JP3192745B2 - 液晶ディスプレイ用光吸収材料、遮光膜および液晶ディスプレイパネル - Google Patents
液晶ディスプレイ用光吸収材料、遮光膜および液晶ディスプレイパネルInfo
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶ディスプレイ用光
吸収材料と遮光膜、およびこれらを用いた液晶ディスプ
レイパネルに関する。
吸収材料と遮光膜、およびこれらを用いた液晶ディスプ
レイパネルに関する。
【0002】
【従来の技術】遮光膜を必要とする装置として液晶ディ
スプレイ(以下、LCDと略称する)のうちカラー表示
LCDでは、例えばカラーフィルターのブラックマトリ
クスや、アクティブマトリクス駆動方式におけるトラン
ジスタ(TFT)遮光膜があり、また、ネガ表示型LC
Dでは、表示部以外の背景を黒とするためのブラックマ
スクや液晶を封止するためのブラックシール等がある。
また、LCD以外の装置では、ELディスプレーにおけ
る電界制限層や、光学装置における遮光膜等がある。
スプレイ(以下、LCDと略称する)のうちカラー表示
LCDでは、例えばカラーフィルターのブラックマトリ
クスや、アクティブマトリクス駆動方式におけるトラン
ジスタ(TFT)遮光膜があり、また、ネガ表示型LC
Dでは、表示部以外の背景を黒とするためのブラックマ
スクや液晶を封止するためのブラックシール等がある。
また、LCD以外の装置では、ELディスプレーにおけ
る電界制限層や、光学装置における遮光膜等がある。
【0003】そして、従来これらの材料としては、主に
カーボンブラック、チタンブラックの無機顔料や、金属
クロムの蒸着やスパッタ膜、さらには有機系顔料などが
用いられている。
カーボンブラック、チタンブラックの無機顔料や、金属
クロムの蒸着やスパッタ膜、さらには有機系顔料などが
用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、LCDの光
吸収材料や遮光膜を形成するための遮光材料には当然高
い光吸収特性(遮光性)が求められている。また、LC
Dなどのディスプレイ装置を製造するうえで高い絶縁性
と耐熱性が求められ、さらに寿命の点から耐光性、安定
性が求められている。ここで、高い耐熱性が求められる
のは、遮光膜形成後に高温処理を要する配向膜付工程が
入るためである。
吸収材料や遮光膜を形成するための遮光材料には当然高
い光吸収特性(遮光性)が求められている。また、LC
Dなどのディスプレイ装置を製造するうえで高い絶縁性
と耐熱性が求められ、さらに寿命の点から耐光性、安定
性が求められている。ここで、高い耐熱性が求められる
のは、遮光膜形成後に高温処理を要する配向膜付工程が
入るためである。
【0005】しかし、前記金属クロム膜では、その金属
導電性のためクロム膜上に絶縁層をオーバーコートする
必要があることからLCDの製造工程が繁雑になるとい
った問題があり、また蒸着やスパッタ法によって成膜す
るため製造コストが高くなるといった問題があり、さら
には遮光性は良好であるものの金属特有の金属反射が大
きく、画面が鏡のようになって映り込みが生じ、画面が
見づらくなるといった問題がある。また、クロムという
有害物質の処理を伴うため、製造コストがさらに高くな
るといった問題がある。
導電性のためクロム膜上に絶縁層をオーバーコートする
必要があることからLCDの製造工程が繁雑になるとい
った問題があり、また蒸着やスパッタ法によって成膜す
るため製造コストが高くなるといった問題があり、さら
には遮光性は良好であるものの金属特有の金属反射が大
きく、画面が鏡のようになって映り込みが生じ、画面が
見づらくなるといった問題がある。また、クロムという
有害物質の処理を伴うため、製造コストがさらに高くな
るといった問題がある。
【0006】また、前記のカーボンブラックやチタンブ
ラックでは、凝集がはげしくピンホールを生じやすいと
いった問題や、ブリードアウトが起こり易いといった問
題、金属クロムと同様に導電性があるためディスプレイ
装置製造工程が繁雑になるといった問題があり、さらに
は遮光性が不十分であるといった問題がある。また、前
記の有機顔料では遮光性が十分でなくディスプレイのコ
ントラストの低下を招き、しかも耐熱性に劣るため製造
工程、特に加熱を要する配向膜形成工程に制限が加えら
れるといった不都合があり、さらには耐光性に劣るため
長時間の使用にあたっては信頼性が不足するといった問
題がある。
ラックでは、凝集がはげしくピンホールを生じやすいと
いった問題や、ブリードアウトが起こり易いといった問
題、金属クロムと同様に導電性があるためディスプレイ
装置製造工程が繁雑になるといった問題があり、さらに
は遮光性が不十分であるといった問題がある。また、前
記の有機顔料では遮光性が十分でなくディスプレイのコ
ントラストの低下を招き、しかも耐熱性に劣るため製造
工程、特に加熱を要する配向膜形成工程に制限が加えら
れるといった不都合があり、さらには耐光性に劣るため
長時間の使用にあたっては信頼性が不足するといった問
題がある。
【0007】このように従来の材料では、光吸収特性、
絶縁性、耐熱性、耐光性、安定性等のすべての要求を満
足させるものがなく、そのため製造工程が繁雑であった
り、加熱工程に制限が加えられたり、コスト高となった
り、パネルの寿命の信頼性が不足するといったことを容
認せざるを得ないのが現状である。
絶縁性、耐熱性、耐光性、安定性等のすべての要求を満
足させるものがなく、そのため製造工程が繁雑であった
り、加熱工程に制限が加えられたり、コスト高となった
り、パネルの寿命の信頼性が不足するといったことを容
認せざるを得ないのが現状である。
【0008】この発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、各性能に優れ、かつLCDの製造にも有利な液晶デ
ィスプレイ用光吸収材料と遮光膜、さらにこれらを用い
てなる液晶ディスプレイパネルを提供することを目的と
する。
で、各性能に優れ、かつLCDの製造にも有利な液晶デ
ィスプレイ用光吸収材料と遮光膜、さらにこれらを用い
てなる液晶ディスプレイパネルを提供することを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明者は、低コストの製造に適している印刷法、塗布
法によって製膜することを考え、その塗料のフィラーと
して、一般に耐熱性、耐光性に優れているとされている
無機材料に着目し、あらゆる無機顔料を検討した結果、
硫化ビスマス(Bi2S3)が可視光吸収特性(遮光
性)、耐熱性、耐光性において優れ、さらに導電性にお
いても表面抵抗1013Ω/cm2以上の値を有してお
り、カーボンブラックやチタンブラック、金属クロムに
比べて7桁以上も電気絶縁性に優れていることを見いだ
し、本発明を完成した。
本発明者は、低コストの製造に適している印刷法、塗布
法によって製膜することを考え、その塗料のフィラーと
して、一般に耐熱性、耐光性に優れているとされている
無機材料に着目し、あらゆる無機顔料を検討した結果、
硫化ビスマス(Bi2S3)が可視光吸収特性(遮光
性)、耐熱性、耐光性において優れ、さらに導電性にお
いても表面抵抗1013Ω/cm2以上の値を有してお
り、カーボンブラックやチタンブラック、金属クロムに
比べて7桁以上も電気絶縁性に優れていることを見いだ
し、本発明を完成した。
【0010】すなわち本発明における請求項1記載の液
晶ディスプレイ用光吸収材料では、顔料として0.1〜
0.5μmの硫化ビスマス微粒子を用い、これをエポキ
シ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、シリコーンレジ
ンから選ばれる少なくとも1種からなるバインダー中に
分散させて塗料化したことを前記課題の解決手段とし
た。また、請求項2記載の液晶ディスプレイパネルで
は、前記液晶ディスプレイ用光吸収材料を用いてなるこ
とを前記課題の解決手段とした。請求項3記載の遮光膜
では、黒色材料として0.1〜0.5μmの硫化ビスマ
ス微粒子を用い、これをエポキシ樹脂、シリコン系樹脂
から選ばれる少なくとも1種からなるバインダー中に分
散させて塗料化したものにより形成されたことを前記課
題の解決手段とした。また、請求項4記載の遮光膜で
は、硫化ビスマスよりなるスパッタリング用ターゲット
材を使用して形成されたことを前記課題の解決手段とし
た。特徴とする遮光膜。請求項5記載の液晶ディスプレ
イパネルでは、請求項3または請求項4に記載の遮光膜
を用いてなることを前記課題の解決手段とした。
晶ディスプレイ用光吸収材料では、顔料として0.1〜
0.5μmの硫化ビスマス微粒子を用い、これをエポキ
シ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、シリコーンレジ
ンから選ばれる少なくとも1種からなるバインダー中に
分散させて塗料化したことを前記課題の解決手段とし
た。また、請求項2記載の液晶ディスプレイパネルで
は、前記液晶ディスプレイ用光吸収材料を用いてなるこ
とを前記課題の解決手段とした。請求項3記載の遮光膜
では、黒色材料として0.1〜0.5μmの硫化ビスマ
ス微粒子を用い、これをエポキシ樹脂、シリコン系樹脂
から選ばれる少なくとも1種からなるバインダー中に分
散させて塗料化したものにより形成されたことを前記課
題の解決手段とした。また、請求項4記載の遮光膜で
は、硫化ビスマスよりなるスパッタリング用ターゲット
材を使用して形成されたことを前記課題の解決手段とし
た。特徴とする遮光膜。請求項5記載の液晶ディスプレ
イパネルでは、請求項3または請求項4に記載の遮光膜
を用いてなることを前記課題の解決手段とした。
【0011】以下、本発明を詳しく説明する。本発明に
おける請求項1記載の液晶ディスプレイ用光吸収材料
は、0.1〜0.5μmの硫化ビスマス粉をフィラーと
し、これをエポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹
脂、シリコーンレジン等の樹脂中に分散させて塗料化し
たものである。また、請求項4記載の遮光膜は、CVD
法、蒸着法、スパッタ法等の気相膜形成法により作製し
た硫化ビスマス膜であり、請求項3記載の遮光膜は、
0.1〜0.5μmの硫化ビスマス粉をフィラーとし、
これをエポキシ樹脂、シリコン系樹脂から選ばれる少な
くとも1種からなるバインダー中に分散させて塗料化
し、それを成膜することにより得られる膜である。
おける請求項1記載の液晶ディスプレイ用光吸収材料
は、0.1〜0.5μmの硫化ビスマス粉をフィラーと
し、これをエポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹
脂、シリコーンレジン等の樹脂中に分散させて塗料化し
たものである。また、請求項4記載の遮光膜は、CVD
法、蒸着法、スパッタ法等の気相膜形成法により作製し
た硫化ビスマス膜であり、請求項3記載の遮光膜は、
0.1〜0.5μmの硫化ビスマス粉をフィラーとし、
これをエポキシ樹脂、シリコン系樹脂から選ばれる少な
くとも1種からなるバインダー中に分散させて塗料化
し、それを成膜することにより得られる膜である。
【0012】ここで本発明に用いられる硫化ビスマス
(Bi2S3)粉の合成方法としては、 (1)塩化ビスマスを乾燥硫化水素中で加熱する。 (2)塩化ビスマスの塩酸溶液に硫化水素を通ずる。 (3)硝酸ビスマスの中性溶液をチオ硫酸ナトリウムと
ともに加熱する。 等のいずれの方法をも用いることができるが、(2)、
(3)の方法によれば、微細な粉末を合成することがで
き好ましい。
(Bi2S3)粉の合成方法としては、 (1)塩化ビスマスを乾燥硫化水素中で加熱する。 (2)塩化ビスマスの塩酸溶液に硫化水素を通ずる。 (3)硝酸ビスマスの中性溶液をチオ硫酸ナトリウムと
ともに加熱する。 等のいずれの方法をも用いることができるが、(2)、
(3)の方法によれば、微細な粉末を合成することがで
き好ましい。
【0013】さらに、硫化ビスマス塗料を作製する場合
には、各種樹脂中への硫化ビスマス粉末の分散安定性を
向上させるため、必要に応じて界面活性剤やシランカッ
プリング剤、チタンカップリング剤、シリカゾル、アル
ミナゾル、ジルコニアゾル等の添加剤を加えてもよい。
また、印刷用塗料の場合には、印刷適正を向上させるた
めに、シリカ超微粉、チタニア超微粉、ジルコニア超微
粉、硫酸バリウム微粉を添加してもよい。ここで、請求
項1記載の液晶ディスプレイ用光吸収材料となる塗料の
バインダー(樹脂)として具体的には、例えばエピコー
ト828(油化シェルエポキシ株式会社製)、DEN3
31(ダウケミカル株式会社製)等のビスフェノールA
型エポキシ樹脂を主体としたものが好適とされる。な
お、このようなバインダーにその耐熱性を上げるため、
例えばDEN431(ダウケミカル株式会社製)等のフ
ェノールノボラック型エポキシ樹脂を添加してもよい。
には、各種樹脂中への硫化ビスマス粉末の分散安定性を
向上させるため、必要に応じて界面活性剤やシランカッ
プリング剤、チタンカップリング剤、シリカゾル、アル
ミナゾル、ジルコニアゾル等の添加剤を加えてもよい。
また、印刷用塗料の場合には、印刷適正を向上させるた
めに、シリカ超微粉、チタニア超微粉、ジルコニア超微
粉、硫酸バリウム微粉を添加してもよい。ここで、請求
項1記載の液晶ディスプレイ用光吸収材料となる塗料の
バインダー(樹脂)として具体的には、例えばエピコー
ト828(油化シェルエポキシ株式会社製)、DEN3
31(ダウケミカル株式会社製)等のビスフェノールA
型エポキシ樹脂を主体としたものが好適とされる。な
お、このようなバインダーにその耐熱性を上げるため、
例えばDEN431(ダウケミカル株式会社製)等のフ
ェノールノボラック型エポキシ樹脂を添加してもよい。
【0014】さらに、エポキシ樹脂において用いられる
アミン系硬化剤としては、特に制限はないものの、芳香
族アミンを用いるのが好ましい。また、塗料硬化時の流
動性を制御するため例えばアエロジル#150、#20
0、#300、#380(日本アエロジル株式会社製)
等の微粉末シリカ、あるいはゲルオールD(新日本理化
株式会社製)等の有機性ゲル化剤などを用いることもで
きる。
アミン系硬化剤としては、特に制限はないものの、芳香
族アミンを用いるのが好ましい。また、塗料硬化時の流
動性を制御するため例えばアエロジル#150、#20
0、#300、#380(日本アエロジル株式会社製)
等の微粉末シリカ、あるいはゲルオールD(新日本理化
株式会社製)等の有機性ゲル化剤などを用いることもで
きる。
【0015】本発明における請求項2記載の液晶ディス
プレイパネルは、前記液晶ディスプレイ用光吸収材料
(塗料)を、オフセット印刷等の印刷法によりガラス板
等のパネル部材に塗布し、ブラックマトリックスやブラ
ックマスク、ブラックシール等を形成して得られるもの
である。また、請求項5記載の液晶ディスプレイパネル
は、前記請求項3または請求項4記載の硫化ビスマスを
用いた遮光膜を、通常の薄膜形成方法、たとえば、CV
D法、蒸着法、スパッタ法等の気相法や、硫化ビスマス
粉を分散して得られた塗料をロールコート、スピンコー
ト、バーコート、オフセット印刷スクリーン印刷等によ
り塗布して作製した後、得られた遮光膜からフォトリソ
グラフィ技術によりパターンを形成し、ブラックマトリ
フス、ブラックマスク、ブラックシールやTFT遮光膜
等として形成して得られるものである。
プレイパネルは、前記液晶ディスプレイ用光吸収材料
(塗料)を、オフセット印刷等の印刷法によりガラス板
等のパネル部材に塗布し、ブラックマトリックスやブラ
ックマスク、ブラックシール等を形成して得られるもの
である。また、請求項5記載の液晶ディスプレイパネル
は、前記請求項3または請求項4記載の硫化ビスマスを
用いた遮光膜を、通常の薄膜形成方法、たとえば、CV
D法、蒸着法、スパッタ法等の気相法や、硫化ビスマス
粉を分散して得られた塗料をロールコート、スピンコー
ト、バーコート、オフセット印刷スクリーン印刷等によ
り塗布して作製した後、得られた遮光膜からフォトリソ
グラフィ技術によりパターンを形成し、ブラックマトリ
フス、ブラックマスク、ブラックシールやTFT遮光膜
等として形成して得られるものである。
【0016】ここで、塗布方法により形成する場合に用
いる塗料としては、請求項3記載の遮光膜と同じ塗料を
用いることができるが、LCDパネルには特にUV硬化
樹脂や、熱硬化性樹脂の中でも特にエポキシ樹脂、シリ
コン系樹脂をバインダーとして用いるのが、作業性、耐
熱性、長期信頼性の点から望ましい。また、使用する溶
剤については成膜方法によって異なるものの、塗膜表面
の平滑性を保つためには高沸点と低沸点の溶剤を組み合
わせ、これによって乾燥速度や粘度の調整を行うのが好
ましい。
いる塗料としては、請求項3記載の遮光膜と同じ塗料を
用いることができるが、LCDパネルには特にUV硬化
樹脂や、熱硬化性樹脂の中でも特にエポキシ樹脂、シリ
コン系樹脂をバインダーとして用いるのが、作業性、耐
熱性、長期信頼性の点から望ましい。また、使用する溶
剤については成膜方法によって異なるものの、塗膜表面
の平滑性を保つためには高沸点と低沸点の溶剤を組み合
わせ、これによって乾燥速度や粘度の調整を行うのが好
ましい。
【0017】また、遮光性能を発揮させるべき硫化ビス
マスの含有量については、目的とするLCDパネル中の
部位によって異なるが、たとえば厚み1.2μmのブラ
ックマトリクスを形成する場合、膜中の硫化ビスマス含
有量を40〜50重量%とすれば、O.D値(opti
cal density)が約3〜3.5の遮光性を達
成することができ、金属クロムと同程度の遮光性能を発
揮することができる。また、厚み2μmのブラックマス
クを形成する場合には、膜中の硫化ビスマス含有量を2
0〜30重量%とすることで、O.D値が約3の遮光性
を達成することができる。さらに、厚み6μmのブラッ
クシールを形成する場合には、膜中の硫化ビスマス含有
量を5〜10重量%とすることで、O.D値が約3の遮
光性を達成することができる。このように、塗料中の硫
化ビスマス量については、所望する膜厚と遮光性能によ
って決定されるのである。
マスの含有量については、目的とするLCDパネル中の
部位によって異なるが、たとえば厚み1.2μmのブラ
ックマトリクスを形成する場合、膜中の硫化ビスマス含
有量を40〜50重量%とすれば、O.D値(opti
cal density)が約3〜3.5の遮光性を達
成することができ、金属クロムと同程度の遮光性能を発
揮することができる。また、厚み2μmのブラックマス
クを形成する場合には、膜中の硫化ビスマス含有量を2
0〜30重量%とすることで、O.D値が約3の遮光性
を達成することができる。さらに、厚み6μmのブラッ
クシールを形成する場合には、膜中の硫化ビスマス含有
量を5〜10重量%とすることで、O.D値が約3の遮
光性を達成することができる。このように、塗料中の硫
化ビスマス量については、所望する膜厚と遮光性能によ
って決定されるのである。
【0018】また、このようにして得られるLCDパネ
ルの遮光膜の電気絶縁性については、いずれも表面抵抗
が1013Ω/cm2以上の値を有しており、液晶と同程
度以上の絶縁性能を有したものとなる。また、耐熱性に
ついては、300℃までは変色、膜のはがれ、絶縁性低
下等の変化が起こらない。ただし、350℃以上の加熱
では徐々に遮光膜が白化したり、剥離したりしてくる
が、LCDパネル製造工程における加熱工程は220〜
280℃であり、300℃で十分な耐熱性を有していれ
ば加工上全く問題はない。
ルの遮光膜の電気絶縁性については、いずれも表面抵抗
が1013Ω/cm2以上の値を有しており、液晶と同程
度以上の絶縁性能を有したものとなる。また、耐熱性に
ついては、300℃までは変色、膜のはがれ、絶縁性低
下等の変化が起こらない。ただし、350℃以上の加熱
では徐々に遮光膜が白化したり、剥離したりしてくる
が、LCDパネル製造工程における加熱工程は220〜
280℃であり、300℃で十分な耐熱性を有していれ
ば加工上全く問題はない。
【0019】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 (実施例1)まず、硝酸ビスマス(Bi(NO3)3・5
H2O)194gと、水酸化ナトリウム42gを水20
00ccに溶解する。また、チオ硫酸ナトリウム(Na
2S2O3・5H2O)164gを水1500ccに溶解す
る。そして、前者の溶液に後者の溶液を加え、攪拌しな
がら95℃にて20時間加熱し、さらに通常の方法でろ
過して脱塩洗浄し、さらに150℃で乾燥して0.1〜
0.5μmの硫化ビスマス微粒子を得た。
る。 (実施例1)まず、硝酸ビスマス(Bi(NO3)3・5
H2O)194gと、水酸化ナトリウム42gを水20
00ccに溶解する。また、チオ硫酸ナトリウム(Na
2S2O3・5H2O)164gを水1500ccに溶解す
る。そして、前者の溶液に後者の溶液を加え、攪拌しな
がら95℃にて20時間加熱し、さらに通常の方法でろ
過して脱塩洗浄し、さらに150℃で乾燥して0.1〜
0.5μmの硫化ビスマス微粒子を得た。
【0020】ここで、硫化ビスマス(Bi2S3)の生成
は次式の反応によってなされる。 2Bi(NO3)3+3Na2S2O3+3H2O →Bi2S3+6NaNO3+3H2SO4 得られた硫化ビスマス微粒子は黒色であり、またその残
留ナトリウム量は0.1ppm以下であった。
は次式の反応によってなされる。 2Bi(NO3)3+3Na2S2O3+3H2O →Bi2S3+6NaNO3+3H2SO4 得られた硫化ビスマス微粒子は黒色であり、またその残
留ナトリウム量は0.1ppm以下であった。
【0021】次いで、チタネート系カップリング剤(プ
レンアクトKR−55〔味の素株式会社製〕)を用い、
得られた硫化ビスマス微粉末に表面処理を行なった。次
いで、この表面処理後の硫化ビスマス粉25gと、メチ
ルフェニルシリコンワニス(シリコンレジンTSR14
5〔東芝シリコーン株式会社製〕)35gと、シリコン
変性エポキシ樹脂(シリコンレジンTSR194〔東芝
シリコーン株式会社製〕)32gと、流動性改善のため
のシリカ超微粉(アエロジル#200〔日本アエロジル
株式会社製〕)8gとを予備混合し、その後3本ロール
ミルで3時間混練して黒色の光吸収材料を作製した。
レンアクトKR−55〔味の素株式会社製〕)を用い、
得られた硫化ビスマス微粉末に表面処理を行なった。次
いで、この表面処理後の硫化ビスマス粉25gと、メチ
ルフェニルシリコンワニス(シリコンレジンTSR14
5〔東芝シリコーン株式会社製〕)35gと、シリコン
変性エポキシ樹脂(シリコンレジンTSR194〔東芝
シリコーン株式会社製〕)32gと、流動性改善のため
のシリカ超微粉(アエロジル#200〔日本アエロジル
株式会社製〕)8gとを予備混合し、その後3本ロール
ミルで3時間混練して黒色の光吸収材料を作製した。
【0022】また、比較として、前記表面処理後の硫化
ビスマス粉に換えて有機顔料(アニリンブラック)を用
い、他の配合剤を同一にして光吸収材料を作製した。次
に、作製した2種類の光吸収材料を用い、オフセット印
刷機によりこれらをガラス板上にそれぞれ2μm厚で印
刷し、さらに150℃で2時間加熱して硬化させ、2種
類の光吸収膜を作製した。
ビスマス粉に換えて有機顔料(アニリンブラック)を用
い、他の配合剤を同一にして光吸収材料を作製した。次
に、作製した2種類の光吸収材料を用い、オフセット印
刷機によりこれらをガラス板上にそれぞれ2μm厚で印
刷し、さらに150℃で2時間加熱して硬化させ、2種
類の光吸収膜を作製した。
【0023】このようにして作製した光吸収膜の膜厚、
550nmにおける光透過率(遮光性)、絶縁耐圧、耐
熱性、耐光性を調べ、得られた結果を第1表に示す。な
おここで、耐熱性については260℃で2時間加熱し、
その前後の色差を調べた。また、耐光性についてはJI
S K5400に準拠して100時間光を照射し、その
前後の色差を調べた。
550nmにおける光透過率(遮光性)、絶縁耐圧、耐
熱性、耐光性を調べ、得られた結果を第1表に示す。な
おここで、耐熱性については260℃で2時間加熱し、
その前後の色差を調べた。また、耐光性についてはJI
S K5400に準拠して100時間光を照射し、その
前後の色差を調べた。
【表1】 第1表に示した結果より、本発明の実施例品は、比較例
品である従来の有機系光吸収材料に比べ、遮光性、絶縁
性、耐熱性については同等であるが、耐光性について著
しく優れたものとなっている。
品である従来の有機系光吸収材料に比べ、遮光性、絶縁
性、耐熱性については同等であるが、耐光性について著
しく優れたものとなっている。
【0024】(実施例2)本発明における請求項2記載
の液晶ディスプレイパネルとして、図1に示す液晶表示
セルを作製した。まず、図1に示す厚さ1.1μmの無
アルカリガラス板1を用意し、実施例1で作製した光吸
収材料(実施例品)を用いてオフセット印刷により該光
吸収材料を前記無アルカリガラス板1上に1μm厚さ
で、所望のパターンに印刷し、さらに150℃で2時間
加熱し硬化させてブラックマスク2を作製した。次に、
260℃で蒸着してITO透明電極層をブラックマスク
2上に形成し、さらにエッチング処理して電極パターン
とし、ITO透明電極3‥を形成した。
の液晶ディスプレイパネルとして、図1に示す液晶表示
セルを作製した。まず、図1に示す厚さ1.1μmの無
アルカリガラス板1を用意し、実施例1で作製した光吸
収材料(実施例品)を用いてオフセット印刷により該光
吸収材料を前記無アルカリガラス板1上に1μm厚さ
で、所望のパターンに印刷し、さらに150℃で2時間
加熱し硬化させてブラックマスク2を作製した。次に、
260℃で蒸着してITO透明電極層をブラックマスク
2上に形成し、さらにエッチング処理して電極パターン
とし、ITO透明電極3‥を形成した。
【0025】次いで、実施例1で作製した光吸収材料
(実施例品)に6μmガラススペーサーを添加混合し、
得られた混合物をスクリーン印刷によってブラックマス
ク2付きのガラス板1に所望のパターンに印刷してブラ
ックシール膜4、4を形成し、さらにこれに、ITO透
明電極5を形成したガラス板6を貼り合わせ、150℃
で1時間加熱して硬化させ、ブラックシール膜付きの液
晶セルを形成した。その後、この液晶セルに液晶7を注
入し、注入口を封止してネガ表示型液晶表示セル8を作
製した。得られたネガ表示型液晶表示セル8およびライ
ト9に通電したところ、シール部と液晶境界、すなわち
ディスプレイ周辺部でのシール膜のにじみが視認され
ず、また白−黒表示のコントラストも極めて良好であっ
た。
(実施例品)に6μmガラススペーサーを添加混合し、
得られた混合物をスクリーン印刷によってブラックマス
ク2付きのガラス板1に所望のパターンに印刷してブラ
ックシール膜4、4を形成し、さらにこれに、ITO透
明電極5を形成したガラス板6を貼り合わせ、150℃
で1時間加熱して硬化させ、ブラックシール膜付きの液
晶セルを形成した。その後、この液晶セルに液晶7を注
入し、注入口を封止してネガ表示型液晶表示セル8を作
製した。得られたネガ表示型液晶表示セル8およびライ
ト9に通電したところ、シール部と液晶境界、すなわち
ディスプレイ周辺部でのシール膜のにじみが視認され
ず、また白−黒表示のコントラストも極めて良好であっ
た。
【0026】(実施例3)実施例1と同一方法により
0.1〜0.5μmの硫化ビスマス微粒子を得た。次に、
この粉末を100kg/cm2でプレスして成形し、真
空中400℃で2時間加熱処理し、スパッタリング用タ
ーゲット材を作製した。得られた硫化ビスマスターゲッ
ト材をスパッタリング装置(SPS210型、日電子ネ
ルバ株式会社製)にセットし、ガラス板上に厚さ0.6
μmの硫化ビスマス遮光膜を作製した。また、比較とし
て、同様の方法により、厚さ0.3μmの金属クロムの
遮光膜を作製した。
0.1〜0.5μmの硫化ビスマス微粒子を得た。次に、
この粉末を100kg/cm2でプレスして成形し、真
空中400℃で2時間加熱処理し、スパッタリング用タ
ーゲット材を作製した。得られた硫化ビスマスターゲッ
ト材をスパッタリング装置(SPS210型、日電子ネ
ルバ株式会社製)にセットし、ガラス板上に厚さ0.6
μmの硫化ビスマス遮光膜を作製した。また、比較とし
て、同様の方法により、厚さ0.3μmの金属クロムの
遮光膜を作製した。
【0027】(実施例4)実施例1と同一方法によって
得られた0.1〜0.5μmの硫化ビスマス微粒子にチタ
ネート系カップリング剤(プレンアクトKR―46B
〔味の素株式会社製〕〕で表面処理を施し、塗料用フィ
ラーとした。そして、この塗料用フィラー12gと、バ
インダーとしてシリコンレジン(カンペセラ#402―
SC〔関西ペイント株式会社製〕)31.2gと、分散
粉剤としてシリカゾル(NBA―ST〔日産化学株式会
社製〕)24gとに、溶剤としてエチルアルコール5g
と2−ブタノール31gとを加え、サンドミルにて3時
間混合分散して硫化ビスマス塗料を作製した。次いで、
これをスピンコーターによってガラス板に塗布し、18
0℃で1時間加熱硬化させ、厚さ1.1μmと1.6μm
の硫化ビスマス遮光膜を作製した。
得られた0.1〜0.5μmの硫化ビスマス微粒子にチタ
ネート系カップリング剤(プレンアクトKR―46B
〔味の素株式会社製〕〕で表面処理を施し、塗料用フィ
ラーとした。そして、この塗料用フィラー12gと、バ
インダーとしてシリコンレジン(カンペセラ#402―
SC〔関西ペイント株式会社製〕)31.2gと、分散
粉剤としてシリカゾル(NBA―ST〔日産化学株式会
社製〕)24gとに、溶剤としてエチルアルコール5g
と2−ブタノール31gとを加え、サンドミルにて3時
間混合分散して硫化ビスマス塗料を作製した。次いで、
これをスピンコーターによってガラス板に塗布し、18
0℃で1時間加熱硬化させ、厚さ1.1μmと1.6μm
の硫化ビスマス遮光膜を作製した。
【0028】(実施例5)実施例4で得られた塗料用フ
ィラー25gと、バインダーとしてエポキシ樹脂(エピ
コート828〔油化シェルエポキシ株式会社製〕)40
g、アルミ系硬化剤(エピキュアZ〔油化シェルエポキ
シ株式会社製〕)27gと、流動性改善のためシリカ超
微粉(アエロジル#200〔日本アエロジル株式会社
製〕)8gとを予備混合し、その後3本ロールミルで3
時間混合して印刷用の硫化ビスマス塗料を調整した。次
いで、オフセット印刷機により前記硫化ビスマス塗料を
ガラス板上に印刷し、その後150℃で2時間加熱して
硬化させ、厚さ2μmの遮光膜を作製した。また、比較
として硫化ビスマス粉に換えて、カーボンブラック、チ
タンブラック、アニリンブラックをそれぞれ用い、他の
配合剤を同一にして遮光膜を作製した。
ィラー25gと、バインダーとしてエポキシ樹脂(エピ
コート828〔油化シェルエポキシ株式会社製〕)40
g、アルミ系硬化剤(エピキュアZ〔油化シェルエポキ
シ株式会社製〕)27gと、流動性改善のためシリカ超
微粉(アエロジル#200〔日本アエロジル株式会社
製〕)8gとを予備混合し、その後3本ロールミルで3
時間混合して印刷用の硫化ビスマス塗料を調整した。次
いで、オフセット印刷機により前記硫化ビスマス塗料を
ガラス板上に印刷し、その後150℃で2時間加熱して
硬化させ、厚さ2μmの遮光膜を作製した。また、比較
として硫化ビスマス粉に換えて、カーボンブラック、チ
タンブラック、アニリンブラックをそれぞれ用い、他の
配合剤を同一にして遮光膜を作製した。
【0029】このようにして得られた実施例3〜5の遮
光膜の、膜厚、550mmにおけるO.D値(遮光
性)、光反射率(映り込み度)、表面抵抗(絶縁性)、
耐熱性、耐光性をそれぞれ調べ、得られた結果を第2表
に示す。なおここで、O.D値は光透過率(T%)を測
定することによって次式から求めたものである。 O.D=−log(T/100) また、耐熱性については280℃で2時間加熱した後の
膜の性状を調べたものであり、耐光性についてはJIS
K5400に準拠して100時間光を照射した後の膜
の性状を調べたものである。
光膜の、膜厚、550mmにおけるO.D値(遮光
性)、光反射率(映り込み度)、表面抵抗(絶縁性)、
耐熱性、耐光性をそれぞれ調べ、得られた結果を第2表
に示す。なおここで、O.D値は光透過率(T%)を測
定することによって次式から求めたものである。 O.D=−log(T/100) また、耐熱性については280℃で2時間加熱した後の
膜の性状を調べたものであり、耐光性についてはJIS
K5400に準拠して100時間光を照射した後の膜
の性状を調べたものである。
【表2】 第2表に示した結果より、本発明における請求項3およ
び請求項4の実施例品は比較例品である従来の黒色材料
を用いた遮光膜に比べ、遮光性、絶縁性、耐熱性、耐光
性について全てに優れていることが確認された。
び請求項4の実施例品は比較例品である従来の黒色材料
を用いた遮光膜に比べ、遮光性、絶縁性、耐熱性、耐光
性について全てに優れていることが確認された。
【0030】(実施例6) 本発明における請求項5記載のLCDパネルとして、実
施例4に示した硫化ビスマス塗料を用い、図2、図3に
示す工程で硫化ビスマスを遮光膜(ブラックマトリク
ス)としたカラーフィルターを作製し、アクティブマト
リクス駆動方式のLCD素子に組み入れてLCDパネル
を作製した。ここで、図2に示した工程を説明すると、
まずガラス基板10に前記硫化ビスマス塗料を塗布して
遮光膜11を形成し〔図2中(b)〕、さらにその上に
レジスト12を塗布し〔図2中(c)〕、フォトマスク
をして露光した後〔図2中(d)〕、5%−HNO3液
でエッチングしてブラックマトリックスのパターン13
を作製する〔図2中(e)〕。
施例4に示した硫化ビスマス塗料を用い、図2、図3に
示す工程で硫化ビスマスを遮光膜(ブラックマトリク
ス)としたカラーフィルターを作製し、アクティブマト
リクス駆動方式のLCD素子に組み入れてLCDパネル
を作製した。ここで、図2に示した工程を説明すると、
まずガラス基板10に前記硫化ビスマス塗料を塗布して
遮光膜11を形成し〔図2中(b)〕、さらにその上に
レジスト12を塗布し〔図2中(c)〕、フォトマスク
をして露光した後〔図2中(d)〕、5%−HNO3液
でエッチングしてブラックマトリックスのパターン13
を作製する〔図2中(e)〕。
【0031】次いで、このパターン13を形成したガラ
ス基板10の上に着色材14を塗布し、さらにその上に
ポジレジストを塗布しフォトマスクをして露光し、現
像、エッチングを行う〔図3中(f)〕。そして、この
工程〔図3中(f)に示した工程〕を繰り返し、所望す
る色の着色層15‥を形成した後、保護膜16を形成し
てカラーフィルタとする。得られたディスプレイパネル
は、従来の金属クロムを遮光膜(ブラックマトリクス)
としたカラーフィルターを組み入れたパネルと比較し
て、低反射のため映り込みがなく、視認性が極めて良好
なカラーLCDであった。
ス基板10の上に着色材14を塗布し、さらにその上に
ポジレジストを塗布しフォトマスクをして露光し、現
像、エッチングを行う〔図3中(f)〕。そして、この
工程〔図3中(f)に示した工程〕を繰り返し、所望す
る色の着色層15‥を形成した後、保護膜16を形成し
てカラーフィルタとする。得られたディスプレイパネル
は、従来の金属クロムを遮光膜(ブラックマトリクス)
としたカラーフィルターを組み入れたパネルと比較し
て、低反射のため映り込みがなく、視認性が極めて良好
なカラーLCDであった。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明における請求
項1記載の液晶ディスプレイ用光吸収材料は、顔料とし
て硫化ビスマスを用いたことにより、耐熱性、絶縁性、
安定性等に優れたものとなる。また、請求項2記載の液
晶ディスプレイパネルは、前記光吸収材料を用いたこと
によって例えばこれをブラックマスクやブラックシール
に用いることにより、シール部や液晶境界などのディス
プレイ周辺部でのシール膜のにじみが防止されたものと
なり、また白−黒表示のコントラストも極めて良好なも
のとなる。請求項3または請求項4記載の遮光膜は、黒
色材料として硫化ビスマスを用いたことにより、遮光
性、絶縁性、耐熱性、耐光性等に優れたものとなる。請
求項5記載の液晶ディスプレイパネルは、前記遮光膜を
用いたものであるから、例えばこれをブラックマトリク
ス、TFT遮光膜、ブラックマスクやブラックシールに
用いることにより、映り込みが少なく視認性が良好で、
しかもシール部や液晶境界などのディスプレイ周辺部で
のシール膜のにじみが防止されたものとなり、また白−
黒表示のコントラストも極めて良好なものとなる。
項1記載の液晶ディスプレイ用光吸収材料は、顔料とし
て硫化ビスマスを用いたことにより、耐熱性、絶縁性、
安定性等に優れたものとなる。また、請求項2記載の液
晶ディスプレイパネルは、前記光吸収材料を用いたこと
によって例えばこれをブラックマスクやブラックシール
に用いることにより、シール部や液晶境界などのディス
プレイ周辺部でのシール膜のにじみが防止されたものと
なり、また白−黒表示のコントラストも極めて良好なも
のとなる。請求項3または請求項4記載の遮光膜は、黒
色材料として硫化ビスマスを用いたことにより、遮光
性、絶縁性、耐熱性、耐光性等に優れたものとなる。請
求項5記載の液晶ディスプレイパネルは、前記遮光膜を
用いたものであるから、例えばこれをブラックマトリク
ス、TFT遮光膜、ブラックマスクやブラックシールに
用いることにより、映り込みが少なく視認性が良好で、
しかもシール部や液晶境界などのディスプレイ周辺部で
のシール膜のにじみが防止されたものとなり、また白−
黒表示のコントラストも極めて良好なものとなる。
【図1】 本発明における請求項2記載の液晶ディスプ
レイパネルの一実施例を示す図であり、ネガ表示型液晶
表示セルの概略構成を示す側面図である。
レイパネルの一実施例を示す図であり、ネガ表示型液晶
表示セルの概略構成を示す側面図である。
【図2】 本発明における請求項5記載の液晶ディスプ
レイパネルの一実施例としての、カラーフィルターの作
製方法を説明するための工程図であって、ブラックマト
リックス作製工程を示す図である。
レイパネルの一実施例としての、カラーフィルターの作
製方法を説明するための工程図であって、ブラックマト
リックス作製工程を示す図である。
【図3】 本発明における請求項5記載の液晶ディスプ
レイパネルの一実施例としての、カラーフィルターの作
製方法を説明するための工程図であって、カラーフィル
タ形成工程をを示す図である。
レイパネルの一実施例としての、カラーフィルターの作
製方法を説明するための工程図であって、カラーフィル
タ形成工程をを示す図である。
2 ブラックマスク 4 ブラックシール膜 8 ネガ表示型の液晶表示セル 10 ガラス基板 11 遮光膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1335 G02F 1/13 101 G02B 5/20
Claims (5)
- 【請求項1】 顔料として0.1〜0.5μmの硫化ビ
スマス微粒子を用い、これをエポキシ樹脂、シリコーン
変性エポキシ樹脂、シリコーンレジンから選ばれる少な
くとも1種からなるバインダー中に分散させて塗料化し
たものであることを特徴とする液晶ディスプレイ用光吸
収材料。 - 【請求項2】 請求項1に記載の液晶ディスプレイ用光
吸収材料を用いてなることを特徴とする液晶ディスプレ
イパネル。 - 【請求項3】 黒色材料として0.1〜0.5μmの硫
化ビスマス微粒子を用い、これをエポキシ樹脂、シリコ
ン系樹脂から選ばれる少なくとも1種からなるバインダ
ー中に分散させて塗料化したものにより形成されたこと
を特徴とする遮光膜。 - 【請求項4】 硫化ビスマスよりなるスパッタリング用
ターゲット材を使用して形成されたことを特徴とする遮
光膜。 - 【請求項5】 請求項3または請求項4に記載の遮光膜
を用いてなることを特徴とする液晶ディスプレイパネ
ル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09317592A JP3192745B2 (ja) | 1991-07-19 | 1992-04-13 | 液晶ディスプレイ用光吸収材料、遮光膜および液晶ディスプレイパネル |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3-179992 | 1991-07-19 | ||
JP17999291 | 1991-07-19 | ||
JP09317592A JP3192745B2 (ja) | 1991-07-19 | 1992-04-13 | 液晶ディスプレイ用光吸収材料、遮光膜および液晶ディスプレイパネル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05264984A JPH05264984A (ja) | 1993-10-15 |
JP3192745B2 true JP3192745B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=26434596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09317592A Expired - Fee Related JP3192745B2 (ja) | 1991-07-19 | 1992-04-13 | 液晶ディスプレイ用光吸収材料、遮光膜および液晶ディスプレイパネル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3192745B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100440543B1 (ko) * | 1997-08-01 | 2004-12-17 | 삼성전자주식회사 | 액정표시소자 |
KR100906410B1 (ko) * | 2002-12-07 | 2009-07-09 | 엘지디스플레이 주식회사 | 블랙 씰 패턴과 그 둘레에 외곽 수지패턴을 형성한 액정표시 장치 |
EP4043400A4 (en) | 2019-10-09 | 2023-11-01 | Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd. | BISMUTH SULFIDE PARTICLES, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND USE THEREOF |
CA3215565A1 (en) | 2021-04-01 | 2022-10-06 | Ishihara Sangyo Kaisha, Ltd. | Bismuth sulfide particles, method for producing same, and application of same |
WO2022210031A1 (ja) * | 2021-04-01 | 2022-10-06 | 石原産業株式会社 | 硫化ビスマス粒子及びその製造方法並びにその用途 |
-
1992
- 1992-04-13 JP JP09317592A patent/JP3192745B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05264984A (ja) | 1993-10-15 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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