金属微粒子分散液の製造方法、着色組成物、表示装置用着色膜形成用インク、感光性転写材料、遮光画像付き基板、カラーフィルター、液晶表示素子、及び液晶表示装置
【課題】金属微粒子を、凝集することなく短時間で分散することができる金属微粒子分散液の製造方法を提供する。
【解決手段】窒素原子及び／又は硫黄原子を含む化合物を含む金属微粒子液に超音波を印加して分散する工程を有することを特徴とする金属微粒子分散液の製造方法である。前記超音波の周波数は、２〜２００ｋＨｚの範囲であることが好ましい。また、前記金属微粒子液に１０〜３０ｋＨｚの超音波を印加し、次いで３０〜６０ｋＨｚの超音波を印加すること、あるいは、周波数の異なる２以上の超音波を順次印加する一連の超音波照射を複数回行うことが好ましい。
【解決手段】窒素原子及び／又は硫黄原子を含む化合物を含む金属微粒子液に超音波を印加して分散する工程を有することを特徴とする金属微粒子分散液の製造方法である。前記超音波の周波数は、２〜２００ｋＨｚの範囲であることが好ましい。また、前記金属微粒子液に１０〜３０ｋＨｚの超音波を印加し、次いで３０〜６０ｋＨｚの超音波を印加すること、あるいは、周波数の異なる２以上の超音波を順次印加する一連の超音波照射を複数回行うことが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
液相中で作製する金属微粒子分散液の製造方法に関し、該金属微粒子分散液を含む着色組成物、該着色組成物を含む表示装置用着色膜形成用インク、遮光画像付き基板、カラーフィルター、液晶表示素子、及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置用途の遮光膜は、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表示装置などの装置内部に、黒色の縁や画素周囲の格子状、ストライプ状の黒色の縁部（いわゆるブラックマトリックス）、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）遮光のためのドット状、線状の黒色パターンなどとして設けられている。
【０００３】
例えばブラックマトリックスは、液晶表示装置等を構成する遮光膜の例であり、液晶表示装置の内部に備えられたカラーフィルタの各着色画素（赤、緑、青）を取り囲むように設けられており、各画素間の光漏れによるコントラストの低下を防止するものである。また、他の例として、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素子において、光によるＴＦＴの電流リークに伴なう画質低下を防ぐためにＴＦＴ上に設ける遮光膜がある。
これらの遮光膜には一般に、光学濃度２以上の遮光性が要求されており、遮光膜の色調は表示装置の表示品位の点から黒色が好ましい。
【０００４】
上記に関連して、金属微粒子の分散物を利用して遮光膜を作製する方法に関する開示がある。この方法では、金属微粒子の分散には一般に広く知られている分散剤が用いられている。
【０００５】
液相法で製造した金属微粒子は、凝集剤を加えて微粒子を溶液から析出させた後、粒子を再度分散させることが出来る。特許文献１には遷移金属ナノ粒子を析出させた後ハイドロカーボン溶媒を加えてナノ粒子の再分散を行った例が記載されている。
【０００６】
また、水溶媒系で製造した金属ナノ粒子を、限外ろ過で洗浄し、高濃度化することも出来る。特許文献２には、遠心分離や限外ろ過で金属コロイドの高濃度化及び不要なイオン、塩、不純物等を除いた例が記載されている。
【０００７】
しかしながら、遠心分離や凝集剤による凝集の後に再分散を行った場合、一部の凝集粒子が残ってしまい分散不良となるという問題があり、また、限外ろ過は、水系溶媒の分散液にしか適用できないという問題があり、これらの問題の解決が必要であった。
【０００８】
一方、一般に顔料微粒子の分散は、各種の分散機（ロールミル、ボールミル、アトライター等）を用いて工業的に行われている。該微粒子分散液は微細化により高粘度を示すことが多く、分散機からの取り出しが困難となったり、パイプラインによる輸送ができなくなったり、更には貯蔵中にゲル化して使用不能となる、等の問題がある。これらの問題を解決するために、分散を助ける分散剤、分散を安定化させるポリマーの添加がおこなわれている。
【０００９】
例えば、カラーフィルター用の有機顔料分散では、顔料分散剤、カラーフィルターの製造に必要なアルカリ現像性を実現するためのアルカリ現像性と分散安定性の両性質を付与し得るポリマーを添加し、分散している（例えば、特許文献３参照。）。
しかしながら固形分中の金属濃度の高い金属微粒子の微細化の要求に対しては、凝集物が残る、分散時間がかかる、粘度上昇の問題があり、答えられていなかった。
【特許文献１】特開２０００−５４０１２号公報
【特許文献２】ＷＯ２００２／０９４９５４
【特許文献３】特開２０００-２３９５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記従来に問題に鑑みなされたものであり、以下の目的を達成することを課題とする。すなわち、
本発明は、金属微粒子を、凝集することなく短時間で分散することができる金属微粒子分散液の製造方法を提供することを目的とする。さらに詳しくは、液相法により調製された分散液から得た濃縮液中の金属微粒子を効率よく分散化することを目的とする。
また、薄膜で高濃度の黒色（遮光性）が得られる着色組成物、特に、遮光性能が高い遮光画像を低コストで作製することができ、環境性に優れる表示装置用着色膜形成用インク及び感光性転写材料を提供すること、更に薄膜で遮光性能が高い遮光画像付き基板、カラーフィルター、並びに液晶表示素子及び液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するための手段は以下の通りである。すなわち、
＜１＞ 窒素原子及び／又は硫黄原子を含む化合物を含む金属微粒子液に超音波を印加して分散する工程を有することを特徴とする金属微粒子分散液の製造方法である。
＜２＞ 金属微粒子液に周波数の異なる２以上の超音波を順次印加して分散する工程を有することを特徴とする金属微粒子分散液の製造方法である。
【００１２】
＜３＞ 前記金属微粒子液に印加する超音波の周波数を２〜２００ｋＨｚの範囲で順次上げることを特徴とする前記＜２＞に記載の金属微粒子分散液の製造方法である。
【００１３】
＜４＞ 前記金属微粒子液に１０ＫＨｚ以上３０ｋＨｚ未満の超音波を印加し、次いで３０ＫＨｚ以上６０ｋＨｚ未満の超音波を印加することを特徴とする前記＜２＞または＜３＞のいずれかに記載の金属微粒子分散液の製造方法である。
【００１４】
＜５＞ 周波数の異なる２以上の超音波を順次印加する一連の超音波照射を複数回行うことを特徴とする前記＜２＞から＜４＞のいずれかに記載の金属微粒子分散液の製造方法である。
【００１５】
＜６＞ 前記金属微粒子は、周期律表の第２族〜第１４族から選ばれる１種又は２種以上の金属を含有することを特徴とする前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の金属微粒子分散液の製造方法である。
【００１６】
＜７＞ 前記金属微粒子液は、窒素原子または硫黄原子を含む化合物を含むことを特徴とする前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の金属微粒子分散液の製造方法である。
【００１７】
＜８＞ 前記化合物は分子中に酸基を有することを特徴とする前記＜５＞に記載の金属微粒子分散液の製造方法である。
【００１８】
＜９＞ 前記化合物が、カルボキシル基を有することを特徴とする前記＜７＞または＜８＞に記載の金属微粒子分散液の製造方法である。
【００１９】
＜１０＞ 前記化合物は、重量平均分子量が１０００以上である重合体であることを特徴とする前記＜７＞から＜９＞のいずれかに記載の金属微粒子分散液の製造方法である。
【００２０】
＜１１＞ 前記＜１＞から＜１０＞のいずれかに記載の金属微粒子分散液の製造方法により得られた金属微粒子分散液を含むことを特徴とする着色組成物である。
【００２１】
＜１２＞ 前記着色組成物中に含まれる金属微粒子の体積平均粒子径が２００ｎｍ以下であり、かつ算術標準偏差が５０ｎｍ以下であることを特徴とする前記＜１１＞に記載の着色組成物である。
【００２２】
＜１３＞ 前記金属粒子分散液中の溶媒のＳＰ値が２５．８ＭＰａ１／２以下であることを特徴とする前記＜９＞または＜１０＞に記載の着色組成物である。
【００２３】
＜１４＞ 前記＜１１＞から＜１３＞のいずれかに記載の着色組成物を用いてなることを特徴とする表示装置用着色膜形成用インクである。
【００２４】
＜１５＞ 支持体上に少なくとも感光性遮光層を設けた感光性転写材料であって、前記感光性遮光層が前記＜１１＞から＜１３＞のいずれかに記載の着色組成物によって形成されることを特徴とする感光性転写材料である。
【００２５】
＜１６＞ 前記＜１４＞記載の表示装置用着色膜形成用インクを用いて作製される表示装置用遮光画像を有することを特徴とする遮光画像付き基板である。
【００２６】
＜１７＞ 前記＜１５＞に記載の感光性転写材料を用いて作製される表示装置用遮光画像を有することを特徴とする遮光画像付き基板である。
【００２７】
＜１８＞ 前記＜１１＞から＜１３＞のいずれかに記載の着色組成物を用いてなることを特徴とするカラーフィルターである。
【００２８】
＜１９＞ 前記＜１４＞に記載の表示装置用着色膜形成用インクを用いてなることを特徴とするカラーフィルターである。
【００２９】
＜２０＞ 前記＜１８＞または＜１９＞に記載のカラーフィルタを有することを特徴とする液晶表示素子である。
【００３０】
＜２１＞ 前記＜１６＞または＜１７＞に記載の遮光膜付き基板を有することを特徴とする液晶表示素子である。
【００３１】
＜２２＞ 前記＜２０＞または＜２１＞に記載の液晶表示素子を用いて作製したことを特徴とする液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、金属微粒子を、凝集することなく短時間で分散することができる金属微粒子分散液の製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、薄膜で高濃度の黒色（遮光性）が得られる着色組成物、特に、遮光性能が高い遮光画像を低コストで作製することができ、環境性に優れる表示装置用着色膜形成用インク及び感光性転写材料を提供すること、更に薄膜で遮光性能が高い遮光画像付き基板、カラーフィルター、並びに液晶表示素子及び液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の金属微粒子分散液の製造方法は、窒素原子及び／又は硫黄原子を含む化合物を含む金属微粒子液に超音波を印加して分散する工程を有することを特徴としている。
ここで、上記「金属微粒子液」とは、超音波によって分散する前の状態のものであり、「金属微粒子分散液」とは区別して用いる。つまり、本発明の製造方法においては、窒素原子及び／又は硫黄原子を含む化合物を含む金属微粒子液を調製した後、該金属微粒子液に超音波を印加して分散し、金属微粒子分散液を得るのである。
以下に、まず、本発明の金属微粒子分散液の製造方法について詳述する。
【００３４】
［金属微粒子］
（金属微粒子の金属）
本発明で用いられる金属微粒子における金属としては、特に限定されず、いかなるものを用いてもよい。金属微粒子は、２種以上の金属を組み合わせて用いてもよく、合金として用いることも可能である。また、金属化合物でもよいし、金属化合物と金属との複合微粒子でもよい。
【００３５】
金属微粒子としては、金属及び／又は金属化合物から形成されるものが好ましく、金属から形成されるものが特に好ましい。
特に本発明においては、長周期周期律表（ＩＵＰＡＣ１９９１）の第４周期、第５周期、及び第６周期からなる群から選ばれる金属を主成分として含むことが好ましい。また、第２〜１４族からなる群から選ばれる１種又は２種以上の金属を含有することが好ましく、第２族、第８族、第９族、第１０族、第１１族、第１２族、第１３族、及び第１４族からなる群から選ばれる金属を主成分として含むことがより好ましい。
【００３６】
前記金属微粒子として分散金属微粒子の好ましい例は、例えば、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンタル、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛、又はこれらの合金、から選ばれる少なくとも１種を挙げることができる。更に好ましい金属は、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム又はこれらの合金、より好ましい金属は、銅、銀、金、白金、錫又はこれらの合金から選ばれる少なくとも１種である。
【００３７】
（金属化合物）
本発明で言う「金属化合物」とは前記のごとき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。このうち硫化物が色調や微粒子形成のしやすさから特に好ましい。これら金属化合物の例としては酸化銅（II）、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。
【００３８】
（複合微粒子）
本発明で言う金属化合物と金属との複合微粒子とは金属と金属化合物が結合して１つの粒子になったものを言う。例えば粒子の内部と表面で組成の異なるもの、２種類の粒子が合一したもの等を挙げることができる。また、金属化合物と金属は、それぞれ１種でも２種以上であってもよい。金属化合物と金属との複合微粒子の具体例としては銀と硫化銀の複合微粒子、銀と酸化銅（II）の複合微粒子などがある。
【００３９】
（コア・シェル）
更に、本発明における金属微粒子は、コア・シェル型の複合粒子であってもよい。コア・シェル型の複合粒子とは、コア材料の表面をシェル材料でコートしたものである。コア・シェル型の複合粒子に用いる本発明のシェル材料としては、例えば、Si、Ge、AlSb、InP 、Ga、As、GaP 、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、PbS、PbSe、PbTe、Se、Te、CuCl、CuBr、CuI、TlCl、TlBr、TlIや、これらの固溶体又はこれらを９０mol％以上含む固溶体から選ばれる少なくとも１種の半導体、若しくは、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンタル、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛、又はこれらの合金、から選ばれる少なくとも１種の金属が挙げられる。
好ましいコア材料としては、銅、銀、金、パラジウム、ニッケル、錫、ビスマス、アンモチン、鉛、又はこれらの合金から選ばれる少なくとも１種を挙げることができる。
前記シェル材料は、反射率を低下させる目的で屈折率の調整剤としても好適に用いられる。
【００４０】
コア・シェル構造を有する複合微粒子の作製方法に特に制限はなく、代表的な方法は以下のものが挙げられる。
【００４１】
（１）公知の方法で作製した金属微粒子の表面に、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であり、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。この方法により粒子の表面が硫化されてコア・シェル複合粒子が形成される。
この場合、用いる金属微粒子は、気相法、液相法などの公知の方法で作製することができる。金属微粒子の作製方法については、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）２００２年発行）」に記載されている。
【００４２】
（２）金属微粒子を作製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であり、例えば、金属塩溶液に還元剤を添加して、金属イオンの一部を還元して金属微粒子を作製し、次いで硫化物を添加して、作製した金属微粒子の周囲に金属硫化物を形成する方法がある。
【００４３】
［窒素原子または硫黄原子を含有する化合物］
本発明において、金属微粒子液には、窒素原子または硫黄原子を含有する化合物を含有することが好ましい。当該化合物は、分散剤として機能し、既述の金属微粒子の分散時の分散性及び分散後の分散安定性が向上し、色相（特に黒色相）が良好で、高い光学濃度の画像形成が可能となる。
【００４４】
前記化合物は、アルカリ性で水溶性を持ち、中性、酸性では疎水性となる性質を持たせるという観点から、分子中に酸性基を含むことが好ましく、酸性基としては、カルボキシル基、スルホン酸、リン酸、ボロン酸、フェノール類、スルホアミドが挙げられ、中でも、カルボキシル基が好ましい。
この場合、前記化合物の酸価は 特に制限無く目的に応じて適宜選択できるが、分散安定性という点において、６０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、７０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることがより好ましく、１００〜２３０ｍｇＫＯＨ／ｇであることがさらに好ましい。
【００４５】
前記化合物としては、重量平均分子量が１，０００以上の重合体であることが好ましい。該重合体の分子量としては、特に制限は無く目的に応じて適宜選択することができるが、金属微粒子の分散安定性の観点から、例えば、重量平均分子量として、２，０００〜３００，０００が好ましく、４，０００〜１５０，０００がより好ましく、６０００〜１００，０００が特に好ましい。
【００４６】
金属微粒子液中における前記化合物の濃度は、金属の重量に対して５〜５０質量％であることが好ましく、５〜３０質量％であることがさらに好ましく、５〜２５質量％であることが特に好ましい。
【００４７】
前記化合物の例としては、カルボキシル基を有する化合物、スルホン酸基、フェニル基、リン酸、ボロン酸、フェノール類、スルホアミドを有する化合物のいずれかであり、これらの化合物において、さらにチオエーテル基、アミノ基を有するもの等が挙げられる。これらの内、特にチオエーテル基とカルボキシル基を有する化合物またはアミノ基とカルボキシル基を有する化合物を用いることが好ましい。
これらの化合物の添加は、金属微粒子分散液を製造するいずれの工程で添加してもよい。例えば、金属微粒子液を超音波で分散する時に添加してもよく、また、金属微粒子を濃縮、回収する過程において添加してもよい。また、これらを組み合わせてもよい。
【００４８】
前記酸性基としてカルボキシル基を有する重合体としては、例えば、カルボキシル基を有するビニル共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリアミド酸樹脂、変性エポキシ樹脂などが挙げられ、これらの中でも、塗布溶媒への溶解性、アルカリ現像液への溶解性、合成適性、膜物性の調整の容易さ等の観点からカルボキシル基を有するビニル共重合体が好ましい。また、スチレンおよびスチレン誘導体の少なくともいずれかの共重合体も好ましい。
【００４９】
前記カルボキシル基を有するビニル共重合体は、少なくとも（１）カルボキシル基を有するビニルモノマーと、（２）前記（１）のビニルモノマーと共重合可能なモノマーとの共重合により得ることができる。
前記カルボキシル基を有するビニルモノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸、ビニル安息香酸、マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、桂皮酸、アクリル酸ダイマー、水酸基を有する単量体（例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等）と環状無水物（例えば、無水マレイン酸や無水フタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物）との付加反応物、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、共重合性、コストおよび溶解性などの観点から（メタ）アクリル酸が特に好ましい。尚、本願明細書において、「（メタ）アクリル酸」とは、アクリル酸およびメタクリル酸を総称し、その誘導体の場合も同様である。
また、カルボキシル基の前駆体として無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等の無水物を有するモノマーを用いてもよい。
【００５０】
前記（１）のビニルモノマーと共重合可能なモノマーとしては、特に制限は無く目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、（メタ）アクリル酸エステル類、クロトン酸エステル類、ビニルエステル類、マレイン酸ジエステル類、フマル酸ジエステル類、イタコン酸ジエステル類、（メタ）アクリルアミド類、ビニルエーテル類、ビニルアルコールのエステル類、スチレン類（例えば、スチレン、スチレン誘導体等）、（メタ）アクリロニトリル、ビニル基が置換した複素環式基（例えば、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルカルバゾール等）、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニルイミダゾール、ビニルカプロラクトン、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、リン酸モノ（２−アクリロイルオキシエチルエステル）、リン酸モノ（１−メチル−アクリロイルオキシエチルエステル）、官能基（例えば、ウレタン基、ウレア基、スルホンアミド基、フェノール基、イミド基）を有するビニルモノマーなどが挙げられ、これらの中でもスチレン類が好ましい。
【００５１】
前記（メタ）アクリル酸エステル類としては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−オクチル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、オクタデシル（メタ）アクリレート、アセトキシエチル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−メトキシエチル（メタ）アクリレート、２−エトキシエチル（メタ）アクリレート、２−（２−メトキシエトキシ）エチル（メタ）アクリレート、３−フェノキシ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールモノエチルエーテル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル（メタ）アクリレート、β−フェノキシエトキシエチル（メタ）アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、トリフロロエチル（メタ）アクリレート、オクタフロロペンチル（メタ）アクリレート、パーフロロクチルエチル（メタ）アクリレート、トリブロモフェニル（メタ）アクリレート、トリブロモフェニルオキシエチル（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
【００５２】
前記クロトン酸エステル類としては、例えば、クロトン酸ブチル、クロトン酸ヘキシルなどが挙げられる。
前記ビニルエステル類としては、例えば、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート、ビニルメトキシアセテート、安息香酸ビニルなどが挙げられる。
前記マレイン酸ジエステル類としては、例えば、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチルなどが挙げられる。
前記フマル酸ジエステル類としては、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジブチルなどが挙げられる。
前記イタコン酸ジエステル類としては、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチルなどが挙げられる。
【００５３】
前記（メタ）アクリルアミド類としては、例えば、（メタ）アクリリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｎ−ブチルアクリル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−シクロヘキシル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（２−メトキシエチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−フェニル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ベンジル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロイルモルホリン、ジアセトンアクリルアミドなどが挙げられる。
【００５４】
前記ビニルエーテル類としては、例えば、メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテルなどが挙げられる。
前記ビニルアルコールのエステル類としては、ベルサト酸ビニル、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなどが挙げられる。
前記スチレン類としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、ヒドロキシスチレン、メトキシスチレン、ブトキシスチレン、アセトキシスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、クロロメチルスチレン、酸性物質により脱保護可能な基（例えば、ｔｅｒｔ−ブチルオキシカルボニル基等）で保護されたヒドロキシスチレン、ビニル安息香酸メチル、α−メチルスチレンなどが挙げられる。
【００５５】
本発明における硫黄原子を含有する化合物の具体例としては、例えば、下記一般式（１）で表される繰り返し単位の少なくとも１種を有する高分子化合物が挙げられる。
【００５６】
【化１】
［一般式（１）中、Ｒ１は、水素原子、又は総炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｒ２は水素原子、総炭素数１〜１８のアルキル基、総炭素数６〜１４のアリール基、又は総炭素数７〜１６のアラルキル基を表し、このアルキル基、アリール基、及びアラルキル基は各々独立に、無置換でも置換基を有していてもよく、飽和又は不飽和の環状構造を形成していてもよい。Ｚ、Ｙは後述する。］
【００５７】
前記一般式（１）において、Ｒ１は、水素原子、または総炭素数１〜４のアルキル基を表す。総炭素数１〜４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。
【００５８】
前記一般式（１）において、Ｒ１は、水素原子、又は総炭素数１〜４のアルキル基を表す。 総炭素数１〜４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。
【００５９】
前記一般式（１）において、Ｒ２は、水素原子、総炭素数１〜１８のアルキル基、総炭素数６〜１４のアリール基、又は総炭素数７〜１６のアラルキル基を表し、このアルキル基、アリール基、及びアラルキル基は各々独立に、無置換でも置換基を有していてもよく、飽和又は不飽和の環状構造を形成していてもよい。
【００６０】
前記Ｒ２で表される総炭素数１〜１８のアルキル基は、無置換でも置換基を有していてもよく、例えば、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、
ドデシル基、ステアリル基等のアルキル基が挙げられる。置換基を有する場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、アミド基、カルボキシル基、エステル基、スルホニル基等が好適である。
【００６１】
上記のうち、総炭素数１〜１２のアルキル基が好ましく、総炭素数１〜８のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基ノルマルブチル基、tert−ブチル基は特に好ましい。
【００６２】
前記Ｒ２で表されるアリール基は、無置換でも置換基を有していてもよく、総炭素数６〜１４のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、トルイル基、キシリル基、ナフチル基、アントラセニル等のアリール基が挙げられる。置換基を有する場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、アミド基、カルボキシル基、エステル基、スルホニル基等が好適である。
【００６３】
上記のうち、総炭素数６〜１０のアリール基が好ましく、フェニル基は特に好ましい。
【００６４】
前記Ｒ２で表されるアラルキル基は、無置換でも置換基を有していてもよく、総炭素数７〜１６のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、アントラセニルメチル基等のアラルキル基が挙げられる。置換基を有する場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、アミド基、カルボキシル基、エステル基、スルホニル基等が好適である。
【００６５】
上記のうち、総炭素数７〜１１のアラルキル基が好ましく、ベンジル基は特に好ましい。
【００６６】
前記一般式（１）において、Ｚは、−Ｏ−又は−ＮＨ−を表す。また、Ｙは、総炭素数１〜８の２価の連結基を表す。
Ｙで表される総炭素数１〜８の２価の連結基は、アルキレン基（例、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン）、アルケニレン基（例、エテニレン、プロぺニレン）、アルキニレン基（例、エチニレン、プロピニレン）、アリーレン基（例、フェニレン）、二価のヘテロ環基（例えば、６−クロロ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル基、ピリミジン２，４−ジイル基、キノキサリン−２，３−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル）、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＮＲ−（Ｒは水素原子、アルキル基又はアリール基）、又はこれらの組み合わせ（例えば−ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＮＨ−、−ＮＨＣＯＮＨ−等）であることが好ましい。
アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、二価のヘテロ環基、Ｒのアルキル基又はアリール基は、置換基を有していてもよい。置換基の例としては、アリール基の置換基と同じである。Ｒのアルキル基およびアリール基は前述と同義である。
【００６７】
Ｙで表される総炭素数１〜８の２価の連結基のうち、総炭素数１〜６の２価の連結基が好ましく、中でも、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ２−、−Ｃ２Ｈ４−Ｏ−Ｃ２Ｈ４−は特に好ましい。
【００６８】
本発明に係る高分子分散剤は、前記一般式（１）で表される繰り返し単位を１種のみならず、２種以上を共重合して硫黄原子を２以上含む高分子化合物であってもよい。また、側鎖を構成するチオエーテル構造は、硫黄原子を１つのみならず、前記Ｚ、Ｒ２を硫黄原子を有する基で構成することにより、２つ以上の硫黄原子を有する側鎖とすることができる。
【００６９】
本発明に係る高分子分散剤は、所望の高分子化合物に（好ましくは側鎖として）チオエーテル構造を導入する、あるいはチオエーテル基を（好ましくは側鎖に）持つ単量体の単独重合、又はチオエーテル基を（好ましくは側鎖に）持つ単量体と他の単量体との共重合により得ることができる。好ましくは、エチレン性不飽和単量体の側鎖にチオエーテル構造を導入する、あるいはチオエーテル構造を側鎖に含むエチレン性不飽和単量体の単独重合、又はチオエーテル構造を側鎖に含むエチレン性不飽和単量体と他の共重合成分との共重合により得ることができる。
【００７０】
以下、前記一般式（１）で表される繰り返し単位の具体例を示す。但し、本発明においては、これらに制限されるものではない。
【００７１】
【化２】
【００７２】
上記した中でも、特にＲ１が水素原子あるいはメチル基であって、Ｒ２がメチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、ノルマルブチル基、tert−ブチル基、フェニル基であって、Ｚが−O−であって、Ｙがエチレン基、である化合物が好ましい。
【００７３】
本発明における窒素原子を含有する場合の具体例としては、例えば、下記で表される繰り返し単位の少なくとも１種を有する高分子化合物が挙げられる。
【００７４】
【化３】
【００７５】
以下に本発明における硫黄原子あるいは窒素原子を含有する化合物の具体例をあげるが、これらに限定される物ではない。下記化合物ＰＯ−１〜３４はＡ、Ｂ、Ｃで表される繰り返し単位を有した共重合体である。またａ、ｂ、ｃ、は繰り返し単位Ａ，Ｂ，Ｃそれぞれのｗｔ％の比を表す。
【００７６】
【化４】
【００７７】
【化５】
【００７８】
また、本発明の金属微粒子分散物には、界面活性剤、防腐剤、または分散安定化剤などを適宜配合してもよい。
【００７９】
前記界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系、ベタイン系界面活性剤のいずれも使用でき、アニオン系およびノニオン系界面活性剤が特に好ましい。界面活性剤のＨＬＢ値は塗布液の溶媒が非極性溶剤であるため、３〜６程度のものが好ましい。
【００８０】
尚、前記ＨＬＢ値については、例えば「界面活性剤ハンドブック」（吉田時行、進藤信一、山中樹好編、工学図書（株）発行昭和６２年）に記載されている。前記界面活性剤の具体例としては、プロピレングリコールモノステアリン酸エステル、プロピレングリコールモノラウリン酸エステル、ジエチレングリコールモノステアリン酸エステル、ソルビタンモノラウリル酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウリル酸エステルなどがある。界面活性剤の例についても前述の「界面活性剤ハンドブック」に記載されている。
【００８１】
分散安定剤については、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。
【００８２】
［溶媒］
溶媒としては、例えば、水、有機溶媒等を挙げることができる。
上記有機溶媒としては特に限定されず、例えばアセトン等のケトン類、メトキシプロパノール、エトキシエタノール、プロパノールなどのアルコール類、1-アセトキシ-1-メトキシプロパン、ジエチルアミノエタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、シクロヘキサノン等を挙げることができる。後処理として水洗沈降を使用する場合は、水溶性溶媒を用いることが好ましく、アセトン、メトキシプロパノール、エトキシエタノール、ジエチルアミノエタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、メタノールなどが好ましい。また、溶媒は1種類に限らず、複数を混合して用いても良い。
【００８３】
上記溶媒中にはアミン含有化合物が含まれていることが好ましく、例えば、ジエチルアミノエタノール、エタノールアミン、プロパノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノプロパノールなどのアルカノールアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ジプロピレンアミン、エチレンジアミン、トリエチレンペンタミンなどの脂肪族アミン、ピペリジン、ピロリジン、Ｎメチルピロリジン、モルホリンなどのような脂環式アミン、アニリン、Ｎ−メチルアニリン、トルイジン、アニシジン、フェネチジンのような芳香族アミン、ベンジルアミン、キシレンジアミン、Ｎ−メチルベンジルアミンのようなアラルキルアミン等を挙げることができる。
【００８４】
上記アミンとしては、アルカノールアミンが好ましく、エタノールアミン、プロパノールアミン、ジエチルアミノエタノールなどが好ましく、エタノールアミンがさらに好ましい。
【００８５】
上記アミン含有化合物が含まれない場合は、塩基を加えて溶液のｐＨを８以上に保つことが好ましい。
【００８６】
このとき、溶液中の金属濃度は０．００５ｍｏｌ／Ｌ以上５ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上３ｍｏｌ／Ｌ以下であることがさらに好ましく、０．０２ｍｏｌ／Ｌ以上１ｍｏｌ／Ｌ以下であることが特に好ましい。
【００８７】
以下、本発明の金属微粒子分散液の製造方法における超音波を照射して分散する工程について説明する。
まず、溶媒に金属粒子の前駆体となる金属化合物（既述）と、必要に応じて窒素または硫黄を含有する化合物（好ましくは酸価６０〜３００ｍｇＫＯＨ）、及びその他の成分をｐＨ８．５以上に保った中で溶解させる。次いで、還元剤を添加し、金属イオンを還元することにより金属微粒子を作製する。このとき、溶液中に還元剤を溶解させた中に前記化合物と金属化合物を加えてもよく、あるいは溶液中に前記化合物を溶解させた中に還元剤と金属化合物を添加してもよい。前記化合物の添加は、金属微粒子液を製造するいずれの工程で行ってもよい。
【００８８】
前記ｐＨとは、堀場製作所製のｐＨメーター（Ｄ−５０）で実測した値と規定する。前記有機溶剤はアルコール系有機溶剤、ケトン系有機溶剤、アミン含有化合物の中で水に対して溶解するものならば特に限定されない。
このとき、溶液中の金属濃度は０．００５ｍｏｌ／Ｌ以上５ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上３ｍｏｌ／Ｌ以下であることがさらに好ましく、０．０２ｍｏｌ／Ｌ以上１ｍｏｌ／Ｌ以下であることが特に好ましい。
【００８９】
ｐＨを８．５以上に保つために添加する塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、カリウムメトキシド、ナトリウムメトキシド等を挙げることができる。
【００９０】
上記還元剤としては、アミン化合物、水素化ホウ素ナトリウムなどのアルカリ金属水素化ホウ素塩、ヒドラジン化合物、クエン酸とその塩、酒石酸とその塩、アスコルビン酸とその塩、コハク酸とその塩、ギ酸、ホルムアルデヒド、亜ニチオン酸、スルホキシル酸塩誘導体、ハイドロキノン、ハイドロキノン誘導体、ヒドロキシルアセトンなどを使用することができる。これらは、単独または組み合わせて使用することが可能である。上記還元剤の中でも、トリエタノールアミン、アスコルビン酸、ハイドロキノン、ハイドロキノン誘導体、ヒドロキシルアセトンが好ましく、ハイドロキノン、アスコルビン酸、ヒドロキシルアセトンがさらに好ましい。
【００９１】
次いで、前記で作製した金属微粒子液中に酸を加え、ｐＨを７．５以下にすることで、金属微粒子が軟凝集を起こし、凝集ナノ粒子となって沈降し、これを数回水または水に可溶な有機溶剤でデカンテーションをすることにより、残留した還元剤等の不純物を除去することができる。デカンテーションの代わりに、吸引ろ過、遠心分離等の手段を用いることもできる。
【００９２】
添加する酸としては、硝酸、硫酸、塩酸、酢酸、トルエンスルホン酸等を挙げることができる。
【００９３】
その後、再分散溶媒と親和性がある溶媒を使ってデカンテーションを行い、残留した水、極性の高い溶媒の除去を行うこともできる。この場合の溶媒としては、アセトンのような両親媒性溶媒が好ましい。デカンテーションを行わない場合、この代わりとして、凝集微粒子スラリーを乾燥させることもできる。この方法として、フリーズドライ等の手段を用いることもできる。
【００９４】
前記で得た凝集微粒子スラリーまたは凝集微粒子粉末は、好ましくは低極性の有機溶剤に再分散させ、金属微粒子液とする。有機溶剤の例としては、例えばプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、ヘキサン、テトラヒドロフラン、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチルあるいはそれらの混合物等が挙げられる。
以上の工程により、本発明に係る金属微粒子液が得られる。
【００９５】
本発明においては、前記金属微粒子液に超音波を印加して分散する。超音波の印加には、単一の周波数の超音波を印加する場合と、周波数の異なる２以上の超音波を順次印加する場合とがある。以下に、それぞれの工程について説明する。
【００９６】
単一の周波数の超音波を印加する場合、周波数の範囲は２〜２００ＫＨｚの範囲であることが好ましく、２〜４０ＫＨｚの範囲であることがより好ましく、１５〜４０ＫＨｚの範囲であることが特に好ましい。単一の周波数を印加する場合、後述する複数の周波数の超音波を印加する場合よりも照射時間を長く取ることが好ましい。また、超音波の照射は連続でも不連続でもよいが、照射時間が長くなる場合は不連続であるほうが好ましい。これは、超音波の長時間の連続照射による加熱が分散に悪影響を与えることが懸念されるためである。
【００９７】
周波数の異なる２以上の超音波を順次印加する場合、超音波は、低い周波数から高い周波数へと周波数を上げることが好ましい。具体的には、周波数の範囲は２〜２００ｋＨｚの範囲で順次上げることが好ましく、２〜３０ｋＨｚ未満の超音波を印加し、次いで３０〜１００ｋＨｚ未満の超音波を印加し、その後１００〜２００ｋＨｚの超音波を印加することがより好ましく、１０ＫＨｚ以上３０ｋＨｚ未満の超音波を印加し、次いで３０ＫＨｚ以上６０ｋＨｚ未満の超音波を印加することが特に好ましい。また、より微細に分散させるには、一連の異なる周波数の超音波照射を複数回繰り返し行うことが好ましい。また、異なる周波数の切り替えは、連続的であっても、不連続であってもよい。また、超音波の照射時間は、必要に応じて適宜調整するが、１０ｇ／分〜１０Ｋｇ／分とすることが好ましい。
【００９８】
本発明の製造方法においては、上記工程により金属微粒子を微細分散化することができる。
【００９９】
周波数が同じ、または一連の異なる周波数の超音波照射を複数回行う場合の回数は、分散が完了するまで何回行ってもよいが、いずれの場合においても、２〜１００回が好ましく、２〜１０回がより好ましい。各周波数における超音波の照射時間に制限はないが、１〜１０００分が好ましく、１〜６０分がより好ましい。
【０１００】
本発明の金属微粒子分散液の製造方法に用いられる超音波照射装置は１０ｋＨｚ以上の超音波を印加できる機能を有することが好ましく、例えば、超音波ホモジナイザー、超音波洗浄機、などが挙げられる。超音波照射中に液温が上昇すると、ナノ粒子の熱凝集が起こるため、液温を１〜１００℃とすることが好ましく、５〜６０℃がより好ましい。温度の制御方法は、分散液温度の制御、分散液を温度制御する温度調整層の温度制御などによって行うことができる。
【０１０１】
本発明の金属微粒子分散液の製造方法によれば、固定周波数の超音波の照射と異なり、金属微粒子と溶媒の親和が十分に行われ、微細分散を可能にすることができる。
【０１０２】
本発明により得られる金属微粒子は一次粒子まで分散化されていることが好ましく、粒径は、１〜２００ｎｍであることが好ましく、２〜１００ｎｍであることがより好ましく、５〜８０ｎｍであることが特に好ましい。
【０１０３】
金属微粒子を分散するときの溶液中の金属濃度は、１〜８０質量％であることが好ましく、４〜４０質量％であることがさらに好ましく、８〜４０質量％であることが特に好ましい。
【０１０４】
＜着色組成物＞
本発明の着色組成物は、前記本発明の金属微粒子分散液の製造方法により得られる金属微粒子分散液を少なくとも含むことを特徴としている。
なお、本発明に着色組成物において、遮光画像作製用に用いられるものを、「遮光画像作製用着色組成物」と呼ぶ場合がある。
【０１０５】
本発明の着色組成物は、前記金属微粒子分散液を含むため、該金属微粒子が微細化分散されている。本発明の着色組成物に含まれる金属微粒子の体積平均粒子径は２００ｎｍ以下であり、かつ算術標準偏差が５０ｎｍ以下とすることができる。
ここで、体積平均粒子径は、得られた金属微粒子をＴＥＭ等で観察し、直接粒子の大きさを観察して求めることが出来る。また、動的光散乱式粒径分布測定装置（ＨＯＲＩＢＡ製、ＬＢ５００）で測定して求めることも出来る。算術標準偏差はこれらの結果によって計算して求める。
【０１０６】
前記金属微粒子分散液の溶媒としては、ＳＰ値が２５．８ＭＰａ１／２以下の溶媒であることが好ましい。
【０１０７】
ここで、ＳＰ値（溶解度パラメーター）は、凝集エネルギー密度の平方根で定義される数値であり、分子間力を表している。該ＳＰ値はポリマーや溶媒などの低分子化合物の極性を定量化できる一つの表示方法であり、下記に示す計算によっても、あるいは実測によっても得ることができる。
ＳＰ値（δ）＝（ΔＥｖ／Ｖ）１／２
上式において、ΔＥｖはモル蒸発エネルギーを、Ｖはモル体積を表す。
また、上記ΔＥｖ及びＶとしては、「ROBERT F.FEDORS著「POLYMER ENGINEERING AND FEBRUARY」(Vol.14、No.2、151〜153頁、1974年)」に記載の原子団のモル蒸発熱（△ｅｉ）の合計（ΔＥｖ）とモル体積（ｖｉ）の合計（Ｖ）を用いることもできる。
【０１０８】
ＳＰ値が２５．８Ｍｐａ１／２以下の溶媒としては、メチルエチルケトン、1-プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、アセトン、シクロヘキサノン、n-メチルピロリドン、２−プロパノール、等が挙げられ、メチルエチルケトン、1-プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノンが好適に使用することができる。
【０１０９】
本発明の着色組成物は、前記金属微粒子分散液の他、必要に応じて、顔料微粒子、バインダーとなるポリマー、光重合性モノマー、光重合開始剤、溶媒等を含有してもよい。
本発明の着色組成物は、印刷インク、インクジェットインク、フォトマスク作製材料、印刷用プルーフ作製用材料、エッチングレジスト、ソルダーレジスト、プラズマデイスプレイパネル（ＰＤＰ）の隔壁、誘電体パターン、電極（導体回路）パターン、電子部品の配線パターン、導電ペースト、導電フイルム、ブラックマトリックス等の遮光画像等に用いることができる。好ましくはカラーフィルター及びこれに用いる表示装置カラー液晶表示装置等に用いるカラーフィルターの表示特性向上のために、着色パターンの間隔部、周辺部分、及びＴＦＴの外光側等に遮光画像を設けるために好適に用いることができる。特に好ましくは、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部、さらに好ましくはＴＦＴ遮光のためのドット状や線状の黒色パターン等のブラックマトリックスとして好適に用いられる。
【０１１０】
前記着色組成物を、特に遮光画像作製用着色組成物として用いる場合について以下に詳述する。
遮光画像作製用着色組成物を用いて遮光層（パターニングする前の層）を形成した場合、遮光層の膜厚１μｍあたりの光学濃度が１以上となることが好ましい。カラーフィルター作製の際、加熱工程時、金属微粒子が融着するのを防止することを考慮すると、上記着色組成物における金属微粒子の含有量は、形成される遮光層に含まれる金属微粒子の含有量が１０〜９０質量％、好ましくは１０〜８０質量％程度になるように調節することが好ましい。
【０１１１】
本発明でいう「遮光画像」は、ブラックマトリックス（以下、「ＢＭ」ともいう。）を包含する意味で用いる。「ＢＭ」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り、このＢＭの定義は、例えば、菅野泰平著、「液晶ディスプレイ製造装置用語辞典」、第２版、日刊工業新聞社、１９９６年、ｐ．６４に記載されている。遮光画像の例としては、有機ＥＬディスプレー（例えば、特開２００４−１０３５０７号公報）、ＰＤＰのフロントパネル（例えば、特開２００３−５１２６１号公報）、ＰＡＬＣではバックライトの遮光等が挙げられる。
ＢＭ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。
【０１１２】
遮光画像作製用着色組成物に用いられる金属微粒子の体積平均粒径は、遮光層の透過光学濃度（Ｏ．Ｄ．）の観点から、５〜３００ｎｍが好ましく、５〜１５０ｎｍであることがさらに好ましい。
【０１１３】
＜顔料＞
本発明の着色組成物には、金属微粒子分散液中の金属微粒子の他に、顔料微粒子を含有せしめることにより、色相を黒色に近づけることが可能となる。
本発明の着色組成物に含有させる顔料として、カーボンブラック、チタンブラック、又は黒鉛が好適なものとして挙げられる。
前記カーボンブラックの例として、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ（ピグメント・ブラック） ７（カーボンブラック Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．７７２６６）が好ましい。市販品としては、三菱カーボンブラック ＭＡ１００（三菱化学（株）製）、三菱カーボンブラック ＃５（三菱化学（株）製）が挙げられる。
【０１１４】
前記チタンブラックの例として、ＴｉＯ2、ＴｉＯ、ＴｉＮやこれらの混合物が好ましい。市販品として、三菱マテリアルズ(株)製の商品名：１２Ｓや１３Ｍが挙げられる。また用いるチタンブラックの粒子径は４０〜１００ｎｍが好ましい。
【０１１５】
前記黒鉛の例として、粒子径がストークス径として３μｍ以下のものが好ましい。３μｍを超えた黒鉛を用いると、遮光パターンの輪郭形状が不均一になり、シャープネスが悪くなるので好ましくない。また粒子径の大部分は０．１μｍ以下であることが望ましい。
【０１１６】
前記顔料の他に、公知の顔料を用いることもできる。顔料は一般に有機顔料と無機顔料とに大別されるが、本発明においては有機顔料が好ましい。好適に使用される顔料の例としては、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、ニトロ系顔料を挙げることができる。該有機顔料の色相は、例えば黄色顔料、オレンジ顔料、赤色顔料、バイオレット顔料、青色顔料、緑色顔料、ブラウン顔料、黒色顔料等が好ましい。以下に、着色組成物に用いられる顔料（着色剤）を列挙するが、これらに限定されるものではない。
【０１１７】
本発明に用いる着色剤としては、具体的には、特開２００５−１７７１６号公報［００３８］〜［００４０］に記載の色材や、特開２００５−３６１４４７号公報［００６８］〜［００７２］に記載の顔料や、特開２００５−１７５２１号公報［００８０］〜［００８８］に記載の着色剤を好適に用いることができる。
【０１１８】
また、前記着色剤の他、「顔料便覧、日本顔料技術協会編、誠文堂新光社、１９８９」、「ＣＯＬＯＵＲ ＩＮＤＥＸ、ＴＨＥ ＳＯＣＩＥＴＹ ＯＦ ＤＹＥＳ ＆ ＣＯＬＯＵＲＩＳＴ、ＴＨＩＲＤ ＥＤＩＴＩＯＮ、１９８７」に記載のものを参照して適宜用いることもできる。
【０１１９】
顔料は、金属微粒子の色相と補色関係にあるものを用いることが望ましい。また、顔料は１種でも２種以上を組み合せて用いてもよい。好ましい顔料の組合わせとしては、赤色系及び青色系の互いに補色関係にある顔料混合物と黄色系及び紫色系の互いに補色関係にある顔料混合物との組合せや、前記の混合物に更に黒色の顔料を加えた組み合わせや、青色系と紫色系と黒色系との顔料の組合せを挙げることができる。
【０１２０】
顔料は、着色組成物中に均一に分散されていることが好ましい。顔料の平均粒径は、５ｎｍ以上５μｍ以下が好ましく、特に１０ｎｍ以上１μｍ以下が好ましく、更にカラーフィルタ用としては２０ｎｍ以上０．５μｍ以下が好ましい。
【０１２１】
前記着色組成物は感光性を有することがより好ましい。具体的には、感光性樹脂組成物を添加することで感光性を付与することができる。前記感光性樹脂組成物は、バインダーとなるポリマー、光重合開始剤、及びエチレン性不飽和二重結合を有し光の照射によって付加重合するモノマー（以下「光重合性モノマー」という場合がある。）等を含有してなる態様が好ましく挙げられる。
【０１２２】
前記感光性樹脂組成物は、アルカリ水溶液で現像可能なものと、有機溶剤で現像可能なものとがある。安全性と現像液のコストとの点からは、アルカリ水溶液現像可能なものが好ましい。そのようにするにはバインダーのポリマーをアルカリ可溶性ポリマーにすることが好ましい。
前記感光性樹脂組成物は、上述のような光や電子線などの放射線を受容する部分が硬化するネガ型でもよいし、放射線未受容部が硬化するポジ型でもよい。
【０１２３】
前記ポジ型感光性樹脂組成物にはノボラック系の樹脂を用いたものが挙げられる。例えば、特開平７−４３８９９号公報記載のアルカリ可溶性ノボラック樹脂系を使用することができる。また、特開平６−１４８８８８号公報記載の、ポジ型感光性樹脂層、即ち、該公報記載のアルカリ可溶性樹脂と感光剤として１，２−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステルと該公報記載の熱硬化剤の混合物を含む感光性樹脂層を用いることができる。更に、特開平５−２６２８５０号公報記載の組成物も活用可能である。
【０１２４】
ネガ型感光性樹脂組成物としては、ネガ型ジアゾ樹脂とバインダーからなる感光性樹脂、光重合性組成物、アジド化合物とバインダーとからなる感光性樹脂組成物、桂皮酸型感光性樹脂組成物等が挙げられる。その中でも特に好ましいのは光重合開始剤、光重合性モノマー及びバインダーを基本構成要素として含む光重合性組成物である。該光重合性組成物には、特開平１１−１３３６００号公報記載の「重合性化合物Ｂ」「重合開始剤Ｃ」「界面活性剤」「接着助剤」や、その他の組成物が利用できる。
例えば、ネガ型感光性樹脂組成物でアルカリ水溶液現像可能な感光性樹脂組成物としては、主成分としてカルボン酸基含有バインダー（アルカリ可溶性バインダー）と、光重合開始剤と、光重合性モノマーと、を含んでなる感光性樹脂組成物が挙げられる。尚、前記アルカリ可溶性バインダーとしては、側鎖にカルボン酸基を有するポリマー、例えば、特開昭５９−４４６１５号公報、特公昭５４−３４３２７号公報、特公昭５８−１２５７７号公報、特公昭５４−２５９５７号公報、特開昭５９−５３８３６号公報、及び特開昭５９−７１０４８号公報に記載されているようなメタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体などを挙げることができる。また側鎖にカルボン酸基を有するセルロース誘導体も挙げることができる。この他にも水酸基を有するポリマーに環状酸無水物を付加したものも好ましく使用することができる。特に、米国特許第４１３９３９１号明細書に記載のベンジル（メタ）アクリレートと（メタ）アクリル酸の共重合体やベンジル（メタ）アクリレートと（メタ）アクリル酸と他のモノマーとの多元共重合体も挙げることができる。
前記樹脂は、３０〜４００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲の酸価と１０００〜３０００００の範囲の重量平均分子量を有するものを選択して使用するのが好ましい。以上の他に、種々の性能、例えば、硬化膜の強度を改良するために、現像性等に悪影響を与えない範囲で、アルカリ可溶性のポリマーを添加してもよい。これらのアルカリ可溶なバインダーポリマーとしては、アルコール可溶性ナイロン或いはエポキシ樹脂を挙げることができる。
【０１２５】
前記アルカリ可溶性バインダーのポリマーは、感光性の遮光画像作製用着色組成物の全固形分に対して通常、１０〜９５質量％含有され、更に２０〜９０質量％が好ましい。１０〜９５質量％の範囲では、感光性樹脂層の粘着性が高すぎることもなく、形成される層の強度及び光感度が劣ることもない。
【０１２６】
前記光重合開始剤としては、米国特許第２３６７６６０号明細書に開示されているビシナルポリケタルドニル化合物、米国特許第２４４８８２８号明細書に記載されているアシロインエーテル化合物、米国特許第２７２２５１２号明細書に記載のα−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第３０４６１２７号及び同第２９５１７５８号の各明細書に記載の多核キノン化合物、米国特許第３５４９３６７号明細書に記載のトリアリールイミダゾール二量体とｐ−アミノケトンの組合せ、特公昭５１−４８５１６号公報に記載のベンゾチアゾール化合物とトリハロメチル−ｓ−トリアジン化合物、米国特許第４２３９８５０号明細書に記載されているトリハロメチル−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等が挙げられる。特に好ましくはトリハロメチル−ｓ−トリアジン、トリハロメチルオキサジアゾール、トリアリールイミダゾール二量体である。
また、この他、特開平１１−１３３６００号公報に記載の「重合開始剤Ｃ」も好適なものとして挙げることができる。
これらの光重合開始剤又は光重合開始剤系は、単独でも、二種類以上を混合して用いてもよく、特に二種類以上を用いることが好ましい。また、感光性樹脂組成物の全固形分に対する光重合開始剤の含有量は、０．５〜２０質量％が一般的であり、１〜１５質量％が好ましい。
【０１２７】
黄ばみなどの着色がなく、かつ露光感度を高くすることができる、表示特性の良い例としては、ジアゾール系光重合開始剤と、トリアジン系光重合開始剤の組み合わせが挙げられ、中でも、２−トリクロロメチル５−（ｐ−スチリルスチリル）−１，３，４−オキサジアゾールと、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−［４’−（Ｎ，Ｎ−ビスエトキンカルボニルメチル）−３’−ブロモフェニル］−ｓ−トリアジンの組み合わせが最も良い。
これらの光重合開始剤の比率は、ジアゾール系／トリアジン系の質量比率で、好ましくは９５／５から２０／８０、より好ましくは９０／１０から３０／７０、最も好ましくは８０／２０から６０／４０である。これらの光重合開始剤は、特開平１−１５２４４９号公報、特開平１−２５４９１８号公報、特開平２−１５３３５３号公報に記載されている。
更に、好適な例としてはベンゾフェノン系も挙げられる。
【０１２８】
感光性の遮光画像作製用着色組成物の固形分全体に占める顔料の割合が１５から２５質量％付近の場合、前記光重合開始剤に、クマリン系化合物を混合することによっても、黄ばみなどの着色がなく、かつ高感度化することができる。クマリン系化合物としては、７−［２−［４−（３−ヒドロキシメチルビペリジノ）−６−ジエチルアミノ］トリアジニルアミノ］−３−フェニルクマリンが最も良い。これらの光重合開始剤とクマリン系化合物の比率は、光重合開始剤／クマリン系化合物の質量比率で、好ましくは２０／８０から８０／２０、より好ましくは３０／７０から７０／３０、最も好ましくは４０／６０から６０／４０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。
【０１２９】
前記光重合開始剤は、感光性の遮光画像作製用着色組成物の全固形分に対して、０．５〜２０質量％が一般的であり、１〜１５質量％が好ましい。前記含有量が前記範囲内であると、光感度や画像強度の低下を防止でき、十分に性能を向上させることができる。
【０１３０】
前記光重合性モノマーとしては、沸点が常圧で１００℃以上の化合物を挙げることができる。例えば、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート及びフェノキシエチル（メタ）アクリレート等の単官能（メタ）アクリレート；ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ（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トリ（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、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（アクリロイルオキシプロピル）エーテル、トリ（アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、トリ（アクリロイルオキシエチル）シアヌレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパン若しくはグリセリン等の多官能アルコールにエチレンオキシドやプロピレンオキシドを付加反応させた後で（メタ）アクリレート化したもの等の多官能（メタ）アクリレートを挙げることができる。
【０１３１】
更に、特公昭４８−４１７０８号、同５０−６０３４号、特開昭５１−３７１９３号の各公報に開示されているウレタンアクリレート類、特開昭４８−６４１８３号、特公昭４９−４３１９１号、同５２−３０４９０号の各公報に開示されているポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能アクリレートやメタクリレートを挙げることができる。これらの中で、トリメチロールプロパントリ（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、ジ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ペンタ（メタ）アクリレートが好ましい。前記光重合性モノマーは、単独でも２種類以上を混合して用いてもよい。前記光重合性モノマーの感光性の遮光画像作製用着色組成物の全固形分に対する含有量は、５〜５０質量％が一般的であり、１０〜４０質量％が好ましい。前記含有量が前記範囲内にあると光感度や画像の強度も低下せず、感光性遮光層の粘着性が過剰になることもない。
【０１３２】
前記感光性樹脂組成物としては、前記成分の他に更に熱重合防止剤を添加することが好ましい。前記熱重合防止剤の例としては、例えば、ハイドロキノン、ｐ−メトキシフェノール、ｐ−ｔ−ブチルカテコール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、β−ナフトール、ピロガロール等の芳香族ヒドロキシ化合物、ベンゾキノン、ｐ−トルキノン等のキノン類、ナフチルアミン、ピリジン、ｐ−トルイジン、フェノチアジン等のアミン類、Ｎ−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンのアルミニウム塩又はアンモニウム塩、クロラニール、ニトロベンゼン、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２−メルカプトベンズイミダゾール等が挙げられる。
【０１３３】
前記感光性樹脂組成物として、更に必要に応じて公知の添加剤、例えば、可塑剤、界面活性剤、密着促進剤、分散剤、垂れ防止剤、レベリング剤、消泡剤、難燃化剤、光沢剤、溶剤等を添加することができる。
【０１３４】
前記密着促進剤としては、例えばアルキルフェノール／ホルムアルデヒドノボラック樹脂、ポリビニルエチルエーテル、ポリビニルイソブチルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリイソブチレン、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ブチルゴム、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ゴム、アクリル樹脂系粘着剤、芳香族系、脂肪族系又は脂環族系の石油樹脂、シランカップリング剤等が挙げられる。
【０１３５】
また、本発明における金属微粒子を銀コロイドのように水分散物として用いる場合には、前記感光性樹脂組成物として水系のもの用いることが必要である。このような感光性樹脂組成物としては特開平８−２７１７２７号公報の段落［００１５］乃至［００２３］に記載のものの他、市販のものとしては例えば、東洋合成工業（株）製の「ＳＰＰ−Ｍ２０」等が挙げられる。
【０１３６】
本発明の着色組成物（感光性のものを含む）を用いてブラックマトリックスを形成することで、薄膜でかつ光学濃度が高いブラックマトリックスを作製することができる。
【０１３７】
＜表示装置用着色膜形成用インク＞
本発明の表示装置用着色膜形成用インクは、既述の本発明の着色組成物を用いて調製されるものである。本発明の着色組成物を用いて構成されるので、金属微粒子が凝集することなく微細分散化されており、表示ムラのない遮光膜を形成することができる。
【０１３８】
本発明の表示装置用着色膜形成用インクは、前記本発明の着色組成物を含んでなり、場合により、必要に応じて着色剤（好ましくは顔料）など他の成分を用いて構成され、インクの付与後に加熱又は紫外線などのエネルギー線の付与により硬化させ得るものである。るものである。
【０１３９】
なお、本発明の着色組成物の詳細については、既述の通りであり、前記成分以外に、インクを構成するのに必要な成分を適宜選択して添加することが可能である。
【０１４０】
本発明の表示装置用着色膜形成用インクは、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用途に好適であり、表示装置内に設けられる黒色の縁や画素周囲の格子状もしくはストライプ状の黒色の縁部（いわゆるブラックマトリックス）、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）遮光のためのドット状もしくは線状の黒色パターンなどの形成に好適である。
【０１４１】
＜感光性転写材料＞
本発明においては、上記の感光性を有する遮光画像作製用着色組成物（インク）を用いて、遮光画像作製用感光性転写材料を作製し、これを用いてブラックマトリックス等の遮光画像を作製することができる。
上記感光性転写材料は、支持体上に少なくとも上記の感光性を有する遮光画像作製用着色組成物を用いて形成した感光性遮光層を設けたものであり、必要に応じて熱可塑性樹脂層、中間層、又は保護層等を設けることができる。
上記感光性遮光層の膜厚は０．２〜２μｍの範囲が好ましく、特に０．２〜０．９μｍの範囲が好ましい。
【０１４２】
（支持体）
本発明における支持体としては、ポリエステル、ポリスチレン等の公知の支持体を用いることができる。中でも２軸延伸したポリエチレンテレフタレートはコスト、耐熱性、寸法安定性の観点から好ましい。上記支持体の厚みは１５〜２００μｍ程度、より好ましくは３０〜１５０μｍ程度が好ましい。上記支持体の厚みが上記範囲内にあると、ラミネーション工程時に熱によりトタン板状のしわが発生するのを効果的に抑制することができ、コスト上も有利である。
また上記支持体には必要に応じて特開平１１−１４９００８号公報に記載されている導電性層を設けてもよい。
【０１４３】
（熱可塑性樹脂層）
また、支持体と感光性遮光層、又は支持体と中間層の間に、アルカリ可溶性の熱可塑性樹脂層を設けることが好ましい。
上記熱可塑性樹脂層は、下地表面の凹凸（既に形成されている画像などによる凹凸等も含む）を吸収することができるようにクッション材としての役割を担うものであるため、当該凹凸に応じて変形しうる性質を有していることが好ましい。
【０１４４】
アルカリ可溶な熱可塑性樹脂層に含まれる樹脂としては、エチレンとアクリル酸エステル共重合体とのケン化物、スチレンと（メタ）アクリル酸エステル共重合体とのケン化物、ビニルトルエンと（メタ）アクリル酸エステル共重合体とのケン化物、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、及び（メタ）アクリル酸ブチルと酢酸ビニル等との（メタ）アクリル酸エステル共重合体等のケン化物、等より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。さらに「プラスチック性能便覧」（日本プラスチック工業連盟、全日本プラスチック成形工業連合会編著、工業調査会発行、１９６８年１０月２５日発行）による有機高分子のうちアルカリ水溶液に可溶なものを使用することもできる。また、これらの熱可塑性樹脂のうち、軟化点が８０℃以下のものが好ましい。尚、本願明細書において、「（メタ）アクリル酸」とは、アクリル酸及びメタクリル酸を総称し、その誘導体の場合も同様である。
【０１４５】
上記アルカリ可溶な熱可塑性樹脂層に含まれる樹脂の中でも、重量平均分子量５万〜５０万（Ｔｇ＝０〜１４０℃）の範囲で、更に好ましくは重量平均分子量６万〜２０万（Ｔｇ＝３０〜１１０℃）の範囲で選択して使用することができる。これらの樹脂の具体例としては、特公昭５４−３４３２７号、特公昭５５−３８９６１号、特公昭５８−１２５７７号、特公昭５４−２５９５７号、特開昭６１−１３４７５６号、特公昭５９一４４６１５号、特開昭５４−９２７２３号、特開昭５４−９９４１８号、特開昭５４−１３７０８５号、特開昭５７−２０７３２号、特開昭５８−９３０４６号、特開昭５９−９７１３５号、特開昭６０−１５９７４３号、特開昭６０−２４７６３８号、特開昭６０−２０８７４８号、特開昭６０−２１４３５４号、特開昭６０−２３０１３５号、特開昭６０−２５８５３９号、特開昭６１−１６９８２９号、特開昭６１−２１３２１３号、特開昭６３−１４７１５９号、特開昭６３−２１３８３７号、特開昭６３−２６６４４８号、特開昭６４−５５５５１号、特開昭６４一５５５５０号、特開平２−１９１９５５号、特開平２−１９９４０３号、特開平２−１９９４０４号、特開平２−２０８６０２号、特願平４一３９６５３号の各公報明細書に記載されているアルカリ水溶液に可溶な樹脂を挙げることができる。特に好ましいのは、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である。
【０１４６】
また、上記した種々の樹脂の中から、好ましくは重量平均分子量３千〜３万（Ｔｇ＝３０〜１７０℃）の範囲で、更に好ましくは重量平均分子量４千〜２万（Ｔｇ＝６０〜１４０℃）の範囲で選択して使用することができる。これらの好ましい具体例は、上記の特許明細書に記載されているものの中から選ぶことができるが、特に好ましくは、特公昭５５−３８９６１号、特開平５−２４１３４０号の各公報に記載のスチレン／（メタ）アクリル酸共重合体が挙げられる。
【０１４７】
また、上記熱可塑性樹脂層には、熱可塑性樹脂層と支持体との接着力を調節するために、各種可塑剤、各種ポリマー、過冷却物質、密着改良剤、界面活性剤、又は離型剤等を加えることが可能である。好ましい可塑剤の具体例としては、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ジオクチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジブチルフタレート、トリクレジルフォスフェート、クレジルジフェニルフォスフェート、ビフェニルジフェニルフォスフェート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、エポキシ樹脂とポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートとの付加反応生成物、有機ジイソシアナートとポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートとの付加反応生成物、有機ジイソシアナートとポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレートとの付加反応生成物、ビスフェノールＡとポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートとの縮合反応生成物等を挙げることができる。上記熱可塑性樹脂層中の可塑剤の量は、該熱可塑性樹脂に対して、２００質量％以下が一般的で、好ましくは２０〜１００質量％である。また、アルカリ可溶な熱可塑性樹脂層の厚みは６μｍ以上が好ましい。熱可塑性樹脂の厚みが６μｍ以上であれば、下地表面の凹凸を完全に吸収することができる。また、上限については、現像性、製造適性から約１００μｍ以下が一般的であり、好ましくは約５０μｍ以下である。
【０１４８】
本発明において、熱可塑性樹脂層を形成する際に用いる塗布液の溶媒としてはこの層を構成する樹脂を溶解するものであれば特に制限なく使用できる。上記溶媒としては、例えばメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール等が挙げられる。
【０１４９】
（中間層）
本発明の感光性転写材料は、仮支持体と感光性遮光層との間に中間層を設けてもよい。
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。該樹脂の例としては、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、及びこれらの共重合体を挙げる事ができる。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た樹脂も用いる事ができる。
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から９８％のものがより好ましい。
【０１５０】
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用いることが特に好ましい。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、さらに好ましくは１０／９０〜５０／５０の範囲が好ましい。上記質量比が上記の範囲内にあると中間層の面状が良好であり、その上に塗設した感光性遮光層との密着性がよく、さらに、酸素遮断性が低下して感度が低下するのを防止することができる。
【０１５１】
上記中間層には必要に応じて界面活性剤などの添加剤を添加してもよい。
上記中間層の厚みは０．１〜５μｍ、さらに好ましくは０．５〜３μｍの範囲が好ましい。中間層の厚みが上記範囲内にあると、酸素遮断性を低下させることなく、また、現像時の中間層除去時間が増大するのを防止することができる。
中間層の塗布溶媒としては上記の樹脂が溶解すれば、特にその他の制限はないが、水が好ましい。水に前述の水混和性有機溶剤を混合した混合溶媒も好ましい。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（ただし比は質量比を表す。）。
【０１５２】
＜感光性転写材料の作製＞
本発明の感光性転写材料を作製するには、支持体に、本発明の感光性を有する遮光画像作製用着色組成物の溶液を、例えば、スピナー、ホワイラー、ローラーコーター、カーテンコーター、ナイフコーター、ワイヤーバーコーター、エクストルーダー等の塗布機を用いて塗布・乾燥させることにより形成することができる。アルカリ可溶性熱可塑性樹脂の層を設ける場合にも同様にして形成することができる。
【０１５３】
本発明の感光性転写材料は、上述のごとき感光性の本発明の遮光画像作製用着色組成物を用いて感光性遮光層を設けているため、表示ムラのない遮光層を作製することができる。
【０１５４】
［遮光画像の作製方法］
本発明において、遮光画像は、上記着色組成物又は感光性転写材料を用いて形成した遮光層をパターニングすることにより作製される。遮光層の膜厚は０．２〜２．０μｍ程度、好ましくは０．９μｍ以下である。本発明の遮光層は金属微粒子及び顔料微粒子を分散させたものであるため、上記のごとき薄膜でも十分な光学濃度（３．５以上）を発揮することができる。
【０１５５】
また、本発明の遮光画像作製用着色組成物を用いて遮光画像を作製する（パターンニングする）方法は特に限定はない。以下にブラックマトリックスのパターン形成方法の例を挙げる。
【０１５６】
第１の方法は、まず、金属微粒子を含有し、感光性を有する本発明の遮光画像作製用着色組成物を基板に塗布して金属微粒子含有した感光性遮光層を形成する。その後、露光現像によりパターン以外の部分の遮光層を除却することによりパターン形成を行い遮光画像を得る方法である。また、上述の中間層と同組成の層を上記感光性遮光層上に形成して保護層とすることもできる。この場合、塗布液の塗布は、スピンコート法によっておこなうのが好ましい。
【０１５７】
第２の方法は、まず、金属微粒子を含有し、非感光性の本発明の遮光画像作製用着色組成物を基板に塗布して金属微粒子を含有した遮光層を形成する。その後、該遮光層上に感光性レジスト液を塗布してレジスト層を形成する。次いで露光によりレジスト層を露光現像してレジスト層にパターンを形成した後、このパターンに応じて遮光層の非パターン部を溶解し、遮光層にパターンを形成する。最後にレジスト層を除却して、遮光画像を作製する方法である。
【０１５８】
第３の方法は、予め基板上のパターン以外の部分に塗布層を形成しておき、この上に形状異方性金属微粒子を含有し、非感光性の本発明の遮光画像作製用着色組成物を塗布して微粒子含有層を含有した遮光層を形成する。次いで、始めに形成した塗布層を上の遮光層とともに除却し、遮光画像が作製される。
【０１５９】
上記感光性転写材料を用いる遮光画像の作製方法としては、光透過性基板の上に、上記感光性転写材料を、感光性転写材料の感光性遮光層が接触するように配置して積層する。次に、感光性転写材料と光透過性基板との積層体から支持体を剥離し、その後、遮光画像用フォトマスクを介して上記層を露光した後現像して遮光画像を形成する方法である。
この遮光画像の製造方法は、煩瑣な工程をおこなうことを必要とせず、低コストである。
【０１６０】
（補助層）
本発明における補助層とは、以下に記述するいずれかの１以上の機能を有する層であり、耐衝撃性、耐薬品性、耐溶剤性の観点から、遮光画像層中に設けることが好ましい。
【０１６１】
１．基板と、本発明における樹脂層（光吸収層）との間の密着力を増すために、この界面に形成される層
２．基板と本発明における樹脂層との間、又は本発明における樹脂層と本発明における別の樹脂層との間に設けられ界面での反射を防止する層
３．光反射層と光吸収層との間の密着力を増すために、この界面に設けられる層
４．本発明における樹脂層上を保護するために設けられる層
５．本発明における樹脂層をフォトリソ法によりパターニングするために設けられる層
【０１６２】
本発明における補助層を用いた具体的な層構成の例としては、基板側より、遮光画像層／補助層、補助層／遮光画像層／補助層などが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【０１６３】
（補助層用感光性樹脂組成物）
補助層用感光性樹脂組成物は、感光性樹脂組成物の記載成分以外に、必要に応じて、更に、黒色又は黒色以外の顔料、黒色又は黒色以外の染料、重合防止剤（禁止剤）、その他の界面活性剤、などを添加することができる。
前記顔料を用いる場合には、着色感光性樹脂組成物中に均一に分散されていることが望ましく、そのため粒径が０．１μｍ以下、特には０．０８μｍ以下であることが好ましい。
上記黒色又は黒色以外の、顔料及び染料としては、ビクトリア・ピュアーブルーＢＯ（Ｃ．Ｉ．４２５９５）、オーラミン（Ｃ．Ｉ．４１０００）、ファット・ブラックＨＢ（Ｃ．Ｉ．２６１５０）、モノライト・エローＧＴ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・エロー１２）、パーマネント・エローＧＲ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・エロー１７）、パーマネント・エローＨＲ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・エロー８３）、パーマネント・カーミンＦＢＢ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１４６）、ホスターバームレッドＥＳＢ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・バイオレット１９）、パーマネント・ルビーＦＢＨ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１１）ファステル・ピンクＢスプラ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド８１）モナストラル・ファースト・ブルー（Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５）、モノライト・ファースト・ブラックＢ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブラック１）及びカーボン、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１６８、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１９２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド２１５、Ｃ．Ｉ．ピグメント・グリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー６４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・バイオレット２３、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・グリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１３８等が挙げられる。
こうして得られた感光性樹脂組成物を塗布液として、基板や仮支持体に塗布し乾燥して、反射防止層を含む感光性樹脂層が形成され、その後の工程を経て、本発明における遮光画像が形成される。
【０１６４】
＜遮光画像付き基板＞
本発明の遮光画像付き基板は、光透過性基板の上に遮光画像作製用着色組成物から形成された遮光層を前記のようにしてパターニングすることにより作製される。
この遮光画像付き基板（好ましくは、ブラックマトリックス基板）における遮光画像の膜厚は０．２〜２．０μｍが好ましく、特に０．２〜０．９μｍが好ましい。前記ブラックマトリックス基板における遮光層は棒状金属微粒子を分散させたものであるため、前記のごとき薄膜でも十分な光学濃度を有する。
【０１６５】
本発明の遮光画像付き基板は、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。また、下記カラーフィルタの作製においても好適に用いることができる。
【０１６６】
＜カラーフィルター＞
本発明のカラーフィルターは、光透過性基板の上に、着色層からなり、互いに異なる色を呈する２以上の画素群を有し、上記画素群を構成する各画素は互いにブラックマトリックスにより離画されている構成を有し、上記ブラックマトリックスは、本発明の上記遮光画像作製用着色組成物又は感光性転写材料を用いて作製される。上記画素群は２つでも、３つでも４つ以上でもよい。例えば３つの場合は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３つの色相が用いられる。赤、緑、青の３種の画素群を配置する場合は、モザイク型、トライアングル型等の配置が好ましく、４種以上の画素群を配置する場合ではどのような配置であってもよい。
【０１６７】
上記光透過性基板としては、表面に酸化珪素皮膜を有するソーダガラス板、低膨張ガラス板、ノンアルカリガラス板、石英ガラス板等の公知のガラス板あるいはプラスチックフィルム等が用いられる。
カラーフィルターを作製するには、光透過性の基板に常法により２以上の画素群を形成した後、上記のようにしてブラックマトリックスを形成してもよいし、或いは、最初にブラックマトリックスを形成し、その後２以上の画素群を形成してもよい。
本発明のカラーフィルターは上述のごときブラックマトリックスを備えているため、表示コントラストが高くまた平坦性に優れている。
【０１６８】
＜液晶表示素子、液晶表示装置＞
本発明の液晶表示素子は、既述の本発明の遮光膜付き基板を用いて構成されたものである。本発明の遮光膜付き基板、詳細には、既述した本発明の微粒子含有組成物、表示装置用着色膜形成用インク、又は遮光材料を用いてなる遮光膜で構成されるので、高温環境に曝されることに伴なう色味変化が少なく、色相が良好で高い光学濃度を有しており、表示画像のコントラストが高く、良好な表示品質の画像表示が可能である。
【０１６９】
液晶表示素子は、本発明の遮光膜付き基板を備えた液晶表示素子であれば、特に限定されるものではなく、公知の液晶表示素子の構成要素を更に用いて構成することができる。例えば、カラーフィルタ基板及びこれと対向配置された光透過性の基板と、これら基板間に設けられた液晶層と、液晶層の液晶を駆動する液晶駆動手段（単純マトリックス駆動方式及びアクティブマトリックス駆動方式を含む。）とを備え、カラーフィルタ基板として既述の本発明のカラーフィルタを用いた構成とすることができる。
【０１７０】
本発明の液晶表示装置は、本発明の液晶表示素子を用いて構成されたものである。本発明の液晶表示素子、詳細には、既述した本発明の遮光膜付き基板（本発明の微粒子含有組成物、表示装置用着色膜形成用インク、又は遮光材料）を用いて構成されるので、高温環境に曝されることに伴なう色味変化が少なく、色相が良好で高い光学濃度を有しており、表示画像のコントラストが高く、良好な表示品質の画像表示が可能である。
【０１７１】
本発明の液晶表示装置は、本発明の液晶表示素子を用いて作製した装置であれは、特に限定されるものではなく、公知の液晶表示装置の構成要素を更に用いて構成することができる。
【実施例】
【０１７２】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「％」は質量基準である。
【０１７３】
（実施例１）
-感光材料の作製-
＜銀微粒子分散液の調製＞
蒸留水３０００ｇと１ｍｏｌ／ｌ（１Ｎ）の水酸化ナトリウム水溶液１５０ｇを混合した溶液を調製した。この溶液に、硫黄原子を有する化合物として前記化合物ＰＯ−２０を３．５ｇ加え、完全に溶解するまで攪拌した。さらに、アスコルビン酸１２ｇを加え、溶解するまで攪拌した。この溶液をＡ液とする。
【０１７４】
蒸留水２００ｇに硝酸銀３０ｇを混合した溶液を調製し、攪拌した。この溶液をＢ液とする。
【０１７５】
次に、液温を４５℃に保って攪拌しているＡ液中に、Ｂ液を添加して黒色の銀微粒子分散液を調製した。
【０１７６】
調製した銀微粒子分散液を、硝酸でｐＨ４に調整し銀微粒子を凝集沈降させた。
凝集銀微粒子液の上澄み液を除去し、これに蒸留水を加えて静置し再び上澄みを除去した。これを数回繰り返した。この凝集銀ナノ粒子液を吸引ろ過し、凝集銀ナノ粒子を得た。
【０１７７】
上記凝集銀ナノ粒子にメチルエチルケトンを銀が８質量％となるよう加え、ブランソン社製 モデル(Model)２０００ｂｄｃ−ｈ ４０：０．８型超音波ホモジナイザーで４０ｋＨｚの超音波を２５分間照射した。超音波照射の間は、試料液が２５℃に維持されるよう、ヤマト科学社製クールニクスＣＴＷ４００により冷却した。得られた試料液中の銀微粒子は、体積平均粒径５５ｎｍ、算術標準偏差２３ｎｍであった。なお、粒径は、堀場製作所製ＬＢ５００で、上記分散液をメチルエチルケトンを加えて希釈した液を用いて測定した。
【０１７８】
（実施例２）
-感光材料の作製-
＜銀微粒子分散液の調製＞
蒸留水３０００ｇと１ｍｏｌ／ｌ（１Ｎ）の水酸化ナトリウム水溶液１５０ｇを混合した溶液を調製した。この溶液に、硫黄原子を有する化合物として前記化合物ＰＯ−２０を３．５ｇ加え、完全に溶解するまで攪拌した。さらに、アスコルビン酸１２ｇを加え、溶解するまで攪拌した。この溶液をＡ液とする。
【０１７９】
蒸留水２００ｇに硝酸銀３０ｇを混合した溶液を調製し、攪拌した。この溶液をＢ液とする。
【０１８０】
次に、液温を４５℃に保って攪拌しているＡ液中に、Ｂ液を添加して黒色の銀微粒子分散液を調製した。
【０１８１】
調製した銀微粒子分散液を、硝酸でｐＨ４に調整し銀微粒子を凝集沈降させた。
凝集銀微粒子液の上澄み液を除去し、これに蒸留水を加えて静置し再び上澄みを除去した。これを数回繰り返した。この凝集銀ナノ粒子液を吸引ろ過し、凝集銀ナノ粒子を得た。
【０１８２】
上記凝集銀ナノ粒子にメチルエチルケトンを銀が８質量％となるよう加え、ブランソン社製 ソニファー(Sonifier)ＩＩ型超音波ホモジナイザーを用いて２０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。その後、ブランソン社製モデル(Model)２０００ｂｄｃ−ｈ ４０：０．８型超音波ホモジナイザーで４０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。超音波照射の間は、試料液が２５℃に維持されるよう、ヤマト科学社製クールニクスＣＴＷ４００により冷却した。得られた試料液中の銀微粒子は、体積平均粒径48ｎｍ、算術標準偏差22ｎｍであった。なお、粒径は、堀場製作所製ＬＢ５００で、上記分散液をメチルエチルケトンを加えて希釈した液を用いて測定した。
【０１８３】
（実施例３）
＜金微粒子分散液の調製＞
蒸留水３０００ｇと１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液１５０ｇを混合した溶液を調製した。この溶液に、前記化合物ＰＯ−２０を３．５ｇ加え、完全に溶解するまで攪拌した。さらに水素化ホウ素ナトリウム３．６ｇを加え、溶解するまで攪拌した。この溶液をＣ液とする。
【０１８４】
蒸留水１８９ｇにテトラクロロ（ＩＩＩ）金酸四水和物７４．８ｇを混合した溶液を調製し、３０分攪拌した。この溶液をＤ液とする。
ここで、液温を５０℃に保ち攪拌しているＣ液中に、Ｄ液を添加し、金微粒子分散液を調製した。
【０１８５】
調製した金微粒子分散液に、硝酸でｐＨ４に調製して金微粒子を凝集沈降させた。
凝集金微粒子液の上澄み液を除去し、これに蒸留水を加えてスターラーで攪拌して凝集金微粒子を分散した後１時間静置し、再度凝集金ナノ粒子を沈降させた。この上澄み液を除去し、凝集金微粒子を得た。この操作を数回繰り返して得た凝集金微粒子に、金が４０質量％となるようメチルエチルケトンを加え、ブランソン社製 ソニファー（Ｓｏｎｉｆｉｅｒ）ＩＩ型超音波ホモジナイザーを用いて２０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。その後、ブランソン社製モデル（Ｍｏｄｅｌ）２０００ｂｄｃ−ｈ ４０：０．８型超音波ホモジナイザーで４０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。超音波照射の間は、試料液が２５℃に維持されるよう、ヤマト科学社製クールニクスＣＴＷ４００により冷却した。得られた試料液中の金微粒子は、体積平均粒径４５ｎｍ、算術標準偏差３４ｎｍであった。なお、粒径は堀場製作所製ＬＢ５００で、上記分散液にメチルエチルケトンを加えて希釈した液を用いて測定した。
【０１８６】
（実施例４）
＜銀金合金粒子分散液の調製＞
蒸留水３０００ｇと１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液１５０ｇを混合した溶液を調製した。この溶液に、前記化合物ＰＯ−２０を３．５ｇ加え、完全に溶解するまで攪拌した。この溶液をＥ液とする。 蒸留水１５０ｇに硝酸銀２８．８ｇを加え、溶解するまで攪拌した。この溶液をＦ液とする。蒸留水１５０ｇにテトラクロロ（III）金酸四水和物２９．０４ｇを加え、完全に溶解するまで攪拌した。この溶液をＧ液とする。
【０１８７】
蒸留水２０８ｇに１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液２３１ｇを混合した溶液中に水素化ホウ素ナトリウム３．６ｇを加え、完全に溶解するまで３０分攪拌した。この溶液をＨ液とする。５０度に保ちながら攪拌しているＥ液中にＦ液、Ｇ液、Ｈ液を添加し、１５分攪拌し、銀金合金微粒子分散液を調製した。
【０１８８】
調製した銀金合金微粒子に、硝酸を加えてｐＨ３に調整し、銀金合金微粒子を凝集沈降させた。
凝集銀金合金微粒子の上澄み液を除去し、これに蒸留水を加えてスターラーで攪拌して凝集銀金合金微粒子を分散した後１時間静置し、再度凝集銀金合金微粒子を沈降させた。この上澄み液を除去し、凝集銀金合金微粒子を得た。この操作を数回繰り返し、凝集銀金合金微粒子を得た。
【０１８９】
上記凝集銀金合金微粒子に、溶液中の合金濃度が8質量％となるようメチルエチルケトンを加え、ブランソン社製 ソニファー（Ｓｏｎｉｆｉｅｒ）ＩＩ型超音波ホモジナイザーを用いて２０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。その後、ブランソン社製モデル（Ｍｏｄｅｌ）２０００ｂｄｃ−ｈ ４０：０．８型超音波ホモジナイザーで４０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。超音波照射の間は、試料液が２５℃に維持されるよう、 ヤマト科学社製クールニクスＣＴＷ４００により冷却した。得られた試料液中のＡｕＡｇ合金微粒子は、体積平均粒径６１ｎｍ、算術標準偏差３１ｎｍであった。なお、粒径は堀場製作所製ＬＢ５００で、上記分散液にメチルエチルケトンを加えて希釈した液を用いて測定した。
【０１９０】
（実施例５）
＜銀錫合金粒子分散液の調製＞
１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液を用い、ｐＨを１２．０に調整した水溶液２．５Ｌに、前記化合物ＰＯ−２０を３ｇ加え、完全に溶解するまで４５℃で３０分攪拌した。この溶液５０℃に温度制御し、水素化ホウ素ナトリウム３ｇを含む水溶液酢酸銀（Ｉ）２３．６ｇ、塩化スズ（ＩＩ）水和物１３．３ｇを含む水溶液を添加して、黒褐色の銀錫合金ナノ粒子含有液を調製した。
【０１９１】
上記より得た溶液Ｊを２５℃に保ちつつ激しく攪拌しながら、これに上記の溶液Ｋを２分間かけて添加し、緩やかに６時間攪拌を継続した。すると、混合液が黒色に変化し、銀錫（ＡｇＳｎ）合金微粒子を得た。次いで、この液を遠心分離して銀錫合金微粒子を沈殿させた。遠心分離は、１５０ｍｌの液量に小分けして、卓上遠心分離機Ｈ−１０３ｎ（（株）コクサン製）により回転数２，０００ｒ．ｐ．ｍ．で３０分間行なった。得られた凝集銀錫合金微粒子液を吸引ろ過し、凝集ＡｇＳｎ銀錫合金微粒子を得た。
【０１９２】
上記凝集銀錫合金微粒子にメチルエチルケトンを金属の質量濃度が４０質量％となるよう加え、ブランソン社製 ソニファー（Ｓｏｎｉｆｉｅｒ）ＩＩ型超音波ホモジナイザーを用いて２０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。その後、ブランソン社製モデル（Ｍｏｄｅｌ）２０００ｂｄｃ−ｈ ４０：０．８型超音波ホモジナイザーで４０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。超音波照射の間は、試料液が２５℃に維持されるよう、ヤマト科学社製クールニクスＣＴＷ４００により冷却した。得られた試料液中の銀錫合金微粒子は、体積平均粒径５５ｎｍ、算術標準偏差３１ｎｍであった。なお、粒径は堀場製作所製ＬＢ５００で、上記分散液にメチルエチルケトンを加えて希釈した液を用いて測定した。
【０１９３】
（実施例６）
実施例１に記載の凝集銀ナノ粒子液にシクロヘキサノンを銀濃度が８質量％となるよう加え、ブランソン社製 ソニファー（Ｓｏｎｉｆｉｅｒ）ＩＩ型超音波ホモジナイザーを用いて２０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。その後、ブランソン社製モデル（Ｍｏｄｅｌ）２０００ｂｄｃ−ｈ ４０：０．８型超音波ホモジナイザーで４０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。超音波照射の間は、試料液が２５℃に維持されるよう、ヤマト科学社製クールニクスＣＴＷ４００により冷却した。得られた試料液中の銀微粒子は、体積平均粒径２６ｎｍ、算術標準偏差２０ｎｍであった。なお、粒径は堀場製作所製ＬＢ５００で、上記分散液にシクロヘキサノンを加えて希釈した液を用いて測定した。
【０１９４】
（実施例７）
実施例１で、化合物ＰＯ―２０のかわりに前記化合物ＰＯ−３２を使用した以外は、同様にして銀分散液を作製した。得られた試料液中の銀微粒子は、体積平均粒径６８ｎｍ、算術標準偏差４５ｎｍであった。
【０１９５】
（実施例８）
実施例１に記載の凝集銀ナノ粒子液にメチルエチルケトンを銀濃度が８質量％となるよう加え、ブランソン社製 ソニファー（Ｓｏｎｉｆｉｅｒ）ＩＩ型超音波ホモジナイザーを用いて２０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。その後、ブランソン社製モデル（Ｍｏｄｅｌ）２０００ｂｄｃ−ｈ ４０：０．８型超音波ホモジナイザーで４０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。超音波照射の間は、試料液が２５℃に維持されるよう、ヤマト科学社製クールニクスＣＴＷ４００により冷却した。この操作を２回繰り返し、銀微粒子分散液を得た。得られた試料液中の銀微粒子は、体積平均粒径３２ｎｍ、算術標準偏差２５ｎｍであった。なお、粒径は堀場製作所製ＬＢ５００で、上記分散液にメチルエチルケトンを加えて希釈した液を用いて測定した。
【０１９６】
（比較例１）
実施例１に記載の凝集銀ナノ粒子液にメチルエチルケトンを銀濃度が８質量％となるよう加え、２時間スターラー攪拌を行った。得られた試料液中の銀微粒子は、凝集しており、評価できなかった。
【０１９７】
（比較例２）
実施例１に記載の凝集銀ナノ粒子液にメチルエチルケトンを銀濃度が８質量％となるよう加え、ビーズミル分散機で、２時間分散した。使用したビーズは0.65ｍｍφのジルコニアビーズ、充填率70％、周速9ｍ/ｓで行った。得られた試料液中の銀微粒子は、体積平均粒径180ｎｍ、算術標準偏差７１ｎｍであった。堀場製作所製ＬＢ５００で、上記分散液に対してメチルエチルケトンを加えて希釈した液を用いて測定した。
【０１９８】
（比較例３）
原料金属化合物溶液として、反応容器内に入れた純水１０００ｇ中に市販のディスパーピック１９０（ビックケミー社製）を８０ｇと１ＮのＮａＯＨ水溶液を１００ｇ添加し、攪拌した。この液をI液とする。次に、硝酸銀8.5ｇを純水100ｇに溶解した液を作製した。この液をJ液とする。次に、アスコルビン酸14ｇを1NのNaOH水溶液150ｇと純水200ｇの混合溶液中に添加して完全に溶解させた液を作製した。この液をK液とする。これらを混合し、３０分間攪拌を続け、黄色を呈する銀微粒子溶液を得た。この粒子は４００ｎｍに高い吸収を有し、透過型電子顕微鏡観察から、体積平均粒子径３６ｎｍの球形粒子であることがわかった。この銀微粒子を限外ろ過することによって濃縮した。これをメチルエチルケトンに溶解させ、固形分重量が８質量％となるよう調製した。この銀微粒子分散液をブランソン社製モデル（Ｍｏｄｅｌ）２０００ｂｄｃ−ｈ ４０：０．８型超音波ホモジナイザーで４０ｋＨｚの超音波を２５分間照射した。超音波照射の間は、試料液が２５℃に維持されるよう、ヤマト科学社製クールニクスＣＴＷ４００により冷却した。しかし、得られた試料液中の銀微粒子は、凝集がひどく分散状態を保っていなかったため、評価することができなかった。
【０１９９】
これらの結果より、本発明の金属微粒子分散液の製造方法によれば、短時間で効率よく、凝集の無い金属微粒子分散液とすることが可能であることが分かった。
【０２００】
上記実施例、比較例で作製した分散液を用いて液晶表示装置を作製した。
＜感光性遮光層用塗布液の調製＞
下記組成を混合して、感光性遮光層用塗布液を調製した。
〔組成〕
・前記銀微粒子分散液 １００．００ｇ
・メチルエチルケトン ３９ｇ
・フッ素系界面活性剤 ０．１ｇ
（商品名：Ｆ７８０Ｆ、大日本インキ化学工業（株）製
・ヒドロキノンモノメチルエーテル ０．００１ｇ
・ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体
（モル比＝７３／２７、分子量３００００）
・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 ０．１ｇ
【０２０１】
＜保護層用塗布液の調製＞
下記組成を混合して、保護層用塗布液を調製した。
・ポリビニルアルコール ３．０ｇ
（商品名：ＰＶＡ２０５、（株）クラレ製）
・ポリビニルピロリドン １．３ｇ
（商品名：ＰＶＰ−Ｋ３０、アイエスピー・ジャパン社製）
・蒸留水 ５０．７ｇ
・メチルアルコール ４５．０ｇ
【０２０２】
＜感光材料の作製＞
ガラス基板上に、スピンコーターを用いて乾燥膜厚が０．８μｍになるように上記感光性遮光層用塗布液を塗布して１００℃で５分間乾燥し感光性遮光層を形成した。次いで、この上にスピンコーターを用いて上記保護層用塗布液を乾燥膜厚が１．５μｍになるように塗布して、１００℃で５分間乾燥し保護層を形成して、本発明の感光材料を作製した。
【０２０３】
《ブラックマトリックスの作製》
超高圧水銀灯を有すプロキシミティー型露光機（日立電子エンジニアリング（株）製）で、基板とマスク（画像パターンを有す石英露光マスク）を垂直に立てた状態で、露光マスク面と保護層を塗布面の間の距離を２００μｍに設定し、露光量７０ｍＪ／ｃｍ２でパターン露光した。次いで、現像処理液ＴＣＤ（富士写真フイルム（株）製、アルカリ現像液）を用いて現像処理（３３℃・２０秒）を行った。画面サイズ１０インチで、画素数が４８０×６４０であり、また、ブラックマトリックス幅が２４μｍで、画素部の開口が８６μｍ×３０４μｍであるブラックマトリックスを得た。
【０２０４】
（液晶表示装置の作製）
上記で得られたブラックマトリックスを形成した基板を用いて、特開平１１−２４２２４３号公報の第一実施例［００７９］〜［００８２］に記載の方法を用いて、液晶表示装置を作製した。
【０２０５】
《評価》
得られた液晶表示装置について、下記の評価を行った。結果を下記表２に示す。
−表示ムラの測定−
液晶表示装置にグレイのテスト信号を入力させた時に、目視及びルーペにて観察し、ムラの発生の有無を判断した。ムラがまったく観察されなかったものを○、ムラがわずかに確認できたものを△、ムラが顕著に確認できたものを×とした。
【０２０６】
以上の実施例及び比較例の金属微粒子分散液の詳細及び各金属微粒子分散液をもとに作製した液晶表示装置の評価結果について表１に示す。
【０２０７】
【表１】
【０２０８】
表１より、実施例１〜８の分散液を用いたブラックマトリクス付き基板を有する液晶表示装置は、比較例１〜３の液晶表示装置と比較したところ、優れた表示特性を示した。
【技術分野】
【０００１】
液相中で作製する金属微粒子分散液の製造方法に関し、該金属微粒子分散液を含む着色組成物、該着色組成物を含む表示装置用着色膜形成用インク、遮光画像付き基板、カラーフィルター、液晶表示素子、及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置用途の遮光膜は、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表示装置などの装置内部に、黒色の縁や画素周囲の格子状、ストライプ状の黒色の縁部（いわゆるブラックマトリックス）、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）遮光のためのドット状、線状の黒色パターンなどとして設けられている。
【０００３】
例えばブラックマトリックスは、液晶表示装置等を構成する遮光膜の例であり、液晶表示装置の内部に備えられたカラーフィルタの各着色画素（赤、緑、青）を取り囲むように設けられており、各画素間の光漏れによるコントラストの低下を防止するものである。また、他の例として、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素子において、光によるＴＦＴの電流リークに伴なう画質低下を防ぐためにＴＦＴ上に設ける遮光膜がある。
これらの遮光膜には一般に、光学濃度２以上の遮光性が要求されており、遮光膜の色調は表示装置の表示品位の点から黒色が好ましい。
【０００４】
上記に関連して、金属微粒子の分散物を利用して遮光膜を作製する方法に関する開示がある。この方法では、金属微粒子の分散には一般に広く知られている分散剤が用いられている。
【０００５】
液相法で製造した金属微粒子は、凝集剤を加えて微粒子を溶液から析出させた後、粒子を再度分散させることが出来る。特許文献１には遷移金属ナノ粒子を析出させた後ハイドロカーボン溶媒を加えてナノ粒子の再分散を行った例が記載されている。
【０００６】
また、水溶媒系で製造した金属ナノ粒子を、限外ろ過で洗浄し、高濃度化することも出来る。特許文献２には、遠心分離や限外ろ過で金属コロイドの高濃度化及び不要なイオン、塩、不純物等を除いた例が記載されている。
【０００７】
しかしながら、遠心分離や凝集剤による凝集の後に再分散を行った場合、一部の凝集粒子が残ってしまい分散不良となるという問題があり、また、限外ろ過は、水系溶媒の分散液にしか適用できないという問題があり、これらの問題の解決が必要であった。
【０００８】
一方、一般に顔料微粒子の分散は、各種の分散機（ロールミル、ボールミル、アトライター等）を用いて工業的に行われている。該微粒子分散液は微細化により高粘度を示すことが多く、分散機からの取り出しが困難となったり、パイプラインによる輸送ができなくなったり、更には貯蔵中にゲル化して使用不能となる、等の問題がある。これらの問題を解決するために、分散を助ける分散剤、分散を安定化させるポリマーの添加がおこなわれている。
【０００９】
例えば、カラーフィルター用の有機顔料分散では、顔料分散剤、カラーフィルターの製造に必要なアルカリ現像性を実現するためのアルカリ現像性と分散安定性の両性質を付与し得るポリマーを添加し、分散している（例えば、特許文献３参照。）。
しかしながら固形分中の金属濃度の高い金属微粒子の微細化の要求に対しては、凝集物が残る、分散時間がかかる、粘度上昇の問題があり、答えられていなかった。
【特許文献１】特開２０００−５４０１２号公報
【特許文献２】ＷＯ２００２／０９４９５４
【特許文献３】特開２０００-２３９５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記従来に問題に鑑みなされたものであり、以下の目的を達成することを課題とする。すなわち、
本発明は、金属微粒子を、凝集することなく短時間で分散することができる金属微粒子分散液の製造方法を提供することを目的とする。さらに詳しくは、液相法により調製された分散液から得た濃縮液中の金属微粒子を効率よく分散化することを目的とする。
また、薄膜で高濃度の黒色（遮光性）が得られる着色組成物、特に、遮光性能が高い遮光画像を低コストで作製することができ、環境性に優れる表示装置用着色膜形成用インク及び感光性転写材料を提供すること、更に薄膜で遮光性能が高い遮光画像付き基板、カラーフィルター、並びに液晶表示素子及び液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するための手段は以下の通りである。すなわち、
＜１＞ 窒素原子及び／又は硫黄原子を含む化合物を含む金属微粒子液に超音波を印加して分散する工程を有することを特徴とする金属微粒子分散液の製造方法である。
＜２＞ 金属微粒子液に周波数の異なる２以上の超音波を順次印加して分散する工程を有することを特徴とする金属微粒子分散液の製造方法である。
【００１２】
＜３＞ 前記金属微粒子液に印加する超音波の周波数を２〜２００ｋＨｚの範囲で順次上げることを特徴とする前記＜２＞に記載の金属微粒子分散液の製造方法である。
【００１３】
＜４＞ 前記金属微粒子液に１０ＫＨｚ以上３０ｋＨｚ未満の超音波を印加し、次いで３０ＫＨｚ以上６０ｋＨｚ未満の超音波を印加することを特徴とする前記＜２＞または＜３＞のいずれかに記載の金属微粒子分散液の製造方法である。
【００１４】
＜５＞ 周波数の異なる２以上の超音波を順次印加する一連の超音波照射を複数回行うことを特徴とする前記＜２＞から＜４＞のいずれかに記載の金属微粒子分散液の製造方法である。
【００１５】
＜６＞ 前記金属微粒子は、周期律表の第２族〜第１４族から選ばれる１種又は２種以上の金属を含有することを特徴とする前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の金属微粒子分散液の製造方法である。
【００１６】
＜７＞ 前記金属微粒子液は、窒素原子または硫黄原子を含む化合物を含むことを特徴とする前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の金属微粒子分散液の製造方法である。
【００１７】
＜８＞ 前記化合物は分子中に酸基を有することを特徴とする前記＜５＞に記載の金属微粒子分散液の製造方法である。
【００１８】
＜９＞ 前記化合物が、カルボキシル基を有することを特徴とする前記＜７＞または＜８＞に記載の金属微粒子分散液の製造方法である。
【００１９】
＜１０＞ 前記化合物は、重量平均分子量が１０００以上である重合体であることを特徴とする前記＜７＞から＜９＞のいずれかに記載の金属微粒子分散液の製造方法である。
【００２０】
＜１１＞ 前記＜１＞から＜１０＞のいずれかに記載の金属微粒子分散液の製造方法により得られた金属微粒子分散液を含むことを特徴とする着色組成物である。
【００２１】
＜１２＞ 前記着色組成物中に含まれる金属微粒子の体積平均粒子径が２００ｎｍ以下であり、かつ算術標準偏差が５０ｎｍ以下であることを特徴とする前記＜１１＞に記載の着色組成物である。
【００２２】
＜１３＞ 前記金属粒子分散液中の溶媒のＳＰ値が２５．８ＭＰａ１／２以下であることを特徴とする前記＜９＞または＜１０＞に記載の着色組成物である。
【００２３】
＜１４＞ 前記＜１１＞から＜１３＞のいずれかに記載の着色組成物を用いてなることを特徴とする表示装置用着色膜形成用インクである。
【００２４】
＜１５＞ 支持体上に少なくとも感光性遮光層を設けた感光性転写材料であって、前記感光性遮光層が前記＜１１＞から＜１３＞のいずれかに記載の着色組成物によって形成されることを特徴とする感光性転写材料である。
【００２５】
＜１６＞ 前記＜１４＞記載の表示装置用着色膜形成用インクを用いて作製される表示装置用遮光画像を有することを特徴とする遮光画像付き基板である。
【００２６】
＜１７＞ 前記＜１５＞に記載の感光性転写材料を用いて作製される表示装置用遮光画像を有することを特徴とする遮光画像付き基板である。
【００２７】
＜１８＞ 前記＜１１＞から＜１３＞のいずれかに記載の着色組成物を用いてなることを特徴とするカラーフィルターである。
【００２８】
＜１９＞ 前記＜１４＞に記載の表示装置用着色膜形成用インクを用いてなることを特徴とするカラーフィルターである。
【００２９】
＜２０＞ 前記＜１８＞または＜１９＞に記載のカラーフィルタを有することを特徴とする液晶表示素子である。
【００３０】
＜２１＞ 前記＜１６＞または＜１７＞に記載の遮光膜付き基板を有することを特徴とする液晶表示素子である。
【００３１】
＜２２＞ 前記＜２０＞または＜２１＞に記載の液晶表示素子を用いて作製したことを特徴とする液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、金属微粒子を、凝集することなく短時間で分散することができる金属微粒子分散液の製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、薄膜で高濃度の黒色（遮光性）が得られる着色組成物、特に、遮光性能が高い遮光画像を低コストで作製することができ、環境性に優れる表示装置用着色膜形成用インク及び感光性転写材料を提供すること、更に薄膜で遮光性能が高い遮光画像付き基板、カラーフィルター、並びに液晶表示素子及び液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の金属微粒子分散液の製造方法は、窒素原子及び／又は硫黄原子を含む化合物を含む金属微粒子液に超音波を印加して分散する工程を有することを特徴としている。
ここで、上記「金属微粒子液」とは、超音波によって分散する前の状態のものであり、「金属微粒子分散液」とは区別して用いる。つまり、本発明の製造方法においては、窒素原子及び／又は硫黄原子を含む化合物を含む金属微粒子液を調製した後、該金属微粒子液に超音波を印加して分散し、金属微粒子分散液を得るのである。
以下に、まず、本発明の金属微粒子分散液の製造方法について詳述する。
【００３４】
［金属微粒子］
（金属微粒子の金属）
本発明で用いられる金属微粒子における金属としては、特に限定されず、いかなるものを用いてもよい。金属微粒子は、２種以上の金属を組み合わせて用いてもよく、合金として用いることも可能である。また、金属化合物でもよいし、金属化合物と金属との複合微粒子でもよい。
【００３５】
金属微粒子としては、金属及び／又は金属化合物から形成されるものが好ましく、金属から形成されるものが特に好ましい。
特に本発明においては、長周期周期律表（ＩＵＰＡＣ１９９１）の第４周期、第５周期、及び第６周期からなる群から選ばれる金属を主成分として含むことが好ましい。また、第２〜１４族からなる群から選ばれる１種又は２種以上の金属を含有することが好ましく、第２族、第８族、第９族、第１０族、第１１族、第１２族、第１３族、及び第１４族からなる群から選ばれる金属を主成分として含むことがより好ましい。
【００３６】
前記金属微粒子として分散金属微粒子の好ましい例は、例えば、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンタル、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛、又はこれらの合金、から選ばれる少なくとも１種を挙げることができる。更に好ましい金属は、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム又はこれらの合金、より好ましい金属は、銅、銀、金、白金、錫又はこれらの合金から選ばれる少なくとも１種である。
【００３７】
（金属化合物）
本発明で言う「金属化合物」とは前記のごとき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。このうち硫化物が色調や微粒子形成のしやすさから特に好ましい。これら金属化合物の例としては酸化銅（II）、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。
【００３８】
（複合微粒子）
本発明で言う金属化合物と金属との複合微粒子とは金属と金属化合物が結合して１つの粒子になったものを言う。例えば粒子の内部と表面で組成の異なるもの、２種類の粒子が合一したもの等を挙げることができる。また、金属化合物と金属は、それぞれ１種でも２種以上であってもよい。金属化合物と金属との複合微粒子の具体例としては銀と硫化銀の複合微粒子、銀と酸化銅（II）の複合微粒子などがある。
【００３９】
（コア・シェル）
更に、本発明における金属微粒子は、コア・シェル型の複合粒子であってもよい。コア・シェル型の複合粒子とは、コア材料の表面をシェル材料でコートしたものである。コア・シェル型の複合粒子に用いる本発明のシェル材料としては、例えば、Si、Ge、AlSb、InP 、Ga、As、GaP 、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、PbS、PbSe、PbTe、Se、Te、CuCl、CuBr、CuI、TlCl、TlBr、TlIや、これらの固溶体又はこれらを９０mol％以上含む固溶体から選ばれる少なくとも１種の半導体、若しくは、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンタル、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛、又はこれらの合金、から選ばれる少なくとも１種の金属が挙げられる。
好ましいコア材料としては、銅、銀、金、パラジウム、ニッケル、錫、ビスマス、アンモチン、鉛、又はこれらの合金から選ばれる少なくとも１種を挙げることができる。
前記シェル材料は、反射率を低下させる目的で屈折率の調整剤としても好適に用いられる。
【００４０】
コア・シェル構造を有する複合微粒子の作製方法に特に制限はなく、代表的な方法は以下のものが挙げられる。
【００４１】
（１）公知の方法で作製した金属微粒子の表面に、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であり、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。この方法により粒子の表面が硫化されてコア・シェル複合粒子が形成される。
この場合、用いる金属微粒子は、気相法、液相法などの公知の方法で作製することができる。金属微粒子の作製方法については、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）２００２年発行）」に記載されている。
【００４２】
（２）金属微粒子を作製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であり、例えば、金属塩溶液に還元剤を添加して、金属イオンの一部を還元して金属微粒子を作製し、次いで硫化物を添加して、作製した金属微粒子の周囲に金属硫化物を形成する方法がある。
【００４３】
［窒素原子または硫黄原子を含有する化合物］
本発明において、金属微粒子液には、窒素原子または硫黄原子を含有する化合物を含有することが好ましい。当該化合物は、分散剤として機能し、既述の金属微粒子の分散時の分散性及び分散後の分散安定性が向上し、色相（特に黒色相）が良好で、高い光学濃度の画像形成が可能となる。
【００４４】
前記化合物は、アルカリ性で水溶性を持ち、中性、酸性では疎水性となる性質を持たせるという観点から、分子中に酸性基を含むことが好ましく、酸性基としては、カルボキシル基、スルホン酸、リン酸、ボロン酸、フェノール類、スルホアミドが挙げられ、中でも、カルボキシル基が好ましい。
この場合、前記化合物の酸価は 特に制限無く目的に応じて適宜選択できるが、分散安定性という点において、６０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、７０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることがより好ましく、１００〜２３０ｍｇＫＯＨ／ｇであることがさらに好ましい。
【００４５】
前記化合物としては、重量平均分子量が１，０００以上の重合体であることが好ましい。該重合体の分子量としては、特に制限は無く目的に応じて適宜選択することができるが、金属微粒子の分散安定性の観点から、例えば、重量平均分子量として、２，０００〜３００，０００が好ましく、４，０００〜１５０，０００がより好ましく、６０００〜１００，０００が特に好ましい。
【００４６】
金属微粒子液中における前記化合物の濃度は、金属の重量に対して５〜５０質量％であることが好ましく、５〜３０質量％であることがさらに好ましく、５〜２５質量％であることが特に好ましい。
【００４７】
前記化合物の例としては、カルボキシル基を有する化合物、スルホン酸基、フェニル基、リン酸、ボロン酸、フェノール類、スルホアミドを有する化合物のいずれかであり、これらの化合物において、さらにチオエーテル基、アミノ基を有するもの等が挙げられる。これらの内、特にチオエーテル基とカルボキシル基を有する化合物またはアミノ基とカルボキシル基を有する化合物を用いることが好ましい。
これらの化合物の添加は、金属微粒子分散液を製造するいずれの工程で添加してもよい。例えば、金属微粒子液を超音波で分散する時に添加してもよく、また、金属微粒子を濃縮、回収する過程において添加してもよい。また、これらを組み合わせてもよい。
【００４８】
前記酸性基としてカルボキシル基を有する重合体としては、例えば、カルボキシル基を有するビニル共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリアミド酸樹脂、変性エポキシ樹脂などが挙げられ、これらの中でも、塗布溶媒への溶解性、アルカリ現像液への溶解性、合成適性、膜物性の調整の容易さ等の観点からカルボキシル基を有するビニル共重合体が好ましい。また、スチレンおよびスチレン誘導体の少なくともいずれかの共重合体も好ましい。
【００４９】
前記カルボキシル基を有するビニル共重合体は、少なくとも（１）カルボキシル基を有するビニルモノマーと、（２）前記（１）のビニルモノマーと共重合可能なモノマーとの共重合により得ることができる。
前記カルボキシル基を有するビニルモノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸、ビニル安息香酸、マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、桂皮酸、アクリル酸ダイマー、水酸基を有する単量体（例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等）と環状無水物（例えば、無水マレイン酸や無水フタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物）との付加反応物、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、共重合性、コストおよび溶解性などの観点から（メタ）アクリル酸が特に好ましい。尚、本願明細書において、「（メタ）アクリル酸」とは、アクリル酸およびメタクリル酸を総称し、その誘導体の場合も同様である。
また、カルボキシル基の前駆体として無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等の無水物を有するモノマーを用いてもよい。
【００５０】
前記（１）のビニルモノマーと共重合可能なモノマーとしては、特に制限は無く目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、（メタ）アクリル酸エステル類、クロトン酸エステル類、ビニルエステル類、マレイン酸ジエステル類、フマル酸ジエステル類、イタコン酸ジエステル類、（メタ）アクリルアミド類、ビニルエーテル類、ビニルアルコールのエステル類、スチレン類（例えば、スチレン、スチレン誘導体等）、（メタ）アクリロニトリル、ビニル基が置換した複素環式基（例えば、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルカルバゾール等）、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニルイミダゾール、ビニルカプロラクトン、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、リン酸モノ（２−アクリロイルオキシエチルエステル）、リン酸モノ（１−メチル−アクリロイルオキシエチルエステル）、官能基（例えば、ウレタン基、ウレア基、スルホンアミド基、フェノール基、イミド基）を有するビニルモノマーなどが挙げられ、これらの中でもスチレン類が好ましい。
【００５１】
前記（メタ）アクリル酸エステル類としては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−オクチル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、オクタデシル（メタ）アクリレート、アセトキシエチル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−メトキシエチル（メタ）アクリレート、２−エトキシエチル（メタ）アクリレート、２−（２−メトキシエトキシ）エチル（メタ）アクリレート、３−フェノキシ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールモノエチルエーテル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル（メタ）アクリレート、β−フェノキシエトキシエチル（メタ）アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、トリフロロエチル（メタ）アクリレート、オクタフロロペンチル（メタ）アクリレート、パーフロロクチルエチル（メタ）アクリレート、トリブロモフェニル（メタ）アクリレート、トリブロモフェニルオキシエチル（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
【００５２】
前記クロトン酸エステル類としては、例えば、クロトン酸ブチル、クロトン酸ヘキシルなどが挙げられる。
前記ビニルエステル類としては、例えば、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート、ビニルメトキシアセテート、安息香酸ビニルなどが挙げられる。
前記マレイン酸ジエステル類としては、例えば、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチルなどが挙げられる。
前記フマル酸ジエステル類としては、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジブチルなどが挙げられる。
前記イタコン酸ジエステル類としては、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチルなどが挙げられる。
【００５３】
前記（メタ）アクリルアミド類としては、例えば、（メタ）アクリリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｎ−ブチルアクリル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−シクロヘキシル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（２−メトキシエチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−フェニル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ベンジル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロイルモルホリン、ジアセトンアクリルアミドなどが挙げられる。
【００５４】
前記ビニルエーテル類としては、例えば、メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテルなどが挙げられる。
前記ビニルアルコールのエステル類としては、ベルサト酸ビニル、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなどが挙げられる。
前記スチレン類としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、ヒドロキシスチレン、メトキシスチレン、ブトキシスチレン、アセトキシスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、クロロメチルスチレン、酸性物質により脱保護可能な基（例えば、ｔｅｒｔ−ブチルオキシカルボニル基等）で保護されたヒドロキシスチレン、ビニル安息香酸メチル、α−メチルスチレンなどが挙げられる。
【００５５】
本発明における硫黄原子を含有する化合物の具体例としては、例えば、下記一般式（１）で表される繰り返し単位の少なくとも１種を有する高分子化合物が挙げられる。
【００５６】
【化１】
［一般式（１）中、Ｒ１は、水素原子、又は総炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｒ２は水素原子、総炭素数１〜１８のアルキル基、総炭素数６〜１４のアリール基、又は総炭素数７〜１６のアラルキル基を表し、このアルキル基、アリール基、及びアラルキル基は各々独立に、無置換でも置換基を有していてもよく、飽和又は不飽和の環状構造を形成していてもよい。Ｚ、Ｙは後述する。］
【００５７】
前記一般式（１）において、Ｒ１は、水素原子、または総炭素数１〜４のアルキル基を表す。総炭素数１〜４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。
【００５８】
前記一般式（１）において、Ｒ１は、水素原子、又は総炭素数１〜４のアルキル基を表す。 総炭素数１〜４のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。
【００５９】
前記一般式（１）において、Ｒ２は、水素原子、総炭素数１〜１８のアルキル基、総炭素数６〜１４のアリール基、又は総炭素数７〜１６のアラルキル基を表し、このアルキル基、アリール基、及びアラルキル基は各々独立に、無置換でも置換基を有していてもよく、飽和又は不飽和の環状構造を形成していてもよい。
【００６０】
前記Ｒ２で表される総炭素数１〜１８のアルキル基は、無置換でも置換基を有していてもよく、例えば、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、
ドデシル基、ステアリル基等のアルキル基が挙げられる。置換基を有する場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、アミド基、カルボキシル基、エステル基、スルホニル基等が好適である。
【００６１】
上記のうち、総炭素数１〜１２のアルキル基が好ましく、総炭素数１〜８のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基ノルマルブチル基、tert−ブチル基は特に好ましい。
【００６２】
前記Ｒ２で表されるアリール基は、無置換でも置換基を有していてもよく、総炭素数６〜１４のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、トルイル基、キシリル基、ナフチル基、アントラセニル等のアリール基が挙げられる。置換基を有する場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、アミド基、カルボキシル基、エステル基、スルホニル基等が好適である。
【００６３】
上記のうち、総炭素数６〜１０のアリール基が好ましく、フェニル基は特に好ましい。
【００６４】
前記Ｒ２で表されるアラルキル基は、無置換でも置換基を有していてもよく、総炭素数７〜１６のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、アントラセニルメチル基等のアラルキル基が挙げられる。置換基を有する場合の置換基としては、例えば、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、アミド基、カルボキシル基、エステル基、スルホニル基等が好適である。
【００６５】
上記のうち、総炭素数７〜１１のアラルキル基が好ましく、ベンジル基は特に好ましい。
【００６６】
前記一般式（１）において、Ｚは、−Ｏ−又は−ＮＨ−を表す。また、Ｙは、総炭素数１〜８の２価の連結基を表す。
Ｙで表される総炭素数１〜８の２価の連結基は、アルキレン基（例、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン）、アルケニレン基（例、エテニレン、プロぺニレン）、アルキニレン基（例、エチニレン、プロピニレン）、アリーレン基（例、フェニレン）、二価のヘテロ環基（例えば、６−クロロ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル基、ピリミジン２，４−ジイル基、キノキサリン−２，３−ジイル基、ピリダジン−３，６−ジイル）、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＮＲ−（Ｒは水素原子、アルキル基又はアリール基）、又はこれらの組み合わせ（例えば−ＮＨＣＨ２ＣＨ２ＮＨ−、−ＮＨＣＯＮＨ−等）であることが好ましい。
アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、二価のヘテロ環基、Ｒのアルキル基又はアリール基は、置換基を有していてもよい。置換基の例としては、アリール基の置換基と同じである。Ｒのアルキル基およびアリール基は前述と同義である。
【００６７】
Ｙで表される総炭素数１〜８の２価の連結基のうち、総炭素数１〜６の２価の連結基が好ましく、中でも、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、−ＣＨ２−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ２−、−Ｃ２Ｈ４−Ｏ−Ｃ２Ｈ４−は特に好ましい。
【００６８】
本発明に係る高分子分散剤は、前記一般式（１）で表される繰り返し単位を１種のみならず、２種以上を共重合して硫黄原子を２以上含む高分子化合物であってもよい。また、側鎖を構成するチオエーテル構造は、硫黄原子を１つのみならず、前記Ｚ、Ｒ２を硫黄原子を有する基で構成することにより、２つ以上の硫黄原子を有する側鎖とすることができる。
【００６９】
本発明に係る高分子分散剤は、所望の高分子化合物に（好ましくは側鎖として）チオエーテル構造を導入する、あるいはチオエーテル基を（好ましくは側鎖に）持つ単量体の単独重合、又はチオエーテル基を（好ましくは側鎖に）持つ単量体と他の単量体との共重合により得ることができる。好ましくは、エチレン性不飽和単量体の側鎖にチオエーテル構造を導入する、あるいはチオエーテル構造を側鎖に含むエチレン性不飽和単量体の単独重合、又はチオエーテル構造を側鎖に含むエチレン性不飽和単量体と他の共重合成分との共重合により得ることができる。
【００７０】
以下、前記一般式（１）で表される繰り返し単位の具体例を示す。但し、本発明においては、これらに制限されるものではない。
【００７１】
【化２】
【００７２】
上記した中でも、特にＲ１が水素原子あるいはメチル基であって、Ｒ２がメチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、ノルマルブチル基、tert−ブチル基、フェニル基であって、Ｚが−O−であって、Ｙがエチレン基、である化合物が好ましい。
【００７３】
本発明における窒素原子を含有する場合の具体例としては、例えば、下記で表される繰り返し単位の少なくとも１種を有する高分子化合物が挙げられる。
【００７４】
【化３】
【００７５】
以下に本発明における硫黄原子あるいは窒素原子を含有する化合物の具体例をあげるが、これらに限定される物ではない。下記化合物ＰＯ−１〜３４はＡ、Ｂ、Ｃで表される繰り返し単位を有した共重合体である。またａ、ｂ、ｃ、は繰り返し単位Ａ，Ｂ，Ｃそれぞれのｗｔ％の比を表す。
【００７６】
【化４】
【００７７】
【化５】
【００７８】
また、本発明の金属微粒子分散物には、界面活性剤、防腐剤、または分散安定化剤などを適宜配合してもよい。
【００７９】
前記界面活性剤としては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系、ベタイン系界面活性剤のいずれも使用でき、アニオン系およびノニオン系界面活性剤が特に好ましい。界面活性剤のＨＬＢ値は塗布液の溶媒が非極性溶剤であるため、３〜６程度のものが好ましい。
【００８０】
尚、前記ＨＬＢ値については、例えば「界面活性剤ハンドブック」（吉田時行、進藤信一、山中樹好編、工学図書（株）発行昭和６２年）に記載されている。前記界面活性剤の具体例としては、プロピレングリコールモノステアリン酸エステル、プロピレングリコールモノラウリン酸エステル、ジエチレングリコールモノステアリン酸エステル、ソルビタンモノラウリル酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウリル酸エステルなどがある。界面活性剤の例についても前述の「界面活性剤ハンドブック」に記載されている。
【００８１】
分散安定剤については、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。
【００８２】
［溶媒］
溶媒としては、例えば、水、有機溶媒等を挙げることができる。
上記有機溶媒としては特に限定されず、例えばアセトン等のケトン類、メトキシプロパノール、エトキシエタノール、プロパノールなどのアルコール類、1-アセトキシ-1-メトキシプロパン、ジエチルアミノエタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、シクロヘキサノン等を挙げることができる。後処理として水洗沈降を使用する場合は、水溶性溶媒を用いることが好ましく、アセトン、メトキシプロパノール、エトキシエタノール、ジエチルアミノエタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、メタノールなどが好ましい。また、溶媒は1種類に限らず、複数を混合して用いても良い。
【００８３】
上記溶媒中にはアミン含有化合物が含まれていることが好ましく、例えば、ジエチルアミノエタノール、エタノールアミン、プロパノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノプロパノールなどのアルカノールアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ジプロピレンアミン、エチレンジアミン、トリエチレンペンタミンなどの脂肪族アミン、ピペリジン、ピロリジン、Ｎメチルピロリジン、モルホリンなどのような脂環式アミン、アニリン、Ｎ−メチルアニリン、トルイジン、アニシジン、フェネチジンのような芳香族アミン、ベンジルアミン、キシレンジアミン、Ｎ−メチルベンジルアミンのようなアラルキルアミン等を挙げることができる。
【００８４】
上記アミンとしては、アルカノールアミンが好ましく、エタノールアミン、プロパノールアミン、ジエチルアミノエタノールなどが好ましく、エタノールアミンがさらに好ましい。
【００８５】
上記アミン含有化合物が含まれない場合は、塩基を加えて溶液のｐＨを８以上に保つことが好ましい。
【００８６】
このとき、溶液中の金属濃度は０．００５ｍｏｌ／Ｌ以上５ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上３ｍｏｌ／Ｌ以下であることがさらに好ましく、０．０２ｍｏｌ／Ｌ以上１ｍｏｌ／Ｌ以下であることが特に好ましい。
【００８７】
以下、本発明の金属微粒子分散液の製造方法における超音波を照射して分散する工程について説明する。
まず、溶媒に金属粒子の前駆体となる金属化合物（既述）と、必要に応じて窒素または硫黄を含有する化合物（好ましくは酸価６０〜３００ｍｇＫＯＨ）、及びその他の成分をｐＨ８．５以上に保った中で溶解させる。次いで、還元剤を添加し、金属イオンを還元することにより金属微粒子を作製する。このとき、溶液中に還元剤を溶解させた中に前記化合物と金属化合物を加えてもよく、あるいは溶液中に前記化合物を溶解させた中に還元剤と金属化合物を添加してもよい。前記化合物の添加は、金属微粒子液を製造するいずれの工程で行ってもよい。
【００８８】
前記ｐＨとは、堀場製作所製のｐＨメーター（Ｄ−５０）で実測した値と規定する。前記有機溶剤はアルコール系有機溶剤、ケトン系有機溶剤、アミン含有化合物の中で水に対して溶解するものならば特に限定されない。
このとき、溶液中の金属濃度は０．００５ｍｏｌ／Ｌ以上５ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上３ｍｏｌ／Ｌ以下であることがさらに好ましく、０．０２ｍｏｌ／Ｌ以上１ｍｏｌ／Ｌ以下であることが特に好ましい。
【００８９】
ｐＨを８．５以上に保つために添加する塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、カリウムメトキシド、ナトリウムメトキシド等を挙げることができる。
【００９０】
上記還元剤としては、アミン化合物、水素化ホウ素ナトリウムなどのアルカリ金属水素化ホウ素塩、ヒドラジン化合物、クエン酸とその塩、酒石酸とその塩、アスコルビン酸とその塩、コハク酸とその塩、ギ酸、ホルムアルデヒド、亜ニチオン酸、スルホキシル酸塩誘導体、ハイドロキノン、ハイドロキノン誘導体、ヒドロキシルアセトンなどを使用することができる。これらは、単独または組み合わせて使用することが可能である。上記還元剤の中でも、トリエタノールアミン、アスコルビン酸、ハイドロキノン、ハイドロキノン誘導体、ヒドロキシルアセトンが好ましく、ハイドロキノン、アスコルビン酸、ヒドロキシルアセトンがさらに好ましい。
【００９１】
次いで、前記で作製した金属微粒子液中に酸を加え、ｐＨを７．５以下にすることで、金属微粒子が軟凝集を起こし、凝集ナノ粒子となって沈降し、これを数回水または水に可溶な有機溶剤でデカンテーションをすることにより、残留した還元剤等の不純物を除去することができる。デカンテーションの代わりに、吸引ろ過、遠心分離等の手段を用いることもできる。
【００９２】
添加する酸としては、硝酸、硫酸、塩酸、酢酸、トルエンスルホン酸等を挙げることができる。
【００９３】
その後、再分散溶媒と親和性がある溶媒を使ってデカンテーションを行い、残留した水、極性の高い溶媒の除去を行うこともできる。この場合の溶媒としては、アセトンのような両親媒性溶媒が好ましい。デカンテーションを行わない場合、この代わりとして、凝集微粒子スラリーを乾燥させることもできる。この方法として、フリーズドライ等の手段を用いることもできる。
【００９４】
前記で得た凝集微粒子スラリーまたは凝集微粒子粉末は、好ましくは低極性の有機溶剤に再分散させ、金属微粒子液とする。有機溶剤の例としては、例えばプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、ヘキサン、テトラヒドロフラン、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチルあるいはそれらの混合物等が挙げられる。
以上の工程により、本発明に係る金属微粒子液が得られる。
【００９５】
本発明においては、前記金属微粒子液に超音波を印加して分散する。超音波の印加には、単一の周波数の超音波を印加する場合と、周波数の異なる２以上の超音波を順次印加する場合とがある。以下に、それぞれの工程について説明する。
【００９６】
単一の周波数の超音波を印加する場合、周波数の範囲は２〜２００ＫＨｚの範囲であることが好ましく、２〜４０ＫＨｚの範囲であることがより好ましく、１５〜４０ＫＨｚの範囲であることが特に好ましい。単一の周波数を印加する場合、後述する複数の周波数の超音波を印加する場合よりも照射時間を長く取ることが好ましい。また、超音波の照射は連続でも不連続でもよいが、照射時間が長くなる場合は不連続であるほうが好ましい。これは、超音波の長時間の連続照射による加熱が分散に悪影響を与えることが懸念されるためである。
【００９７】
周波数の異なる２以上の超音波を順次印加する場合、超音波は、低い周波数から高い周波数へと周波数を上げることが好ましい。具体的には、周波数の範囲は２〜２００ｋＨｚの範囲で順次上げることが好ましく、２〜３０ｋＨｚ未満の超音波を印加し、次いで３０〜１００ｋＨｚ未満の超音波を印加し、その後１００〜２００ｋＨｚの超音波を印加することがより好ましく、１０ＫＨｚ以上３０ｋＨｚ未満の超音波を印加し、次いで３０ＫＨｚ以上６０ｋＨｚ未満の超音波を印加することが特に好ましい。また、より微細に分散させるには、一連の異なる周波数の超音波照射を複数回繰り返し行うことが好ましい。また、異なる周波数の切り替えは、連続的であっても、不連続であってもよい。また、超音波の照射時間は、必要に応じて適宜調整するが、１０ｇ／分〜１０Ｋｇ／分とすることが好ましい。
【００９８】
本発明の製造方法においては、上記工程により金属微粒子を微細分散化することができる。
【００９９】
周波数が同じ、または一連の異なる周波数の超音波照射を複数回行う場合の回数は、分散が完了するまで何回行ってもよいが、いずれの場合においても、２〜１００回が好ましく、２〜１０回がより好ましい。各周波数における超音波の照射時間に制限はないが、１〜１０００分が好ましく、１〜６０分がより好ましい。
【０１００】
本発明の金属微粒子分散液の製造方法に用いられる超音波照射装置は１０ｋＨｚ以上の超音波を印加できる機能を有することが好ましく、例えば、超音波ホモジナイザー、超音波洗浄機、などが挙げられる。超音波照射中に液温が上昇すると、ナノ粒子の熱凝集が起こるため、液温を１〜１００℃とすることが好ましく、５〜６０℃がより好ましい。温度の制御方法は、分散液温度の制御、分散液を温度制御する温度調整層の温度制御などによって行うことができる。
【０１０１】
本発明の金属微粒子分散液の製造方法によれば、固定周波数の超音波の照射と異なり、金属微粒子と溶媒の親和が十分に行われ、微細分散を可能にすることができる。
【０１０２】
本発明により得られる金属微粒子は一次粒子まで分散化されていることが好ましく、粒径は、１〜２００ｎｍであることが好ましく、２〜１００ｎｍであることがより好ましく、５〜８０ｎｍであることが特に好ましい。
【０１０３】
金属微粒子を分散するときの溶液中の金属濃度は、１〜８０質量％であることが好ましく、４〜４０質量％であることがさらに好ましく、８〜４０質量％であることが特に好ましい。
【０１０４】
＜着色組成物＞
本発明の着色組成物は、前記本発明の金属微粒子分散液の製造方法により得られる金属微粒子分散液を少なくとも含むことを特徴としている。
なお、本発明に着色組成物において、遮光画像作製用に用いられるものを、「遮光画像作製用着色組成物」と呼ぶ場合がある。
【０１０５】
本発明の着色組成物は、前記金属微粒子分散液を含むため、該金属微粒子が微細化分散されている。本発明の着色組成物に含まれる金属微粒子の体積平均粒子径は２００ｎｍ以下であり、かつ算術標準偏差が５０ｎｍ以下とすることができる。
ここで、体積平均粒子径は、得られた金属微粒子をＴＥＭ等で観察し、直接粒子の大きさを観察して求めることが出来る。また、動的光散乱式粒径分布測定装置（ＨＯＲＩＢＡ製、ＬＢ５００）で測定して求めることも出来る。算術標準偏差はこれらの結果によって計算して求める。
【０１０６】
前記金属微粒子分散液の溶媒としては、ＳＰ値が２５．８ＭＰａ１／２以下の溶媒であることが好ましい。
【０１０７】
ここで、ＳＰ値（溶解度パラメーター）は、凝集エネルギー密度の平方根で定義される数値であり、分子間力を表している。該ＳＰ値はポリマーや溶媒などの低分子化合物の極性を定量化できる一つの表示方法であり、下記に示す計算によっても、あるいは実測によっても得ることができる。
ＳＰ値（δ）＝（ΔＥｖ／Ｖ）１／２
上式において、ΔＥｖはモル蒸発エネルギーを、Ｖはモル体積を表す。
また、上記ΔＥｖ及びＶとしては、「ROBERT F.FEDORS著「POLYMER ENGINEERING AND FEBRUARY」(Vol.14、No.2、151〜153頁、1974年)」に記載の原子団のモル蒸発熱（△ｅｉ）の合計（ΔＥｖ）とモル体積（ｖｉ）の合計（Ｖ）を用いることもできる。
【０１０８】
ＳＰ値が２５．８Ｍｐａ１／２以下の溶媒としては、メチルエチルケトン、1-プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、アセトン、シクロヘキサノン、n-メチルピロリドン、２−プロパノール、等が挙げられ、メチルエチルケトン、1-プロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノンが好適に使用することができる。
【０１０９】
本発明の着色組成物は、前記金属微粒子分散液の他、必要に応じて、顔料微粒子、バインダーとなるポリマー、光重合性モノマー、光重合開始剤、溶媒等を含有してもよい。
本発明の着色組成物は、印刷インク、インクジェットインク、フォトマスク作製材料、印刷用プルーフ作製用材料、エッチングレジスト、ソルダーレジスト、プラズマデイスプレイパネル（ＰＤＰ）の隔壁、誘電体パターン、電極（導体回路）パターン、電子部品の配線パターン、導電ペースト、導電フイルム、ブラックマトリックス等の遮光画像等に用いることができる。好ましくはカラーフィルター及びこれに用いる表示装置カラー液晶表示装置等に用いるカラーフィルターの表示特性向上のために、着色パターンの間隔部、周辺部分、及びＴＦＴの外光側等に遮光画像を設けるために好適に用いることができる。特に好ましくは、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部、さらに好ましくはＴＦＴ遮光のためのドット状や線状の黒色パターン等のブラックマトリックスとして好適に用いられる。
【０１１０】
前記着色組成物を、特に遮光画像作製用着色組成物として用いる場合について以下に詳述する。
遮光画像作製用着色組成物を用いて遮光層（パターニングする前の層）を形成した場合、遮光層の膜厚１μｍあたりの光学濃度が１以上となることが好ましい。カラーフィルター作製の際、加熱工程時、金属微粒子が融着するのを防止することを考慮すると、上記着色組成物における金属微粒子の含有量は、形成される遮光層に含まれる金属微粒子の含有量が１０〜９０質量％、好ましくは１０〜８０質量％程度になるように調節することが好ましい。
【０１１１】
本発明でいう「遮光画像」は、ブラックマトリックス（以下、「ＢＭ」ともいう。）を包含する意味で用いる。「ＢＭ」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り、このＢＭの定義は、例えば、菅野泰平著、「液晶ディスプレイ製造装置用語辞典」、第２版、日刊工業新聞社、１９９６年、ｐ．６４に記載されている。遮光画像の例としては、有機ＥＬディスプレー（例えば、特開２００４−１０３５０７号公報）、ＰＤＰのフロントパネル（例えば、特開２００３−５１２６１号公報）、ＰＡＬＣではバックライトの遮光等が挙げられる。
ＢＭ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。
【０１１２】
遮光画像作製用着色組成物に用いられる金属微粒子の体積平均粒径は、遮光層の透過光学濃度（Ｏ．Ｄ．）の観点から、５〜３００ｎｍが好ましく、５〜１５０ｎｍであることがさらに好ましい。
【０１１３】
＜顔料＞
本発明の着色組成物には、金属微粒子分散液中の金属微粒子の他に、顔料微粒子を含有せしめることにより、色相を黒色に近づけることが可能となる。
本発明の着色組成物に含有させる顔料として、カーボンブラック、チタンブラック、又は黒鉛が好適なものとして挙げられる。
前記カーボンブラックの例として、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ（ピグメント・ブラック） ７（カーボンブラック Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．７７２６６）が好ましい。市販品としては、三菱カーボンブラック ＭＡ１００（三菱化学（株）製）、三菱カーボンブラック ＃５（三菱化学（株）製）が挙げられる。
【０１１４】
前記チタンブラックの例として、ＴｉＯ2、ＴｉＯ、ＴｉＮやこれらの混合物が好ましい。市販品として、三菱マテリアルズ(株)製の商品名：１２Ｓや１３Ｍが挙げられる。また用いるチタンブラックの粒子径は４０〜１００ｎｍが好ましい。
【０１１５】
前記黒鉛の例として、粒子径がストークス径として３μｍ以下のものが好ましい。３μｍを超えた黒鉛を用いると、遮光パターンの輪郭形状が不均一になり、シャープネスが悪くなるので好ましくない。また粒子径の大部分は０．１μｍ以下であることが望ましい。
【０１１６】
前記顔料の他に、公知の顔料を用いることもできる。顔料は一般に有機顔料と無機顔料とに大別されるが、本発明においては有機顔料が好ましい。好適に使用される顔料の例としては、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、ニトロ系顔料を挙げることができる。該有機顔料の色相は、例えば黄色顔料、オレンジ顔料、赤色顔料、バイオレット顔料、青色顔料、緑色顔料、ブラウン顔料、黒色顔料等が好ましい。以下に、着色組成物に用いられる顔料（着色剤）を列挙するが、これらに限定されるものではない。
【０１１７】
本発明に用いる着色剤としては、具体的には、特開２００５−１７７１６号公報［００３８］〜［００４０］に記載の色材や、特開２００５−３６１４４７号公報［００６８］〜［００７２］に記載の顔料や、特開２００５−１７５２１号公報［００８０］〜［００８８］に記載の着色剤を好適に用いることができる。
【０１１８】
また、前記着色剤の他、「顔料便覧、日本顔料技術協会編、誠文堂新光社、１９８９」、「ＣＯＬＯＵＲ ＩＮＤＥＸ、ＴＨＥ ＳＯＣＩＥＴＹ ＯＦ ＤＹＥＳ ＆ ＣＯＬＯＵＲＩＳＴ、ＴＨＩＲＤ ＥＤＩＴＩＯＮ、１９８７」に記載のものを参照して適宜用いることもできる。
【０１１９】
顔料は、金属微粒子の色相と補色関係にあるものを用いることが望ましい。また、顔料は１種でも２種以上を組み合せて用いてもよい。好ましい顔料の組合わせとしては、赤色系及び青色系の互いに補色関係にある顔料混合物と黄色系及び紫色系の互いに補色関係にある顔料混合物との組合せや、前記の混合物に更に黒色の顔料を加えた組み合わせや、青色系と紫色系と黒色系との顔料の組合せを挙げることができる。
【０１２０】
顔料は、着色組成物中に均一に分散されていることが好ましい。顔料の平均粒径は、５ｎｍ以上５μｍ以下が好ましく、特に１０ｎｍ以上１μｍ以下が好ましく、更にカラーフィルタ用としては２０ｎｍ以上０．５μｍ以下が好ましい。
【０１２１】
前記着色組成物は感光性を有することがより好ましい。具体的には、感光性樹脂組成物を添加することで感光性を付与することができる。前記感光性樹脂組成物は、バインダーとなるポリマー、光重合開始剤、及びエチレン性不飽和二重結合を有し光の照射によって付加重合するモノマー（以下「光重合性モノマー」という場合がある。）等を含有してなる態様が好ましく挙げられる。
【０１２２】
前記感光性樹脂組成物は、アルカリ水溶液で現像可能なものと、有機溶剤で現像可能なものとがある。安全性と現像液のコストとの点からは、アルカリ水溶液現像可能なものが好ましい。そのようにするにはバインダーのポリマーをアルカリ可溶性ポリマーにすることが好ましい。
前記感光性樹脂組成物は、上述のような光や電子線などの放射線を受容する部分が硬化するネガ型でもよいし、放射線未受容部が硬化するポジ型でもよい。
【０１２３】
前記ポジ型感光性樹脂組成物にはノボラック系の樹脂を用いたものが挙げられる。例えば、特開平７−４３８９９号公報記載のアルカリ可溶性ノボラック樹脂系を使用することができる。また、特開平６−１４８８８８号公報記載の、ポジ型感光性樹脂層、即ち、該公報記載のアルカリ可溶性樹脂と感光剤として１，２−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステルと該公報記載の熱硬化剤の混合物を含む感光性樹脂層を用いることができる。更に、特開平５−２６２８５０号公報記載の組成物も活用可能である。
【０１２４】
ネガ型感光性樹脂組成物としては、ネガ型ジアゾ樹脂とバインダーからなる感光性樹脂、光重合性組成物、アジド化合物とバインダーとからなる感光性樹脂組成物、桂皮酸型感光性樹脂組成物等が挙げられる。その中でも特に好ましいのは光重合開始剤、光重合性モノマー及びバインダーを基本構成要素として含む光重合性組成物である。該光重合性組成物には、特開平１１−１３３６００号公報記載の「重合性化合物Ｂ」「重合開始剤Ｃ」「界面活性剤」「接着助剤」や、その他の組成物が利用できる。
例えば、ネガ型感光性樹脂組成物でアルカリ水溶液現像可能な感光性樹脂組成物としては、主成分としてカルボン酸基含有バインダー（アルカリ可溶性バインダー）と、光重合開始剤と、光重合性モノマーと、を含んでなる感光性樹脂組成物が挙げられる。尚、前記アルカリ可溶性バインダーとしては、側鎖にカルボン酸基を有するポリマー、例えば、特開昭５９−４４６１５号公報、特公昭５４−３４３２７号公報、特公昭５８−１２５７７号公報、特公昭５４−２５９５７号公報、特開昭５９−５３８３６号公報、及び特開昭５９−７１０４８号公報に記載されているようなメタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体などを挙げることができる。また側鎖にカルボン酸基を有するセルロース誘導体も挙げることができる。この他にも水酸基を有するポリマーに環状酸無水物を付加したものも好ましく使用することができる。特に、米国特許第４１３９３９１号明細書に記載のベンジル（メタ）アクリレートと（メタ）アクリル酸の共重合体やベンジル（メタ）アクリレートと（メタ）アクリル酸と他のモノマーとの多元共重合体も挙げることができる。
前記樹脂は、３０〜４００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲の酸価と１０００〜３０００００の範囲の重量平均分子量を有するものを選択して使用するのが好ましい。以上の他に、種々の性能、例えば、硬化膜の強度を改良するために、現像性等に悪影響を与えない範囲で、アルカリ可溶性のポリマーを添加してもよい。これらのアルカリ可溶なバインダーポリマーとしては、アルコール可溶性ナイロン或いはエポキシ樹脂を挙げることができる。
【０１２５】
前記アルカリ可溶性バインダーのポリマーは、感光性の遮光画像作製用着色組成物の全固形分に対して通常、１０〜９５質量％含有され、更に２０〜９０質量％が好ましい。１０〜９５質量％の範囲では、感光性樹脂層の粘着性が高すぎることもなく、形成される層の強度及び光感度が劣ることもない。
【０１２６】
前記光重合開始剤としては、米国特許第２３６７６６０号明細書に開示されているビシナルポリケタルドニル化合物、米国特許第２４４８８２８号明細書に記載されているアシロインエーテル化合物、米国特許第２７２２５１２号明細書に記載のα−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第３０４６１２７号及び同第２９５１７５８号の各明細書に記載の多核キノン化合物、米国特許第３５４９３６７号明細書に記載のトリアリールイミダゾール二量体とｐ−アミノケトンの組合せ、特公昭５１−４８５１６号公報に記載のベンゾチアゾール化合物とトリハロメチル−ｓ−トリアジン化合物、米国特許第４２３９８５０号明細書に記載されているトリハロメチル−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等が挙げられる。特に好ましくはトリハロメチル−ｓ−トリアジン、トリハロメチルオキサジアゾール、トリアリールイミダゾール二量体である。
また、この他、特開平１１−１３３６００号公報に記載の「重合開始剤Ｃ」も好適なものとして挙げることができる。
これらの光重合開始剤又は光重合開始剤系は、単独でも、二種類以上を混合して用いてもよく、特に二種類以上を用いることが好ましい。また、感光性樹脂組成物の全固形分に対する光重合開始剤の含有量は、０．５〜２０質量％が一般的であり、１〜１５質量％が好ましい。
【０１２７】
黄ばみなどの着色がなく、かつ露光感度を高くすることができる、表示特性の良い例としては、ジアゾール系光重合開始剤と、トリアジン系光重合開始剤の組み合わせが挙げられ、中でも、２−トリクロロメチル５−（ｐ−スチリルスチリル）−１，３，４−オキサジアゾールと、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−［４’−（Ｎ，Ｎ−ビスエトキンカルボニルメチル）−３’−ブロモフェニル］−ｓ−トリアジンの組み合わせが最も良い。
これらの光重合開始剤の比率は、ジアゾール系／トリアジン系の質量比率で、好ましくは９５／５から２０／８０、より好ましくは９０／１０から３０／７０、最も好ましくは８０／２０から６０／４０である。これらの光重合開始剤は、特開平１−１５２４４９号公報、特開平１−２５４９１８号公報、特開平２−１５３３５３号公報に記載されている。
更に、好適な例としてはベンゾフェノン系も挙げられる。
【０１２８】
感光性の遮光画像作製用着色組成物の固形分全体に占める顔料の割合が１５から２５質量％付近の場合、前記光重合開始剤に、クマリン系化合物を混合することによっても、黄ばみなどの着色がなく、かつ高感度化することができる。クマリン系化合物としては、７−［２−［４−（３−ヒドロキシメチルビペリジノ）−６−ジエチルアミノ］トリアジニルアミノ］−３−フェニルクマリンが最も良い。これらの光重合開始剤とクマリン系化合物の比率は、光重合開始剤／クマリン系化合物の質量比率で、好ましくは２０／８０から８０／２０、より好ましくは３０／７０から７０／３０、最も好ましくは４０／６０から６０／４０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。
【０１２９】
前記光重合開始剤は、感光性の遮光画像作製用着色組成物の全固形分に対して、０．５〜２０質量％が一般的であり、１〜１５質量％が好ましい。前記含有量が前記範囲内であると、光感度や画像強度の低下を防止でき、十分に性能を向上させることができる。
【０１３０】
前記光重合性モノマーとしては、沸点が常圧で１００℃以上の化合物を挙げることができる。例えば、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート及びフェノキシエチル（メタ）アクリレート等の単官能（メタ）アクリレート；ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ（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トリ（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、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（アクリロイルオキシプロピル）エーテル、トリ（アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、トリ（アクリロイルオキシエチル）シアヌレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパン若しくはグリセリン等の多官能アルコールにエチレンオキシドやプロピレンオキシドを付加反応させた後で（メタ）アクリレート化したもの等の多官能（メタ）アクリレートを挙げることができる。
【０１３１】
更に、特公昭４８−４１７０８号、同５０−６０３４号、特開昭５１−３７１９３号の各公報に開示されているウレタンアクリレート類、特開昭４８−６４１８３号、特公昭４９−４３１９１号、同５２−３０４９０号の各公報に開示されているポリエステルアクリレート類、エポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能アクリレートやメタクリレートを挙げることができる。これらの中で、トリメチロールプロパントリ（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、ジ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ペンタ（メタ）アクリレートが好ましい。前記光重合性モノマーは、単独でも２種類以上を混合して用いてもよい。前記光重合性モノマーの感光性の遮光画像作製用着色組成物の全固形分に対する含有量は、５〜５０質量％が一般的であり、１０〜４０質量％が好ましい。前記含有量が前記範囲内にあると光感度や画像の強度も低下せず、感光性遮光層の粘着性が過剰になることもない。
【０１３２】
前記感光性樹脂組成物としては、前記成分の他に更に熱重合防止剤を添加することが好ましい。前記熱重合防止剤の例としては、例えば、ハイドロキノン、ｐ−メトキシフェノール、ｐ−ｔ−ブチルカテコール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、β−ナフトール、ピロガロール等の芳香族ヒドロキシ化合物、ベンゾキノン、ｐ−トルキノン等のキノン類、ナフチルアミン、ピリジン、ｐ−トルイジン、フェノチアジン等のアミン類、Ｎ−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンのアルミニウム塩又はアンモニウム塩、クロラニール、ニトロベンゼン、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２−メルカプトベンズイミダゾール等が挙げられる。
【０１３３】
前記感光性樹脂組成物として、更に必要に応じて公知の添加剤、例えば、可塑剤、界面活性剤、密着促進剤、分散剤、垂れ防止剤、レベリング剤、消泡剤、難燃化剤、光沢剤、溶剤等を添加することができる。
【０１３４】
前記密着促進剤としては、例えばアルキルフェノール／ホルムアルデヒドノボラック樹脂、ポリビニルエチルエーテル、ポリビニルイソブチルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリイソブチレン、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ブチルゴム、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ゴム、アクリル樹脂系粘着剤、芳香族系、脂肪族系又は脂環族系の石油樹脂、シランカップリング剤等が挙げられる。
【０１３５】
また、本発明における金属微粒子を銀コロイドのように水分散物として用いる場合には、前記感光性樹脂組成物として水系のもの用いることが必要である。このような感光性樹脂組成物としては特開平８−２７１７２７号公報の段落［００１５］乃至［００２３］に記載のものの他、市販のものとしては例えば、東洋合成工業（株）製の「ＳＰＰ−Ｍ２０」等が挙げられる。
【０１３６】
本発明の着色組成物（感光性のものを含む）を用いてブラックマトリックスを形成することで、薄膜でかつ光学濃度が高いブラックマトリックスを作製することができる。
【０１３７】
＜表示装置用着色膜形成用インク＞
本発明の表示装置用着色膜形成用インクは、既述の本発明の着色組成物を用いて調製されるものである。本発明の着色組成物を用いて構成されるので、金属微粒子が凝集することなく微細分散化されており、表示ムラのない遮光膜を形成することができる。
【０１３８】
本発明の表示装置用着色膜形成用インクは、前記本発明の着色組成物を含んでなり、場合により、必要に応じて着色剤（好ましくは顔料）など他の成分を用いて構成され、インクの付与後に加熱又は紫外線などのエネルギー線の付与により硬化させ得るものである。るものである。
【０１３９】
なお、本発明の着色組成物の詳細については、既述の通りであり、前記成分以外に、インクを構成するのに必要な成分を適宜選択して添加することが可能である。
【０１４０】
本発明の表示装置用着色膜形成用インクは、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用途に好適であり、表示装置内に設けられる黒色の縁や画素周囲の格子状もしくはストライプ状の黒色の縁部（いわゆるブラックマトリックス）、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）遮光のためのドット状もしくは線状の黒色パターンなどの形成に好適である。
【０１４１】
＜感光性転写材料＞
本発明においては、上記の感光性を有する遮光画像作製用着色組成物（インク）を用いて、遮光画像作製用感光性転写材料を作製し、これを用いてブラックマトリックス等の遮光画像を作製することができる。
上記感光性転写材料は、支持体上に少なくとも上記の感光性を有する遮光画像作製用着色組成物を用いて形成した感光性遮光層を設けたものであり、必要に応じて熱可塑性樹脂層、中間層、又は保護層等を設けることができる。
上記感光性遮光層の膜厚は０．２〜２μｍの範囲が好ましく、特に０．２〜０．９μｍの範囲が好ましい。
【０１４２】
（支持体）
本発明における支持体としては、ポリエステル、ポリスチレン等の公知の支持体を用いることができる。中でも２軸延伸したポリエチレンテレフタレートはコスト、耐熱性、寸法安定性の観点から好ましい。上記支持体の厚みは１５〜２００μｍ程度、より好ましくは３０〜１５０μｍ程度が好ましい。上記支持体の厚みが上記範囲内にあると、ラミネーション工程時に熱によりトタン板状のしわが発生するのを効果的に抑制することができ、コスト上も有利である。
また上記支持体には必要に応じて特開平１１−１４９００８号公報に記載されている導電性層を設けてもよい。
【０１４３】
（熱可塑性樹脂層）
また、支持体と感光性遮光層、又は支持体と中間層の間に、アルカリ可溶性の熱可塑性樹脂層を設けることが好ましい。
上記熱可塑性樹脂層は、下地表面の凹凸（既に形成されている画像などによる凹凸等も含む）を吸収することができるようにクッション材としての役割を担うものであるため、当該凹凸に応じて変形しうる性質を有していることが好ましい。
【０１４４】
アルカリ可溶な熱可塑性樹脂層に含まれる樹脂としては、エチレンとアクリル酸エステル共重合体とのケン化物、スチレンと（メタ）アクリル酸エステル共重合体とのケン化物、ビニルトルエンと（メタ）アクリル酸エステル共重合体とのケン化物、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、及び（メタ）アクリル酸ブチルと酢酸ビニル等との（メタ）アクリル酸エステル共重合体等のケン化物、等より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。さらに「プラスチック性能便覧」（日本プラスチック工業連盟、全日本プラスチック成形工業連合会編著、工業調査会発行、１９６８年１０月２５日発行）による有機高分子のうちアルカリ水溶液に可溶なものを使用することもできる。また、これらの熱可塑性樹脂のうち、軟化点が８０℃以下のものが好ましい。尚、本願明細書において、「（メタ）アクリル酸」とは、アクリル酸及びメタクリル酸を総称し、その誘導体の場合も同様である。
【０１４５】
上記アルカリ可溶な熱可塑性樹脂層に含まれる樹脂の中でも、重量平均分子量５万〜５０万（Ｔｇ＝０〜１４０℃）の範囲で、更に好ましくは重量平均分子量６万〜２０万（Ｔｇ＝３０〜１１０℃）の範囲で選択して使用することができる。これらの樹脂の具体例としては、特公昭５４−３４３２７号、特公昭５５−３８９６１号、特公昭５８−１２５７７号、特公昭５４−２５９５７号、特開昭６１−１３４７５６号、特公昭５９一４４６１５号、特開昭５４−９２７２３号、特開昭５４−９９４１８号、特開昭５４−１３７０８５号、特開昭５７−２０７３２号、特開昭５８−９３０４６号、特開昭５９−９７１３５号、特開昭６０−１５９７４３号、特開昭６０−２４７６３８号、特開昭６０−２０８７４８号、特開昭６０−２１４３５４号、特開昭６０−２３０１３５号、特開昭６０−２５８５３９号、特開昭６１−１６９８２９号、特開昭６１−２１３２１３号、特開昭６３−１４７１５９号、特開昭６３−２１３８３７号、特開昭６３−２６６４４８号、特開昭６４−５５５５１号、特開昭６４一５５５５０号、特開平２−１９１９５５号、特開平２−１９９４０３号、特開平２−１９９４０４号、特開平２−２０８６０２号、特願平４一３９６５３号の各公報明細書に記載されているアルカリ水溶液に可溶な樹脂を挙げることができる。特に好ましいのは、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である。
【０１４６】
また、上記した種々の樹脂の中から、好ましくは重量平均分子量３千〜３万（Ｔｇ＝３０〜１７０℃）の範囲で、更に好ましくは重量平均分子量４千〜２万（Ｔｇ＝６０〜１４０℃）の範囲で選択して使用することができる。これらの好ましい具体例は、上記の特許明細書に記載されているものの中から選ぶことができるが、特に好ましくは、特公昭５５−３８９６１号、特開平５−２４１３４０号の各公報に記載のスチレン／（メタ）アクリル酸共重合体が挙げられる。
【０１４７】
また、上記熱可塑性樹脂層には、熱可塑性樹脂層と支持体との接着力を調節するために、各種可塑剤、各種ポリマー、過冷却物質、密着改良剤、界面活性剤、又は離型剤等を加えることが可能である。好ましい可塑剤の具体例としては、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ジオクチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジブチルフタレート、トリクレジルフォスフェート、クレジルジフェニルフォスフェート、ビフェニルジフェニルフォスフェート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、エポキシ樹脂とポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートとの付加反応生成物、有機ジイソシアナートとポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートとの付加反応生成物、有機ジイソシアナートとポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレートとの付加反応生成物、ビスフェノールＡとポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートとの縮合反応生成物等を挙げることができる。上記熱可塑性樹脂層中の可塑剤の量は、該熱可塑性樹脂に対して、２００質量％以下が一般的で、好ましくは２０〜１００質量％である。また、アルカリ可溶な熱可塑性樹脂層の厚みは６μｍ以上が好ましい。熱可塑性樹脂の厚みが６μｍ以上であれば、下地表面の凹凸を完全に吸収することができる。また、上限については、現像性、製造適性から約１００μｍ以下が一般的であり、好ましくは約５０μｍ以下である。
【０１４８】
本発明において、熱可塑性樹脂層を形成する際に用いる塗布液の溶媒としてはこの層を構成する樹脂を溶解するものであれば特に制限なく使用できる。上記溶媒としては、例えばメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール等が挙げられる。
【０１４９】
（中間層）
本発明の感光性転写材料は、仮支持体と感光性遮光層との間に中間層を設けてもよい。
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。該樹脂の例としては、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、及びこれらの共重合体を挙げる事ができる。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た樹脂も用いる事ができる。
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から９８％のものがより好ましい。
【０１５０】
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用いることが特に好ましい。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、さらに好ましくは１０／９０〜５０／５０の範囲が好ましい。上記質量比が上記の範囲内にあると中間層の面状が良好であり、その上に塗設した感光性遮光層との密着性がよく、さらに、酸素遮断性が低下して感度が低下するのを防止することができる。
【０１５１】
上記中間層には必要に応じて界面活性剤などの添加剤を添加してもよい。
上記中間層の厚みは０．１〜５μｍ、さらに好ましくは０．５〜３μｍの範囲が好ましい。中間層の厚みが上記範囲内にあると、酸素遮断性を低下させることなく、また、現像時の中間層除去時間が増大するのを防止することができる。
中間層の塗布溶媒としては上記の樹脂が溶解すれば、特にその他の制限はないが、水が好ましい。水に前述の水混和性有機溶剤を混合した混合溶媒も好ましい。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（ただし比は質量比を表す。）。
【０１５２】
＜感光性転写材料の作製＞
本発明の感光性転写材料を作製するには、支持体に、本発明の感光性を有する遮光画像作製用着色組成物の溶液を、例えば、スピナー、ホワイラー、ローラーコーター、カーテンコーター、ナイフコーター、ワイヤーバーコーター、エクストルーダー等の塗布機を用いて塗布・乾燥させることにより形成することができる。アルカリ可溶性熱可塑性樹脂の層を設ける場合にも同様にして形成することができる。
【０１５３】
本発明の感光性転写材料は、上述のごとき感光性の本発明の遮光画像作製用着色組成物を用いて感光性遮光層を設けているため、表示ムラのない遮光層を作製することができる。
【０１５４】
［遮光画像の作製方法］
本発明において、遮光画像は、上記着色組成物又は感光性転写材料を用いて形成した遮光層をパターニングすることにより作製される。遮光層の膜厚は０．２〜２．０μｍ程度、好ましくは０．９μｍ以下である。本発明の遮光層は金属微粒子及び顔料微粒子を分散させたものであるため、上記のごとき薄膜でも十分な光学濃度（３．５以上）を発揮することができる。
【０１５５】
また、本発明の遮光画像作製用着色組成物を用いて遮光画像を作製する（パターンニングする）方法は特に限定はない。以下にブラックマトリックスのパターン形成方法の例を挙げる。
【０１５６】
第１の方法は、まず、金属微粒子を含有し、感光性を有する本発明の遮光画像作製用着色組成物を基板に塗布して金属微粒子含有した感光性遮光層を形成する。その後、露光現像によりパターン以外の部分の遮光層を除却することによりパターン形成を行い遮光画像を得る方法である。また、上述の中間層と同組成の層を上記感光性遮光層上に形成して保護層とすることもできる。この場合、塗布液の塗布は、スピンコート法によっておこなうのが好ましい。
【０１５７】
第２の方法は、まず、金属微粒子を含有し、非感光性の本発明の遮光画像作製用着色組成物を基板に塗布して金属微粒子を含有した遮光層を形成する。その後、該遮光層上に感光性レジスト液を塗布してレジスト層を形成する。次いで露光によりレジスト層を露光現像してレジスト層にパターンを形成した後、このパターンに応じて遮光層の非パターン部を溶解し、遮光層にパターンを形成する。最後にレジスト層を除却して、遮光画像を作製する方法である。
【０１５８】
第３の方法は、予め基板上のパターン以外の部分に塗布層を形成しておき、この上に形状異方性金属微粒子を含有し、非感光性の本発明の遮光画像作製用着色組成物を塗布して微粒子含有層を含有した遮光層を形成する。次いで、始めに形成した塗布層を上の遮光層とともに除却し、遮光画像が作製される。
【０１５９】
上記感光性転写材料を用いる遮光画像の作製方法としては、光透過性基板の上に、上記感光性転写材料を、感光性転写材料の感光性遮光層が接触するように配置して積層する。次に、感光性転写材料と光透過性基板との積層体から支持体を剥離し、その後、遮光画像用フォトマスクを介して上記層を露光した後現像して遮光画像を形成する方法である。
この遮光画像の製造方法は、煩瑣な工程をおこなうことを必要とせず、低コストである。
【０１６０】
（補助層）
本発明における補助層とは、以下に記述するいずれかの１以上の機能を有する層であり、耐衝撃性、耐薬品性、耐溶剤性の観点から、遮光画像層中に設けることが好ましい。
【０１６１】
１．基板と、本発明における樹脂層（光吸収層）との間の密着力を増すために、この界面に形成される層
２．基板と本発明における樹脂層との間、又は本発明における樹脂層と本発明における別の樹脂層との間に設けられ界面での反射を防止する層
３．光反射層と光吸収層との間の密着力を増すために、この界面に設けられる層
４．本発明における樹脂層上を保護するために設けられる層
５．本発明における樹脂層をフォトリソ法によりパターニングするために設けられる層
【０１６２】
本発明における補助層を用いた具体的な層構成の例としては、基板側より、遮光画像層／補助層、補助層／遮光画像層／補助層などが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【０１６３】
（補助層用感光性樹脂組成物）
補助層用感光性樹脂組成物は、感光性樹脂組成物の記載成分以外に、必要に応じて、更に、黒色又は黒色以外の顔料、黒色又は黒色以外の染料、重合防止剤（禁止剤）、その他の界面活性剤、などを添加することができる。
前記顔料を用いる場合には、着色感光性樹脂組成物中に均一に分散されていることが望ましく、そのため粒径が０．１μｍ以下、特には０．０８μｍ以下であることが好ましい。
上記黒色又は黒色以外の、顔料及び染料としては、ビクトリア・ピュアーブルーＢＯ（Ｃ．Ｉ．４２５９５）、オーラミン（Ｃ．Ｉ．４１０００）、ファット・ブラックＨＢ（Ｃ．Ｉ．２６１５０）、モノライト・エローＧＴ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・エロー１２）、パーマネント・エローＧＲ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・エロー１７）、パーマネント・エローＨＲ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・エロー８３）、パーマネント・カーミンＦＢＢ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１４６）、ホスターバームレッドＥＳＢ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・バイオレット１９）、パーマネント・ルビーＦＢＨ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１１）ファステル・ピンクＢスプラ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド８１）モナストラル・ファースト・ブルー（Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５）、モノライト・ファースト・ブラックＢ（Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブラック１）及びカーボン、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１６８、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１９２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド２１５、Ｃ．Ｉ．ピグメント・グリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー６４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・バイオレット２３、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・グリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１３８等が挙げられる。
こうして得られた感光性樹脂組成物を塗布液として、基板や仮支持体に塗布し乾燥して、反射防止層を含む感光性樹脂層が形成され、その後の工程を経て、本発明における遮光画像が形成される。
【０１６４】
＜遮光画像付き基板＞
本発明の遮光画像付き基板は、光透過性基板の上に遮光画像作製用着色組成物から形成された遮光層を前記のようにしてパターニングすることにより作製される。
この遮光画像付き基板（好ましくは、ブラックマトリックス基板）における遮光画像の膜厚は０．２〜２．０μｍが好ましく、特に０．２〜０．９μｍが好ましい。前記ブラックマトリックス基板における遮光層は棒状金属微粒子を分散させたものであるため、前記のごとき薄膜でも十分な光学濃度を有する。
【０１６５】
本発明の遮光画像付き基板は、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。また、下記カラーフィルタの作製においても好適に用いることができる。
【０１６６】
＜カラーフィルター＞
本発明のカラーフィルターは、光透過性基板の上に、着色層からなり、互いに異なる色を呈する２以上の画素群を有し、上記画素群を構成する各画素は互いにブラックマトリックスにより離画されている構成を有し、上記ブラックマトリックスは、本発明の上記遮光画像作製用着色組成物又は感光性転写材料を用いて作製される。上記画素群は２つでも、３つでも４つ以上でもよい。例えば３つの場合は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３つの色相が用いられる。赤、緑、青の３種の画素群を配置する場合は、モザイク型、トライアングル型等の配置が好ましく、４種以上の画素群を配置する場合ではどのような配置であってもよい。
【０１６７】
上記光透過性基板としては、表面に酸化珪素皮膜を有するソーダガラス板、低膨張ガラス板、ノンアルカリガラス板、石英ガラス板等の公知のガラス板あるいはプラスチックフィルム等が用いられる。
カラーフィルターを作製するには、光透過性の基板に常法により２以上の画素群を形成した後、上記のようにしてブラックマトリックスを形成してもよいし、或いは、最初にブラックマトリックスを形成し、その後２以上の画素群を形成してもよい。
本発明のカラーフィルターは上述のごときブラックマトリックスを備えているため、表示コントラストが高くまた平坦性に優れている。
【０１６８】
＜液晶表示素子、液晶表示装置＞
本発明の液晶表示素子は、既述の本発明の遮光膜付き基板を用いて構成されたものである。本発明の遮光膜付き基板、詳細には、既述した本発明の微粒子含有組成物、表示装置用着色膜形成用インク、又は遮光材料を用いてなる遮光膜で構成されるので、高温環境に曝されることに伴なう色味変化が少なく、色相が良好で高い光学濃度を有しており、表示画像のコントラストが高く、良好な表示品質の画像表示が可能である。
【０１６９】
液晶表示素子は、本発明の遮光膜付き基板を備えた液晶表示素子であれば、特に限定されるものではなく、公知の液晶表示素子の構成要素を更に用いて構成することができる。例えば、カラーフィルタ基板及びこれと対向配置された光透過性の基板と、これら基板間に設けられた液晶層と、液晶層の液晶を駆動する液晶駆動手段（単純マトリックス駆動方式及びアクティブマトリックス駆動方式を含む。）とを備え、カラーフィルタ基板として既述の本発明のカラーフィルタを用いた構成とすることができる。
【０１７０】
本発明の液晶表示装置は、本発明の液晶表示素子を用いて構成されたものである。本発明の液晶表示素子、詳細には、既述した本発明の遮光膜付き基板（本発明の微粒子含有組成物、表示装置用着色膜形成用インク、又は遮光材料）を用いて構成されるので、高温環境に曝されることに伴なう色味変化が少なく、色相が良好で高い光学濃度を有しており、表示画像のコントラストが高く、良好な表示品質の画像表示が可能である。
【０１７１】
本発明の液晶表示装置は、本発明の液晶表示素子を用いて作製した装置であれは、特に限定されるものではなく、公知の液晶表示装置の構成要素を更に用いて構成することができる。
【実施例】
【０１７２】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「％」は質量基準である。
【０１７３】
（実施例１）
-感光材料の作製-
＜銀微粒子分散液の調製＞
蒸留水３０００ｇと１ｍｏｌ／ｌ（１Ｎ）の水酸化ナトリウム水溶液１５０ｇを混合した溶液を調製した。この溶液に、硫黄原子を有する化合物として前記化合物ＰＯ−２０を３．５ｇ加え、完全に溶解するまで攪拌した。さらに、アスコルビン酸１２ｇを加え、溶解するまで攪拌した。この溶液をＡ液とする。
【０１７４】
蒸留水２００ｇに硝酸銀３０ｇを混合した溶液を調製し、攪拌した。この溶液をＢ液とする。
【０１７５】
次に、液温を４５℃に保って攪拌しているＡ液中に、Ｂ液を添加して黒色の銀微粒子分散液を調製した。
【０１７６】
調製した銀微粒子分散液を、硝酸でｐＨ４に調整し銀微粒子を凝集沈降させた。
凝集銀微粒子液の上澄み液を除去し、これに蒸留水を加えて静置し再び上澄みを除去した。これを数回繰り返した。この凝集銀ナノ粒子液を吸引ろ過し、凝集銀ナノ粒子を得た。
【０１７７】
上記凝集銀ナノ粒子にメチルエチルケトンを銀が８質量％となるよう加え、ブランソン社製 モデル(Model)２０００ｂｄｃ−ｈ ４０：０．８型超音波ホモジナイザーで４０ｋＨｚの超音波を２５分間照射した。超音波照射の間は、試料液が２５℃に維持されるよう、ヤマト科学社製クールニクスＣＴＷ４００により冷却した。得られた試料液中の銀微粒子は、体積平均粒径５５ｎｍ、算術標準偏差２３ｎｍであった。なお、粒径は、堀場製作所製ＬＢ５００で、上記分散液をメチルエチルケトンを加えて希釈した液を用いて測定した。
【０１７８】
（実施例２）
-感光材料の作製-
＜銀微粒子分散液の調製＞
蒸留水３０００ｇと１ｍｏｌ／ｌ（１Ｎ）の水酸化ナトリウム水溶液１５０ｇを混合した溶液を調製した。この溶液に、硫黄原子を有する化合物として前記化合物ＰＯ−２０を３．５ｇ加え、完全に溶解するまで攪拌した。さらに、アスコルビン酸１２ｇを加え、溶解するまで攪拌した。この溶液をＡ液とする。
【０１７９】
蒸留水２００ｇに硝酸銀３０ｇを混合した溶液を調製し、攪拌した。この溶液をＢ液とする。
【０１８０】
次に、液温を４５℃に保って攪拌しているＡ液中に、Ｂ液を添加して黒色の銀微粒子分散液を調製した。
【０１８１】
調製した銀微粒子分散液を、硝酸でｐＨ４に調整し銀微粒子を凝集沈降させた。
凝集銀微粒子液の上澄み液を除去し、これに蒸留水を加えて静置し再び上澄みを除去した。これを数回繰り返した。この凝集銀ナノ粒子液を吸引ろ過し、凝集銀ナノ粒子を得た。
【０１８２】
上記凝集銀ナノ粒子にメチルエチルケトンを銀が８質量％となるよう加え、ブランソン社製 ソニファー(Sonifier)ＩＩ型超音波ホモジナイザーを用いて２０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。その後、ブランソン社製モデル(Model)２０００ｂｄｃ−ｈ ４０：０．８型超音波ホモジナイザーで４０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。超音波照射の間は、試料液が２５℃に維持されるよう、ヤマト科学社製クールニクスＣＴＷ４００により冷却した。得られた試料液中の銀微粒子は、体積平均粒径48ｎｍ、算術標準偏差22ｎｍであった。なお、粒径は、堀場製作所製ＬＢ５００で、上記分散液をメチルエチルケトンを加えて希釈した液を用いて測定した。
【０１８３】
（実施例３）
＜金微粒子分散液の調製＞
蒸留水３０００ｇと１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液１５０ｇを混合した溶液を調製した。この溶液に、前記化合物ＰＯ−２０を３．５ｇ加え、完全に溶解するまで攪拌した。さらに水素化ホウ素ナトリウム３．６ｇを加え、溶解するまで攪拌した。この溶液をＣ液とする。
【０１８４】
蒸留水１８９ｇにテトラクロロ（ＩＩＩ）金酸四水和物７４．８ｇを混合した溶液を調製し、３０分攪拌した。この溶液をＤ液とする。
ここで、液温を５０℃に保ち攪拌しているＣ液中に、Ｄ液を添加し、金微粒子分散液を調製した。
【０１８５】
調製した金微粒子分散液に、硝酸でｐＨ４に調製して金微粒子を凝集沈降させた。
凝集金微粒子液の上澄み液を除去し、これに蒸留水を加えてスターラーで攪拌して凝集金微粒子を分散した後１時間静置し、再度凝集金ナノ粒子を沈降させた。この上澄み液を除去し、凝集金微粒子を得た。この操作を数回繰り返して得た凝集金微粒子に、金が４０質量％となるようメチルエチルケトンを加え、ブランソン社製 ソニファー（Ｓｏｎｉｆｉｅｒ）ＩＩ型超音波ホモジナイザーを用いて２０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。その後、ブランソン社製モデル（Ｍｏｄｅｌ）２０００ｂｄｃ−ｈ ４０：０．８型超音波ホモジナイザーで４０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。超音波照射の間は、試料液が２５℃に維持されるよう、ヤマト科学社製クールニクスＣＴＷ４００により冷却した。得られた試料液中の金微粒子は、体積平均粒径４５ｎｍ、算術標準偏差３４ｎｍであった。なお、粒径は堀場製作所製ＬＢ５００で、上記分散液にメチルエチルケトンを加えて希釈した液を用いて測定した。
【０１８６】
（実施例４）
＜銀金合金粒子分散液の調製＞
蒸留水３０００ｇと１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液１５０ｇを混合した溶液を調製した。この溶液に、前記化合物ＰＯ−２０を３．５ｇ加え、完全に溶解するまで攪拌した。この溶液をＥ液とする。 蒸留水１５０ｇに硝酸銀２８．８ｇを加え、溶解するまで攪拌した。この溶液をＦ液とする。蒸留水１５０ｇにテトラクロロ（III）金酸四水和物２９．０４ｇを加え、完全に溶解するまで攪拌した。この溶液をＧ液とする。
【０１８７】
蒸留水２０８ｇに１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液２３１ｇを混合した溶液中に水素化ホウ素ナトリウム３．６ｇを加え、完全に溶解するまで３０分攪拌した。この溶液をＨ液とする。５０度に保ちながら攪拌しているＥ液中にＦ液、Ｇ液、Ｈ液を添加し、１５分攪拌し、銀金合金微粒子分散液を調製した。
【０１８８】
調製した銀金合金微粒子に、硝酸を加えてｐＨ３に調整し、銀金合金微粒子を凝集沈降させた。
凝集銀金合金微粒子の上澄み液を除去し、これに蒸留水を加えてスターラーで攪拌して凝集銀金合金微粒子を分散した後１時間静置し、再度凝集銀金合金微粒子を沈降させた。この上澄み液を除去し、凝集銀金合金微粒子を得た。この操作を数回繰り返し、凝集銀金合金微粒子を得た。
【０１８９】
上記凝集銀金合金微粒子に、溶液中の合金濃度が8質量％となるようメチルエチルケトンを加え、ブランソン社製 ソニファー（Ｓｏｎｉｆｉｅｒ）ＩＩ型超音波ホモジナイザーを用いて２０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。その後、ブランソン社製モデル（Ｍｏｄｅｌ）２０００ｂｄｃ−ｈ ４０：０．８型超音波ホモジナイザーで４０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。超音波照射の間は、試料液が２５℃に維持されるよう、 ヤマト科学社製クールニクスＣＴＷ４００により冷却した。得られた試料液中のＡｕＡｇ合金微粒子は、体積平均粒径６１ｎｍ、算術標準偏差３１ｎｍであった。なお、粒径は堀場製作所製ＬＢ５００で、上記分散液にメチルエチルケトンを加えて希釈した液を用いて測定した。
【０１９０】
（実施例５）
＜銀錫合金粒子分散液の調製＞
１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液を用い、ｐＨを１２．０に調整した水溶液２．５Ｌに、前記化合物ＰＯ−２０を３ｇ加え、完全に溶解するまで４５℃で３０分攪拌した。この溶液５０℃に温度制御し、水素化ホウ素ナトリウム３ｇを含む水溶液酢酸銀（Ｉ）２３．６ｇ、塩化スズ（ＩＩ）水和物１３．３ｇを含む水溶液を添加して、黒褐色の銀錫合金ナノ粒子含有液を調製した。
【０１９１】
上記より得た溶液Ｊを２５℃に保ちつつ激しく攪拌しながら、これに上記の溶液Ｋを２分間かけて添加し、緩やかに６時間攪拌を継続した。すると、混合液が黒色に変化し、銀錫（ＡｇＳｎ）合金微粒子を得た。次いで、この液を遠心分離して銀錫合金微粒子を沈殿させた。遠心分離は、１５０ｍｌの液量に小分けして、卓上遠心分離機Ｈ−１０３ｎ（（株）コクサン製）により回転数２，０００ｒ．ｐ．ｍ．で３０分間行なった。得られた凝集銀錫合金微粒子液を吸引ろ過し、凝集ＡｇＳｎ銀錫合金微粒子を得た。
【０１９２】
上記凝集銀錫合金微粒子にメチルエチルケトンを金属の質量濃度が４０質量％となるよう加え、ブランソン社製 ソニファー（Ｓｏｎｉｆｉｅｒ）ＩＩ型超音波ホモジナイザーを用いて２０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。その後、ブランソン社製モデル（Ｍｏｄｅｌ）２０００ｂｄｃ−ｈ ４０：０．８型超音波ホモジナイザーで４０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。超音波照射の間は、試料液が２５℃に維持されるよう、ヤマト科学社製クールニクスＣＴＷ４００により冷却した。得られた試料液中の銀錫合金微粒子は、体積平均粒径５５ｎｍ、算術標準偏差３１ｎｍであった。なお、粒径は堀場製作所製ＬＢ５００で、上記分散液にメチルエチルケトンを加えて希釈した液を用いて測定した。
【０１９３】
（実施例６）
実施例１に記載の凝集銀ナノ粒子液にシクロヘキサノンを銀濃度が８質量％となるよう加え、ブランソン社製 ソニファー（Ｓｏｎｉｆｉｅｒ）ＩＩ型超音波ホモジナイザーを用いて２０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。その後、ブランソン社製モデル（Ｍｏｄｅｌ）２０００ｂｄｃ−ｈ ４０：０．８型超音波ホモジナイザーで４０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。超音波照射の間は、試料液が２５℃に維持されるよう、ヤマト科学社製クールニクスＣＴＷ４００により冷却した。得られた試料液中の銀微粒子は、体積平均粒径２６ｎｍ、算術標準偏差２０ｎｍであった。なお、粒径は堀場製作所製ＬＢ５００で、上記分散液にシクロヘキサノンを加えて希釈した液を用いて測定した。
【０１９４】
（実施例７）
実施例１で、化合物ＰＯ―２０のかわりに前記化合物ＰＯ−３２を使用した以外は、同様にして銀分散液を作製した。得られた試料液中の銀微粒子は、体積平均粒径６８ｎｍ、算術標準偏差４５ｎｍであった。
【０１９５】
（実施例８）
実施例１に記載の凝集銀ナノ粒子液にメチルエチルケトンを銀濃度が８質量％となるよう加え、ブランソン社製 ソニファー（Ｓｏｎｉｆｉｅｒ）ＩＩ型超音波ホモジナイザーを用いて２０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。その後、ブランソン社製モデル（Ｍｏｄｅｌ）２０００ｂｄｃ−ｈ ４０：０．８型超音波ホモジナイザーで４０ｋＨｚの超音波を５分間照射した。超音波照射の間は、試料液が２５℃に維持されるよう、ヤマト科学社製クールニクスＣＴＷ４００により冷却した。この操作を２回繰り返し、銀微粒子分散液を得た。得られた試料液中の銀微粒子は、体積平均粒径３２ｎｍ、算術標準偏差２５ｎｍであった。なお、粒径は堀場製作所製ＬＢ５００で、上記分散液にメチルエチルケトンを加えて希釈した液を用いて測定した。
【０１９６】
（比較例１）
実施例１に記載の凝集銀ナノ粒子液にメチルエチルケトンを銀濃度が８質量％となるよう加え、２時間スターラー攪拌を行った。得られた試料液中の銀微粒子は、凝集しており、評価できなかった。
【０１９７】
（比較例２）
実施例１に記載の凝集銀ナノ粒子液にメチルエチルケトンを銀濃度が８質量％となるよう加え、ビーズミル分散機で、２時間分散した。使用したビーズは0.65ｍｍφのジルコニアビーズ、充填率70％、周速9ｍ/ｓで行った。得られた試料液中の銀微粒子は、体積平均粒径180ｎｍ、算術標準偏差７１ｎｍであった。堀場製作所製ＬＢ５００で、上記分散液に対してメチルエチルケトンを加えて希釈した液を用いて測定した。
【０１９８】
（比較例３）
原料金属化合物溶液として、反応容器内に入れた純水１０００ｇ中に市販のディスパーピック１９０（ビックケミー社製）を８０ｇと１ＮのＮａＯＨ水溶液を１００ｇ添加し、攪拌した。この液をI液とする。次に、硝酸銀8.5ｇを純水100ｇに溶解した液を作製した。この液をJ液とする。次に、アスコルビン酸14ｇを1NのNaOH水溶液150ｇと純水200ｇの混合溶液中に添加して完全に溶解させた液を作製した。この液をK液とする。これらを混合し、３０分間攪拌を続け、黄色を呈する銀微粒子溶液を得た。この粒子は４００ｎｍに高い吸収を有し、透過型電子顕微鏡観察から、体積平均粒子径３６ｎｍの球形粒子であることがわかった。この銀微粒子を限外ろ過することによって濃縮した。これをメチルエチルケトンに溶解させ、固形分重量が８質量％となるよう調製した。この銀微粒子分散液をブランソン社製モデル（Ｍｏｄｅｌ）２０００ｂｄｃ−ｈ ４０：０．８型超音波ホモジナイザーで４０ｋＨｚの超音波を２５分間照射した。超音波照射の間は、試料液が２５℃に維持されるよう、ヤマト科学社製クールニクスＣＴＷ４００により冷却した。しかし、得られた試料液中の銀微粒子は、凝集がひどく分散状態を保っていなかったため、評価することができなかった。
【０１９９】
これらの結果より、本発明の金属微粒子分散液の製造方法によれば、短時間で効率よく、凝集の無い金属微粒子分散液とすることが可能であることが分かった。
【０２００】
上記実施例、比較例で作製した分散液を用いて液晶表示装置を作製した。
＜感光性遮光層用塗布液の調製＞
下記組成を混合して、感光性遮光層用塗布液を調製した。
〔組成〕
・前記銀微粒子分散液 １００．００ｇ
・メチルエチルケトン ３９ｇ
・フッ素系界面活性剤 ０．１ｇ
（商品名：Ｆ７８０Ｆ、大日本インキ化学工業（株）製
・ヒドロキノンモノメチルエーテル ０．００１ｇ
・ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体
（モル比＝７３／２７、分子量３００００）
・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 ０．１ｇ
【０２０１】
＜保護層用塗布液の調製＞
下記組成を混合して、保護層用塗布液を調製した。
・ポリビニルアルコール ３．０ｇ
（商品名：ＰＶＡ２０５、（株）クラレ製）
・ポリビニルピロリドン １．３ｇ
（商品名：ＰＶＰ−Ｋ３０、アイエスピー・ジャパン社製）
・蒸留水 ５０．７ｇ
・メチルアルコール ４５．０ｇ
【０２０２】
＜感光材料の作製＞
ガラス基板上に、スピンコーターを用いて乾燥膜厚が０．８μｍになるように上記感光性遮光層用塗布液を塗布して１００℃で５分間乾燥し感光性遮光層を形成した。次いで、この上にスピンコーターを用いて上記保護層用塗布液を乾燥膜厚が１．５μｍになるように塗布して、１００℃で５分間乾燥し保護層を形成して、本発明の感光材料を作製した。
【０２０３】
《ブラックマトリックスの作製》
超高圧水銀灯を有すプロキシミティー型露光機（日立電子エンジニアリング（株）製）で、基板とマスク（画像パターンを有す石英露光マスク）を垂直に立てた状態で、露光マスク面と保護層を塗布面の間の距離を２００μｍに設定し、露光量７０ｍＪ／ｃｍ２でパターン露光した。次いで、現像処理液ＴＣＤ（富士写真フイルム（株）製、アルカリ現像液）を用いて現像処理（３３℃・２０秒）を行った。画面サイズ１０インチで、画素数が４８０×６４０であり、また、ブラックマトリックス幅が２４μｍで、画素部の開口が８６μｍ×３０４μｍであるブラックマトリックスを得た。
【０２０４】
（液晶表示装置の作製）
上記で得られたブラックマトリックスを形成した基板を用いて、特開平１１−２４２２４３号公報の第一実施例［００７９］〜［００８２］に記載の方法を用いて、液晶表示装置を作製した。
【０２０５】
《評価》
得られた液晶表示装置について、下記の評価を行った。結果を下記表２に示す。
−表示ムラの測定−
液晶表示装置にグレイのテスト信号を入力させた時に、目視及びルーペにて観察し、ムラの発生の有無を判断した。ムラがまったく観察されなかったものを○、ムラがわずかに確認できたものを△、ムラが顕著に確認できたものを×とした。
【０２０６】
以上の実施例及び比較例の金属微粒子分散液の詳細及び各金属微粒子分散液をもとに作製した液晶表示装置の評価結果について表１に示す。
【０２０７】
【表１】
【０２０８】
表１より、実施例１〜８の分散液を用いたブラックマトリクス付き基板を有する液晶表示装置は、比較例１〜３の液晶表示装置と比較したところ、優れた表示特性を示した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素原子及び／又は硫黄原子を含む化合物を含む金属微粒子液に超音波を印加して分散する工程を有することを特徴とする金属微粒子分散液の製造方法。
【請求項２】
金属微粒子液に周波数の異なる２以上の超音波を順次印加して分散する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の金属微粒子分散液の製造方法。
【請求項３】
前記金属微粒子液に印加する超音波の周波数を２〜２００ｋＨｚの範囲で順次上げることを特徴とする請求項２に記載の金属微粒子分散液の製造方法。
【請求項４】
前記金属微粒子液に１０ＫＨｚ以上３０ｋＨｚ未満の超音波を印加し、次いで３０ＫＨｚ以上６０ｋＨｚ以下の超音波を印加することを特徴とする請求項２または３に記載の金属微粒子分散液の製造方法。
【請求項５】
周波数の異なる２以上の超音波を順次印加する一連の超音波照射を複数回行うことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の金属微粒子分散液の製造方法。
【請求項６】
前記金属微粒子は、周期律表の第２族〜第１４族から選ばれる１種又は２種以上の金属を含有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の金属微粒子分散液の製造方法。
【請求項７】
前記化合物は分子中に酸性基を有することを特徴とする請求項６に記載の金属微粒子分散液の製造方法。
【請求項８】
前記化合物が、カルボキシル基を有することを特徴とする請求項６または７に記載の金属微粒子分散液の製造方法。
【請求項９】
前記化合物は、重量平均分子量が１０００以上である重合体であることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の金属微粒子分散液の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の金属微粒子分散液の製造方法により得られた金属微粒子分散液を含むことを特徴とする着色組成物。
【請求項１１】
前記着色組成物中に含まれる金属微粒子の体積平均粒子径が２００ｎｍ以下であり、かつ算術標準偏差が５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１０に記載の着色組成物。
【請求項１２】
前記金属微粒子分散液中の溶媒のＳＰ値が２５．８ＭＰａ１／２以下であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の着色組成物。
【請求項１３】
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の着色組成物を用いてなることを特徴とする表示装置用着色膜形成用インク。
【請求項１４】
支持体上に少なくとも感光性遮光層を設けた感光性転写材料であって、前記感光性遮光層が請求項１０から１２のいずれか１項に記載の着色組成物によって形成されることを特徴とする感光性転写材料。
【請求項１５】
請求項１３に記載の表示装置用着色膜形成用インクを用いて作製される表示装置用遮光画像を有することを特徴とする遮光画像付き基板。
【請求項１６】
請求項１４に記載の感光性転写材料を用いて作製される表示装置用遮光画像を有することを特徴とする遮光画像付き基板。
【請求項１７】
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の着色組成物を用いてなることを特徴とするカラーフィルター。
【請求項１８】
請求項１３に記載の表示装置用着色膜形成用インクを用いてなることを特徴とするカラーフィルター。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載のカラーフィルタを有することを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２０】
請求項１５または１６に記載の遮光膜付き基板を有することを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２１】
請求項１９または２０に記載の液晶表示素子を用いて作製したことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１】
窒素原子及び／又は硫黄原子を含む化合物を含む金属微粒子液に超音波を印加して分散する工程を有することを特徴とする金属微粒子分散液の製造方法。
【請求項２】
金属微粒子液に周波数の異なる２以上の超音波を順次印加して分散する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の金属微粒子分散液の製造方法。
【請求項３】
前記金属微粒子液に印加する超音波の周波数を２〜２００ｋＨｚの範囲で順次上げることを特徴とする請求項２に記載の金属微粒子分散液の製造方法。
【請求項４】
前記金属微粒子液に１０ＫＨｚ以上３０ｋＨｚ未満の超音波を印加し、次いで３０ＫＨｚ以上６０ｋＨｚ以下の超音波を印加することを特徴とする請求項２または３に記載の金属微粒子分散液の製造方法。
【請求項５】
周波数の異なる２以上の超音波を順次印加する一連の超音波照射を複数回行うことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の金属微粒子分散液の製造方法。
【請求項６】
前記金属微粒子は、周期律表の第２族〜第１４族から選ばれる１種又は２種以上の金属を含有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の金属微粒子分散液の製造方法。
【請求項７】
前記化合物は分子中に酸性基を有することを特徴とする請求項６に記載の金属微粒子分散液の製造方法。
【請求項８】
前記化合物が、カルボキシル基を有することを特徴とする請求項６または７に記載の金属微粒子分散液の製造方法。
【請求項９】
前記化合物は、重量平均分子量が１０００以上である重合体であることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の金属微粒子分散液の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の金属微粒子分散液の製造方法により得られた金属微粒子分散液を含むことを特徴とする着色組成物。
【請求項１１】
前記着色組成物中に含まれる金属微粒子の体積平均粒子径が２００ｎｍ以下であり、かつ算術標準偏差が５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１０に記載の着色組成物。
【請求項１２】
前記金属微粒子分散液中の溶媒のＳＰ値が２５．８ＭＰａ１／２以下であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の着色組成物。
【請求項１３】
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の着色組成物を用いてなることを特徴とする表示装置用着色膜形成用インク。
【請求項１４】
支持体上に少なくとも感光性遮光層を設けた感光性転写材料であって、前記感光性遮光層が請求項１０から１２のいずれか１項に記載の着色組成物によって形成されることを特徴とする感光性転写材料。
【請求項１５】
請求項１３に記載の表示装置用着色膜形成用インクを用いて作製される表示装置用遮光画像を有することを特徴とする遮光画像付き基板。
【請求項１６】
請求項１４に記載の感光性転写材料を用いて作製される表示装置用遮光画像を有することを特徴とする遮光画像付き基板。
【請求項１７】
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の着色組成物を用いてなることを特徴とするカラーフィルター。
【請求項１８】
請求項１３に記載の表示装置用着色膜形成用インクを用いてなることを特徴とするカラーフィルター。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載のカラーフィルタを有することを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２０】
請求項１５または１６に記載の遮光膜付き基板を有することを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２１】
請求項１９または２０に記載の液晶表示素子を用いて作製したことを特徴とする液晶表示装置。
【公開番号】特開２００７−１３８２８４（Ｐ２００７−１３８２８４Ａ）
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９５６４３（Ｐ２００６−１９５６４３）
【出願日】平成１８年７月１８日（２００６．７．１８）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１８日（２００６．７．１８）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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