专利名称：黑色材料、黑色微粒分散液和使用了它的黑色遮光膜以及带有黑色遮光膜的基材的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种黑色材料(黑色微粒)，特别涉及适用于记录材料、液晶显示器等各种显示装置的黑矩阵等中，黒色度高、遮光性优良的黒色材料。另外，本发明还涉及黑色微粒分散液和使用了它的黑色遮光膜及带有黑色遮光膜的基材，特别涉及适用于各种显示装置的黑矩阵、黒色装饰膜等中，黒色度高、遮光性优良的膜技木。本申请基于2004年9月21日申请的特愿2004-273348号、2005年2月17日申请的特愿2005-040257号、2005年2月17日申请的特愿2005-040258号主张优先权，在这里
援引其内容。
背景技术：
以往，作为黑色材料，已知有碳黑、低次氧化钛、氧化铁、铬、银微粒等金属材料或无机材料(例如參照专利文献I)。这些黑色材料被作为对黑色光遮蔽性薄膜、黒色光遮蔽性玻璃、黑色纸、黒色布、黒色油墨、等离子体显示器(rop)或液晶显示器(LCD)的黑矩阵材料、黑密封材料、黑掩模材料等赋予黑色或光遮蔽性的材料利用。另ー方面，在将金、钼族元素或它们的合金黒色化时，虽然可以采用在这些金属或合金的母材表面形成由黑色氧化物构成的覆盖膜的方法，但是该方法中，黑色氧化物容易从母材上剥离，无法获得具有耐久性的黒色金合金。所以，提出过如下的黒色合金的方案，SP，通过向金、钼族元素或它们的合金或者在所述任意的金属或合金中添加了银的合金中，添加铜、镍、铁等金属，将其氧化，而在表面形成密接性良好的由金属氧化物构成的黑色氧化物层(參照专利文献2)。另外，在感光材料的领域中，作为提高鮮明性、将从背面曝光的光学信息以恰当的浓度记录并且改良了显影处理时的红外线检测特性的照片用的感光材料，提出过在水性明胶中分散了黑色胶体银的黑色胶体银分散物(參照专利文献3)。但是，以往作为薄型并且大型的平面型显示装置，已知能够实现全色显示的液晶显示器(LCD)。在该彩色液晶显示器中，在以矩阵状排列于透明基板上的R(红)、G(緑)、B(蓝)的各象素中，为了提高其显示面的对比度，形成有遮光性高的黑矩阵。特别是在使用了薄膜晶体管(TFT)的有源矩阵型的液晶显示器(TFT-LCD)中，该黑矩阵会防止TFT的光所引起的泄漏电流，并且阻止各象素的显示面以外的光的透过而提高各象素的对比度，从而可以提高作为显示装置的画质。该黑矩阵有形成于TFT阵列基板侧的情况、形成于滤色片侧的情況。对于形成于TFT阵列基板侧的情况，由于黑矩阵与象素电极及TFT直接接触，因此对黑矩阵要求高绝缘性。另ー方面，对于形成于滤色片侧的情況，特别是在横电场驱动方式的液晶显示器(LCD)的情况下，对滤色片侧的黑矩阵也要求高绝缘性。该黑矩阵以往虽然是利用真空蒸镀法或溅射法将透明的象素电极以外的部分覆 盖地形成遮光性高的Cr等的金属膜，然而近年来，作为取代它的材料，开发出了遮光性高、制造エ序简单并且可以实现低价格化的黑矩阵形成用材料，并已经用于实用之中。作为此种黑矩阵形成用材料，例如提出过在有机溶剂中分散了将表面利用树脂或氧化硅覆盖而绝缘化了的碳黑或钛黑的分散液(例如參照专利文献4、5);在有机溶剂中分散了银微粒等金属微粒的分散液(例如參照专利文献6、7)。专利文献I :特开平5-127433号公报专利文献2 :特开平10-8235号公报专利文献3 :特开2000-155387号公报专利文献4 :特开2002-201381号公报专利文献5 :特开2002-267832号公报专利文献6 :特开2004-317897号公报专利文献7 :特开2004-334180号公报但是，以往的碳黑、低次氧化钛、氧化铁等金属材料或无机材料虽然是黒色，但是光遮蔽性(遮光性)不充分。所以，若要使用含有这些黑色材料的膜将光遮蔽，就需要通过厚厚地涂布含有黒色材料的涂布液，或将该涂布液多次重叠地涂布，而在基材上形成具有厚度的膜。在将这些黒色材料作为在白色基材上描绘黑色线的记录材料使用的情况下，由于遮光性弱，因此与基底的白色基材的交界部分就会模糊，从而有无法描绘清晰的线的问题。另外，在将这些黒色材料作为光遮蔽材料使用的情况下，为了提高光遮蔽性，需要增多材料中的黒色材料的体积比，粘合剂的含量就会相对地減少。所以，在使用这些黑色材料制作黒色涂膜时，涂膜的強度降低，从而有无法长时间维持涂膜以及无法维持遮光膜的可靠性的问题。另外，虽然铬在黒色度及光遮蔽性方面优良，但是由于是重金属，环境负担大，成本高等各种理由，就会有能够应用的产品受到限制的问题。另外，通过将照片胶片等中所用的溴化银还原而生成的银粒子虽然在黒色度及遮光性方面优良，但是由于银自身是贵金属，而且高价，因此除了作为例外的一部分的昂贵的产品以外，一般不能作为通用产品的黒色材料使用。另外，通过将照片胶片等中所用的溴化银还原而生成的银粒子或黒色银胶体虽然在黒色度及遮光性方面优良，但是这些黑色银粒子只能在明胶的存在下合成，而且在合成后无法将明胶与银粒子完全分离。另外，由于明胶不溶于有机溶剂，因此不可能向有机溶剂中分散，所以只能用于水类的涂料中，有涂料的范围非常狭窄的问题。此外，当使用银胶体制作黒色涂膜时，虽然该黑色涂料在遮光性方面优良，但是由于带有金属色或由等离激元(plasmon)吸收造成的顔色，因此有无法显现出优良的黒色度的问题。
发明内容
本发明之ー是为了解决所述的问题而完成的，其目的在于，提供黒色度高并且光遮蔽性优良而且环境负担小、廉价的黑色颜料。本发明之ニ是为了解决所述的问题而完成的，其目的在于，提供可以获得中度的黒色并且遮光性优良而且环境负担小、廉价的黑色微粒分散液和使用了它的黑色遮光膜及带有黑色遮光膜的基材。但是，在用使用了以往的碳黑或钛黑的分散液制作黑矩阵的情况下，由于遮光性不足，因此需要利用分散液的高浓度化或重叠涂布等来増大膜厚。但是，由于当増大膜厚 吋，黑矩阵与各象素的重叠即变大，滤色片的平坦性降低，在各象素的单元间隙中产生不均，因此会有难以形成均一的象素的问题。在单元间隙中产生了不均的情况下，在显示面中容易产生颜色不均，其结果是，显示面的质量就会降低。另外，当黑矩阵与各象素的重叠变大时，各象素中黑矩阵的占有面积即变大，从而有各象素的开ロ率降低的问题。当开ロ率降低时，各象素的亮度降低，其结果是，显示装置的显示面整体的亮度就会降低。另外，虽然碳黑或钛黑是利用气相法或液相法进行表面处理，然而当利用气相法进行表面处理吋，由于很难将粒子分散于气相中，因此就会在粒子之间接触的状态下与进行表面处理的物质混合，所以表面处理的均一性差，粒子之间的凝聚等也成为问题。所以，也有在粒子的表面气相吸附了四こ氧基硅烷等醇盐后，在减压下将过多的醇盐除去的方法，然而在该方法中，有操作烦杂而花费较多时间及成本的问题。另外，当利用液相法进行表面处理时，虽然由于可以在粒子分散于液相中的状态下进行表面处理，因此与气相法相比能够均一地进行表面处理，但是例如碳黑或钛黑是以粒子之间凝聚了的粉末状态获得，因此将它们分散于水或有机溶剂中是非常困难的。另ー方面，在用以往的使用了金属微粒的分散液制作黑矩阵时，如果只是分散了金属微粒的黑矩阵，则会有无法获得高绝缘性的问题。特别是，对于使用了黒色银微粒的分散液的情況，由于使用明胶来合成银微粒，因此在合成后无法将明胶完全地除去，所以很难将银微粒均一地分散于有机溶剂中。该情况下，当不使用明胶时，则无法合成银微粒。这样，本发明之三是为了解决所述的问题而完成的，其目的在于，提供容易分散于溶剂中而黒色度高并且具有高绝缘性的黑色微粒和黑色微粒分散液及黒色遮光膜以及带有黒色遮光膜的基材。本发明人等对黑色度优良并且光遮蔽性优良的材料进行了深入研究，结果发现，通过将粒径在Inm以上并且在200nm以下的由金属及/或金属氧化物构成的一次粒子会聚而形成粒径在5nm以上并且在300nm以下的二次粒子，另外将该二次粒子的最外层设为含有50重量％以上的选自Au、Pt、Pd、Ag、Ru、Cu、Si、Ti、Sn、Ni中的ー种或两种以上的元素或它们的氧化物的构造，就可以获得黒色度优良并且光遮蔽性优良的黒色材料，从而完成了本发明。S卩，作为本发明之一的黒色材料的特征是，其由一次粒子会聚而成的二次粒子构成，所述一次粒子是粒径在Inm以上并且在200nm以下的由金属及/或金属氧化物构成的粒子，所述二次粒子的粒径在5nm以上并且在300nm以下，该二次粒子的最外层含有50重量％以上的选自Au、Pt、Pd、Ag、Ru、Cu、Si、Ti、Sn、Ni中的ー种或两种以上的元素或它们的氧化物。所述二次粒子最好在内部形成有空间部。所述二次粒子最好在所述最外层或由包括所述最外层的多个层构成的外壳层的内侧形成有空间部。
所述二次粒子优选是芯壳状，该芯壳状是将成为核的物质的外表面用所述最外层或由包括所述最外层的多个层构成的外壳层覆盖而成的。所述外壳层最好致密。另外，本发明人等对黑色度优良、遮光性优良的材料进行了深入研究，结果发现，如果使用含有平均粒径在5nm以上并且在300nm以下的二次粒子和高分子分散剂的黑色微粒分散液，则可以获得黑色度高、遮光性优良的黒色遮光膜或黒色装饰膜等，从而完成了本发明，所述二次粒子是平均粒径在Inm以上并且在200nm以下的由金属及/或金属氧化物构成的微粒的一次粒子会聚而成的。S卩，作为本发明之ニ的黑色微粒分散液的特征是，含有平均粒径在5nm以上并且在300nm以下的二次粒子和高分子分散剂，所述二次粒子是平均粒径在Inm以上并且在200nm以下的由金属及/或金属氧化物构成的微粒的一次粒子会聚而成的。所述微粒优选含有选自银、錫、镍的组中的ー种或两种以上。所述高分子分散剂相对于所述微粒的总重量优选含有I重量％以上并且在10重量％以下。 所述高分子分散剂优选聚こ烯基吡咯烷酮。所述二次粒子最好在内部形成有空间部。所述二次粒子最好在最外层或由包括该最外层的多个层构成的外壳层的内侧形成有空间部。所述二次粒子优选芯壳状，该芯壳状是将成为核的物质的外表面用所述最外层或由包括所述最外层的多个层构成的外壳层覆盖而成的。本发明的黒色遮光膜的特征是，涂布本发明的黑色微粒分散液而成。本发明的带有黑色遮光膜的基材的特征是，在基材的ー个主面上具备本发明的黑色遮光膜。所述黑色遮光膜优选CIE光亮度L*在10以下，色度a*在-I以上并且在I以下，色度b*在-I以上并且在I以下，作为光学浓度的OD值在3以上。另外，本发明人等对容易分散于溶剂中、黒色度高而且具有高绝缘性的材料进行了深入研究，结果发现，通过将以往的银微粒替换为平均粒径在5nm以上并且在300nm以下的二次粒子，另外将该二次粒子的表面用绝缘膜覆盖，就可以获得容易分散于溶剂中、黒色度高而且具有高绝缘性的黑色微粒，从而完成了本发明，所述该二次粒子是平均粒径在Inm以上并且在200nm以下的由金属及/或金属氧化物构成的微粒的一次粒子会聚而成的。S卩，作为本发明之三的黑色微粒的特征是，平均粒径在5nm以上并且在300nm以下的二次粒子的表面被绝缘膜覆盖，所述二次粒子是平均粒径在Inm以上并且在200nm以下的由金属及/或金属氧化物构成的微粒的一次粒子会聚而成的。所述绝缘膜优选金属氧化物或有机高分子化合物。所述微粒优选含有选自银、錫、镍的组中的ー种或两种以上。本发明的黑色微粒分散液的特征是，含有本发明的黑色微粒。本发明的黒色遮光膜的特征是，涂布本发明的黑色微粒分散液而成。本发明的带有黑色遮光膜的基材的特征是，在基材的ー个主面上，具备本发明的 黒色遮光膜。本发明之一的黑色材料是由如下的二次粒子构成，即，由金属及/或金属氧化物构成的粒径在Inm以上并且在200nm以下的一次粒子会聚而成,该二次粒子的粒径在5nm以上并且在300nm以下，使该二次粒子的最外层含有50重量％以上的选自Au、Pt、Pd、Ag、Ru、Cu、Si、Ti、Sn、Ni中的ー种或两种以上的元素或它们的氧化物，因此就可以提高黑色材料自身的黒色度，也可以提高光遮蔽性。另外，即使在使用该黑色材料制作黑色涂膜的情况下，也不会有涂膜的強度降低的情况，可以长时间地维持涂膜。另外，由于将二次粒子的最外层设为含有50重量％以上的选自Au、Pt、Pd、Ag、Ru、Cu、Si、Ti、Sn、Ni中的ー种或两种以上的元素或它们的氧化物的构成，因此环境负担小、廉价。根据以上说明，可以提供黒色度高并且光遮蔽性优良而且环境负担小、廉价的黑色材料。根据本发明之ニ的黑色微粒分散液，由于含有平均粒径在5nm以上并且在300nm以下的二次粒子和高分子分散剂，因此就可以获得中度的黒色并且遮光性高的黒色遮光膜或黒色装饰膜，所述二次粒子是由金属及/或金属氧化物构成的平均粒径在Inm以上并且在200nm以下的微粒的一次粒子会聚而成的。另外，在使用该黑色微粒分散液制作涂膜的情况下，由于分散于黑色微粒分散液中的二次粒子自身在黒色度或遮光性方面优良，因此可以减少涂膜中相对于粘合剂的黑色微粒的量，所以就不会有涂膜的強度降低的情况，可以长时间地维持涂膜。根据以上说明，可以提供黒色度高并且光遮蔽性优良而且环境负担小、廉价的黑色材料。根据本发明之三的黑色微粒，由于平均粒径在5nm以上并且在300nm以下的二次粒子的表面被绝缘膜覆盖，因此就可以使之容易分散于溶剂中，可以提高黑色微粒自身的黒色度，可以提高绝缘性，所述二次粒子是平均粒径在Inm以上并且在200nm以下的由金属及/或金属氧化物构成的微粒的一次粒子会聚而成的。本发明之四是ー种黑色微粒，其特征是，其是如下的黒色材料的表面被绝缘膜覆盖而形成的微粒，所述黑色材料是由粒径在Inm以上并且在200nm以下的金属构成的一次粒子会聚而成的，并且该二次粒子的粒径在5nm以上并且在300nm以下，该二次粒子含有选自银(Ag)、锡(Sn)、镍(Ni)中的ー种或两种以上的元素。本发明之五是本发明之四所述的黑色微粒，其特征是，所述二次粒子在内部形成有空间部。本发明之六是本发明之四所述的黑色微粒，其特征是，所述二次粒子在最外层或由包括所述最外层的多个层构成的外壳层的内侧形成有空间部。本发明之七是本发明之四所述的黑色微粒，其特征是，所述二次粒子是将成为核的物质的外表面用最外层或由包括所述最外层的多个层构成的外壳层覆盖而成的芯壳状。本发明之八是本发明之六所述的黑色微粒，其特征是，所述 外壳层致密。本发明之九是本发明之七所述的黑色微粒，其特征是，所述外壳层致密。本发明之十是本发明之四 九中的任意一项所述的黑色微粒，其特征是，所述绝缘膜是金属氧化物或有机高分子化合物。本发明之十一是ー种黑色微粒分散液，其特征是，含有本发明之四 九中的任意一项所述的黑色微粒和分散剂。本发明之十二是ー种黒色遮光膜，其特征是，涂布本发明之十一所述的黑色微粒分散液而成。本发明之十三是ー种带有黑色遮光膜的基材，其特征是，是在基材的ー个主面上具备本发明之十二所述的黑色遮光膜而成。本发明之十四是本发明之十三所述的带有黒色遮光膜的基材，其特征是，所述黑色遮光膜的CIE光亮度L*在10以下，色度a*在-I以上并且在I以下，色度b*在-I以上并且在I以下，OD值在3以上。根据本发明的黑色微粒分散液，由于含有本发明的黑色微粒，因此可以提高黑色微粒的分散性，可以提高涂布性。根据本发明的黒色遮光膜，由于是涂布本发明的黑色微粒分散液而获得的，因此即使当膜厚较薄时，也可以提高遮光性及绝缘性。如果将该黒色遮光膜应用于液晶显示器等平面型显示装置的黑矩阵中，则可以通过减薄膜厚来减小黑矩阵与各象素的重叠，可以减小各象素的单元间隙的不均，可以实现象素的均一化。所以，在显示面中就很难产生颜色不均，可以提高显示面的质量。另外，可以提闻各象素的开ロ率，可以提闻显不装置的显不面整体的売度。
图I是表示本发明的实施方式(之一)的黒色材料、实施方式(之ニ)的黑色微粒的断面构造的示意图。图2是表示本发明的实施方式(之一)的黒色材料、实施方式(之ニ)的黑色微粒的断面构造的其他例子的示意图。图3是表示本发明的实施方式(之一)的黒色材料、实施方式(之ニ)的黑色微粒的断面构造的其他例子的示意图。图4是表示本发明的实施方式(之一)的黒色材料、实施方式(之ニ)的黑色微粒的断面构造的其他例子的示意图。图5是表示本发明的实施方式(之三)的黑色微粒的断面构造的示意图。
图6是表示本发明的实施方式(之三)的黑色微粒的断面构造的其他例子的示意图。图7是表示本发明的实施方式(之三)的黑色微粒的断面构造的其他例子的示意图。图8是表示本发明的实施方式(之三)的黑色微粒的断面构造的其他例子的示意图。图9是表示本发明的实施例1、7的粉末试样的粉末X射线衍射图形的图。图10是表示本发明的实施例2、8的粉末试样的粉末X射线衍射图形的图。图11是表示本发明的实施例3、9的粉末试样的粉末X射线衍射图形的图。图12是表示本发明的实施例4的粉末试样的粉末X射线衍射图形的图。 图13是表示本发明的实施例5的粉末试样的粉末X射线衍射图形的图。其中，1、11、21、31黑色材料，2 —次粒子，3 二次粒子，4微粒，5 绝缘膜，12,23空间部，22致密的外壳层，32粒子状的核
具体实施例方式实施方式(之一)首先，对于作为本发明之一的黒色材料的最佳的方式进行说明。而且，该方式是为了更好地理解发明的主g而具体地说明的，只要没有特别指出，就不是限定本发明的。本实施方式的黒色材料是如下的黒色材料，S卩，由平均粒径在Inm以上并且在200nm以下的由金属及/或金属氧化物构成的一次粒子会聚而成的二次粒子构成，该二次粒子的粒径在5nm以上并且在300nm以下，该二次粒子的最外层含有50重量％以上的选自Au、Pt、Pd、Ag、Ru、Cu、Si、Ti、Sn、Ni中的ー种或两种以上的元素或它们的氧化物。该二次粒子只要其最外层含有50重量％以上的选自Au、Pt、Pd、Ag、Ru、Cu、Si、Ti.Sn.Ni中的ー种或两种以上的元素或它们的氧化物即可，对于除该最外层以外的部分的材料组成，没有限定。该二次粒子最优选在内部形成有空间部的方式，其次，优选在由多个层构成的外壳层的内侧形成有空间部的方式；或者将成为核的物质的外表面利用所述最外层或由包括所述最外层的多个层构成的外壳层覆盖而成的作为芯壳状的方式。下面，对该黑色材料的断面形状进行说明。该黑色材料可以采用如下的各种各样的构造。(I)密构造图I是示意性地表示本实施方式的黒色材料的断面构造的断面图，图中，I为黑色材料，粒径在Inm以上并且在200nm以下的由金属及/或金属氧化物构成的一次粒子2会聚，形成粒径在5nm以上并且在300nm以下的二次粒子3，该二次粒子3的最外层由含有50重量％以上的选自Au、Pt、Pd、Ag、Ru、Cu、Si、Ti、Sn、Ni中的ー种或两种以上的元素或它们的氧化物的作为一次粒子的微粒4构成。该黑色材料I因一次粒子2紧密地会聚，而形成在内部没有空间部的密构造。(2)空心构造(之一)
图2是示意性地表示本实施方式的黒色材料的断面构造的其他的例子的断面图，该黑色材料11与图I的黒色材料I不同的方面在于，在二次粒子3的内部形成了空间部12。(3)空心构造(之ニ)图3是示意性地表示本实施方式的黒色材料的断面构造的其他的例子的断面图，该黑色材料21与图2的黒色材料11不同的方面在干，仅由微粒4构成致密的外壳层22，将该外壳层22的内侧设为空间部23。该外壳层22在这里虽然仅设为微粒4的ー层，但是也可以设为由两层以上的多层形成的构成。(4)芯壳构造
图4是示意性地表示本实施方式的黒色材料的断面构造的其他的例子的断面图，该黑色材料31与图I的黒色材料I不同的方面在于，是将粒子状的核32的外表面利用仅由微粒4构成的致密的外壳层22覆盖的构成。作为构成核32的物质，没有特别限定，但是优选与构成外壳层22的微粒4密接性良好的物质，例如可以优选使用氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)等。这些黑色材料I 31可以使用通常的微粒合成法来制作。作为微粒合成法，无论使用气相反应法、喷雾热分解法、喷散法、液相反应法、冷冻干燥法、水热合成法等的哪种方法都可以。根据本实施方式的黒色材料，通过其由粒径在5nm以上并且在300nm以下的如下的二次粒子构成，并使该二次粒子的最外层含有50重量％以上的选自Au、Pt、Pd、Ag、Ru、Cu、Si、Ti、Sn、Ni中的ー种或两种以上的元素或它们的氧化物，就可以提高黑色度，也可以提高光遮蔽性，所述二次粒子是粒径在Inm以上并且在200nm以下的由金属及/或金属氧化物构成的一次粒子会聚而成。
实施方式(之ニ)下面，对于作为本发明之ニ的黑色微粒分散液和使用了它的黑色遮光膜及带有黑色遮光膜的基材的最佳的方式进行说明。本实施方式的黑色微粒分散液含有平均粒径在5nm以上并且在300nm以下的二次粒子和高分子分散液，所述二次粒子是平均粒径在Inm以上并且在200nm以下的由金属及/或金属氧化物构成的微粒的一次粒子会聚而成。在该黑色微粒分散液中，含有溶剂、根据需要含有的有机粘合剂等。该微粒的元素虽然没有特别限定，但是优选含有选自银、錫、镍的组中的一种或两种以上。该二次粒子最优选在内部形成有空间部的方式，其次，优选在最外层或由包括该最外层的多个层构成的外壳层的内侧形成有空间部的方式；或者将成为核的物质的外表面利用所述最外层或由包括所述最外层的多个层构成的外壳层覆盖而成的芯壳状的方式。另夕卜，虽然该二次粒子也可以仅是一次粒子夹隔分散剂等而会聚的方式，然而更优选一次粒子不夹隔分散剂等而相互直接接触的方式；或在一次粒子间具有网络地接合的方式。下面，对于形成该二次粒子的黑色微粒的断面形状，将使用在所述实施方式(之一)中使用的图I 图4进行说明。
该黑色微粒可以采用如下的各种各样的构造。(I)密构造图I是示意性地表示本实施方式的黑色微粒的断面构造的断面图，图中，符号I为黑色微粒(黒色材料)，平均粒径在Inm以上并且在200nm以下的由金属及/或金属氧化物构成的一次粒子2会聚，形成平均粒径在5nm以上并且在300nm以下的二次粒子3，该黑色微粒I因一次粒子2紧密地会聚，而形成在内部除了粒子的间隙以外没有大的空间部的密构造。另外，一次粒子2无论是由ー种金属或金属氧化物构成，还是由两种以上的金属及/或金属氧化物构成都可以。另外，该二次粒子的形状没有特别限制，可以使用球状、不定形、板状等各种形状的粒子。(2)空心构造(之一)图2是示意性地表示本实施方式的黑色微粒的断面构造的其他的例子的断面 图，该黑色微粒(黒色材料)11与图I的黑色微粒I不同的方面在于，在二次粒子3的内部形成了空间部12。该二次粒子的形状没有特别限制，可以使用球状、不定形、板状等各种形状的粒子。另外，该空心构造也可以不是完整的状态，既可以将外部和空间部12用孔相连，也可以成为例如将图2的球状的二次粒子分割为若干个的形状。(3)空心构造(之ニ)图3是示意性地表示本实施方式的黑色微粒的断面构造的其他的例子的断面图，该黑色微粒(黒色材料)21与图2的黑色微粒11不同的方面在干，仅由微粒4构成外壳层22，将该外壳层22的内侧设为空间部23。该外壳层22在这里虽然设为微粒4的ー层，但是也可以设为由两层以上的多层形成的构成。另外，该黑色微粒的形状没有特别限制，可以使用球状、不定形、板状等各种形状的粒子。另外，该空心构造也可以不是完整的状态，既可以将外部和空间部23用孔相连，也可以成为例如将图3的球状的黑色微粒分割为若干个的形状。(4)芯壳构造图4是示意性地表示本实施方式的黑色微粒的断面构造的其他的例子的断面图，该黑色微粒(黒色材料)31与图I的黒色材料I不同的方面在于，是将粒子状的核32的外表面利用仅由微粒4构成的外壳层22覆盖的构成。另外，该外壳层22也可以不是完整的状态，也可以将外部与核32用孔相连。该黑色微粒的形状没有特别限制，可以使用球状、不定形、板状等各种形状的粒子。作为构成核32的物质，没有特别限定，但是优选与构成外壳层22的微粒4密接性良好的物质，例如可以优选使用银、锡、镍、氧化硅(SiO2)、氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)等。高分子分散剂通过提高微粒表面的润湿性，来提高该微粒的分散性，其结果是，提高了分散液的均一性，例如可以优选使用聚こ烯基吡咯烷酮(PVP)、聚こニ醇、聚丙烯酸酰胺等。该高分子分散剂相对于黑色微粒分散液中所含的微粒的总重量，优选含有I重量％以上并且在10重量％以下，更优选2重量％以上并且8重量％以下，进ー步优选3重量％以上并且6重量％以下。作为溶剂，虽然没有特别限定，但是例如可以举出水、甲醇、こ醇、正丙醇、2-丙醇、丁醇等一元醇类；こニ醇等ニ元醇类；￠-氧基こ基甲基醚(甲基溶纤剂)、￠-氧基こ基醚(こ基溶纤剂)、0-氧基こ基丙基醚(丙基溶纤剂)、丁基-￠-氧基こ基醚(丁基溶纤齐IJ)等こニ醇醚(溶纤剂)类；こニ醇、丙ニ醇等ニ醇类；丙酮、甲基こ基酮、ニ甲基酮等酮类；こ酸こ酷、こ酸丁酷、こ酸苄酯等酯类；甲氧基こ醇、こ氧基こ醇等醚醇类；丙ニ醇单甲醚こ酸酯等。本实施方式的黑色微粒分散液中的黑色微粒可以使用通常的微粒合成法来制作。作为微粒合成法，无论使用气相反应法、喷雾热分解法、喷散法、液相反应法、冷冻干燥法、水热合成法等的哪种方法都可以。根据本实施方式的黑色微粒分散液，由于含有平均粒径在5nm以上并且在300nm以下的二次粒子，因此可以提高黑色度，还可以提高遮光性，所述二次粒子是平均粒径在Inm以上并且在200nm以下的由金属及/或金属氧化物构成的微粒的一次粒子会聚而成的。另外，通过相对于黑色微粒分散液中所含的微粒的总重量含有I重量％以上并且
在10重量％以下的高分子分散剂，就可以获得良好的分散稳定性，可以获得良好的黒色遮光性。另外，通过使用聚こ烯基吡咯烷酮作为高分子分散剂，就可以获得更为良好的分散稳定性。由于该聚こ烯基吡咯烷酮也可溶于有机溶剂中，因此通过将聚こ烯基吡咯烷酮作为高分子分散剂使用，就可以将微粒分散到各种各样的溶剂中，其结果是，可以应用于各种各样的涂料中。根据以上说明，可以提供成为黑色度高、遮光性良好而且环境负担小、廉价的黒色遮光膜的原料的黑色微粒分散液。本实施方式的黒色遮光膜是通过将本实施方式的黑色微粒分散液涂布于基材上，其后进行干燥而获得的。如果将该黒色遮光膜形成于基材的一个主面上，则成为带有黑色遮光膜的基材。作为基材，虽然没有特别限定，但是可以举出玻璃基材、塑料基材(有机高分子基材)。另外，作为其形状，可以举出平板、薄膜状、薄片状等。另外，作为所述的塑料基材，优选塑料薄片、塑料薄膜等。作为玻璃基材的材质，虽然没有特别限定，但是例如可以从钠钙玻璃、钾玻璃、无碱玻璃等中适当地选择。作为塑料基材的材质，虽然没有特别限定，但是例如可以从纤维素こ酸酷、聚苯乙烯(PS)、聚对苯ニ甲酸こニ醇酯(PET)、聚醚、聚酰亚胺、环氧树脂、苯氧树脂、聚碳酸酯(PC)、聚偏氟こ烯、三こ酰基纤维素、聚醚砜(PES)、聚丙烯酸酯等中适当地选择。作为涂布方法，可以恰当地使用通常所用的方法，例如棒涂覆法、旋转涂覆法、喷雾涂覆法、喷墨法、浸溃法、辊涂法、网板印刷法等。涂布于基材上的分散液由于含有溶剂，因此利用其后的干燥エ序将溶剂除去。例如，通过将涂布了分散液的基材放置于大气中、室温(25°C )下，或者以规定的温度，例如在大气中、以50°C 80°C的温度加热，使分散液中所含的溶剂挥发，形成黒色遮光膜。所述黑色遮光膜优选由CIE (国际照明委员会)标准化了的CIE光亮度L*在10以下，色度a*在-I以上并且在I以下，色度b*在-I以上并且在I以下，作为光学浓度的OD值在3以上。
CIE光亮度L*越低，则黑色遮光膜的黒色度就越提高，在作为黑矩阵使用时，显示对比度提高。对于色度a*、色度b*，无论是正的值，还是负的值，由于当数值变大时，都会带有色相，因此从显示品质的观点考虑，优选接近0的值，即，最好黒色遮光膜没有色彩。由于当OD值低时，则为了获得足够的遮光性，黒色遮光膜的膜厚就会变大，因此特别是在将黑色遮光膜作为黑矩阵使用的情况下，当黒色遮光膜的膜厚变大时，则会产生显示不均等问题。实施方式(之三)下面，对作为本发明之三的黑色微粒和黑色微粒分散液及黒色遮光膜以及带有黑色遮光膜的基材的最佳的方式进行说明。对于本实施方式的黑色微粒而言，平均粒径在5nm以上并且在300nm以下的二次粒子的表面被绝缘膜覆盖，所述二次粒子是平均粒径在Inm以上并且在200nm以下的由金属及/或金属氧化物构成的微粒的一次粒子会聚而成。该微粒的元素虽然没有特别限定，但是优选含有选自银、錫、镍的组中的一种或两种以上。该二次粒子最优选在内部形成有空间部的方式，其次，优选在最外层或由包括该最外层的多个层构成的外壳层的内侧形成有空间部的方式；或者将成为核的物质的外表面利用所述最外层或由包括所述最外层的多个层构成的外壳层覆盖而成的芯壳状的方式。另夕卜，虽然该二次粒子也可以仅是一次粒子夹隔分散剂等而会聚的方式，然而更优选一次粒子不夹隔分散剂等而相互直接接触的方式；或在一次粒子间具有网络地接合的方式。作为该黑色微粒的构成要素的微粒可以使用通常的微粒合成法来制作。作为微粒合成法，无论使用气相反应法、喷雾热分解法、喷散法、液相反应法、冷冻干燥法、水热合成法等的哪种方法都可以。绝缘膜是通过将平均粒径在5nm以上并且在300nm以下的二次粒子的表面绝缘化而形成高绝缘性微粒，优选金属氧化物或有机高分子化合物，其中所述二次粒子是平均粒径在Inm以上并且在200nm以下的由金属及/或金属氧化物构成的微粒的一次粒子会聚而成的。作为金属氧化物，可以优选使用具有绝缘性的金属氧化物，例如氧化硅(硅石)、氧化铝(三氧化ニ铝)、氧化锆(ニ氧化锆)、氧化钇(三氧化ニ钇)、氧化钛(ニ氧化钛)
坐寸o另外，作为有机高分子化合物，可以优选使用具有绝缘性的树脂，例如聚酰亚胺、聚醚、聚丙烯酸酯、聚胺化合物等。为了充分地保持所述微粒的表面的绝缘性，绝缘膜的膜厚优选I IOOnm的厚度，更优选5 50nm。该绝缘膜可以利用表面改性技术或者表面的涂覆技术容易地形成。特别是，如果使用四こ氧基硅烷、三こ氧基铝等醇盐，则由于可以在比较低的温度下形成膜厚均一的绝缘膜，因此优选。下面，对本实施方式的黑色微粒的断面形状进行说明。
该黑色微粒可以采用如下的各种各样的构造。(I)密构造
图5是示意性地表示本实施方式的黑色微粒的断面构造的断面图，图中，符号I为黑色微粒，平均粒径在Inm以上并且在200nm以下的由金属及/或金属氧化物构成的一次粒子2会聚，形成平均粒径在5nm以上并且在300nm以下的二次粒子3，该黑色微粒I因一次粒子2紧密地会聚，而形成在内部除了粒子的间隙以外没有大的空间部的密构造，另外，二次粒子3的表面被绝缘膜5覆盖。另外，一次粒子2无论是由ー种金属或金属氧化物构成，还是由两种以上的金属及/或金属氧化物构成都可以。另外，该二次粒子的形状没有特别限制，可以使用球状、不定形、板状等各种形状的粒子。(2)空心构造(之一)图6是示意性地表示本实施方式的黑色微粒的断面构造的其他的例子的断面图，该黑色微粒11与图I的黑色微粒I不同的方面在于，在二次粒子3的内部形成了空间部12。该黑色微粒11中，二次粒子3的表面也是被绝缘膜5覆盖。该二次粒子的形状没有特别限制，可以使用球状、不定形、板状等各种形状的粒子。另外，该空心构造也可以不是完整的状态，既可以将外部和空间部12用孔相连，也可以成为例如将图2的球状的二次粒子分 割为若干个的形状。(3)空心构造(之ニ)图I是示意性地表示本实施方式的黑色微粒的断面构造的其他的例子的断面图，该黑色微粒21与图2的黑色微粒11不同的方面在干，仅由微粒4构成外壳层22，将该外壳层22的内侧设为空间部23。该黑色微粒21中，二次粒子3的表面也是被绝缘膜5覆盖。该外壳层22在这里虽然设为微粒4的ー层，但是也可以设为由两层以上的多层形成的构成。另外，该黑色微粒的形状没有特别限制，可以使用球状、不定形、板状等各种形状的粒子。另外，该空心构造也可以不是完整的状态，既可以将外部和空间部23用孔相连，也可以成为例如将图3的球状的黑色微粒分割为若干个的形状。(4)芯壳构造图8是示意性地表示本实施方式的黑色微粒的断面构造的其他的例子的断面图，该黑色微粒31与图I的黒色材料I不同的方面在于，是将粒子状的核32的外表面利用仅由微粒4构成的外壳层22覆盖的构成。该黑色微粒31中，二次粒子3的表面被绝缘膜5覆盖。另外，该外壳层22也可以不是完整的状态，也可以将外部与核32用孔相连。该黑色微粒的形状没有特别限制，可以使用球状、不定形、板状等各种形状的粒子。作为构成核32的物质，虽然没有特别限定，但是优选与构成外壳层22的微粒4密接性良好的物质，例如可以优选使用银、锡、镍、氧化硅(Si02)、氧化钛(Ti02)、氧化锆(ZrO2)等。本实施方式的黑色微粒中，通过将平均粒径在5nm以上并且在300nm以下的二次粒子的表面利用绝缘膜覆盖，与Ag粒子或Sn粒子相比黒色度提高，遮光性提高，绝缘性也提高，所述二次粒子是平均粒径在Inm以上并且在200nm以下的由金属及/或金属氧化物构成的微粒的一次粒子会聚而成的。另外，通过将平均粒径在5nm以上并且在300nm以下的二次粒子的表面利用由金属氧化物构成的绝缘膜覆盖，就会形成与Ag粒子或Sn粒子等金属微粒相比耐热性更为优良的材料，而且机械强度更高、更难以磨损，所述二次粒子是平均粒径在Inm以上并且在200nm以下的由金属及/或金属氧化物构成的微粒的一次粒子会聚而成的。
本实施方式的黑色微粒分散液是含有本实施方式的黑色微粒的分散液，在该黑色微粒分散液中，含有溶剂、根据需要含有的有机粘合剂等。作为溶剂，虽然没有特别限定，但是例如可以同样地使用所述实施方式(之ニ)中所例示的溶剂。本实施方式的黑色微粒分散液中，通过含有将平均粒径在5nm以上并且在300nm以下的二次粒子的表面利用绝缘膜覆盖的黑色微粒，就可以提供成为黑色度高、遮光性及绝缘性优良而且廉价的黒色遮光膜的原料的黑色微粒分散液，所述二次粒子是平均粒径在Inm以上并且在200nm以下的由金属及/或金属氧化物构成的微粒的一次粒子会聚而成的。另外，通过使用聚こ烯基吡咯烷酮作为高分子分散剂，就可以获得更为良好的分散稳定性。由于该聚こ烯基吡咯烷酮也可溶于有机溶剂中，因此通过将聚こ烯基吡咯烷酮作为高分子分散剂使用，就可以将微粒分散到各种各样的溶剂中，其结果是，可以应用于各种各样的涂料中。
根据以上说明，可以提供成为黑色度高、遮光性良好而且环境负担小、廉价的黒色遮光膜的原料的黑色微粒分散液。本实施方式的黒色遮光膜是通过将本实施方式的黑色微粒分散液涂布于基材上，其后进行干燥而获得的。如果将该黒色遮光膜形成于基材的一个主面上，则成为带有黑色遮光膜的基材。作为基材，虽然没有特别限定，但是可以举出玻璃基材、塑料基材(有机高分子基材)。另外，作为其形状，可以举出平板、薄膜状、薄片状等。另外，作为所述的塑料基材，优选塑料薄片、塑料薄膜等。作为玻璃基材及塑料基材的材质，虽然没有特别限定，但是例如可以同样地使用所述实施方式(之ニ)中所例示的玻璃基材及塑料基材的材质。作为涂布方法，可以恰当地使用通常所用的方法，例如棒涂覆法、旋转涂覆法、喷雾涂覆法、喷墨法、浸溃法、辊涂法、网板印刷法等。涂布于基材上的分散液由于含有溶剂，因此利用其后的干燥エ序将溶剂除去。例如，通过将涂布了分散液的基材放置于大气中、室温(25°C )下，或者以规定的温度，例如在大气中、以50°C 80°C的温度加热，使分散液中所含的溶剂挥发，形成黒色遮光膜。该黑色遮光膜在作为液晶显示器(LCD)等显示装置的黑矩阵使用时，优选具有高绝缘性，例如作为体积电阻(Q cm)来说，IO7Q cm以上为优选的范围。另外，最好由CIE(国际照明委员会)标准化了的CIE光亮度L*在10以下，色度a*在-I以上并且在I以下，色度b*在-I以上并且在I以下，作为光学浓度的OD值在3以上。CIE光亮度L*越低，则黑色度就越提高，特别是在作为液晶显示器(IXD)等显示装置的黑矩阵使用的情况下，越低则显示对比度就越提高。所以，将作为显示对比度良好的范围的10以下设为优选的范围。从显示品质的观点考虑，色度a*、色度b*最好没有彩色，由于当绝对值超过I吋，就会带有色调，因此将优选的范围设为没有色彩的绝对值在I以下，即，在-1以上并且在I以下。
当OD值低吋，则无法获得足够的遮光性，另外，对于低OD值的膜，为了获得足够的遮光性，就不得不増大膜厚，特别是在作为液晶显示器(LCD)等的黑矩阵使用的情况下，因膜厚变大，就容易产生显示不均。所以，将即使在膜厚薄的情况下，也可以获得足够的遮光性的范围设为3以上。
实施例以下，对于本发明的实施方式(之一)，利用实施例I 6及比较例I 3，进行更为具体的说明，但是本发明并不受这些实施例限定。(实施例I)取IOg锡胶体(平均粒径90nm，固形成分30重量％，住友大阪水泥公司制)，向 其中添加纯水，得到了总容积为300ml的A液体。另外，称量和混合硝酸银I. 5g及硫代硫酸钠33g，向其中添加纯水而形成水溶液，向该水溶液中添加浓氨水(NH3 28% ) 5ml，再添加纯水，得到了总容积为IOOml的B液体。然后，使用磁性搅拌机将这些A液体和B液体混合10分钟，然后，利用离心分离进行清洗，得到了固形成分为15%的C液体。利用透过型电子显微镜(TEM)观察了该C液体中的粒子的形状，其结果为，粒径为10 30nm的粒子覆盖了粒径为50 90nm的粒子的表面的形状。另外，利用过滤法从该C液体中将粒子分离，其后将其干燥，制作了实施例I的粉末试样，使用X射线衍射装置辨识了该粉末试样中的生成相。图9是表示实施例I的粉末试样的粉末X射线衍射图形的图，图中，〇标记为锡(Sn)的衍射线，A标记为Ag4Sn合金相或Ag3Sn合金相的衍射线。根据该粉末X射线衍射图形和所述的合成エ序可知，C液体中的粒子是将成为核的Sn粒子的表面用Ag Sn合金微粒覆盖了的芯壳构造。然后，向该C液体中添加PVA水溶液，使之达到C液体中的固形成分PVA =50 50的体积比，在利用超声波分散机(ソニフアイヤ-450 BRANS0N ULTRASONICS公司制)进行了分散处理后，静置I小时，形成了涂布液。然后，将该涂布液利用旋转涂覆法涂布于厚度I. Imm的玻璃基板上，形成了黒色的涂膜。这里，通过调整涂布液中的水分量，将涂膜的厚度设为0. 5pm。然后，在将该黑色膜在室温(25で)下干燥后，利用膜厚测定仪テンコ-ル(テンコ-ル公司)測定了膜厚，利用分光光谱仪測定了对于550nm的波长的光的黒色膜自身的透光率。另外，为了评价该黑色膜的黒色度，基于由CIE(国际照明委员会)标准化了的L*a*b*色度图测定了该黑色膜的CIE明亮度L*。将它们的測定结果表示于表I中。(实施例2)向实施例I中得到的C液体中添加纯水而稀释为10倍，向该稀释液中添加IOOg酒石酸水溶液(酒石酸5% )，搅拌10分钟，然后利用离心分离进行清洗，得到了固形成分为15%的D液体。在利用透过型电子显微镜(TEM)观察了该D液体中的粒子的形状后，发现存在多个粒径为50 90nm而在内部形成了空间部的空心状的粒子。该空心粒子是粒径10 30nm的粒子会聚了的形状。另外，利用过滤法从该D液体中分离粒子，其后将其干燥，制作了实施例2的粉末试样，使用X射线衍射装置辨识了该粉末试样中的生成相。图10是表示实施例2的粉末试样的粉末X射线衍射图形的图，图中，〇标记为Sn的衍射线，A标记为Ag4Sn合金相或Ag3Sn合金相的衍射线。根据以上结果可知，D液体中的粒子是由Ag Sn合金构成的空心粒子。然后，向该D液体中添加PVA水溶液，使之达到D液体中的固形成分PVA =50 50的体积比，在利用超声波分散机(ソニフアイヤ-450 BRANS0N ULTRASONICS公司制)进行了分散处理后，静置I小时，形成了涂布液。然后，将该涂布液利用旋转涂覆法涂布于厚度I. Imm的玻璃基板上，形成了黒色的涂膜。这里，通过调整涂布液中的水分量，将涂膜的厚度设为0. 5pm。 然后，在将该黑色膜在室温(25で)下干燥后，利用膜厚测定仪テンコ-ル(テンコ-ル公司)測定了膜厚，利用分光光谱仪測定了对于550nm的波长光的黒色膜自身的透光率。另外，基于由CIE标准化了的L*a*b*色度图测定了该黑色膜的CIE明亮度L*。将它们的测定结果表不于表I中。(实施例3)向实施例2中得到的D液体中添加纯水而稀释为10倍，使用混砂机对该稀释液进行5分钟分散处理，得到了固形成分为15%的E液体。在利用透过型电子显微镜(TEM)观察了该E液体中的粒子的形状后，发现粒径为10 30nm的粒子会聚而形成粒径50 150nm的粒子。另外，利用过滤法从该E液体中分离粒子，其后将其干燥，制作了实施例3的粉末试样，使用X射线衍射装置辨识了该粉末试样中的生成相。图11是表示实施例3的粉末试样的粉末X射线衍射图形的图，图中，A标记为Ag4Sn合金相或Ag3Sn合金相的衍射线。根据以上结果可知，E液体中的粒子是Ag Sn合金微粒会聚了的粒子。然后，向该E液体中添加PVA水溶液，使之达到D液体中的固形成分PVA =50 50的体积比，在利用超声波分散机(ソニフアイヤ-450 BRANS0N ULTRASONICS公司制)进行了分散处理后，静置I小时，形成了涂布液。然后，将该涂布液利用旋转涂覆法涂布于厚度I. Imm的玻璃基板上，形成了黒色的涂膜。这里，通过调整涂布液中的水分量，将涂膜的厚度设为0. 5pm。然后，在将该黑色膜在室温(25で)下干燥后，利用膜厚测定仪テンコ-ル(テンコ-ル公司)測定了膜厚，利用分光光谱仪測定了对于550nm的波长的光的黒色膜自身的透光率。另外，基于由CIE标准化了的L*a*b*色度图测定了该黑色膜的CIE明亮度L*。将它们的测定结果表不于表I中。(实施例4)向葡萄糖2. 3g、酒石酸0. 2g和こ醇4g中添加水，得到了总重量为50g的F液体。另外，向硝酸银I. 5g中添加浓氨水(NH3 28% ) 5ml，再添加纯水，得到了总重量为50g的G液体。然后，将这些F液体与G液体混合，将该混合液添加到实施例I中所用的A液体中，在搅拌该溶液的同时，向该溶液中慢慢地滴加0. 05N的氢氧化钠水溶液10g。然后，使用磁性搅拌机将该溶液搅拌10分钟，其后，利用离心分离进行清洗，得到了固形成分为15%的H液体。利用透过型电子显微镜(TEM)观察了该H液体中的粒子的形状，其结果为，是粒径80 IOOnm的表面光滑的粒子。另外，利用过滤法从该H液体中分离粒子，其后将其干燥，制作了实施例4的粉末试样，使用X射线衍射装置辨识了该粉末试样中的生成相。图12是表示实施例4的粉末试样的粉末X射线衍射图形的图，图中，〇标记为Sn的衍射线，X标记为银(Ag)的衍射线，A标记为Ag4Sn合金相或Ag3Sn合金相的衍射线。根据以上结果可知，H液体中的粒子的表面由Ag与Ag Sn合金的致密的层构成。 然后，向该H液体中添加PVA水溶液，使之达到H液体中的固形成分PVA =50 50的体积比，在利用超声波分散机(V 二 7 7 4气-450 BRANS0N ULTRASONICS公司制)进行了分散处理后，静置I小时，形成了涂布液。然后，将该涂布液利用旋转涂覆法涂布于厚度I. Imm的玻璃基板上，形成了黑色的涂膜。这里，通过调整涂布液中的水分量，将涂膜的厚度设为0. 5i!m。然后，在将该黑色膜在室温(25°C )下干燥后，利用膜厚测定仪$ > ^ ^ ( ^ >^ -力公司)测定了膜厚，利用分光光谱仪测定了对于550nm的波长的光的黑色膜自身的透光率。另外，基于由CIE标准化了的L*a*b*色度图测定了该黑色膜的CIE明亮度L*。将它们的测定结果表不于表I中。(实施例5)向实施例4中得到的H液体中添加纯水，稀释为10倍，向该稀释液中添加酒石酸水溶液(酒石酸5%)100g，搅拌10分钟，然后，利用离心分离进行清洗，得到了固形成分为15%的I液体。在利用透过型电子显微镜(TEM)观察了该I液体中的粒子的形状后，发现存在多个粒径为80 IOOnm的空心状的粒子，该空心状的粒子由致密的外壳层形成。另外，利用过滤法从该I液体中分离粒子，其后将其干燥，制作了实施例5的粉末试样，使用X射线衍射装置辨识了该粉末试样中的生成相。图13是表示实施例5的粉末试样的粉末X射线衍射图形的图，图中，〇标记为Sn的衍射线，A标记为Ag4Sn合金相或Ag3Sn合金相的衍射线。根据以上结果可知，I液体中的由致密的外壳层形成的空心状的粒子是由Ag Sn合金构成。然后，向该I液体中添加PVA水溶液，使之达到I液体中的固形成分PVA =50 50的体积比，在利用超声波分散机{V 二 7 7 A \ -450 BRANS0N ULTRASONICS公司制)进行了分散处理后，静置I小时，形成了涂布液。然后，将该涂布液利用旋转涂覆法涂布于厚度I. Imm的玻璃基板上，形成了黑色的涂膜。这里，通过调整涂布液中的水分量，将涂膜的厚度设为0. 5i!m。
然后，在将该黑色膜在室温(25°C )下干燥后，利用膜厚测定仪$ > ^ ^ ( ^ >^ -力公司)测定了膜厚，利用分光光谱仪测定了对于550nm的波长的光的黑色膜自身的透光率。另外，基于由CIE标准化了的L*a*b*色度图测定了该黑色膜的CIE明亮度L*。将它们的测定结果表不于表I中。(实施例6)向纯水IOOml中，溶解在纯水中溶解了氯化镍粉末(NiCl2 6H20) I. 19g、氯化锡(SnCl2 *2H20) IOOg而使总量为I升(L)的氯化锡水溶液33. 8ml,向该溶液中再添加焦磷酸钾粉末9. 9g、酒石酸7. 5g、甘氨酸0. 82g，搅拌了 10分钟。
其后，向该溶液中添加I %的聚吡咯烷酮水溶液5. Og,继而滴加5N的NaOH水溶液，将该溶液的PH调整为8. 5。然后,在将该溶液保持为55°C的状态下,一次性投入在纯水50g中溶解硼氢化钠I. Ig而得到的溶液，搅拌了 I小时。其后，利用离心分离进行清洗，得到了固形成分为10%的J液体。在利用透过型电子显微镜(TEM)观察了该J液体中的粒子的形状后，发现粒径为I IOnm的粒子将粒径为20 30nm的粒子的表面覆盖地附着，形成粒径为30 50nm的
二次粒子。另外，利用过滤法从该J液体中分离粒子，其后将其干燥，制作了实施例6的粉末试样，使用电子探针微分析仪(EPMA)进行了该粉末试样的元素分析后，检测出了 Ni、Sn及微量的B。在使用X射线衍射装置辨识了该粉末试样中的生成相后，检测出了 Ni和Sn的衍射线。根据该粉末X射线衍射图形和所述的合成工序可知，J液体中的粒子是将成为核的Ni粒子的表面用Sn微粒覆盖了的芯壳构造。然后，向该J液体中添加PVA水溶液，使之达到J液体中的固形成分PVA =50 50的体积比，在利用超声波分散机{V 二 7 7 A \ -450 BRANS0N ULTRASONICS公司制)进行了分散处理后，静置I小时，形成了涂布液。然后，将该涂布液利用旋转涂覆法涂布于厚度I. Imm的玻璃基板上，形成了黑色的涂膜。这里，通过调整涂布液中的水分量，将涂膜的厚度设为0. 5i!m。然后，在将该黑色膜在室温(25°C )下干燥后，利用膜厚测定仪$ > ^ ^ ( ^ >^ -力公司)测定了膜厚，利用分光光谱仪测定了对于550nm的波长的光的黑色膜自身的透光率。另外，为了评价该黑色膜的黑色度，基于由CIE (国际照明委员会)标准化了的L*a*b*色度图测定了该黑色膜的CIE明亮度L*。将它们的测定结果表示于表I中。(比较例I)向碳黑(HA3，东海碳公司制)中添加PVA水溶液，并使之与实施例I同样地达到碳黑PVA = 50 50的体积比，与实施例I同样地进行分散处理、涂布液中的水分量的调整、向玻璃基板上的涂布，制作了厚度为0. 5 ii m的黑色的涂膜。然后，与实施例I相同，进行了该黑色膜的干燥、膜厚的测定、透光率的测定、CIE明亮度L*的测定。将它们的测定结果表示于表I中。(比较例2)向钛黑(13M，-7' 二 A -公司制)中添加PVA水溶液，并使之与实施例I同样地达到钛黑PVA = 50 50的体积比，与实施例I同样地进行分散处理、涂布液中的水分量的调整、向玻璃基板上的涂布，制作了厚度为0. 5 ii m的黑色的涂膜。然后，与实施例I相同，进行了该黑色膜的干燥、膜厚的测定、透光率的测定、CIE明亮度L*的测定。将它们的测定结果表示于表I中。(比较例3)向银纳米粒子(住友大阪水泥公司制)中添加PVA水溶液，与实施例I同样地达到银纳米粒子PVA = 50 50的体积比，与实施例I同样地进行分散处理、涂布液中的水分量的调整、向玻璃基板上的涂布，制作了厚度为0. 5 y m的黑色的涂膜。
然后，与实施例I相同，进行了该黑色膜的干燥、膜厚的测定、透光率的测定、CIE明亮度L*的测定。将它们的测定结果表示于表I中。[表I]
粒子的构造膜厚(Um) 透光率(％) CIE明亮度
L*
实施例 ISn Ag 微粒0.510.004.3
实施例2 Sn Ag合金空心粒子0.500.003.5
实施例3 Sn Ag合金会聚杠子__Ut2__OOO__3.9
实施例4 Sn* Ag致密壳粒子0.510.004.4
实施例5 Sn* Ag致密壳空心粒子0.530.004.0
实施例 6Ni Sn 微粒0.550.004.7
比较例 I____055__032__5.1
比较例2钛黑0.531.058.6
比较例3Ag纳米粒子0.520.0124根据该表I可以确认，实施例I 6的黑色膜相对于比较例I 3来说，透光率更低，CIE明亮度L*也更优良，在遮光性及黑色度方面更为优良。另一方面，比较例1、2的黑色膜的透光率很高，说明相对于实施例I 5的黑色膜来说遮光性很差。另外，比较例3的黑色膜虽然可以获得与实施例I 6大致相同的遮光性，但是膜的颜色为灰色，在色调方面有问题。下面，对本发明的实施方式(之二)，将利用实施例7 10及比较例4 6进行具体的说明，然而本发明不受这些实施例限定。(实施例7)
取20g锡胶体(粒径20 80nm，平均粒径30nm，固形成分15重量％，住友大阪水泥公司制)，将其加入到溶解了 0. 15g聚乙烯基吡咯烷酮(PVP) (kl5 :东京化成工业公司制)的纯水中，得到了总容积为300ml的A液体。另外， 称量和混合硝酸银I. 5g及硫代硫酸钠33g，向其中添加纯水而形成水溶液，向该水溶液中添加浓氨水(NH3 28% ) 5ml，再添加纯水，得到了总容积为IOOml的B液体。然后，使用磁性搅拌机将这些A液体和B液体混合10分钟，然后，利用离心分离进行清洗，得到了固形成分为15%的C液体。然后，向该C液体中添加PVA水溶液，使之达到C液体中的固形成分PVA =50 50的体积比，在利用超声波分散机(V 二 7 7 4气-450 BRANS0N ULTRASONICS公司制)进行了分散处理后，静置I小时，形成了黑色微粒分散液。然后，将该黑色微粒分散液利用旋转涂覆法涂布于厚度I. Imm的玻璃基板上，形成了黑色的涂膜。这里，通过调整分散液中的水分量，将涂膜的厚度设为0.5i!m。然后，在将该带有涂膜的玻璃基板在室温(25°C )下干燥后，得到了带有黑色遮光膜的玻璃基板。然后，利用膜厚测定仪f- >公司)测定了该黑色遮光膜的膜厚。然后，测定了该带有黑色遮光膜的玻璃基板的透光率。这里，利用分光光谱仪测定了对于550nm的波长的光的黑色遮光膜自身的透光率。另外，为了评价该黑色膜的黑色度，基于由CIE (国际照明委员会)标准化了的L*a*b*色度图测定了该黑色膜的CIE明亮度L*、色度a*、色度b*。另外，使用透过浓度计测定了作为该黑色遮光膜的光学浓度的OD值。将它们的测定结果表不于表2中。另外，利用透过型电子显微镜(TEM)观察了所述的C液体中的粒子的形状，其结果为，是平均粒径为5 30nm的粒子将平均粒径为20 80nm的粒子的表面覆盖的形状。另外，利用过滤法从所述的C液体中分离粒子，其后将其干燥，制作了实施例I的粉末试样，使用X射线衍射装置辨识了该粉末试样中的生成相。图9是表示实施例7的粉末试样的粉末X射线衍射图形的图，图中，〇标记为锡(Sn)的衍射线，A标记为Ag4Sn合金相或Ag3Sn合金相的衍射线。根据以上结果可知，C液体中的粒子是将成为核的Sn粒子的表面用由Ag Sn合金微粒覆盖了的芯壳构造。(实施例8)向实施例7中得到的C液体中添加纯水而稀释为10倍，向该稀释液中添加IOOg盐酸水溶液(盐酸4. 5% )，搅拌10分钟，然后利用离心分离进行清洗，得到了固形成分为15%的D液体。然后，向该D液体中添加PVA水溶液，使之达到D液体中的固形成分PVA =50 50的体积比，在利用超声波分散机(^ 二 7 7 ^ \ -450 BRANS0N ULTRASONICS公司制)进行了分散处理后，静置I小时，形成了黑色微粒分散液。然后，将该黑色微粒分散液利用旋转涂覆法涂布于厚度I. Imm的玻璃基板上，形成了黑色的涂膜。这里，通过调整分散液中的水分量，将涂膜的厚度设为0.5i!m。
然后，在将该带有涂膜的玻璃基板在室温(25°C )下干燥后，得到了带有黑色遮光膜的玻璃基板。然后，与实施例7相同，进行了黑色遮光膜的膜厚、透光率的测定、CIE明亮度L*、色度a*、b*的测定、OD值的测定。将它们的测定结果表示于表I中。另外，在利用透过型电子显微镜(TEM)观察了所述的D液体中的粒子的形状后，发现存在多个粒径为20 SOnm而在内部形成了空间部的完整的空心状的粒子。另外，同时还存在空心状的粒子的一部分欠缺、或者分割为几个的粒子。该空心粒子是平均粒径为5 30nm的一次粒子会聚而成的二次粒子。另外，利用过滤法从所述的D液体中分离粒子，其后将其干燥，制作了实施例8的粉末试样，使用X射线衍射装置辨识了该粉末试样中的生成相。图10是表示实施例8的粉末试样的粉末X射线衍射图形的图，图中，〇标记为锡(Sn)的衍射线，A标记为Ag4Sn合金相或Ag3Sn合金相的衍射线。由此可知，D液体中的粒子是由Ag Sn合金构成的空心粒子及空心状的粒子的一部分欠缺或分割为几个的粒子。(实施例9)向实施例8中得到的D液体中添加纯水而稀释为10倍，将该稀释液使用混砂机分散处理5分钟，得到了固形成分为15%的E液体。然后，向该E液体中添加PVA水溶液，使之达到E液体中的固形成分PVA =50 50的体积比，在利用超声波分散机(V 二 7 7 4气-450 BRANS0N ULTRASONICS公司制)进行了分散处理后，静置I小时，形成了黑色微粒分散液。然后，将该黑色微粒分散液利用旋转涂覆法涂布于厚度I. Imm的玻璃基板上，形成了黑色的涂膜。这里，通过调整分散液中的水分量，将涂膜的厚度设为0.5i!m。然后，在将该带有涂膜的玻璃基板在室温(25°C )下干燥后，得到了带有黑色遮光膜的玻璃基板。然后，与实施例7相同，进行了黑色遮光膜的膜厚、透光率的测定、CIE明亮度L*、色度a*、b*的测定、OD值的测定。将它们的测定结果表示于表2中。另外，在利用透过型电子显微镜(TEM)观察了所述的E液体中的粒子的形状后，发现平均粒径为5 30nm的粒子会聚而形成平均粒径为30 150nm的二次粒子。另外，利用过滤法从该E液体中分离粒子，其后将其干燥，制作了实施例9的粉末试样，使用X射线衍射装置辨识了该粉末试样中的生成相。图11是表示实施例9的粉末试样的粉末X射线衍射图形的图，图中，A标记为Ag4Sn合金相或Ag3Sn合金相的衍射线。由此可知，E液体中的粒子是Ag Sn合金微粒会聚而成的粒子。(实施例10)向纯水IOOml中，溶解在纯水中溶解了氯化镍粉末(NiCl2 6H20) I. 19g、氯化锡(SnCl2 *2H20) IOOg而使总量为I升(L)的氯化锡水溶液33. 8ml,向该溶液中再添加焦磷酸钾粉末9. 9g、酒石酸7. 5g及甘氨酸0. 82g，搅拌了 10分钟。其后，向该溶液中添加I %的聚吡咯烷酮(PVP)水溶液5. Og,继而滴加5N的NaOH水溶液，将该溶液的PH调整为8. 5。
然后,在将该溶液保持为55°C的状态下,一次性投入在纯水50g中溶解硼氢化钠I. Ig而得到的溶液，搅拌了 I小时，然后，利用离心分离进行清洗，得到了固形成分为10%的F液体。然后，向该F液体中添加PVA水溶液，使之达到F液体中的固形成分PVA =50 50的体积比，在利用超声波分散机(V 二 7 7 4气-450 BRANS0N ULTRASONICS公司制)进行了分散处理后，静置I小时，形成了黑色微粒分散液。然后，将该黑色微粒分散液利用旋转涂覆法涂布于厚度I. Imm的玻璃基板上，形成了黑色的涂膜。这里，通过调整分散液中的水分量，将涂膜的厚度设为0.5i!m。
然后，在将该带有涂膜的玻璃基板在室温(25°C )下干燥后，得到了带有黑色遮光膜的玻璃基板。然后，与实施例7相同，进行了黑色遮光膜的膜厚、透光率的测定、CIE明亮度L*、色度a*、b*的测定、OD值的测定。将它们的测定结果表示于表2中。另外，在利用透过型电子显微镜(TEM)观察了所述的F液体中的粒子的形状后，发现平均粒径为I IOnm的粒子将平均粒径为20 30nm的粒子的表面覆盖地附着，形成平均粒径为30 50nm的二次粒子。另外，利用过滤法从该F液体中分离粒子，其后将其干燥，制作了实施例10的粉末试样，使用电子探针微分析仪(EPMA)进行了该粉末试样的元素分析后，检测出了 Ni、Sn及微量的B。在使用X射线衍射装置辨识了该粉末试样中的生成相后，检测出了 Ni和Sn的衍射线。由此可知，F液体中的粒子是成为核的Ni粒子的表面由Sn微粒覆盖了的芯壳构造。(比较例4)向碳黑(HA3，东海碳公司制)中添加PVA水溶液，与实施例7同样地达到碳黑PVA = 50 50的体积比，与实施例7同样地进行分散处理、涂布液中的水分量的调整、利用旋转涂覆法的向玻璃基板上的涂布，制作了厚度为0.5 的黑色的涂膜。然后，将该带有涂膜的玻璃基板在室温(25°C )下干燥，得到了带有黑色遮光膜的玻璃基板。然后，与实施例7相同，进行了黑色遮光膜的膜厚、透光率的测定、CIE明亮度L*、色度a*、b*的测定、OD值的测定。将它们的测定结果表示于表I中。(比较例5)向钛黑(13M，-7' 二 A -公司制)中添加PVA水溶液，与实施例7同样地达到钛黑PVA = 50 50的体积比，与实施例7同样地进行分散处理、涂布液中的水分量的调整、利用旋转涂覆法的向玻璃基板上的涂布，制作了厚度为0. 5pm的黑色的涂膜。然后，将该带有涂膜的玻璃基板在室温(25°C )下干燥，得到了带有黑色遮光膜的玻璃基板。然后，与实施例7相同，进行了该黑色遮光膜的膜厚、透光率的测定、CIE明亮度L*、色度a*、b*的测定、OD值的测定。将它们的测定结果表示于表2中。(比较例6)
向银纳米粒子(住友大阪水泥公司制)中添加PVA水溶液，与实施例7同样地达到银纳米粒子PVA = 50 50的体积比，与实施例7同样地进行分散处理、涂布液中的水分量的调整、利用旋转涂覆法的向玻璃基板上的涂布，制作了厚度为0.5 的黑色的涂膜。然后，将该带有涂膜的玻璃基板在室温(25°C )下干燥，得到了带有黑色遮光膜的玻璃基板。然后，与实施例7相同，进行了该黑色遮光膜的膜厚、透光率的测定、CIE明亮度L*、色度a*、b*的测定、OD值的测定。将它们的测定结果表示于表2中。[表2]
权利要求
1.一种黑色微粒，其特征是， 其是如下的黑色材料的表面被绝缘膜覆盖而形成的微粒，所述黑色材料是由粒径在Inm以上并且在200nm以下的金属构成的一次粒子会聚而成的，并且该二次粒子的粒径在5nm以上并且在300nm以下，该二次粒子含有选自银(Ag)、锡(Sn)、镍(Ni)中的一种或两种以上的元素。
2.根据权利要求I所述的黑色微粒，其特征是，所述二次粒子在内部形成有空间部。
3.根据权利要求I所述的黑色微粒，其特征是，所述二次粒子在最外层或由包括所述最外层的多个层构成的外壳层的内侧形成有空间部。
4.根据权利要求I所述的黑色微粒，其特征是，所述二次粒子是将成为核的物质的外表面用最外层或由包括所述最外层的多个层构成的外壳层覆盖而成的芯壳状。
5.根据权利要求3所述的黑色微粒，其特征是，所述外壳层致密。
6.根据权利要求4所述的黑色微粒，其特征是，所述外壳层致密。
7.根据权利要求I 6中任意一项所述的黑色微粒，其特征是，所述绝缘膜是金属氧化物或有机高分子化合物。
8.—种黑色微粒分散液，其特征是，含有权利要求I 6中的任意一项所述的黑色微粒和分散剂。
9.一种黑色遮光膜，其特征是，涂布权利要求8所述的黑色微粒分散液而成。
10.一种带有黑色遮光膜的基材，其特征是，是在基材的一个主面上具备权利要求9所述的黑色遮光膜而成。
11.根据权利要求10所述的带有黑色遮光膜的基材，其特征是，所述黑色遮光膜的CIE光亮度L*在10以下，色度a*在-I以上并且在I以下，色度b*在-I以上并且在I以下，OD值在3以上。
全文摘要
本发明提供一种黑色材料，其特征是，由如下的二次粒子构成，即，该二次粒子由以金属构成的粒径在1nm以上并且在200nm以下的一次粒子会聚而成，该二次粒子的粒径在5nm以上并且在300nm以下，该二次粒子含有选自银(Ag)、锡(Sn)、镍(Ni)中的一种或两种以上的元素。另外，本发明提供一种黑色微粒分散液，其特征是，含有所述黑色材料和高分子分散剂。另外，本发明提供一种黑色微粒，其特征是，所述黑色材料的表面被由有机高分子化合物构成的绝缘膜覆盖。
文档编号C09C3/10GK102702802SQ20121015363
公开日2012年10月3日 申请日期2005年9月16日 优先权日2004年9月21日
发明者中野丰将, 木下畅, 温井秀树, 竹田洋介 申请人:住友大阪水泥股份有限公司