(A)至图1(E)分别表示该A类至E类的分散状态。
具体实施例方式本发明中所述的显示装置用遮光膜，是指在液晶显示装置、等离子显示装置、EL显示装置、CRT显示装置等显示装置的内部设置的遮光用膜，例如可以举出在显示装置的周边部分设置的黑色边缘和像素周围设置的格子状和条纹状等的黑色边缘部分(所谓黑底)，以及TFT遮光用的点状、线状黑色图案等。
本发明的显示装置用遮光膜，包括图案化和未图案化的均可。
所述的遮光膜，含有高分子粘结剂、分散在该高分子粘结剂中的金属微粒、以及至少有一个以上硫原子和/或氮原子的化合物。
(金属微粒)本发明中所述的“金属”，准照《岩波理化学词典(第五版)》(1998年岩波书店发行)记载的“金属”(444页)。
作为本发明使用的金属微粒的金属，从安全性和环境负荷观点来看，优选银、金、铂、钯、钨、钛、铜或其合金。其中从化学稳定性和成本上考虑优选银。
本发明使用的金属微粒，可以有均匀组成或不均匀组成。作为不均匀组成实例，可以举出在表面上设置了与内部组成不同的涂层的金属微粒。而且对本发明中使用的金属微粒的形状并无特别限制，可以使用球形、无定形、板状、立方体、正八面体、柱状等各种形状的。
本发明中使用的金属微粒的平均粒径，优选3～3000nm，更优选60～250nm。平均粒径一旦低于1nm，吸收波长就会变短，而超过3000nm的色调差、光学浓度降低，因而不好。
对于金属微粒的粒度分布并无特别限制。
对于本发明中使用的金属微粒的制造方法并无特别限制，可以采用公知制造方法，例如蒸发凝聚法、气相还原法等气相方法，液相还原法等液相方法等。其细节被记载在《超微粒技术与应用中的最新动向II》(SumibeTechno Research株式会社发行，2002年)上。
而且例如在银微粒(胶体银)的情况下，也可以采用过去公开的方法，例如第2688601号美国专利说明书中公开的在明胶水溶液中用氢醌还原可溶性银盐的方法、第1096193号德国专利说明书中记载的用阱还原难溶性银盐的方法、第2921914号美国专利说明书中记载的利用丹宁酸还原为银的方法之类的在溶液中化学还原银离子的方法，特开平5-134358号公报中记载的利用非电解镀法形成银粒子的方法，在氦气等惰性气体中使块状金属蒸发后，用溶剂冷却扑集的气体中蒸发法等方法。
(高分子粘结剂)可以利用以下物质作为本发明的遮光膜中所含的高分子粘结剂。
采用后述的含有金属微粒的非感光性组合物制作遮光膜的情况下，优选采用水溶性高分子粘结剂和碱溶性高分子粘结剂。例如可以举出聚乙烯醇、明胶、甲基纤维素等纤维素系高分子粘结剂，含有丙烯酸和/或甲基丙烯酸，进而与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸苄酯、苯乙烯等共聚的(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯系共聚物和苯乙烯-(甲基)丙烯酸系共聚物。
作为成分含有丙烯酸和/或甲基丙烯酸的碱溶性(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯系共聚物和苯乙烯-(甲基)丙烯酸系共聚物的高分子粘结剂，因能利用碱显影而图案化因此优选。
这些共聚合物中丙烯酸和/或甲基丙烯酸的含量，二者合计应当为10～60质量％，优选20～50质量％。
这些共聚物的具体例有，甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸＝(60/40)、甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/甲基丙烯酸＝(10/60/30)、甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯/丙烯酸/甲基丙烯酸＝(20/50/15/15)、甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸＝(40/35/35)、苯乙烯/丙烯酸/甲基丙烯酸＝(60/20/20)等。其中括弧内的数字表示质量比。
而且采用后述含有金属微粒的感光性组合物制作遮光膜的情况下，优选使上述组合物中含有光聚合性单体和/或低聚物，以这些光聚合生成物作为高分子粘结剂。而且这些可光聚合性单体和/或低聚物优选具有热聚合性，这种情况下通过在光聚合后再热处理能使之进一步固化。而且也可以在上述组合物中添加像上述那样的碱溶性聚合物。
作为上述单体，优选采用乙二醇(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、1，4-己二醇(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等多官能团丙烯酸单体。这些多官能团单体如上所述虽然能利用光和热聚合(交联)，但是其中优选用双{4-[N-〔4-(4，6-双三氯甲基-s-三嗪-2-基)苯基〕氨基甲酰基]苯基}癸二酸酯等卤甲基-s-三嗪系化合物作为聚合引发剂进行光聚合的。
(具有一个以上硫原子和/或氮原子的化合物)通过添加具有一个以上硫原子和/或氮原子的化合物，能够改善金属微粒的分散性。含有上述化合物的硫原子或氮原子虽然可以以任何形式引入分子中，但是优选以硫醇基、硫醚基、硫代基、氨基、亚氨基形式。这些基团可以被取代或未取代。
这些化合物的优选实例，可以列举如下。
化1(A-1)(n)C12H25SH(A-2)(n)C16H33SH(A-3)C2H5-S-C12H25(n)(A-4) (A-5)(n)C12H25NH2(A-6)(n)C12H25-N(CH3)2(A-7)C2H5-NH-C12H25(n)(A-8)
此外也优选含有末端SH基的聚乙烯醇(例如Kuraray株式会社制造的M205、M115等)。
上述化合物的添加量优选为金属微粒的1质量％以上，更优选3～30质量％，特别优选10～200质量％。而且还可以在上述化合物中加入公知的分散剂、分散稳定剂、表面活性剂等。
(其他添加剂)除了上述微粒以外，还可以根据需要在本发明的遮光膜中添加以下物质。
(1)颜料作为颜料可以使用炭黑等黑色颜料。颜料的添加量优选占本发明微粒的50质量％以下，更优选占30质量％以下。颜料的添加量一旦超过50质量％，为了获得所需的光学浓度必须增大所需的膜厚，因而使在其上形成的红、蓝、绿色像素的品质降低。
为了调整色调还可以使本发明的遮光膜含有黑色以外蓝色等其他颜色颜料。这些非黑色颜料的添加量，应当在本发明微粒的40质量％以下，优选在20重量％以下。非黑色颜料的添加量一旦超过40质量％，往往使遮光膜的色调恶化。
(2)表面活性剂在改进涂布性和微粒分散性等目的下，可以在本发明的遮光膜中添加表面活性剂。作为表面活性剂，可以不受限制地使用非离子型、阴离子郗、阳离子型表面活性剂。从液体稳定性的观点来看，这些表面活性剂中特别优选阴离子型表面活性剂，而且含氟表面活性剂是优选的表面活性剂。作为表面活性剂的优选实例有C8H17SO2N(C2H5)(C2H4O)14H、C8H17SO3Li、C7F15COONH4、C8H17SO2N(C2H5)C2H4OPO(OH)2等。此外还可以举出F110、F113、F120、F150、F176PF、F177、F780(均由大日本油墨化学工业株式会社制造，低聚物型氟系表面活性剂)等。
(3)本发明的遮光膜中还可以添加改善本发明微粒分散稳定性用的高分子分散稳定剂。这些高分子分散稳定剂有聚乙烯醇、丙烯酰胺/丙烯酸共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、聚丙烯酸钠、藻酸钠等。
关于高分子分散稳定剂例如详细记载在《颜料分散技术》(技术情报协会株式会社1999年发行)一书中。
(基板)作为本发明用的基板，优选显示装置通常采用的玻璃基板。作为玻璃基板，可以使用了钠玻璃、低碱玻璃、无碱玻璃等公知玻璃的玻璃基板。关于玻璃基板的说明，例如可以举出记载在《液晶显示器工学入门》(铃木ハナエ编著，日刊工业新闻社发行(1998年))一书中的。作为其他基板，也可以使用硅晶片和聚烯烃系等透明塑料。此外还可以采用TFT基板。
基板的厚度优选0.5～3毫米，更优选0.6～2毫米。
本发明的遮光膜采用将上述微粒分散在高分子粘结剂中的结构。遮光膜的厚度优选0.05～0.5微米，更优选0.1～0.3微米。厚度一旦超过0.5微米，设置了遮光膜的基板上的凹凸(设置遮光膜的部分与未设置部分之高度差)就会过大，不利于后序工序中于其上形成BRG像素。反之，小于0.1微米时得不到所需的光学浓度，存在显示装置对比度低的问题。
本发明遮光膜中微粒的含量，以体积百分率计优选为5～70％，更优选10～50％。这里所述的体积百分率是指本发明的微粒全体积在遮光膜的全部体积中所占的比例。
体积百分率小于5％时，为获得所需的光学浓度膜厚就会超过1微米。反之体积百分率一旦超过70％，就会出现微粒分散稳定性下降等问题。
本发明遮光膜的光学浓度，优选处于2.0以上，更优选处于3.5以上。光学浓度一旦低于2.0，就会因对比度低等而使显示装置的显示质量降低。
本发明的含有金属微粒的组合物(制作遮光膜用涂布液)，含有高分子粘结剂、金属微粒以及具有一个以上硫原子和/或氮原子的化合物。在上述组合物中可以添加适当溶剂等。含有金属微粒的组合物可以是非感光性的也可以是感光性的。
<含金属微粒的非感光性组合物>
本发明中用的非感光性含金属微粒的组合物，含有如上所述的高分子粘结剂、金属微粒以及具有一个以上硫原子和/或氮原子的化合物，必要时还可以含有溶剂等。
作为溶剂可以使用公知的有机溶剂。特别优选的有机溶剂，可以举出甲醇、异丙醇、MEK、乙酸乙酯、甲苯等。而且水作为溶剂也优选。这些溶剂必要时也可以混合使用。
而且还可以采用后述的SP值处于9.0以上的。
<含金属微粒的感光性组合物>
另外，本发明中用的感光性含金属微粒的组合物中，含有光聚合后构成高分子粘结剂的感光性树脂组合物(在如上所述的光聚合性单体和/或低聚物之外，含有光聚合引发剂等)、金属微粒以及具有一个以上硫原子和/或氮原子的化合物。作为感光性树脂组合物，除如上所述的含有单体和/或低聚物的感光性树脂组合物之外，还可以使用特开平10-160926号公报的0016～0022和0029段记载的物质。另外，也可以并用其他光聚合性的单体。
而且，像上述银胶体那样以水分散物形式使用金属微粒的情况下，上述感光性树脂组合物必须是水系的。作为这样的感光性树脂组合物，除了在特开平8-271727号公报中0015～0023段记载的以外，作为市售品还可以举出东洋合成工业株式会社制造的“SPP-M20”和“SPP-H-13”等。
<含金属微粒的组合物的制备>
制备上述含金属微粒的组合物(感光性和非感光性)时，虽然可以采用将金属微粒、上述化合物和高分子粘结剂(也包括感光性树脂组合物)等成分一起在溶剂中混合分散的方式制备，但是优选使用上述化合物制备金属微粒分散液，在其中添加高分子粘结剂等混合的方法。
对于制备金属微粒分散液用的溶剂虽然没有特别限制，但是其中优选SP值处于9.0以上的。“SP值”由于是所谓溶解参数，所以可以用凝集能量密度的平方根表示。本发明中所述的SP值是指在《粘着手册》(日本粘着学会编，日刊工业新闻社发行，1971年第一版发行)第838页上记载的内容。
例如正己烷为7.3、甲苯为8.9、乙酸乙酯为9.1、甲基乙基酮为9.3、丙酮为10.0、乙醇为12.7、甲醇为14.5、水为23.4等。其中上述SP值的单位是“(卡/立方厘米)1/2”。
制备金属微粒分散液时，一旦使用SP值处于9.0以上的，分散性就会特别好，而且即使是薄膜也能达到充分的光学浓度。
金属微粒分散液，可以采用涂料振荡机、球磨机、Eiger mill等公知分散机对含有金属微粒、上述化合物和溶剂的混合液进行分散处理的方法制备。
含金属微粒的组合物，可以采用将粘结剂或感光性树脂组合物等添加到按照上述方式制备的金属微粒分散液中混合的方法制备。
本发明的显示装置用遮光膜，可以采用将含有金属微粒的感光性或非感光性组合物在基板上涂布和干燥的方式制作的方法，或者使用具有将上述含有金属微粒的感光性组合物在假支撑体上涂布和干燥而形成的感光遮光层的感光性转写材料，将该感光性遮光层转写在基板的方法制作。
本发明的遮光膜是被图案化的情况下，再将按照如上所述的方法制作的遮光膜或感光性遮光膜图案化。作为图案化的方法有曝光显影法、利用激光的热量除去不需要部分的方法(消融法)、在设置在基板上的本发明的遮光膜上涂布感光性抗蚀膜，对其曝光显影图案化后，除去感光性抗蚀膜的方法等。本发明虽然可以采用这些方法中任何方法，但是从工序简便和图案化的分辨率等角度来看，优选以下方法。
(1)将非感光性的含金属微粒的组合物在基板上涂布、干燥的方式形成层(以下往往叫作遮光层)，在此遮光层上涂布光刻胶，然后通过曝光显影将光刻胶层图案化后，将光刻胶层与处于其下的遮光层一起溶解除去的方法。
(2)将感光性的含金属微粒的组合物在基板上涂布、干燥的方式形成层(以下有时叫作感光性遮光层)，将此感光性遮光层曝光显影(除去未曝光的部分)将其图案化的方法。
(3)将感光性的含金属微粒的组合物在假支撑体上涂布、干燥形成感光性遮光层，然后将感光性遮光层转写在基板上，对基板上的感光性遮光层曝光显影(除去未曝光部分)将其图案化的方法(使用感光性转写材料的方法)。
这些方法与采用蒸镀法或溅射法的传统方法相比，均能以简单工序形成遮光膜。特别是使用转写材料的方法，当长期保存含金属微粒的组合物的情况下不会产生微粒的凝聚，所以是一种极好的方法。
(基板上的涂布方法)对于将上述含有金属微粒的组合物在基板或假支撑体上的涂布方法并无特别限制，例如可以采用特开平5-224011号记载的旋涂法、特开平9-323472号上记载的模涂法等。
(曝光与显影)上述曝光与显影优选以以下方式进行。
曝光使用的光源，可以根据上述光刻胶层或感光性遮光层的感光性选择。例如，可以使用超高压水银灯、氙灯、碳弧灯、氩激光灯等公知光源。还可以像特开平6-59119号公报记载的那样，并用400nm以上波长的透过率处于2％以下的光学滤波器。
曝光方法既可以是对基板整个表面一次曝光的总体曝光，也可以是将基板分割分几次曝光的分割曝光。此外，还可以是一边用激光对基板表面进行扫描一边进行曝光的方法。
作为显影液可以使用碱性物质的稀水溶液，而且还可以使用添加了少量与水具有混合性的有机溶剂的溶液。作为适当的碱性物质，可以举出碱金属氢氧化物类(例如氢氧化钠、氢氧化钾)、碱金属碳酸盐类(例如碳酸钠、碳酸钾)、碱金属碳酸氢盐类(例如碳酸氢钠、碳酸氢钾)、碱金属硅酸盐类(例如硅酸钠、硅酸钾)、三乙醇胺、二乙醇胺、一乙醇胺、吗啉、四烷基氢氧化铵类(例如四甲基氢氧化铵)或磷酸三钠。碱性物质的浓度为0.01～30质量％，pH优选8～14。可以根据本发明的感光性遮光层的氧化性质等进行调整，例如通过使显影液的pH变化，可进行本发明的由膜状脱离的显影。
作为上述具有与水混合性的适当有机溶剂，可以举出甲醇、乙醇、2-丙醇、1-丙醇、丁醇、二丙酮醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单正丁醚、苄醇、丙酮、甲基乙基酮、环己酮、ε-己内酯、γ-丁内酯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、六甲基磷酰胺、乳酸乙酯、乳酸甲酯、ε-己内酰胺、N-甲基吡咯烷酮。与水具有混合性的有机溶剂的浓度一般为0.1～30质量％。
还可以在显影液中添加公知的表面活性剂。表面活性剂的浓度优选处于0.01～10质量％范围内。
显影液既可以以浴液形式使用，也可以以喷射液形式使用。为了以固态(优选以膜状)除去感光性遮光层等的未固化的部分，优选采用在显影液中用旋转刷擦拭或者用润湿的海绵擦拭的方法、或者利用喷射显影液之际的喷射压力的方法。显影液的温度，通常处于室温附近至40℃范围内。
显影处理后，也可以附加水洗工序。
显影工序后，必要时也可以进行加热处理。通过这种处理将因曝光而固化的感光性遮光层加热，促进固化，能够提高耐溶剂性和耐碱性。加热方法可以采用在电炉、干燥器等中加热显影质基板的方法、或者用红外线灯加热的方法等。
加热温度和加热时间因感光性遮光层的组成和厚度而异，优选在120～250℃下进行10～300分钟，更优选在180～240℃下进行30～200分钟。
此外在显影工序后而加热处理之前，也可以进行促进固化用的曝光。这种曝光可以按照与上述第一次的曝光同样的方法进行。
(保护层)本发明中，感光性遮光层形成后，在曝光之前还可以附加在感光性遮光层上设置保护层的工序。保护层是为在曝光时阻断氧，提高感光性遮光层的灵敏度而设置的。因此，优选以氧阻断性树脂，例如聚乙烯醇作为主体的层。其中此层在遮光膜形成后就不再需要，所以通过显影将其除去。
上述方法(3)中使用的感光性转写材料，是在假支撑体上设置了将上述具有感光性的含有金属微粒的组合物涂布干燥而得到的感光性遮光层的材料。而且上述感光性转写材料，优选在假支撑体与感光性遮光层之间设置热塑性树脂层，更优选在热塑性树脂层与感光性遮光层之间设置碱溶性中间层。
假支撑体优选由化学稳定和热稳定且是柔性的材料构成。具体讲，优选特弗隆(R)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯等的薄片或其层叠物。而且当设置热塑性树脂层的情况下，优选与其剥离性良好的。支撑体的厚度以5～300微米适当，特别优选20～500微米的。
<热塑性树脂层>
作为构成本发明的热塑性树脂层的树脂，可以举出丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、聚酯树脂、聚氨酯、橡胶系树脂、醋酸乙烯酯系树脂、聚烯烃系树脂及其共聚物等。构成本发明的热塑性树脂层的树脂，虽然碱溶性不是必须的，但是优选碱溶性的。
作为构成热塑性树脂层的树脂，具体可以举出以下列出的至少一种物质乙烯与丙烯酸酯共聚物的皂化物、苯乙烯与甲基丙烯酸酯共聚物的皂化物、苯乙烯/(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸酯三元共聚物、乙烯基甲苯与(甲基)丙烯酸酯共聚物的皂化物、聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸丁酯与醋酸乙烯酯等的(甲基)丙烯酸酯共聚物等的皂化物、在《塑料性能便览》(日本塑料工业联盟、全日本塑料成形工业联合会编著，工业调查会发行，1968年10月25日发行)中列出的有机高分子中在碱性水溶液中可溶性的那些。
这些树脂优选像以下那样两种混用。
也就是说，这些树脂中可以选择使用重均分子量为5万～50万，而且玻璃化转变温度(Tg)处于0～140℃范围内的(以下有时也叫作树脂(A))，更优选重均分子量为6～20万，而且玻璃化转变温度(Tg)处于30～110℃范围内的。这些树脂的具体实例，可以举出下列专利说明书中记载的在碱性水溶液中可溶的那些树脂特公昭54-34327、特公昭55-38961、特公昭58-12577、特公昭54-25957、特开昭61-134756、特公昭59-44615、特开昭54-92723、特开昭54-99418、特开昭54-137085、特开昭57-20732、特开昭58-93046、特开昭59-97135、特开昭60-159743、OLS3504254、特开昭60-247638、特开昭60-208748、特开昭60-214354、特开昭60-230135、特开昭60-258539、特开昭61-169829、特开昭61-213213、特开昭63-147159、特开昭63-213837、特开昭63-266448、特开昭64-55551、特开昭64-55550、特开平2-191955、特开平2-199403、特开平2-199404、特开平2-208602、特愿平4-39653等号。特别优选的是特开昭63-147159号说明书中记载的甲基丙烯酸/2-乙基己基丙烯酸酯/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸甲酯共聚物。
而且上述的各种树脂中，优选使用重均分子量为3千～3万而且玻璃化转变温度(Tg)处于30～170℃范围内的(以下有时叫作树脂“B”)，更优选使用重均分子量为4千～2万而且玻璃化转变温度(Tg)处于60～140℃范围内的。优选的具体实例虽然可以从上述专利说明书中记载的物质中选择，但是特别优选的可以举出记载在特公昭55-38961号和特开平5-241340号说明书中的苯乙烯/(甲基)丙烯酸共聚物。
构成热塑性树脂层的树脂(A)的重均分子量低于5万，或者玻璃化转变温度(Tg)低于0℃的情况下，会产生网纹，而且在转写过程中热塑性树脂会在周围渗出，永久污染支撑体。一旦树脂(A)的重均分子量超过50万或者玻璃化转变温度(Tg)超过140℃，转写时气泡就会进入像素之间，使热塑性树脂的碱性水溶液的除去性能降低。
热塑性树脂层的厚度优选处于6微米以上。其理由是一旦热塑性树脂层厚度处于5微米以下，就不能完全吸收1微米以上基底的凹凸。而且关于上限从碱性水溶液除去性能和制造适用性来看，优选约100微米以下，更优选约50微米以下。
作为本发明的热塑性树脂层的涂布液，只要能溶解构成此层的树脂的就无特别限制，都可以使用，例如可以使用甲基乙基酮、正丙醇、异丙醇等。
而且在热塑性树脂层与感光性遮光层之间，也可以设置防止涂布时两层间层混合用的碱溶性中间层。
(碱溶性中间层)作为构成中间层的树脂，只要是碱溶性的就无特别限制。作为这种树脂的实例，可以举出聚乙烯醇系树脂、聚乙烯基吡咯烷酮系树脂、纤维素系树脂、丙烯酰胺系树脂、聚环氧乙烷系树脂、明胶、乙烯基醚系树脂、聚酰胺系树脂及其共聚物。而且还可以使用使具有羧酸基和磺酸基的单体与像聚酯那样非碱溶性的树脂共聚而制成碱溶性的树脂。
这些树脂中优选聚乙烯醇。而聚乙烯醇优选皂化度处于80％以上的，更优选皂化度为83～98％的。
构成中间层的树脂，优选将两种以上混合使用，特别优选将聚乙烯醇与聚乙烯基吡咯烷酮混合使用。二者之间的质量比优选聚乙烯基吡咯烷酮/聚乙烯醇＝1/99～75/25，更优选10/90～50/50的范围内。上述质量比一旦低于1/99，中间层的面状就会恶化，而且有时产生与中间层上涂布的感光性树脂密着不良的问题。此外，上述质量比一旦超过75/25，有时使中间层的氧阻断性降低，灵敏度下降。
中间层的厚度优选0.1～5微米，更优选0.5～3微米。上述厚度低于0.1微米时，氧阻断性有时降低，而上述厚度一旦超过5微米，显影时除去中间层所需的时间就会延长。
作为中间层的涂布液虽然只要能溶解上述树脂的就无特别限制，但是优选采用水，而且还优选将水与上述具有与水混合性有机溶剂混合的混合溶剂。作为中间层涂布溶剂的优选实例如下水、水/甲醇＝90/10、水/甲醇＝70/30、水/甲醇＝55/45、水/乙醇＝70/30、水/1-丙醇＝70/30、水/丙酮＝90/10、水/甲基乙基酮＝95/5。这些比例均表示质量比。
感光性转写材料，由于像上述那样用含有本发明微粒的涂布液制成感光性遮光层，因而能够由此制成薄膜而且光学浓度高的遮光膜。
以下说明将本发明的感光性转写材料在基板上转写的方法。转写优选采用将感光性遮光层与基板密着层叠的方法。作为层叠方法，可以采用过去公知的层叠机、真空层叠机等。并且，为了提高摩擦性可以使用自动切割层叠机(auto-cut laminator)。层叠时的加热温度优选为60～150℃左右，加压压力优选0.2～20千克/平方厘米左右。本发明中层叠优选在基板线速度大约0.05～10米/分钟范围下进行。
层叠后将假支撑体剥离。
本发明的感光性转写材料在基板上层叠后进行曝光和显影。对于曝光和显影可以使用上述的方法。
本发明的显示装置用基板，是在基板上形成如上所述的遮光膜的基板。基板可以举出与上述同样的那些。
本发明的显示装置用滤色器的一种实施方式是，在滤色器基板上具有上述遮光膜(黑底)和呈现不同颜色的两个以上像素群(以下往往叫作“像素群”)的。作为滤色器的基板，可以使用上述基板。备有如上所述遮光膜的滤色器，其光线利用效率、对比度和布线的遮蔽性均优良。
而且本发明显示装置用滤色器的另一实施方式是，采用TFT元件基板作为滤色器基板，在其上设有遮光膜和多数像素群的。此外，作为滤色器基板使用TFT元件基板的其他实施方式是，在TFT元件基板上仅形成黑底，在其他透光性基板上设置像素群的，TFT阵列的开口率良好。
上述像素群，可以利用多种像素形成用着色感光树脂组合物或像素形成用感光性转写材料，按照常法制作。像素群形成后优选进行热处理。
实施例以下列举实施例，对本发明作进一步具体的说明，但是本发明并不受这些实施例的限制。
实施例1～5(金属微粒分散液的制备)将7.5克平均粒径30nm的银微粒、50毫升表1所示的分散剂(水)和表1所示种类和数量的上述化合物，与直径3毫米的玻璃珠35g一起放入容量100毫升的玻璃瓶中，用涂料振荡机分散处理2小时。
(黑底制作用涂布液)向10克上述各种金属微粒的分散液中，添加2克SPP-H-13(东洋合成株式会社制造的感光性树脂)，制成具有感光性的黑底制备用涂布液。
(黑底的制作)将按照上述方式制备的各黑底制作用涂布液，分别涂布在厚度1.1毫米的玻璃基板上，然后在100℃下干燥5分钟。涂布膜的厚度是，使干燥后膜的光学浓度达到3.6。
用超高压汞灯以500mJ/cm2从基板涂布面一侧经黑底制作用光掩膜进行图案曝光。接着用碱显影处理液TCD(富士胶片株式会社制造)进行显影处理(33℃20秒钟)，得到了黑底。
实施例6～9
除了将上述化合物和分散剂按照表1改变以外，与实施例1同样制备了实施例6～9中使用的银微粒分散液。在40克这种银微粒分散液中添加下记感光性组合物，制备了黑底制作用涂布液。
(感光性组合物)表面活性剂(F176PF、20％) 0.2克氢醌单甲基醚 0.001克二季戊四醇六丙烯酸酯 0.28克双{4-[N-〔4-(4，6-双三氯甲基-s-三嗪-2-基)苯基〕氨基甲酰基]苯基}癸二酸酯 0.05克而且制备了下记组成的保护层涂布液。
(保护层涂布液的制备)聚乙烯醇(Kuraray株式会社制造，PVA205)3.0克聚乙烯基吡咯烷酮(GAF公司出品，PVP-K30) 1.3克蒸馏水 50.7克甲醇 45.0克(黑底的制作)将按照上述方式制备的黑底制作用涂布液，涂布在厚度1.1毫米的玻璃基板上，然后在100℃下干燥5分钟。涂布膜的厚度是，使干燥后膜的光学浓度达到3.6。然后利用旋涂法在其上涂布保护层涂布液，使干燥后的膜厚达到1.5微米，接着在100℃下干燥5分钟。
用超高压汞灯以100mJ/cm2从基板涂布面一侧进行图案曝光。然后用碱显影处理液TCD(富士胶片株式会社制造)进行显影处理(33℃20秒钟)，得到了黑底。
对照例1～3除了将上述化合物和分散剂按照表1改变以外，与实施例1同样制作了黑底。
表1中示出了实施例1～9和对照例1～3中银微粒的分散性、黑底的膜厚和色调。
上述银微粒分散性的评价，是银微粒分散液制备后立即用旋涂器涂布在玻璃基板上，利用光学显微镜观察在100℃下干燥2分钟后的情况而进行的。利用这种银微粒分散性的评价方法，可以评价银微粒分散液中和黑底中银微粒的分散性。
分散性的评价被分成A～E五类。图1中(A)至(E)表示的照片，分别表示与种类A～E相当的分散状态。实际上容许的是A类和B类。
膜厚表示达到光学浓度3.6所必须的膜厚。膜厚的测定，是对将黑底制作用涂布液涂布在玻璃基板上的样品，利用超高压汞灯从涂布面一侧进行100mJ/cm2曝光，利用触针式表面粗度计P-1(TENKOP公司出品)测定了此样品在曝光后的膜厚而进行的。
色调，是利用目视法评价了黑底。
表1
化合物1M205(Kuraray株式会社制造的SH末端聚乙烯醇)化合物2M115(Kuraray株式会社制造的SH末端聚乙烯醇)化合物3十二烷基苯磺酸Na
化合物4十二烷基胺化合物5聚乙烯醇化合物6甲基纤维素如表1和图1所示，本发明的涂布液由于含有特定的化合物，所以银微粒的分散性良好，利用这种涂布液制作的黑底，能够获得薄的膜厚和必要的光学浓度。此外，黑底的色调也呈黑色，因而良好。
与此相比，在不使用本发明的化合物制作了黑底的对照例1～3中，不仅银微粒的分散性差，而且黑底的膜厚也厚，此外色调也未能获得黑色，因而不良。
而且用SP值处于9.0以上的分散剂制备银微粒分散液(实施例1～6)的情况下，银微粒的分散性特别好，而且在更薄的膜厚下就能达到所需的光学浓度。
权利要求
1.一种显示装置用遮光膜，是设置在基板上的显示装置用的遮光膜，其中含有高分子粘结剂、被分散在该高分子粘结剂中的金属微粒、以及具有一个以上硫原子和/或氮原子的化合物。
2.按照权利要求1所述的显示装置用遮光膜，其特征在于所述的具有一个以上硫原子和/或氮原子的化合物含量是金属微粒的1质量％以上。
3.按照权利要求1或2所述的显示装置用遮光膜，其特征在于所述的具有一个以上硫原子和/或氮原子的化合物，具有至少一种硫醇基、硫醚基、硫代基、氨基或亚氨基。
4.按照权利要求1～3中任何一项所述的显示装置用遮光膜，其特征在于所述的金属微粒是被分散在SP值9.0以上的分散剂中的金属微粒。
5.按照权利要求1～4中任何一项所述的显示装置用遮光膜，其特征在于形成所述的金属微粒的金属，是从银、金、铂、钯、钨和钛中选出的。
6.一种含有金属微粒的组合物，是制作按照权利要求1～5中任何一项所述的显示装置用遮光膜用的含有金属微粒的组合物，其中含有高分子粘结剂、金属微粒和具有一个以上硫原子和/或氮原子的化合物。
7.按照权利要求6所述的含有金属微粒的组合物，其特征在于所述的含有金属微粒的组合物具有感光性。
8.一种感光性转写材料，是制作权利要求(1)～(5)中任何一项所述的显示装置用遮光膜用的感光性转写材料，用含有高分子粘结剂、金属微粒和具有一个以上硫原子和/或氮原子的化合物且具有感光性的含有金属微粒的组合物，在假支撑体上形成感光性遮光层。
9.按照权利要求1～5中任何一项所述的的遮光膜的制作方法，其特征在于通过在基板上涂布权利要求6所述的含有金属微粒的组合物，而在基板上形成遮光膜。
10.按照权利要求9所述的遮光膜的制作方法，其特征在于将所述的遮光膜图案化。
11.按照权利要求1～5中任何一项所述的遮光膜的制作方法，其特征在于将权利要求8中所述的感光性转写材料的感光性遮光层转写在基板上，将基板上的感光性遮光层图案化。
12.按照权利要求9～11中任何一项所述的的制作方法制作的遮光膜。
13.一种显示装置用基板，其中备有权利要求1～5、或权利要求12中任何一项所述遮光膜。
14.一种滤色器，其中备有权利要求1～5、或权利要求12中任何一项所述遮光膜。
全文摘要
本发明提供一种金属微粒的分散良好的显示装置用遮光膜、制作该遮光膜用的含金属微粒的组合物和感光性转写材料、使用上述含金属微粒的组合物或感光性转写材料的遮光膜的制作方法、以及备有上述遮光膜的显示装置用基板和滤色器，所述遮光膜，是含有高分子粘结剂、被分散在该高分子粘结剂中的金属微粒、及具有一个以上硫原子和/或氮原子的化合物的、被设置在假基板上的显示装置用遮光膜；所述含金属微粒的组合物，是含有高分子粘结剂、金属微粒、及具有一个以上硫原子和/或氮原子的化合物的含金属微粒的组合物；所述感光性转写材料，是用含有高分子粘结剂、金属微粒、及具有一个以上硫原子和/或氮原子的化合物、并具有感光性的含金属微粒的组合物，在假支撑体上形成了感光性遮光层的感光性转写材料。
文档编号G02F1/1335GK1651992SQ20041009234
公开日2005年8月10日 申请日期2004年11月9日 优先权日2004年2月6日
发明者畠山晶 申请人:富士胶片株式会社