[发明专利]含金属微粒的黑色分散物、着色组合物、感光性转印材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种含金属微粒的黑色分散物、含有该黑色分散物的着色组合物、使用该着色组合物得到的感光性转印材料、带遮光图像的基板、滤色片以及液晶显示装置。

背景技术

一直以来，黑色材料用着色组合物被广泛用于印刷墨液、喷墨墨液、防蚀剂(etching resist)、阻焊剂(solder resist)、等离子显示器面板(PDP)的隔壁、电介质图案、电极(导体电路)图案、电子部件的布线图案、导电糊(paste)、导电薄膜、黑矩阵等遮光图像等。所述遮光图像除了包括液晶显示装置、等离子显示器显示装置、EL显示装置、CRT显示装置等显示装置的周边部设置的黑色的边或红、蓝、绿的像素之间的栅格状或条纹状的黑色部，以及TFT遮光的点状或线状的黑色图案等所谓的黑矩阵(以下有时称为“BM”。)以外，还包括各种遮光图像。

BM通常被用于提高显示对比度，进而在使用薄膜晶体管(TFT)的有源矩阵驱动方式的液晶显示装置的情况下也被用于防止光引起的电流泄漏使图像质量降低，需要具有高遮光性(光学浓度OD为3以上)。

另一方面，近年来，液晶显示装置逐渐开始被应用于电视机(以下有时称为“TV”。)。在TV用途中，使用透射率低且具有高色纯度的滤色片，另外，为了得到高亮度，背光灯的亮度有变高的趋势。所以，为了防止对比度的降低或周边画框部分的穿透，BM需要具有高遮光性。

另外，家庭用或设置用等中使用的TV大多被长期设置于太阳光入射的房间，存在相对太阳光的TFT劣化的可能。进而，在TV用途中，由于要求(1)OD高、产生图像的拉紧感，即对比度高，及(2)外光引起的液晶的白色程度变得不醒目，所以在这些观点上，也优选BM具有高遮光性。

作为BM，例如可以举出具有铬等金属膜作为遮光层的BM。作为将铬等金属膜作为遮光层的BM的形成方法，例如已知有利用蒸镀法或溅射法制作金属薄膜，在该金属薄膜上涂敷光致抗蚀剂，接着用具有BM用图案的光掩模曝光显影光致抗蚀剂，然后对露出的金属薄膜进行蚀刻，最后通过剥离金属薄膜上的抗蚀剂层形成BM的方法(例如参照非专利文献1)。

使用该光致抗蚀剂的BM的制造方法由于使用金属薄膜，所以具有即使膜厚小也能得到的高遮光效果的优点。但是，必需蒸镀法或溅射法这样的真空成膜工序或蚀刻工序，存在成本变高的问题。另外，由于遮光层为金属膜，所以反射率高，在强外光下，显示对比度低。

与此相对，作为所述金属薄膜，有使用低反射铬膜(金属铬与氧化铬的2层构成的膜等)的手段，但不可否认成本变得更高。另外，在蚀刻工序中，含有金属离子的废液被排出，所以还存在对于环境负担大的缺点。特别是，在所述方法中最常使用的铬是有害的，环境负担非常大，最近，以EU的ELV指令、RoHS指令为代表的对减轻环境负担的社会关注正在提高，已提出了代替铬的材料的提案。

作为其他BM形成方法，还已知有例如使用含有炭黑的感光性树脂组合物的方法。作为该方法，例如已知有在透明基板上形成R、G、B像素之后，在该像素上涂敷含炭黑感光性树脂组合物，从透明基板的R、G、B像素非形成面侧，在整个面曝光的自对准(self alignment)方式的BM形成方法(例如参照专利文献1。)。

所述方法与所述金属膜的利用蚀刻的方法相比，制造成本低，但为了得到充分的遮光性，存在膜厚变厚的问题。结果，产生BM与R、G、B像素的重叠(台阶)，滤色片的平坦性变差，发生液晶显示装置的单元间距不均，引起显示不均等显示不良。

显示不均是指黑矩阵基板表面不平滑时，液晶的取向紊乱，成为显示不均的原因，是向液晶显示装置输入灰色的检测信号时观察到的浅的不均。比较清楚可见的条纹状的“条纹不均”可能是在感光性树脂层的形成时产生的厚度不均、曝光的不均、显影处理的不均、热处理的不均等在取向控制用突起的形成时产生的不均，和在发挥液晶显示装置时取向控制用突起与液晶之间的干扰(interaction)引起产生的不均，但机制不明。

另一方面，还提出了在透明基板上形成含有亲水性树脂的感光性抗蚀剂层，借助具有BM用图案的光掩模，曝光·显影，在透明基板上形成浮凸(relief)，使该透明基板与成为非电解镀敷的催化剂的金属化合物的水溶液接触，在浮凸中含有金属化合物并使其干燥后，实施热处理，然后通过使所述透明基板上的浮凸接触非电解镀敷液，制作粒径0.01～0.05μm的遮光用金属颗粒在其内部均一地分散的BM的方法(例如参照专利文献2。)。作为所述金属颗粒，记载有镍、钴、铁、铜、铬，作为具体例子，惟一显示了镍。