黑色膜、带黑色膜的基材和图像显示装置以及黑色树脂组合物和黑色材料分散液

摘要

本发明提供具有优良的遮光性且赋予了一定的体积电阻率的黑色膜等，其中，含有黑色材料和树脂成分，黑色材料的体积百分率为2体积%以上且30体积%以下，在膜中的平均分散粒径为1nm以上且200nm以下，并且，每1μm厚度的光学浓度为1以上，体积电阻率为1011Ω·cm以上。另外，本发明提供对可见光具有优良的遮光性且对红外线具有一定值以上的透射性的红外线透射性黑色膜等，其中，所述黑色材料在膜中的平均分散粒径为1nm以上且50nm以下，波长560nm下的每1μm厚度的透射率(T560)小于40%，且基于波长560nm下的透射率的光学浓度(OD560)与基于波长950nm下的透射率的光学浓度(OD950)之比(OD950/OD560)为0.35以下。

说明书

技术领域

本发明涉及黑色膜、具有该黑色膜的带黑色膜的基材和图像显示 装置、以及黑色树脂组合物和黑色材料分散液。

背景技术

以往，作为黑色材料，例如，如专利文献1中记载所示，已知有 炭黑、钛黑(低级氧化钛或氮氧化钛)、氧化铁、铬、银微粒等金属材料 和无机材料。

这些黑色材料作为黑色遮光性薄膜、黑色遮光性玻璃、黑色纸、黑 色布、黑色油墨以及等离子体显示器面板(PDP)、液晶显示器(LCD)和有 机电致发光(EL)显示器等显示元件的黑色矩阵材料、黑色密封材料、黑 色掩模材料等赋予黑色或遮光性的材料使用。

其中，液晶显示元件用的黑色矩阵和黑色条纹(以下简记为“黑色 矩阵等”)通过防止液晶显示元件中由驱动电极等引起的各像素间的漏光 而用于抑制图像的着色和模糊。另外，一般而言，它们是使用光刻法在 与TFT元件基板成对的玻璃片或塑料片等透明基板上形成的条纹状或格 子状的遮光性材料的图案。

该黑色矩阵等有时也使用氧化铬等的膜来形成，但一般是通过在 形成使上述黑色材料分散在光感应性的树脂成分中而成的黑色膜后使 用光刻法对树脂成分进行图案形成来制作的树脂黑色矩阵等。

在此，以往的液晶显示元件用黑色矩阵形成在与TFT元件基板成 对的玻璃或塑料片等透明基板上。

最近，为了应对彩色液晶显示器的进一步的高精细化、高亮度化， 对于有源矩阵型液晶显示器，提出了将彩色滤光片设置在TFT元件基板 侧的彩色滤光片集成在阵列基板上的方式(COA(Color Filter on Array)方 式)、仅将黑色矩阵设置在TFT基板元件侧的黑色矩阵阵列方式 (BOA(Black Matrix On Array)方式)。根据这些方式，与在彩色滤光片侧形 成黑色矩阵的情况相比，无需进行与有源元件侧的对位而留出边缘 (margin)，因此，能够提高开口率，结果能够实现高亮度化。

另外，对于液晶显示装置而言，为了实现高对比度，需要进一步 防止红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)各液晶元件间漏光，从而进一步抑制 图像的着色和模糊。即，对于液晶显示装置而言，为了得到高亮度和 高对比度，需要黑色矩阵的微细化和高遮光性。

而且，用于使以往的TN(Twisted Nematic，扭曲向列)驱动型液晶 中成为问题的视角狭窄大幅扩大的IPS(In-Plane Switching，平面转换) 驱动型液晶也正在受到关注。

另一方面，近年来，作为不需要背光源等的自发光型显示装置， 等离子体显示器装置、无机EL装置、有机EL装置等已得到实际应用。

这些自发光型显示装置是在对置的一对电极间具有包含气体、无 机或有机固体材料的发光层而构成的装置。

对于这种自发光型显示装置而言，为了实现高亮度，想到使各发 光元件本身的发光面积扩大的方法。另外，为了实现高对比度，重要 的是通过防止R、G、B各发光元件间的漏光和相互干涉来防止混色并 抑制图像的着色和模糊。

于是，为了得到上述目的，需要对用于划分各发光元件间的间壁 和分离层进行遮光化而形成遮光壁，并且使该遮光壁形成更细且具有 高遮光性的遮光壁。

此外，对于这种自发光型显示装置而言，作为其显示质量，对比 度的提高也成为一大问题。即，通过使外部光入射到显示面并对其进 行反射，由来自发光层的光产生的显示受损，结果，存在无法得到良 好的显示质量的问题。

该反射主要由各发光像素间的间壁和分离层、以及设置在该部分 的发光元件驱动用布线引起。因此，有效的是不仅要对间壁和分离层 进行遮光化，而且要通过设置黑色矩阵等而使外部光不入射到光元件 驱动用布线。

在此，对于COA方式和BOA方式的液晶显示元件、自发光型显 示装置而言，使元件驱动用布线与黑色矩阵等或遮光壁接触的结构、 或者在黑色矩阵或遮光壁上直接设置元件驱动用布线的结构已成为主 流。这种情况下，为了防止黑色矩阵等或遮光壁上布线间的短路，需 要使用具有一定值以上的体积电阻率的绝缘性材料。

另外，在IPS驱动型液晶的情况下，如果黑色矩阵具有导电性， 则由于在与用于驱动原有液晶的电场不同的方向上产生电场而诱发图 像的错乱，因此，也需要使黑色矩阵具有绝缘性。

此外，对于这些黑色矩阵等或遮光壁而言，为了使TFT元件和自 发光元件稳定工作而使其不产生图像的错乱，需要进行寄生容量的最 小化等，因此，要求低的相对介电常数。

对于以往的黑色矩阵等和遮光壁而言，作为遮光用黑色材料，一 般使用炭黑。炭黑的遮光性高，但电阻值低，因此，在与树脂成分混 合而形成黑色矩阵等或遮光壁的情况下，为了使它们具有高遮光性而 增加炭黑相对于树脂成分的添加量时，炭黑的粒子之间接触而形成导 电通路，从而产生无法确保黑色矩阵等或遮光壁的绝缘性的问题。

为了防止上述的无法确保遮光壁的绝缘性的问题，有如下方法： 将炭黑的添加量抑制在不表现出导电性的程度而维持绝缘性，并且增 加黑色矩阵的厚度或遮光壁的高度，由此提高遮光性。

但是，该方法中，作为每1μm膜厚的光学浓度，最高也仅为约0.5， 结果，为了得到黑色矩阵所需的光学浓度(一般为2.5或2.5以上)，不 得不增大膜厚。因此，基板与黑色矩阵或遮光壁间的高差增大，结果， 容易引起布线的断线或者使各液晶元件或各发光元件间的均匀性变 差，从而产生元件的面内波动增大的问题。

另外，即使在能够维持绝缘性的情况下，膜的相对介电常数也多 会增高至200以上，因此，存在图像的错乱成为问题的可能性。

针对这些问题，为了得到遮光性高、具有绝缘性且厚度得到抑制 并且相对介电常数低的黑色矩阵或遮光壁，公开了如下的方法。

例如，专利文献2中公开了如下方法：利用重氮化合物对炭黑进 行表面处理来提高炭黑在树脂中的分散性，由此，提高黑色矩阵树脂 中的炭黑含有比率而使遮光性增高，同时维持绝缘性。

另外，专利文献3中公开了通过用绝缘物质对碳粒子的表面进行 包覆而得到具有高绝缘性和较低的相对介电常数的黑色矩阵的方法。

另外，专利文献4中公开了如下技术：使用通过控制组成而提高 了遮光性的钛酸氮化物(TiOxNy：钛黑)的粉末作为黑色材料，将其与 绝缘性的氧化物粉末组合使用，由此得到兼具高遮光性和高绝缘性的 黑色矩阵。

此外，专利文献5中公开了通过降低炭黑的含量并且添加有机颜 料而得到具有高的遮光性和绝缘性的黑色矩阵的技术。

另一方面，通常，无线电遥控(遥控)等的信号使用波长950nm的 LED，另外，在工业上使用波长1064nm的带光纤激光器等。对于这些 信号源和受光元件而言，从防止由可见光引起的误操作或外观上的观 点出发，一般会设置使用通过遮蔽可见光而使近红外线等红外线透射 的构件的光罩等。因此，尽管在外观上呈现出黑色，但也需要所使用 的具有近红外线至红外线的波长的光线具有充分的透射性的红外线透 射黑色膜、使用了该红外线透射黑色膜的红外线透射滤光片。

另外，考虑到上述COA方式和BOA方式在新一代的液晶面板成 为主流，但在这些方式中，由于对形成在阵列侧的黑色涂布干燥膜进 行图案化而制作作为黑色膜的黑色矩阵，因而需要对阵列直接进行黑 色矩阵图案的对位。该对位使用850～950nm的红外线，因此，为了读 取对位信号，期望将使该波长范围的光透射的黑色涂布干燥膜作为黑 色矩阵材料。

需要说明的是，在黑色矩阵构件的情况下，一般使用光学浓度(OD 值：Optical Density)作为透射率的指标。在将膜的透射率设为T(%)时， 该指标由以下的式(1)表示。

OD=-log(T/100)…(1)

另外，一般而言，在黑色矩阵构件的情况下，多将每1μm厚度的 OD值作为遮光性的指标。

针对上述问题，想到如专利文献1、6中所记载的、通过主要使用 炭黑、钛黑(氮氧化钛)、氧化铁、铬和银微粒等金属材料、无机材料作 为黑色材料并使用将这些黑色材料分散在有机树脂或无机树脂等中而 成的材料而形成的、改良以往的黑色膜的方法。

另一方面，提出了如专利文献7、8中所记载的、使用有机颜料或 染料作为黑色材料的红外线透射型滤光片。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-127433号公报

专利文献2：日本特开2005-215149号公报

专利文献3：日本特开2006-189765号公报

专利文献4：日本特开2008-266045号公报

专利文献5：日本特开2009-75446号公报

专利文献6：日本特开2005-189561号公报

专利文献7：日本特开2005-67007号公报

专利文献8：日本特开2005-257721号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，首先，关于上述同时提高遮光性和绝缘性的技术，上述提 高炭黑的分散性的方法中，在制造时发生熔融或聚集的炭黑粒子本身 的状态即是如此，因此，终归只不过是改善了熔融粒子或聚集粒子之 间的分散性。因此，特别是在为了提高黑色度而增加炭黑量的情况下， 熔融粒子或聚集粒子之间容易发生再聚集或者黑色矩阵的特性的均匀 性降低，从而存在显示出局部导电性的问题。此外，该文献中公开了 为了改善稳定性、不采用液态而事先进行暂时成膜的方法，但使黑色 矩阵的制造工序复杂，从而还存在黑色矩阵与基材间的接合性降低的 问题。

另外，在上述利用绝缘物质包覆碳粒子的表面的方法中，也存在 黑色矩阵的制造工序变复杂的问题。此外，该文献中没有绝缘物质的 具体记载，因而难以实施。

另外，上述使用钛酸氮化物粉末的方法中，由于钛酸氮化物具有 导电性，因此，通过与绝缘性的氧化物粉末组合而确保了作为黑色矩 阵的绝缘性，但能够添加到形成黑色矩阵的树脂成分中的钛酸氮化物 粉末和氧化物粉末的总量存在限度，因此，存在难以兼顾高黑色度和 高绝缘性的问题。此外，在钛酸氮化物粉末和氧化物粉末未均匀分散 在树脂成分中的情况下，钛酸氮化物粉末之间连接而形成导电通路， 从而无法确保绝缘性，因此需要使两成分均匀分散。

此外，上述添加有机颜料的方法中，虽然能够维持绝缘性，但难 以提高遮光性，结果，无法使黑色矩阵的厚度减薄。另外，还存在由 于作为外部光的太阳光、荧光灯中包含的紫外线而使有机颜料发生退 色的问题。

另一方面，关于上述对具有近红外线至红外线的波长的光线具有 充分的透射性的黑色膜的技术，以往的炭黑、钛黑、氧化铁、铬和银 微粒等金属材料、无机材料具有其光吸收能力不具有波长依赖性、或 者即使具有波长依赖性其变化量也小的特征。因此，对于使用将这些 黑色材料分散在有机树脂或无机树脂等中的材料而形成的黑色膜而 言，使对可见光的遮蔽性提高时，透射率在包括近红外等红外线区域 在内的所有波长范围都降低，从而存在无法作为红外线透射性黑色膜 发挥作用的问题。

另外，在使用有机颜料或染料作为黑色材料的情况下，有机颜料 或染料会由于太阳光、来自荧光灯等的紫外线而发生分解或劣化，例 如，担心使用这些有机颜料或染料的滤光片会发生退色。

本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供具有优良的遮光性 且赋予了一定值以上的体积电阻率、并且优选一定值以下的相对介电 常数的黑色膜，另外，本发明还提供对可见光具有优良的遮光性且对 红外线具有一定值以上的透射性的红外线透射性黑色膜、具有该黑色 膜的带黑色膜的基材和图像显示装置，进而提供用于形成上述黑色膜 的黑色树脂组合物和黑色材料分散液。

用于解决问题的方法

上述问题通过下述本发明来解决。即、本发明提供：

[1]一种黑色膜，其中，

至少含有树脂成分和黑色材料，

上述黑色材料的体积百分率为2体积%以上且30体积%以下，在 膜中的平均分散粒径为1nm以上且200nm以下，并且，每1μm厚度的 光学浓度为1以上，体积电阻率为10¹¹Ω·cm以上。

[2]如[1]所述的黑色膜，其中，1kHz下的相对介电常数为15以下。

[3]如[1]或[2]所述的黑色膜，其中，上述黑色材料在膜中的粒度分 布指标D90%为600nm以下。

[4]一种红外线透射性黑色膜，其中，

含有黑色材料和树脂成分，

上述黑色材料在膜中的平均分散粒径为1nm以上且100nm以下，

波长560nm下的每1μm厚度的透射率(T₅₆₀)小于40%，且基于波 长560nm下的透射率的光学浓度(OD₅₆₀)与基于波长950nm下的透射率 的光学浓度(OD₉₅₀)之比(OD₉₅₀/OD₅₆₀)为0.35以下。

[5]如[4]所述的红外线透射性黑色膜，其中，上述基于波长560nm 下的透射率的光学浓度(OD₅₆₀)与基于波长800nm以上且2500nm以下 的近红外线(NIR)波长范围内的各波长下的透射率的光学浓度(OD_NIR) 之比(OD_NIR/OD₅₆₀)为0.40以下。

[6]如[4]或[5]所述的红外线透射性黑色膜，其中，上述黑色材料的 体积百分率为1.0体积%以上且25体积%以下。

[7]如[1]～[6]中任一项所述的黑色膜，其中，上述黑色材料为以银 和锡作为主要成分的金属微粒。

[8]如[7]所述的黑色膜，其中，上述金属微粒包含银锡合金微粒或 该银锡合金微粒与银微粒的混合微粒，且满足下述(1)或(2)，

(1)上述银锡合金微粒中银成分相对于银和锡的总量的含有率为 45质量%以上且95质量%以下，

(2)上述银锡合金微粒与银微粒的混合微粒中银成分相对于银和锡 的总量的含有率为45质量%以上且95质量%以下。

[9]一种黑色树脂组合物，用于形成[1]～[3]、[7]和[8]中任一项所述 的黑色膜，其中，

至少含有黑色材料和树脂形成成分或树脂成分，该黑色材料在该 黑色树脂组合物中的平均分散粒径为1nm以上且200nm以下，在该黑 色树脂组合物中的粒度分布指标D90%为600nm以下。

[10]一种黑色树脂组合物，用于形成[4]～[8]中任一项所述的黑色 膜，其中，

至少含有黑色材料和树脂形成成分或树脂成分，该黑色树脂组合 物中的该黑色材料的平均分散粒径为100nm以下。

[11]一种黑色材料分散液，用于[9]所述的黑色树脂组合物，其中，

黑色材料分散在分散介质中，该黑色材料在分散液中的平均分散 粒径为1nm以上且200nm以下，在分散液中的粒度分布指标D90%为 600nm以下。

[12]一种黑色材料分散液，用于[10]所述的黑色树脂组合物，其中，

黑色材料分散在分散介质中，该黑色材料在分散液中的平均分散 粒径为100nm以下。

[13]一种带黑色膜的基材，其具有[1]～[8]中任一项所述的黑色膜。

[14]一种图像显示装置，其具有[1]～[8]中任一项所述的黑色膜。

发明的效果

根据本发明，能够提供具有优良的遮光性且赋予了一定值以上的 体积电阻率的黑色膜，并且能够提供对可见光具有优良的遮光性且对 红外线具有一定值以上的透射性的红外线透射性黑色膜、具有该黑色 膜的带黑色膜的基材和图像显示装置，进而能够提供用于形成上述黑 色膜的黑色树脂组合物和黑色材料分散液。因此，能够提供具有高亮 度且高对比度的特性的图像显示装置等。

附图说明

图1是实施例B1中得到的红外光透射性的黑色膜截面的电子显微 镜观察照片。

图2是比较例B1中得到的黑色膜截面的电子显微镜观察照片。

具体实施方式

本发明的第一发明涉及一种黑色膜，其至少含有树脂成分和黑色 材料，该黑色材料的体积百分率为2体积%以上且30体积%以下，在 膜中的平均分散粒径为1nm以上且200nm以下，并且，每1μm厚度的 光学浓度为1以上，体积电阻率为10¹¹Ω·cm以上；本发明的第一发明 还涉及用于形成该黑色膜的黑色树脂组合物和黑色材料分散液、具有 该黑色膜的带黑色膜的基材和图像显示装置。

本发明的第二发明涉及一种黑色膜，其含有黑色材料和树脂成分， 该黑色材料在膜中的平均分散粒径为1nm以上且100nm以下，波长 560nm下的每1μm厚度的透射率(T₅₆₀)小于40%，且基于波长560nm下 的透射率的光学浓度(OD₅₆₀)与基于波长950nm下的透射率的光学浓度 (OD₉₅₀)之比(OD₉₅₀/OD₅₆₀)为0.35以下；本发明的第二发明还涉及用于 形成该黑色膜的黑色树脂组合物和黑色材料分散液、具有该黑色膜的 带黑色膜的基材和图像显示装置。

以下，通过实施方式对本发明进行说明。

<第一发明>

(黑色膜)

本实施方式的第一黑色膜的特征在于，至少含有树脂成分和黑色 材料，上述黑色材料的体积百分率为2体积%以上且30体积%以下， 在膜中的平均分散粒径为1nm以上且200nm以下，并且，每1μm厚度 的光学浓度为1以上，体积电阻率为10¹¹Ω·cm以上。

对于本实施方式的第一黑色膜而言，使用后述的黑色材料，但该 黑色材料的黑色度高，在树脂中的分散性也优良。因此，通过使黑色 膜中的体积百分率为2体积%以上且30体积%以下，能够容易地得到 作为本实施方式的黑色膜的特性的、每1μm厚度的光学浓度为1以上、 体积电阻率为10¹¹Ωcm以上的黑色膜。另外，由于分散性，因此能够 使1KHz下的相对介电常数为15以下，并且能够使粒度分布指标D90% 为600nm以下。

对于本实施方式的第一黑色膜而言，需要使上述黑色材料的体积 百分率为2体积%以上且30体积%以下。黑色材料量过于少于该范围 时，形成黑色膜时无法确保充分的遮光性，另外，黑色材料过于多于 该范围时，无论黑色材料的形状、尺寸和分散状态如何，黑色膜的电 阻均较低，因此，无法得到期望的体积电阻率。

上述黑色材料的体积百分率优选为2体积%以上且28体积%以下， 更优选为2体积%以上且25体积%以下。

需要说明的是，对于本实施方式的第一黑色膜中上述黑色材料的 体积百分率，由于黑色材料和树脂成分各自的比重是已知的，因此， 可以由作为原料使用的黑色材料和树脂形成成分的质量来求出。

另外，树脂成分在较低温度下由于分解或氧化而挥散，与此相对， 黑色材料由于是金属，因而甚至在高温下也是稳定的，因此，可以由 热重分析(TG)所得到的黑色膜的质量变化量来求出该黑色膜中树脂成 分与黑色材料的重量比例。另一方面，如果通过成分分析来确定树脂 成分和黑色材料各自的物质，则可以求出两物质的比重，因此，可以 由所得到的重量比例和各成分的比重来求出本实施方式的黑色膜中黑 色材料的体积百分率。

另外，对于本实施方式的第一黑色膜而言，黑色材料在膜中的平 均分散粒径需要为1nm以上且200nm以下。本实施方式中，使用的黑 色材料的平均一次粒径优选为1nm以上，因此，平均分散粒径小于1nm 时，难以以粒子的形式存在。另一方面，平均分散粒径超过200nm时， 容易因黑色材料微粒在黑色膜中聚集而产生导电通路，因此，难以确 保期望的体积电阻率，而且，在黑色材料微粒的聚集显著的情况下， 遮光性也会降低。

上述在膜中的平均分散粒径优选为2nm以上且200nm以下，更优 选为5nm以上且200nm以下。

需要说明的是，本实施方式的黑色膜中的平均分散粒径由与用累 积分布表示粒度时的累积值50%相对应的粒径(累积50%直径：中位直 径)表示。

另外，第一黑色膜的上述黑色材料在膜中的粒度分布指标D90% 优选为600nm以下，更优选为500nm以下。在膜中的粒度分布指标 D90%为600nm以下时，能够抑制粒径的波动增大，能够维持期望的体 积电阻率并且能够确保充分的遮光性。在此，上述在膜中的粒度分布 指标D90%是指用累积分布表示粒度时与累积值90%相对应的粒径(累 积90%直径)，作为表示存在于膜中的黑色材料粒子的粒径的均匀性的 指标。

需要说明的是，D90%的下限值没有特别限定，由于优选使用的黑 色材料的平均粒径的下限值为1nm，因此，在实际的制造工序中难以 使D90%小于5nm。

上述黑色材料在膜中的平均分散粒径可以通过例如使用FIB(聚焦 离子束)将膜试样沿截面方向进行切割使其形成薄片并利用透射电子显 微镜对切割面进行观察来测定。

本实施方式中，从观察视野中选取一定数量的任意粒子(50个以 上、更优选为100个以上)，用同一面积的圆对各粒子图像进行近似， 将该圆的直径作为该粒子的粒径，在此基础上求出粒径的累积分布， 将与累积值50%相对应的粒径(中位直径)作为在膜中的平均分散粒径。 另外，上述粒度分布指标D90%以选择的粒子的粒径的累积90%直径来 求出。另外，累积值均基于个数。

对于本实施方式的第一黑色膜，每1μm厚度的光学浓度需要为1 以上。每1μm的光学浓度小于1时，黑色膜的厚度为约数微米，从而 得不到充分的遮光性。另外，为了得到充分的遮光性，不得不增加膜 厚，特别是在作为黑色矩阵等使用的情况下，由于膜厚增加而容易产 生布线的断线、显示不均等。因此，即使使膜厚增加需要量以上，作 为用于得到充分的遮光性的范围，也要使每1μm的光学浓度为1以上。

另外，每1μm的光学浓度优选为1.2以上，更优选为1.5以上。

在此，本实施方式的黑色材料的黑色度高，并且在树脂中的分散 性也优良，因此，对于本实施方式的第一黑色膜而言，通过使黑色材 料的量增加，也容易维持期望的体积电阻率并且使每1μm的光学浓度 为2以上。需要说明的是，每1μm的光学浓度越高越优选，但从测定 上的极限出发，上限约为10。

在此，上述每1μm厚度的光学浓度可以通过下述方式求出。

对于试样，在透明基板上形成为膜状而用于透射测定。利用透射 式浓度计测定该膜状试样的光学浓度，并且使用触针式表面形状测定 器等测定膜厚，将所得到的试样的光学浓度值除以膜厚，由此，可以 求出每1μm厚度的光学浓度。需要说明的是，预先使膜状试样的光学 浓度为约4.0或4.0以下时，能够防止测定精度的降低，因此优选。

另外，上述黑色膜的体积电阻率需要为10¹¹Ω·cm以上。这是因为， 对于COA方式和BOA方式的液晶显示元件、自发光型显示装置而言， 使元件驱动用布线与黑色矩阵等或遮光壁接触的结构、或者在黑色矩 阵或遮光壁上直接设置元件驱动用布线的结构已成为主流，因此，使 用上述黑色膜而形成的黑色矩阵等或遮光壁的体积电阻率低于10¹¹Ω· cm时，容易在布线间发生短路，从而引起TFT元件的工作不良等。另 外，对于IPS驱动型液晶而言，使用上述黑色膜而形成的黑色矩阵具 有导电性时，也会在与用于驱动原有液晶的电场不同的方向上产生无 用电场，从而诱发图像的错乱。

该黑色膜的体积电阻率优选为10¹²Ω·cm以上，更优选为10¹³Ω·cm 以上。黑色膜的体积电阻率越高越优选，其上限没有特别限制，通常 为10¹⁸Ω·cm以下。

需要说明的是，体积电阻率的测定中，可以通过使用市售的体积 电阻率计利用例如四探针法等来测定。

此外，本实施方式的第一黑色膜的相对介电常数优选在1kHz下为 15以下，更优选为12以下，进一步优选为6以下，特别优选为5以下。 黑色膜的相对介电常数为15以下时，在使用上述黑色膜而形成黑色矩 阵等或遮光壁的情况下，会降低寄生容量等给用于驱动液晶元件和发 光元件的转换信号带来的影响，由此，能够将图像等的错乱降低至肉 眼观察时几乎没有影响的程度。另外，黑色膜的相对介电常数为6以 下时，在使用上述黑色膜而形成黑色矩阵等或遮光壁的情况下，能够 准确地传递用于驱动液晶元件和发光元件的转换信号，从而不会使图 像等产生错乱。黑色膜的相对介电常数越小越优选，其下限没有特别 限制，通常在1kHz下为2.0以上。

但是，由于相对介电常数的影响与信号频率成比例，因此，液晶 元件和发光元件的转换信号的驱动频率慢时，未必需要使相对介电常 数较低，此外，驱动频率为DC级(10Hz以下)时，可以忽略相对介电常 数的值本身。

需要说明的是，黑色膜的相对介电常数的测定可以使用市售的 LCR测量仪来进行。

对于本实施方式的第一黑色膜而言，通过得到高体积电阻率的值 并且将相对介电常数的值抑制得较低，能够适合用于COA方式和BOA 方式的液晶显示元件、自发光型显示装置的黑色矩阵等和遮光壁，其 理由认为如下。

首先，可以列举作为黑色材料的银锡合金微粒或银锡合金微粒与 银微粒的混合微粒的黑色度比以往的作为黑色材料的炭黑等高。黑色 度高是指，用于得到相同的遮光性所需的量少即可，即，使每1μm厚 度的光学浓度为1以上时膜中的黑色材料的体积百分率少于以往的黑 色材料的体积百分率即可。这样，由于黑色材料的体积百分率低，因 此，在黑色膜中黑色材料微粒不会紧密地填塞。即，在微粒之间紧密 地填塞的情况下，由于微粒之间接触而形成导电通路，但本实施方式 的黑色膜不会产生这种情况。

作为其他理由，可以列举提高了黑色材料的分散性。分散性高是 指黑色材料的聚集度低。如上所述，即使在黑色材料的体积百分率低 的情况下，黑色材料的分散性低时，黑色材料微粒之间也可能由于聚 集、特别是呈链状聚集而形成导电通路。但是，对于本实施方式的第 一黑色膜而言，由于黑色材料的分散性高且平均分散粒径小，因此， 黑色材料均匀分散在黑色膜中，从而不会因链状的聚集而形成导电通 路。这样，本实施方式的黑色膜中，黑色材料均匀分散而不会形成导 电通路，因此，能够得到高的体积电阻率。

另外，黑色材料本身为金属，相对介电常数非常高，但通过将其 形成微小粒子后使其均匀分散在相对介电常数低的树脂成分中而形成 高电阻膜，能够降低作为黑色膜的有效的相对介电常数。此外，由于 黑色膜中的黑色材料的体积百分率低，因此，能够进一步提高使相对 介电常数降低的效果。由此，能够得到低的相对介电常数。

需要说明的是，本实施方式的黑色材料如在后述的黑色材料分散 液、黑色树脂组合物中所记载的那样，通过使用分散剂、分散助剂而 进行分散处理，能够容易地实现在上述黑色膜中的分散粒径的减小、 粒度分布指标的减小。

这样，对于通过使具有特征的黑色材料的分散性提高后存在于膜 中而得到的本实施方式的黑色膜而言，通过使黑色材料的体积百分率 为2体积%以上且30体积%以下且使在膜中的平均分散粒径为1nm以 上且200nm以下，能够得到10¹¹Ω·cm以上的体积电阻率，并且还能够 使每1μm厚度的光学浓度为1以上。此外，能够使1kHz下的相对介 电常数为15以下。

黑色材料

作为本实施方式的第一黑色膜中使用的黑色材料，优选选择以银 和锡作为主要成分的金属微粒。在此，上述“以银和锡作为主要成分” 是指金属微粒中至少含有银和锡这两种成分并且银和锡的总含量相对 于金属微粒整体为50质量%以上。即，成分和含量相对于金属微粒整体 进行规定，而不是对各粒子本身的成分和含量进行规定。

一直以来，已知粒径为约1nm至约数百nm的金属微粒(纳米尺寸 的金属微粒)会通过金属的表面等离子体吸收而呈现出各种色调，另外 还已知该色调会随着微粒的组成、粒径发生变化。本实施方式中，选 择通过对组成、粒径进行调节而呈黑色的金属微粒即可，作为这种黑 色金属微粒，可以选择以银和锡作为主要成分的金属微粒。

作为该金属微粒，可以优选使用银锡合金微粒或银锡合金微粒与 银微粒的混合微粒。在此，以银和锡作为主要成分的金属微粒为银锡 合金微粒时，该银锡合金微粒中银成分的含有率、即银成分相对于银 和锡的总量的比率(银/(银+锡)：质量%)优选为45质量%以上且95质量 %以下，更优选为60质量%以上且95质量%以下，进一步优选为62 质量%以上且95质量%以下，特别优选为65质量%以上且95质量%以 下。

另外，以银和锡作为主要成分的金属微粒为银锡合金微粒与银微 粒的混合微粒时，该银锡合金微粒与银微粒的混合微粒中银成分的含 有率、即银成分相对于银和锡的总量的比率(银/(银+锡)：质量%)也优 选为45质量%以上且95质量%以下，更优选为60质量%以上且95质量% 以下，进一步优选为62质量%以上且95质量%以下，特别优选为65质量 %以上且95质量%以下。

将上述银成分的含有率限定为上述范围的理由在于，该银成分的 比率为45质量%以上且95质量%以下时，光的反射率不会增高，形成 具有充分的黑色度的黑色膜，从而能够得到充分的光遮蔽性。

需要说明的是，上述银成分的优选的含有率范围表示在取一定量 的上述银锡合金微粒或上述银锡合金微粒与银微粒的混合微粒时该微 粒整体中银成分的优选的含有率范围，而不是表示各粒子中银成分的 优选的含有率范围。

另外，在此，银锡合金微粒为例如下述微粒，不仅可以包含具有 银锡合金的结晶结构的微粒(以下也称为“银锡合金相”)，而且还可以 包含具有银的结晶结构的微粒(以下也称为“银相”)。

首先，作为具有银锡合金相的微粒，已知在用化学式Ag_1-XSn_X表 示银锡合金时X的范围为0.118≤X≤0.2285的ζ相(空间群P6₃/mmc) 和0.237≤X≤0.25的ε相(空间群Pmmn)(来源于Binary Alloy Phase Diagram,p.94-97)。将这些相的组成和空间群与X射线衍射的ICDD卡 (JCPDS卡)进行比较时，认为ε相的X射线衍射数据相当于Ag₃Sn(IDCC 71-0530)，ζ相的X射线衍射数据相当于Ag₄Sn(IDCC29-1151)。因此， 如果是具有作为斜方晶系的ε相(Ag₃Sn)或作为六方晶系的ζ相(Ag₄Sn) 的结构的银锡合金微粒，则能够满足化学稳定性和黑色度。

其次，作为具有银相、即银的结晶结构的微粒，锡原子将银结晶 中的银原子的一部分置换而形成的微粒，用化学式Ag_1-YSn_Y表示此时 的银锡合金时Y的范围为0<Y≤0.115，在上述文献中由(Ag)相(由以下 的符号表示的空间群：立方晶系)表示。

数学式1

$\mathrm{Fm}\stackrel{-}{3m}$

将该范围用Ag_ZSn(Z为实数)表示时，Z的范围为7.70≤Z＜∞(无 穷大)。

需要说明的是，上述化学式中，Y=0(Ag₁Sn₀)或Z=∞(Ag_∞Sn)相当 于Ag单一相，因此，偏离作为在此所示的银锡合金微粒的规定范围。 但是，本实施方式中，作为用作黑色材料的以银和锡作为主要成分的 金属微粒，不仅优选为银锡合金微粒，还优选为银锡合金微粒与银微 粒的混合微粒，因此，黑色材料中可以包含Y=0的微粒。

另外，包含该银锡合金微粒或银锡合金微粒与银微粒的混合微粒 的黑色材料实质上不含锡微粒。在此，实质上不含锡微粒是指，在通 过X射线衍射法进行的分析中未确认到存在具有锡的结晶结构的物 质。该黑色材料含有锡微粒时，使用该黑色材料而形成的黑色遮光膜 的光遮蔽性大幅降低。

本实施方式中使用的黑色材料的平均一次粒径优选为1nm以上且 200nm以下，更优选为5nm以上且200nm以下。

在此，将平均一次粒径限定为上述范围的理由在于，通过使平均 一次粒径在上述范围内，能够容易地形成期望的黑色膜。即，平均一 次粒径小于1nm时，由于与可见光的波长相比过小，因此，作为光吸 收主要原因的金属的局部存在型表面等离子体吸收减少，有时得不到 期望的黑色度，另一方面，平均一次粒径超过200nm时，电子在粒子 表面运动的范围扩大，因此，金属的局部存在型表面等离子体吸收减 少，有时会使黑色度降低。

作为本实施方式中使用的黑色材料的制造方法，只要是如上所述 通过对组成、粒径进行调节而得到呈黑色的金属微粒的方法则没有特 别限制，可以使用气相反应法、喷雾热分解法、液相反应法、冷冻干 燥法、水热合成法等通常的金属微粒合成法。

特别是在选择银锡合金微粒或银锡合金微粒与银微粒的混合微粒 作为上述金属微粒的情况下，优选使用能够容易得到这些微粒的液相 反应法。

作为上述液相反应法，可以例示例如下述方法：向锡胶体分散液 中滴加银化合物溶液和还原剂，使锡与银离子反应而使其合金化，并 且由银离子形成银微粒，由此生成银锡合金微粒和银微粒。

该制造方法中，通过适当调节反应条件(例如，锡与银离子的比率、 反应液的pH、反应温度、反应时间、还原剂量等)，能够任意地控制银 锡合金微粒的生成量、银微粒的生成量(包括实质上不生成银微粒的情 况、即仅生成银锡合金微粒的情况)、以及银锡合金微粒与银微粒的生 成量比。

该制造方法中，通过液相中的反应来完成合成，因此，包含所得 到的金属微粒的黑色材料形成分散在水系液相中的状态，可以直接使 用或者经过简单的工序而以后述的水分散系黑色材料分散液的形式使 用。

另外，在使用该黑色材料来制作黑色膜的情况下，考虑到黑色材 料与树脂形成成分的分散性，可以使分散液的分散介质为有机溶剂系。 如上所述，黑色材料在分散在水系液相中的状态下得到，因此，采用 有机溶剂系分散液的情况下，可以使用下述方法：将从水系液相中回 收的饼状聚集物先用机械方式粉碎而形成粉末，然后，使用球磨机、 珠磨机等湿式混合机在有机溶剂中进行分散处理。另外，如果可能， 也可以在维持分散液的状态下直接通过溶剂置换法来改变分散液。

树脂成分

作为本实施方式的树脂成分，选择使作为黑色材料的呈黑色的金 属微粒在均匀分散的状态下固化并且符合形成的黑色膜所要求的特性 的树脂成分即可。作为该树脂成分，可以使用电离放射线固化性树脂、 热固性树脂、热塑性树脂等各种树脂。

上述电离放射线固化性树脂是指通过以电磁波或带电离子束的形 式照射例如紫外线或电子束等来利用交联或聚合反应进行固化的树 脂，可以例示：自由基聚合型丙烯酸类树脂、不饱和聚酯树脂、阳离 子聚合型环氧树脂、乙烯基酯类树脂、氧杂环丁烷类、缩水甘油醚类。

作为上述丙烯酸类树脂，可以例示：聚酯(甲基)丙烯酸酯类树脂、 环氧(甲基)丙烯酸酯类树脂、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯类树脂、多元 醇(甲基)丙烯酸酯类树脂、硅氧烷(甲基)丙烯酸酯类树脂等。需要说明 的是，在此，“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯”。 以下相同。

另外，作为上述热固性树脂，可以例示：酚醛树脂、苯酚-甲醛树 脂、脲树脂、脲-甲醛树脂、三聚氰胺树脂、聚酯-三聚氰胺树脂、三聚 氰胺-甲醛树脂、醇酸树脂、环氧树脂、环氧-三聚氰胺树脂、不饱和聚 酯树脂、聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、聚硅氧烷树脂、聚氨酯树脂、 通用的双液固化型丙烯酸树脂(丙烯酸多元醇固化物)等

另外，作为上述热塑性树脂，优选使用：聚酯树脂、醇酸树脂、 聚氨酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇等。

此外，在将本实施方式的第一黑色膜作为黑色矩阵等的情况下， 优选选择碱可溶性树脂作为树脂成分的原料即树脂形成成分，并将使 用该树脂形成成分而形成的树脂作为树脂成分。

需要说明的是，树脂(有机材料)的相对介电常数一般较低，因此， 几乎没有针对使黑色膜的相对介电常数为15以下的树脂成分选择的限 定因素，但一部分树脂、例如酚醛树脂中，存在由于组成等而使相对 介电常数超过10的树脂，因此有时需要留意。

黑色膜的制造方法

本实施方式的第一黑色膜通过使用后述的黑色树脂组合物利用公 知的各种涂敷法形成膜体而得到。例如，黑色膜可以容易地通过下述 方法得到：利用辊涂法、旋涂法、浸涂法、喷涂法、刮棒涂布法等各 种涂布法将上述黑色树脂组合物在基材的一个主面上成形(涂布)为层 状，形成涂布膜，通过挥发等将溶剂从该涂布膜中除去，并根据需要 进行固化处理。

该固化处理通常为利用聚合等使涂布膜中的树脂形成成分反应而 形成树脂成分的工序，在使用电离放射线固化型树脂作为树脂形成成 分的情况下，可以列举紫外线、电子束、X射线等放射线的照射(照射 放射线后，可以根据需要实施热处理)，在使用添加有热聚合催化剂的 热塑性树脂原料等热反应性树脂作为树脂形成成分的情况下，可以列 举加热处理。

放射线的照射量设定为足以用于使电离放射线固化型树脂充分固 化的量，通常设定为20mJ/cm²以上且1000mJ/cm²以下。另外，作为加 热处理的温度，只要是热反应性树脂充分固化且树脂本身不变性和变 形并且基材能够耐受的温度则没有特别限制，可以例示例如在大气气 氛中、80℃～300℃范围的温度下约3分钟～约120分钟的热处理。

另外，在黑色树脂组合物中的成分溶解在溶剂中而成树脂成分的 情况下，固化处理为从涂布膜中的树脂成分中除去溶剂的工序，可以 列举在大气压下或减压下的加热处理。这种情况下，通过将溶剂除去 而固化的树脂成分可能会由于曝露于同样的溶剂而再次发生溶胀、溶 解，因此，优选通过严格控制加热处理条件而将溶剂完全除去。在此， 在使用电离放射线固化型树脂作为树脂成分的情况下，在除去溶剂后 实施紫外线、电子束、X射线等放射线的照射、或者进一步实施热处 理而使其完全固化即可，在使用热反应性树脂作为树脂成分的情况下， 在除去溶剂后通过热处理使固化反应结束即可。

(黑色材料分散液)

本实施方式的黑色材料分散液(以下有时简称为“分散液”)为将前 述的本实施方式的黑色材料分散在分散介质中而成的分散液。

该分散液中，黑色材料的平均分散粒径为1nm以上且200nm以下， 在分散介质中的粒度分布指标D90%为600nm以下。

分散介质

上述分散介质基本上是含有水、有机溶剂和树脂形成成分中的一 种以上的介质。

作为上述有机溶剂，优选使用例如：甲醇、乙醇、2-丙醇、丁醇、 辛醇等醇类；乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、 丙二醇单乙醚乙酸酯、γ-丁内酯等酯类；乙醚、乙二醇单甲醚(甲基纤 溶剂)、乙二醇单乙醚(乙基纤溶剂)、乙二醇单丁醚(丁基纤溶剂)、二乙 二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚等醚类；丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、 乙酰丙酮、环己酮等酮类；苯、甲苯、二甲基、乙苯等芳香族烃类； 二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺类，可以 使用这些溶剂中的一种或两种以上。

使用上述有机溶剂时的分散液中的含水率优选为5质量%以下， 更优选为3质量%以下，进一步优选为2质量%以下。

分散液的含水率超过5质量%时，在将使黑色材料分散而成的分 散液与非水类树脂成分或树脂形成成分混合的情况下，分散液与树脂 成分或树脂形成成分变得容易分离，有时难以得到稳定的混合物(黑色 树脂组合物)。即，通过使分散液的含水率为5质量%以下，能够从种 类多的非水系感光性树脂中适当选择与期望的曝光、显影条件、膜物 性等符合的树脂，对于分散液和涂布膜也没有制约，能够扩大它们的 设计的自由度。

其他成分

对于本实施方式的分散液而言，为了提高黑色材料的分散性、分 散稳定性，优选并用分散剂和/或分散助剂。其中，特别是使用高分子 分散剂作为分散剂时，经时的分散稳定性优良，因此优选。需要说明 的是，在此，分散剂是指用于确保黑色材料的分散稳定性的、结构与 黑色材料完全不同的聚合物等，分散助剂是指用于提高黑色材料的分 散性的颜料衍生物。

一般而言，作为高分子分散剂的分类，可以列举例如：聚氨酯类 分散剂、聚乙烯亚胺类分散剂、聚氧乙烯烷基醚类分散剂、聚氧乙二 醇二酯类分散剂、脱水山梨醇脂肪族酯类分散剂、脂肪族改性聚酯类 分散剂、聚羧酸盐、聚烷基硫酸盐、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇 (PVA)、聚丙烯酰胺等。其中，如果考虑与作为树脂使用的电离放射线 固化性树脂、热固性树脂、热塑性树脂的相溶性、对有机溶剂的相溶 性，则优选聚氨酯类分散剂。

另外，在根据依赖于制造方法的结构对高分子分散剂进行分类的 情况下，可以列举：无规共聚物、梳型共聚物、ABA型嵌段共聚物、 BAB型嵌段共聚物、两个末端含亲水基团的聚合物、一个末端含亲水 基团的聚合物等。其中，如果考虑与作为树脂使用的电离放射线固化 性树脂、热固性树脂、热塑性树脂的相溶性、对有机溶剂的相溶性， 则优选无规共聚物、梳型聚合物。

作为满足上述条件的分散剂的具体例，以商品名可以列举： EFKA(エフカーケミカルズビーブイ(EFKA)公司制造)、Disperbyk(ビ ックケミー公司制造)、SOLSPERSE(ゼネカ公司制造)等。这些分散剂 可以使用一种或将两种以上混合使用。

需要说明的是，这些分散剂等也是聚合物(树脂)，相对介电常数一 般较低，因此，基本不是对使黑色膜的相对介电常数为15以下进行限 定的因素。

另外，上述分散剂相对于黑色材料的添加量优选相对于黑色材料 100质量份为5质量份以上且50质量份以下。分散剂添加量低于5质 量份时，黑色微粒的分散所需的分散剂量不足而无法保持分散液的分 散性，有时无法满足上述分散液的平均分散粒径、在膜中的平均分散 粒径、膜的体积电阻率。另外，添加分散剂量超过50质量份时，分散 剂量相对于黑色微粒变得过量，由于分散剂之间的相互作用等而无法 保持分散液的分散性，有时无法满足上述分散液的平均分散粒径、在 膜中的平均分散粒径、膜的体积电阻率。

本实施方式的黑色材料分散液为将本实施方式的黑色材料分散在 分散介质中而成的分散液，并根据需要添加有“其他成分”。在此， 该分散液中的上述黑色材料的平均分散粒径需要为1nm以上且200nm 以下。即，使本实施方式中使用的优选黑色材料的平均一次粒径为1nm 以上，因此，作为平均分散粒径小于1nm的黑色材料微粒，其本身难 以存在。另一方面，平均分散粒径超过200nm时，容易因黑色材料微 粒在使用该分散液形成的黑色膜中聚集而产生导电通路，因此，难以 确保期望的体积电阻率，而且，在黑色材料微粒的聚集显著的情况下， 遮光性也会降低。此外，平均分散粒径增大时，本身难以在分散液中 维持稳定的分散状态。

上述平均分散粒径优选为2nm以上且200nm以下，更优选为10nm 以上且150nm以下。

另外，分散液中的上述黑色材料的粒度分布指标D90%(累积90% 直径)需要为600nm以下。超过600nm时，粒径的波动变得过大，含有 的粗大粒子本身难以在分散液中维持稳定的分散状态，而且，难以使 使用该分散液形成的黑色膜维持期望的体积电阻率并且确保充分的遮 光性。

上述分散液中的粒度分布指标D90%优选为500nm以下。需要说 明的是，D90%的下限值没有特别限定，由于黑色材料的平均粒径的下 限值为1nm，因此，在实际的制造工序中难以使D90%小于5nm。

关于上述分散液中的平均分散粒径，可以使用基于动态光散射法 的粒度分布测定装置测定该分散液的粒度分布，通过算术平均由得到 的分布结果求出体积平均粒径(MV值)，将其作为平均分散粒径。另一 方面，对于粒度分布指标D90%，在用累积分布(体积基准)表示粒度时， 可以以与累积值90%相对应的粒径(累积90%直径)来求出。

另外，对于后述的黑色树脂组合物中的平均分散粒径和粒度分布 指标，也通过相同的测定方法求出。

另外，该分散液中的黑色材料的含有率优选为1质量%以上且80 质量%以下，更优选为5质量%以上且50质量%以下，进一步优选为 10质量%以上且40质量%以下。黑色材料的含有率为1质量%以上且 80质量%以下时，在分散液中，上述黑色材料能够形成良好的分散状 态。在此，黑色材料的含有率低于1质量%时，分散介质变得过多，使 用该分散液形成黑色膜时，由于分散介质的影响而难以得到所需的黑 色膜，或者用于除去分散介质的成本有时会增加。另一方面，黑色材 料的含有率超过80质量%时，黑色材料的浓度变得过高而形成糊的状 态，有时会使作为分散液的特征消失。

本实施方式的黑色材料分散液可以通过将上述黑色材料和根据需 要的分散剂和分散助剂等成分添加到上述分散介质中并进行混合分散 来制备。对于混合分散方法而言，对选择超声波分散机、涂料搅拌器、 球磨机、珠磨机、艾格尔(Eiger)磨机等公知的分散机将黑色材料和树脂 形成成分等混合而成的混合液进行分散处理即可，从提高分散性的观 点出发，优选使用珠磨机。另外，可以将多种分散方法组合使用。

(黑色树脂组合物)

用于形成本实施方式的第一黑色膜的黑色树脂组合物为至少含有 本实施方式的黑色材料和树脂形成成分或树脂成分的树脂组合物，其 包含黑色涂料等。需要说明的是，树脂形成成分是指用于形成上述树 脂成分的成分。

该黑色树脂组合物中，上述黑色材料的平均分散粒径为1nm以上 且200nm以下。即，本实施方式中使用的优选的黑色材料的平均一次 粒径为1nm以上，因此，作为平均分散粒径小于1nm的黑色材料微粒， 其本身难以存在。另一方面，平均分散粒径超过200nm时，在使用该 黑色树脂组合物形成的黑色膜中，容易因黑色材料微粒的聚集而产生 导电通路，难以确保期望的体积电阻率，而且，在黑色材料微粒的聚 集显著的情况下，遮光性也会降低。此外，平均分散粒径增大时，黑 色树脂组合物中，黑色材料本身难以维持稳定的分散状态。

上述平均分散粒径优选为2nm以上且200nm以下，更优选为10nm 以上且150nm以下。

另外，该黑色树脂组合物中的上述黑色材料的粒度分布指标D90% 为600nm以下。超过600nm时，粒径的波动变得过大，含有的粗大粒 子本身难以在黑色树脂组合物中维持稳定的分散状态，而且，难以使 使用该黑色树脂组合物形成的黑色膜维持期望的体积电阻率并且确保 充分的遮光性。

另外，上述黑色树脂组合物中的粒度分布指标D90%优选为500nm 以下。需要说明的是，D90%的下限值没有特别限定，由于黑色材料的 平均粒径的下限值为1nm，因此，在实际的制造工序中难以使D90%小 于5nm。

需要说明的是，关于黑色树脂组合物中的平均分散粒径和粒度分 布指标D90%的测定方法，可以通过与上述黑色材料分散液的记载相同 的测定方法求出。

在此，黑色树脂组合物所含的总固体成分中，树脂成分和树脂形 成成分加在一起的含量优选为5质量%以上且70质量%以下，更优选 为10质量%以上且50质量%以下。

如果树脂成分和树脂形成成分加在一起的含量超过70质量%，则 使用该黑色树脂组合物形成黑色膜时，黑色膜的树脂成分单位体积中 的黑色材料存在量不足，因此，有时无法确保充分的遮光性。另一方 面，如果树脂成分和树脂形成成分加在一起的含量低于5质量%，则使 用该黑色树脂组合物形成黑色膜时，不能形成均匀的膜体，得不到所 需的膜厚等，有时不能形成作为黑色膜优选的形状。

在此，用于构成黑色树脂组合物的主要成分为如下所示的[A]至[E] 五种。另外，[B]与[E]不同。

[A]黑色材料

[B]黑色材料分散介质

[C]树脂形成成分

[D]树脂成分

[E]树脂形成成分或树脂成分的溶剂

上述黑色树脂组合物主要由该五种成分的组合构成，其组合如下 述(1)至(7)所示。另外，对于可以根据需要添加的[A]至[E]以外的成分、 即分散剂、分散助剂和表面处理剂，在此省略说明。

(1)：[A]+[C]

该黑色树脂组合物为最低限度的组合即两成分体系，可以理解为 在液态树脂形成成分中分散有黑色材料的组合物。这种情况下，[C]需 要为液态。

(2)：[A]+[B]+[C]

该黑色树脂组合物为三成分体系，可以理解为将上述“黑色材料 分散液”与树脂形成成分混合而成的组合物。一般而言，[C]需要为液 态，但在[C]可溶于[B]的情况下，[C]可以为固态。

(3)：[A]+[C]+[E]

该黑色树脂组合物为三成分体系，可以理解为在溶解于溶剂中的 树脂形成成分中分散有黑色材料的组合物。由于使[C]溶解在[E]中，因 此可以为液态也可以为固态。

(4)：[A]+[D]+[E]

该黑色树脂组合物为三成分体系，可以理解为在溶解于溶剂中的 树脂成分中分散有黑色材料的组合物。另外，由于[D]为固体，因此， 在[D]存在的情况下，[E]是必不可少的。

(5)：[A]+[B]+[D]

该黑色树脂组合物为仅在[D]可溶于[B]时可能形成的组合，可以理 解为在上述“黑色材料分散液”中溶解有树脂成分的组合物。仅在这 种情况下，例外地不需要[E]。

(6)：[A]+[B]+[C]+[E]

(7)：[A]+[B]+[D]+[E]

这些黑色树脂组合物为四成分体系，可以理解为在上述“黑色材 料分散液”中混合有使树脂形成成分或树脂成分溶解而成的溶液的组 合物。这种情况下，需要使[B]与[E]的相溶性高。两者的相溶性低时， “黑色材料分散液”与“使树脂形成成分或树脂成分溶解而成的溶液” 即使分别稳定存在，将两者混合时，也会发生相分离、粒子成分的聚 集等，因此不优选。

需要说明的是，[B]与[E]相同的情况下，(6)包含在(2)或(3)中，(7) 包含在(4)或(5)中。另外，也想到了[A]+[B]+[C]+[D]+[E]，但可以将其 理解为与树脂形成成分的一部分正在向树脂成分改变的状态相同，因 此包含在(6)中。

上述黑色材料[A]、黑色材料的分散介质[B]、树脂形成成分[C]、 树脂成分[D]、树脂形成成分或树脂成分的溶剂[E]中，以上已对黑色材 料、黑色材料的分散介质、树脂成分进行了说明，因此，在此对树脂 形成成分、树脂形成成分或树脂成分的溶剂进行说明。

树脂形成成分

树脂形成成分是指用于形成上述黑色膜中的树脂成分的成分，通 常包括树脂成分的单体、低聚物、预聚物。即，作为上述树脂成分， 可以使用电离放射线固化性树脂、热固性树脂、热塑性树脂等各种树 脂，因此，这些树脂的单体、低聚物、预聚物中的至少任意一种包含 在树脂形成成分中。

在选择电离放射线固化性树脂作为树脂成分的情况下，作为树脂 形成成分即电离放射线聚合性单体(单体)，优选作为分子中具有自由基 聚合性官能团的聚合性单体的多官能性(甲基)丙烯酸酯，具体而言，可 以列举：乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲 基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇 六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性的二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。作 为具有阳离子聚合性官能团的单体，可以列举例如：3,4-环氧环己烯基 甲基-3’,4’-环氧环己烯甲酸酯等脂环式环氧化物类、双酚A二缩水甘油 醚等缩水甘油醚类、4-羟基丁基乙烯基酯等乙烯基酯类、3-乙基-3-羟基 甲基氧杂环丁烷等氧杂环丁烷类等。这些电离放射线聚合性单体可以 单独使用一种或者组合使用两种以上，另外，也可以与上述电离放射 线聚合性预聚物并用。

作为上述电离放射线聚合性预聚物(也包括低聚物)，可以列举例 如：聚酯(甲基)丙烯酸酯类、环氧(甲基)丙烯酸酯类、氨基甲酸酯(甲基) 丙烯酸酯类、多元醇(甲基)丙烯酸酯类、硅氧烷(甲基)丙烯酸酯类、不 饱和聚酯类等分子中具有自由基聚合性官能团的聚合性低聚物、或酚 醛清漆型环氧树脂预聚物、芳香族乙烯基酯类树脂预聚物等环氧类树 脂等分子中具有阳离子聚合性官能团的聚合性低聚物等。这些电离放 射线聚合性预聚物可以单独使用一种或者组合使用两种以上。

另外，作为上述树脂成分，在选择作为热固性树脂的酚醛树脂、 苯酚-甲醛树脂、脲树脂、脲-甲醛树脂、三聚氰胺树脂、聚酯-三聚氰 胺树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、醇酸树脂、环氧树脂、环氧-三聚氰胺树 脂、不饱和聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、聚硅氧烷树脂、 聚氨酯树脂、通用的双液固化型丙烯酸树脂(丙烯基多元醇固化物)等的 情况下，作为树脂形成成分，可以列举用于形成上述热固性树脂的原 料化合物、聚合性树脂的单体、低聚物、预聚物。

此外，作为上述树脂成分，在选择作为热塑性树脂的聚酯树脂、 醇酸树脂、聚氨酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇等的情况下，作为树 脂形成成分，也可以列举用于形成上述热塑性树脂的原料化合物、聚 合性树脂的单体、低聚物、预聚物。

此外，树脂形成成分中可以含有用于由这些原料化合物或聚合性 树脂单体、低聚物、预聚物反应形成树脂而添加的、反应剂、反应引 发剂、聚合剂、聚合引发剂等。

在将使用上述黑色树脂组合物的黑色膜作为图案化为特定形状的 膜体、例如黑色矩阵的情况下，优选使用含有碱可溶性树脂、光聚合 引发剂、烯属不饱和化合物的黑色树脂组合物，并使将该黑色树脂组 合物成形为层状的涂布膜具有光(紫外线)感应性。如果涂布膜具有光感 应性，则通过使用光掩膜等使涂布膜以特定的图案状曝光后显影并进 行固化处理，能够容易地得到黑色矩阵等特定形状的黑色膜。

作为上述碱可溶性树脂，只要是含有羧基或羟基的树脂则没有特 别限定，可以列举例如：环氧丙烯酸酯类树脂、酚醛清漆类树脂、聚 乙烯苯酚类树脂、丙烯酸类树脂、含羧基环氧树脂、含羧基聚氨酯树 脂等。其中，优选环氧丙烯酸酯类树脂、酚醛清漆类树脂、丙烯酸类 树脂，其中，就提供高体积电阻率和低相对介电常数的观点而言，特 别优选具有芳香环结构的树脂。

这种情况下，上述黑色树脂组合物中的碱可溶性树脂相对于总固 体成分的比例优选为5质量%以上且70质量%以下，更优选为10质量 %以上且50质量%以下。碱可溶性树脂的比例超出5质量%以上且70 质量%以下的范围过多时，黑色矩阵图案形成时无法确保充分的灵敏 度，并且有时无法确保所需的遮光性，另一方面，该比例过少时，有 时无法形成树脂黑色矩阵的优选形状。

上述光聚合引发剂是指能够利用紫外线、热产生使烯属不饱和基 团聚合的自由基的化合物。

作为光聚合引发剂，就灵敏度这一点而言，肟衍生物类(肟类化合 物)特别有效，在提高遮光性或者使用含有酚性羟基的碱可溶性树脂等 情况下，就灵敏度这一点而言是不利的，因此，这种灵敏度优良的肟 衍生物类(肟类化合物)是有用的。本实施方式中，上述光聚合引发剂可 以单独使用一种或者组合使用两种以上。

在形成树脂黑色矩阵的情况下，分散液中的光聚合引发剂的比例 相对于总固体成分优选为0.4质量%以上且15质量%以下，更优选为 0.5质量%以上且10质量%以下。光聚合引发剂的比例超出0.4质量% 以上且15质量%以下的范围过多时，显影速度有时变得过慢，另一方 面，该比例过少时，得不到充分的灵敏度，有时无法形成优选的树脂 黑色矩阵形状。

上述烯属不饱和化合物是指分子内具有1个以上烯属不饱和键的 化合物，作为该化合物，从聚合性、交联性及能够使与之相伴的曝光 部与非曝光部的显影液溶解性的差异扩大等的观点而言，优选分子内 具有2个以上的烯属不饱和键的化合物，另外，更优选该不饱和键来 源于(甲基)丙烯酰氧基的(甲基)丙烯酸酯化合物。此外，使用分子内具 有3个以上的烯属不饱和键的化合物时，就形成膜的体积电阻率、相 对介电常数等电特性而言特别优选。

作为分子内具有1个以上的上述烯属不饱和键的化合物，可以列 举例如：(甲基)丙烯酸、巴豆酸、异巴豆酸、马来酸、衣康酸、柠康酸 等不饱和羧酸及其烷基酯、(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺、苯乙烯等。

另外，作为分子内具有2个以上的上述烯属不饱和键的化合物， 可以列举例如：不饱和羧酸与多羟基化合物的酯类、含(甲基)丙烯酰氧 基的磷酸酯类、羟基(甲基)丙烯酸酯化合物与聚异硫氰酸酯化合物的聚 氨酯(甲基)丙烯酸酯类和(甲基)丙烯酸或羟基(甲基)丙烯酸酯化合物与 多环氧化合物的环氧(甲基)丙烯酸酯类等。

树脂形成成分或树脂成分的溶剂

树脂形成成分或树脂成分的溶剂(以下有时称为“树脂溶剂”)是树 脂形成成分或树脂成分的溶解度高的液体，基本上选自水和有机溶剂 中的一种或两种以上。

作为上述树脂溶剂，除了需要树脂形成成分或树脂成分的溶解度 高以外，还需要具备如下条件：黑色材料的分散性高，与黑色材料分 散液的相溶性，另外，与黑色材料分散液混合时不使黑色材料的分散 性、树脂成分和树脂形成成分的溶解度降低。在不满足上述条件的情 况下，即使“黑色材料分散液”与“使树脂形成成分或树脂成分溶解 而成的溶液”分别稳定地存在，将两者混合而形成黑色树脂组合物时， 也会发生相分离、黑色材料的聚集或沉降、树脂形成成分或树脂成分 的析出等，得不到良好的黑色树脂组合物，因此不优选。从该观点出 发，作为树脂溶剂和黑色材料分散液，选择同一溶剂或同类溶剂时， 能够避免上述问题，因此优选。

需要说明的是，作为上述有机溶剂，可以同样地使用上述黑色材 料分散液中使用的有机溶剂。

另外，对于上述黑色树脂组合物而言，也与黑色材料分散液同样， 为了提高黑色材料的分散性、提高分散稳定性，优选组合使用分散剂 和/或分散助剂。其中，特别是使用高分子分散剂作为分散剂时，经时 的分散稳定性优良，因此优选。需要说明的是，关于分散剂、分散助 剂，与黑色材料分散液中记载的内容相同，因此省略详细说明。

另外，在选择含有分散剂和/或分散助剂的分散液作为本实施方式 的黑色材料分散液并使用该黑色材料分散液作为黑色树脂组合物的原 料的情况下，可以将该分散液中已经含有的分散剂、分散助剂直接使 用。作为其理由，由于分散剂和分散助剂是通过对黑色材料的表面进 行修饰而使黑色材料表面对分散介质、溶剂具有亲和性的物质，因此， 分散介质、溶剂和特性如果不变，则未必需要用其他种类的分散剂、 分散助剂进行处理。

黑色树脂组合物的制造方法

以上说明的黑色树脂组合物可以通过至少选择上述黑色材料以及 树脂形成成分和/或树脂成分、根据需要加入黑色材料分散介质、树脂 形成成分或树脂成分的溶剂并且加入光聚合引发剂、分散剂及其他成 分并混合分散来制备。另外，关于这些黑色材料、黑色材料分散介质、 树脂形成成分、树脂成分、树脂形成成分或树脂成分的溶剂的组合如 上所述。

这种情况下，预先制备黑色材料分散液，向其中加入树脂形成成 分等、光聚合引发剂等并使其溶解，由此，可以制备黑色树脂组合物。 另外，也可以通过将预先制备的黑色材料分散液和溶解有树脂形成成 分等、光聚合引发剂等成分的溶液混合来制备。

对于混合分散方法而言，从将混合有黑色材料和树脂形成成分等 的混合液を、超声波分散机、涂料搅拌器、球磨机、珠磨机、艾格尔 磨机等公知的分散处理方法中选择即可，从提高分散性的观点出发， 优选使用珠磨机。另外，可以将多种分散方法组合使用。需要说明的 是，在使用预先制备的黑色材料分散液的情况下，制造黑色树脂组合 物时，有时也可以不进行上述分散处理方法而将溶解有黑色材料分散 液和树脂形成成分等的溶液充分混合、搅拌即可。

(带黑色膜的基材)

本实施方式的带黑色膜的基材为在基材上设置已说明的本实施方 式的第一黑色膜而构成。具体而言，例如通过对使用上述黑色树脂组 合物如上所述在光透射性基材上形成的层根据需要进行图案化来制 作。

作为上述基材，没有特别限定，可以列举玻璃基材、塑料基材(有 机高分子基材)。另外，作为其形状，可以列举平板、薄膜状、片状等。 另外，作为上述的塑料基材，优选塑料片、塑料薄膜等。

作为上述玻璃基材的材质，没有特别限定，可以从例如钠钙玻璃、 碱性玻璃、无碱玻璃等中适当选择。

作为上述塑料基材的材质，没有特别限定，可以根据用途、使用 条件从例如纤维素乙酸酯、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)、聚醚、聚酰亚胺、环氧树脂、苯氧树脂、聚碳酸酯(PC)、聚偏 氟乙烯、三乙酰基纤维素、聚醚砜(PES)、聚丙烯酸酯等中适当选择。

另外，对使用上述黑色树脂组合物形成的层进行图案化的方法没 有特别限定，具有如下工序：如上所述使黑色树脂组合物中含有碱可 溶性树脂、光聚合引发剂、烯属不饱和化合物，使该黑色树脂组合物 成形为层状，形成具有光(紫外线)感应性的涂布膜，使该涂布膜以图案 状曝光后显影而形成黑色膜；并根据需要设置后曝光、后烘焙等其他 工序，由此可以构成进行图案化的方法。

对于上述曝光、显影等图案化工序而言，可以使用公知的方法， 但在作为例如图像显示装置用黑色矩阵使用的情况下，本实施方式中 也优选使用日本特开2006-251095号公报的段落编号0096至0106中记 载的方法、日本特开2006-251237号公报的段落编号0116至0126中记 载的遮光图像的形成方法。

另外，还有如下方法：使用上述黑色树脂组合物，使用喷墨法在 基材上直接制作形成有图案的层。这种情况下，不需要对黑色树脂组 合物的涂布膜赋予光感应性，但对于所使用的黑色树脂组合物而言， 需要使自微小的油墨喷嘴喷出的喷出性(喷出量、喷出方向的稳定性) 优良并且使喷出并附着到基材后达到高粘度状态以使其不流出或变 形。因此，使用调节黑色树脂组合物的粘度或者添加用于赋予触变性 的助剂等的方法。

对于该工序而言，也可以使用公知的方法，但在作为例如图像显 示装置用黑色矩阵使用的情况下，可以使用日本特开2008-116895号公 报的段落编号0029至0031中记载的方法。

本实施方式的带黑色膜的基材可以优选作为设置有黑色矩阵(遮 光膜)的黑色矩阵基板而用于制作彩色滤光片。

作为黑色矩阵基板时的、黑色膜的膜厚优选0.2μm以上且5.0μm 以下，特别优选0.2μm以上且4.0μm以下。另外，作为黑色矩阵基板 的黑色膜，使用本实施方式的第一黑色膜，因此，即使是薄膜也具有 高度的光学浓度。

(图像显示装置)

本实施方式的第一黑色膜优选用于各种图像显示装置。作为上述 图像显示装置，可以列举：等离子体显示器显示装置、EL显示装置等 自发光型显示装置、CRT显示装置、液晶显示装置等，其中，在用于 液晶显示装置、EL显示装置的情况下，本实施方式的黑色膜的效果得 到显著发挥。在此，作为液晶显示装置的种类，可以列举：STN、TN、 VA、IPS、OCS和R-OCB等。

本实施方式的第一黑色膜的黑色度高且具有高体积电阻率，因此， 可以优选作为利用其遮光性(光的无反射性)和高电阻率的图像显示装 置用构件使用。作为这些构件，可以列举：液晶显示元件和自发光型 显示装置中的黑色矩阵及使用该黑色矩阵的彩色滤光片和黑色条纹、 液晶显示装置和自发光型显示装置中分离各颜色的像素间的遮光壁、 液晶显示装置中填充液晶的基板间的间隔壁等。

对于在上述黑色矩阵及使用该黑色矩阵的彩色滤光片中的应用而 言，由于黑色度高，因此能够减小黑色矩阵的厚度。结果，使所得到 的彩色滤光片的表面平坦性高，因此，对于具备该彩色滤光片的液晶 显示装置而言，不会发生彩色滤光片与基板之间的盒间隙不均，并且 颜色不均的等显示不良的发生得到改善。

此外，由于体积电阻率高，因此，像COA方式、BOA方式的液 晶显示元件和自发光型显示装置那样，即使在黑色矩阵与像素驱动用 布线接触的情况下，也不会因布线的短路等而引起元件的驱动不良。

另外，对于在遮光壁、间隔壁中的应用而言，由于体积电阻率高， 因此，不会使各像素间的布线发生短路，因而不会引起元件的驱动不 良。此外，由于黑色度高，因此能够减小遮光壁的厚度，从而能够使 各像素的发光区域扩大而提高对比度或者伴随着像素间隔减少而实现 发光元件的高密度化等。

此外，还可以利用高的光吸收性而应用于对比度增强薄膜等。

<第二发明>

接着，对第二发明进行说明。

(黑色膜)

本实施方式的具有红外线透射性的第二黑色膜的特征在于，其含 有黑色材料和树脂成分，该黑色材料在膜中的平均分散粒径为1nm以 上且100nm以下，波长560nm下的每1μm厚度的透射率(T₅₆₀)小于40%， 且基于波长560nm下的透射率的光学浓度(OD₅₆₀)与基于波长950nm下 的透射率的光学浓度(OD₉₅₀)之比(OD₉₅₀/OD₅₆₀)为0.35以下(以下，有时 将“基于透射率的光学浓度”仅称为“光学浓度”)。需要说明的是， 本实施方式的第二黑色膜也具有与上述第一黑色膜同样充分的遮光性 和高的体积电阻率。

另外，本实施方式中，可见光的波长范围根据JIS-Z8120中记载的 “短波长极限为360～400nm，长波长极限为760～830nm”而设定为380nm 以上且小于800nm。另外，将波长800nm以上且1mm以下的光作为红 外线，将波长800nm以上且2500nm以下的光作为近红外线。此外， 上述“光学浓度”是指设定为透射率T(%)时由上述式(1)表示的浓度。 另外，本实施方式的“红外线透射性黑色膜”是指透射3.0%以上的上 述红外线的膜。

需要说明的是，选择波长560nm下的透射率(T₅₆₀)作为本实施方式 中表示透射率的指标是因为，该波长基本位于可见光波长范围的中央， 广泛作为代表可见光的波长使用。

在此，使T₅₆₀小于40%是因为，可见光透射率小于40%时，能够 在外观上(目视观察)将膜视为黑色。即，包覆遥控的发光部、受光部的 构件的可见光透射率小于40%时，难以通过构件观察内部的发光元件 和受光元件，可以视为内部形成由黑色膜遮光屏蔽的状态。T₅₆₀优选为 37%以下，更优选为35%以下。需要说明的是，T₅₆₀的下限没有特别限 定，测定装置的检测限为约0.000001%。

另外，波长560nm下的光学浓度(OD₅₆₀)与波长950nm下的光学浓 度(OD₉₅₀)之比(OD₉₅₀/OD₅₆₀)为0.35以下时，特别是对于多用于无线电 遥控的波长950nm的光能够得到所需的透射光量。

OD₉₅₀/OD₅₆₀优选为0.32以下，更优选为0.30以下。另外， OD₉₅₀/OD₅₆₀的下限为约0.1。

此外，对于本实施方式的第二黑色膜而言，OD₅₆₀与波长800nm 以上且2500nm以下的近红外线(NIR)波长范围的各波长下的光学浓度 (OD_NIR)之比(OD_NIR/OD₅₆₀)优选为0.40以下。OD_NIR/OD₅₆₀为0.40以下 时，具有对可见光的遮光性，并且对于工业用的各种近红外线激光、 黑色矩阵图案对位用的红外线等能够得到充分的透射光量，因此，适 合作为红外线透射性黑色膜使用。

OD_NIR/OD₅₆₀优选为0.37以下，更优选为0.35以下。另外， OD_NIR/OD₅₆₀的下限为约0.01。

另外，对于本实施方式的第二黑色膜而言，优选使上述黑色材料 的体积百分率为1.0体积%以上且25体积%以下。通过使体积百分率为 该范围，形成黑色膜时在可见光区域能够确保充分的遮光性，并且对 于近红外区域以上的光也能够得到高透射率。即，黑色材料的体积百 分率小于1.0体积%时，黑色材料过少，因此，可见光区域的遮光性有 时会不足。另一方面，黑色材料的体积百分率超过25体积%时，红外 线透射黑色膜带有金属光泽性，因此，近红外区域以上的光的透射率 也有可能降低，另外，即使在不产生金属光泽性的情况下，黑色材料 的量也会过多，因此，近红外区域以上的光的透射率有时也会降低。 优选使上述黑色材料的体积百分率为2.0体积%以上且20体积%以下， 更优选为2.0体积%以上且15体积%以下。

另外，对于本实施方式的第二黑色膜而言，上述黑色材料的体积 百分率可以通过由构成红外线透射黑色膜的各成分的密度和制作涂料 时添加的上述各成分的重量计算出各成分的体积来求出。

另外，树脂成分在较低温度下由于分解或氧化而挥散，与此相对， 黑色材料由于是金属，因而甚至在高温下也是稳定的，因此，可以由 热重分析(TG)所得到的黑色膜的重量变化量来求出该黑色膜中树脂成 分与黑色材料的重量比例，另一方面，如果通过成分分析来确定树脂 成分和黑色材料各自的物质，则可以求出两物质的比重，因此，可以 由所得到的重量比例和各成分的比重来求出本实施方式的第二黑色膜 中黑色材料的体积百分率。

另外，对于本实施方式的第二黑色膜而言，黑色材料在膜中的平 均分散粒径为1nm以上且100nm以下即可，优选为2nm以上且80nm 以下，更优选为5nm以上且50nm以下。上述在膜中的平均分散粒径 为100nm以下时，因存在黑色材料的微粒而引起的、红外线区域的瑞 利散射、米氏散射得到抑制，能够抑制红外线的透射率减少。

即，如后所述，本实施方式的黑色材料在红外线区域具有光透射 性，但仅如以往那样使分散在树脂中的金属微粒的平均一次粒径为1nm 以上且200nm以下的范围时，即使在红外线区域也无法抑制产生的瑞 利散射、米氏散射，结果，得不到充分的红外线透射特性。但是，如 本实施方式这样使黑色膜中的平均分散粒径为100nm以下来抑制瑞利 散射、米氏散射，由此，即使在红外线区域也能够得到充分的透射特 性。

需要说明的是，对于光学元件而言，为了防止可见光的瑞利散射 和米氏散射的影响，优选使分散后的微粒的平均分散粒径为20nm以 下。但是，瑞利散射和米氏散射根据其产生机制而具有波长依赖性， 因此，在波长比可见光长的红外线的情况下，容许的粒径增大，另外， 本实施方式的红外线透射性不需要比光学元件的程度高的透射性，容 许一些散射，因此，可以将平均分散粒径的大小增大至100nm。

另一方面，本实施方式的黑色材料在膜中的平均分散粒径为1nm 以上。作为其理由，平均粒径小于1nm时，粒子的结晶性降低，因此， 对可见光的吸收状态变得不稳定，可能得不到充分的黑色度。

本实施方式的红外线透射黑色膜中的黑色材料的平均分散粒径可 以通过使用FIB(聚焦离子束)等将所得到的红外线透射黑色膜沿截面方 向切成薄片状并使用透射电子显微镜(TEM)对该薄片中的黑色材料的 粒子进行观察来求出。即，可以从TEM照片中随机选择特定个数(通常 数量为10个以上)的粒子，测定其粒径，将其平均值作为平均分散粒径。 另外，本实施方式的粒子基本为球形，因此，将各粒子的最大直径作 为该粒子的粒径。

黑色材料

作为本实施方式的黑色材料，优选选择以银和锡作为主要成分的 金属微粒。在此，上述“以银和锡作为主要成分”是指金属微粒中至 少含有银和锡这两种成分并且银和锡的总含量相对于金属微粒整体为 50质量%以上。即，成分和含量相对于金属微粒整体进行规定，而不是 对各粒子本身的成分和含量进行规定。

一直以来，已知粒径为约1nm至约数百nm的金属微粒(纳米尺寸 的金属微粒)会通过金属的表面等离子体吸收而呈现出各种色调，另外 还已知该色调(即吸收波长)会随着金属微粒的组成、粒径发生变化。本 实施方式中，选择通过对组成、粒径进行调节而在可见光区域呈黑色 并且在红外线区域显示出一定值以上的透射性的金属微粒即可，作为 这种黑色金属微粒，可以选择以银和锡作为主要成分的金属微粒。

作为该以银和锡作为主要成分的金属微粒，可以优选使用银锡合 金微粒或银锡合金微粒与银微粒的混合微粒。

在此，以银和锡作为主要成分的金属微粒为银锡合金微粒时，该 银锡合金微粒中银成分的含有率、即银成分相对于银和锡的总量的比 率(银/(银+锡)：质量%)优选为45质量%以上且95质量%以下，更优选 为更优选为50质量%以上且95质量%以下，进一步优选为60质量% 以上且92质量%以下。

另外，以银和锡作为主要成分的金属微粒为银锡合金微粒与银微 粒的混合微粒时，该银锡合金微粒与银微粒的混合微粒中银成分的含 有率、即银成分相对于银和锡的总量的比率(银/(银+锡)：质量%)优选 为45质量%以上且95质量%以下，更优选为50质量%以上且95质量 %以下，进一步优选为60质量%以上且92质量%以下。

将上述银成分的含有率限定为上述范围的理由在于，该银成分的 比率为45质量%以上且95质量%以下时，对可见光的反射率不会增高， 形成具有充分的黑色度的黑色膜，从而能够得到充分的光遮蔽性，并 且该黑色膜还具有红外线透射性。

需要说明的是，上述银成分的优选的含有率范围表示在取一定量 的上述银锡合金微粒或上述银锡合金微粒与银微粒的混合微粒时该微 粒整体中银成分的优选的含有率范围，而不是表示各粒子中银成分的 优选的含有率范围。

另外，本实施方式中，上述银锡合金微粒不仅是指通过具有银锡 合金的结晶结构而明确判断为银锡合金的微粒，而且还可以包含具有 银的结晶结构的微粒。

首先，作为具有银锡合金的结晶结构的例子，已知在用化学式化 学式Ag_1-XSn_X(X为实数)表示银锡合金时X的范围为0.118≤X≤0.2285 的ζ相和0.237≤X≤0.25的ε相(来源于Binary Alloy Phase Diagram, p.94-97)。另外，作为具有银的结晶结构的微粒，在保持银结晶的结构 的状态下锡原子将银结晶中的银原子的一部分置换而形成的微粒，在 上述文献中由(Ag)相表示，将该具有银结晶结构的银锡合金用化学式 Ag_1-YSn_Y(Y为实数)表示时，认为Y为0<Y≤0.115。

需要说明的是，上述化学式中，Y=0(Ag₁Sn₀)相当于银单一相、即 银微粒，因此，偏离作为银锡合金微粒规定的上述Y的范围。但是， 作为优选用作本黑色材料的以银和锡作为主要成分的金属微粒，优选 银锡合金微粒或银锡合金微粒与银微粒的混合微粒，因此，本黑色材 料中，也可以包括Y=0的微粒。

另外，包含该银锡合金微粒或银锡合金微粒与银微粒的混合微粒 的黑色材料实质上不含锡微粒。在此，实质上不含锡微粒是指，在通 过X射线衍射法进行的分析中未确认到存在具有锡的结晶结构的物质 的存在。该黑色材料含有锡微粒时，使用该黑色材料而形成的黑色遮 光膜的光遮蔽性大幅降低。

作为本实施方式的黑色材料的制造方法，只要是得到上述的组成、 粒径的方法则没有特别限制，可以使用气相反应法、喷雾热分解法、 液相反应法、冷冻干燥法、水热合成法等通常的金属微粒合成法，特 别是在选择银锡合金微粒或银锡合金微粒与银微粒的混合微粒作为黑 色材料的情况下，优选使用能够容易得到这些微粒的液相反应法。

作为液相反应法，优选使用水系反应体系，可以使用例如向锡胶 体分散液中滴加银化合物溶液而使锡与银合金化的方法或者通过向银 胶体与锡胶体共存的分散液中添加氧化剂、还原剂而使银与锡合金化 的方法等，能够生成银锡合金微粒和银微粒。该制造方法中，通过适 当调节反应条件(例如，锡与银(银离子)的比率、反应液的pH、反应温 度、反应时间、氧化剂或还原剂的种类或量等)，能够任意地控制银锡 合金微粒的生成量、银微粒的生成量(包括实质上不生成银微粒的情况、 即仅生成银锡合金微粒的情况)、以及银锡合金微粒与银微粒的生成量 比。

另外，为了使该黑色材料均匀分散在树脂成分中或者为了提高黑 色材料与树脂成分的亲和性，优选预先用表面处理剂、分散剂对黑色 材料的表面进行处理。这些表面处理剂、分散剂根据树脂成分的材质、 使黑色材料分散在树脂成分中的方法从公知的表面处理剂、分散剂中 选择即可，如后所述，可以通过将分散方法和分散条件与表面处理剂、 分散剂的种类一并进行调节而使黑色材料良好地分散在树脂成分中来 得到本实施方式的第二黑色膜。

作为上述分散剂，优选高分子分散剂，可以列举例如：聚氨酯类 分散剂、改性聚酯类分散剂、聚羧酸盐、聚烷基硫酸盐、聚乙烯吡咯 烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺等。

另外，由后述的黑色树脂组合物使树脂形成成分(用于形成树脂成 分的成分)固化来形成黑色膜时，作为能够维持黑色材料的分散性的优 选结构的高分子分散剂，可以选择无规共聚物、梳型共聚物、ABA型 共聚物、BAB型共聚物、两个末端含亲水基团的聚合物、一个末端含 亲水基团的聚合物等。其中，如果考虑对与树脂成分和树脂形成成分 相溶性高的溶剂的相溶性高，换言之，如果考虑与树脂成分、树脂形 成成分、树脂成分和树脂形成成分的相溶性高的溶剂中黑色材料的分 散性高，则优选无规共聚物和梳型共聚物。

作为上述分散剂的具体例，可以列举：EFKA(エフカーケミカル ズビーブイ(EFKA)公司制造)、Disperbyk(ビックケミー公司制造)、デ ィスパロン(楠本化成公司制造)、SOLSPERSE(ゼネカ公司制造)、KP(信 越化学公司制造)、ポリフロー(共荣社化学公司制造)等。

另外，作为上述表面处理剂，可以列举：硅烷偶联剂、钛偶联剂 等偶联剂等。

对于该黑色材料而言，根据材料本身的特性，黑色度高且对可见 光的遮光性优良，并且具有红外线透射性。并且，通过控制分散粒径， 由粒子引起的红外线的散射也得到了抑制。此外，由于由无机材料构 成，因此，化学稳定性也高，即使暴露于太阳光、荧光灯等紫外线， 也不用担心发生褪色等。

树脂成分

作为树脂成分，只要是能够使上述黑色材料分散并且在所使用的 红外线的波长范围内不具有强吸收则可以为无机类树脂、有机类树脂 中的任意一种，并没有特别限定，可以优选使用：丙烯酸类树脂、环 氧类树脂、聚酯类树脂、聚氨酯类树脂等有机树脂、以及液晶用或 MEMS用抗蚀剂化合物等。另外，也可以添加包含用于提高膜的硬度 或用于调节膜的折射率的无机物质的填充材料、用于提高与涂布基材 的密合性的添加剂等。

作为丙烯酸类树脂，可以从例如以选自后述的树脂成分原料中记 载的丙烯酸类树脂单体、低聚物、预聚物中的一种或两种以上的单体、 低聚物、预聚物为基础的聚合物中选择。作为该聚合物的例子，可以 列举：聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸环己酯、聚二(甲基)丙烯 酸乙二醇酯、聚-三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯和聚-四(甲基)丙烯酸季 戊四醇酯等聚(甲基)丙烯酸酯树脂等。需要说明的是，在此，“(甲基) 丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯”。以下相同。

另外，作为环氧类树脂，可以列举：甘油聚缩水甘油醚、季戊四 醇聚缩水甘油醚、二甘油聚缩水甘油醚、聚甘油二缩水甘油醚、苯酚 酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚型环氧树脂、 三酚基甲烷型环氧树脂、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯与苯乙烯的共聚合物 环氧树脂、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯与(甲基)丙烯酸甲酯的共 聚合物环氧树脂、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯与环己基马来酰胺的共聚合 物环氧树脂和芴类环氧树脂等。

作为聚酯类树脂，只要是涂料中普遍使用的树脂则没有特别限定， 可以列举例如：己二酸、癸二酸、邻苯二甲酸等多元羧酸与乙二醇、 三羟甲基丙烷等多元醇的缩聚物。另外，聚氨酯类树脂只要是涂料中 普遍使用的树脂则也没有特别限定，优选例如使异硫氰酸酯基与多元 醇反应而使链延长的聚氨酯树脂。作为上述多元醇，可以列举：聚酯 多元醇、聚醚多元醇、丙烯酸多元醇等。

其他成分

对于本实施方式的第二黑色膜而言，除了含有上述黑色材料和树 脂成分以外，还可以含有填充材料等各种成分。

填充材料可以为了提高黑色膜的硬度或调节折射率的目的而添 加。作为该填充材料，无机物质、特别是无机氧化物稳定，因而优选。 对于该填充材料的分散粒径，需要不引起红外线的散射，因此，优选 在黑色膜中的平均分散粒径为50nm以下。

作为用于提高黑色膜的硬度的填充材料，优选具有与树脂成分同 等程度的折射率的无机氧化物，从获得的容易性和价格等方面出发， 优选使用二氧化硅微粒。

另外，作为折射率的调节用，在以高折射率化为目的的情况下， 使用包含氧化锆、氧化钛等高折射率材料的微粒即可，另一方面，在 以低折射率化为目的的情况下，使用例如纳米多孔二氧化硅、中空二 氧化硅等具有微小空隙的低折射率性的微粒即可。

需要说明的是，与以往的黑色膜中作为黑色材料使用的炭黑和钛 黑相比，本实施方式的第二黑色膜中作为黑色材料使用的、由银锡合 金微粒和银微粒构成的微粒的黑色度高，因此，如上所述，可以使在 膜中的含量降低至1.0体积%以上且25体积%以下的范围。因此，即使 添加黑色材料以外的物质，也能够维持膜的形成性、膜本身的特性， 因此，可能添加这种填充材料。

黑色膜的制造方法

本实施方式的第二黑色膜通过将后述的黑色树脂组合物在基板上 成形为层状而形成。需要说明的是，本实施方式的黑色树脂组合物也 是至少含有本实施方式的黑色材料和树脂形成成分或树脂成分的树脂 组合物，含有黑色涂料等。

作为所使用的基板，根据黑色膜的使用方法、使用形态选择即可， 并没有特别限定，除了使用例如玻璃等无机基板以外，使用丙烯酸基 板、聚碳酸酯基板这样硬度高的基板时，能够得到具有红外线透射黑 色膜的结构体。另外，使用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二 甲酸乙二醇酯)、PES(聚乙烯磺酸)、TAC(三乙酰基纤维素)等高分子薄 膜等时，也能够得到具有可挠性的红外线透射性黑色膜。

另外，黑色树脂组合物的涂布方法(涂布膜形成方法)也没有特别限 定，可以列举：旋涂法、流涂法、喷涂法、浸涂法、模具涂布法、凹 版印刷法、刮刀涂布法、刮棒涂布法、喷墨法等。

通过使所得到的涂布膜固化或使溶剂挥发除去等，能够得到第二 黑色膜。另外，通过上述固化得到黑色膜时，在黑色树脂组合物中含 有溶剂的情况下，先将涂布膜中的溶剂除去而形成涂布干燥膜(通过将 溶剂除去而形成固体的膜状，但几乎不发生树脂成分的聚合固化，通 过使其与溶剂接触而能够再次溶解在溶剂中的状态的膜)后，使涂布膜 固化。

作为固化方法，可以在树脂成分原料的单体、低聚物、预聚物开 始发生热聚合的温度下进行加热，另外在添加有反应引发剂的情况下， 施加与反应引发剂对应的热、光即可。另外，也可以将两种方法组合 使用。

接着，对使用后述的含有具有紫外线感应性的树脂成分原料的黑 色树脂组合物的涂布膜进行紫外线照射(曝光)、显影而得到复杂形状的 工艺进行简单说明。

曝光方式没有特别限制，只要是平面形状，则可以通过使用市售 的紫外线曝光装置和光掩膜而容易地进行曝光。另外，也可以进行通 过使用紫外线激光作为光源对微细的激光束进行扫描而直接在涂布干 燥膜上刻画出图案的、所谓直接描画(直描)。

显影方式也没有特别限制，使用浸渍式、搅拌式等通常的方法即 可。另外，上述曝光、显影的条件根据所使用的树脂成分原料、所要 求的形状适当选择、调节即可。

作为根据上述工艺使用例如抗蚀剂材料作为树脂成分原料对涂布 干燥膜进行曝光、显影而得到复杂形状的优选例子，可以列举后述的 黑色矩阵。

<黑色材料分散液和黑色树脂组合物>

用于形成本实施方式的第二黑色膜的黑色材料分散液和黑色树脂 组合物可以例如如下得到。

首先，先准备黑色材料。作为黑色材料，优选前述的以银和锡作 为主要成分的金属微粒，特别是，更优选使用由银锡合金微粒和银微 粒构成的微粒。并且，关于其制造方法，优选使用例如如上所述的液 相反应法。

在此，对于黑色材料而言，金属为主要成分，并且优选通过水系 反应体系的液相反应法来制造，由此可知是具有亲水性表面的微粒。 因此，为了使这种黑色材料均匀混合在树脂成分原料中，需要形成能 够直接分散在树脂成分原料中的形式或者使黑色材料分散在与树脂形 成成分等的相溶性高的溶剂中。因此，优选利用高分子分散剂、表面 处理剂对黑色材料进行表面处理。另外，在以下的说明中，有时将高 分子分散剂和表面处理剂合并记为“高分子分散剂等”。另外，对于 上述树脂成分原料如后所述。

上述表面处理中，与黑色材料表面结合的高分子分散剂等的量相 对于黑色材料总量优选为5质量%以上且30质量%以下。此外，根据 黑色材料的组成和一次粒径、使黑色材料分散混合的后述的树脂成分 原料的组成，存在更优选的范围。其理由在于，在由使用该黑色材料 形成的黑色树脂组合物形成涂布膜、进而形成红外线透射性黑色膜的 情况下，为了确保涂布膜中或黑色膜中的黑色材料的分散性，需要预 先对高分子分散剂等相对于黑色材料的添加量进行严格地调节。

即，高分子分散剂等的量少时，黑色材料粒子表面的一部分出现 高分子分散剂等的包覆量少的部分，该部分的树脂成分原料、与溶剂 的亲和性有时会降低。此外，为了使黑色材料粒子之间的亲和性残留， 使黑色材料分散在树脂成分原料或溶剂中后，自该高分子分散剂等的 包覆量少的部分，黑色材料粒子之间有时会发生聚集。

另一方面，高分子分散剂等的量过多时，分散剂本身有时会成为 使分散性降低的因素。另外，在使树脂形成成分固化而形成黑色膜的 情况下，过剩的高分子分散剂等会阻碍利用树脂形成成分的聚合的固 化，有时无法得到充分的膜强度。此外，在将光致抗蚀剂等用于固化 树脂的情况下，在利用光进行曝光后的显影工序中，显影性变差也作 为理由。

可见，为了对高分子分散剂等相对于黑色材料的添加量进行严格 调节，优选在分散有具有亲水性表面的黑色材料粒子的水系溶剂中加 入高分子分散剂等后进行搅拌等，对黑色材料粒子的表面进行高分子 分散剂等的包覆处理，然后，使用例如蒸发器仅将溶剂除去，进行黑 色材料粒子的干燥。这样，可以向黑色材料粒子中添加设计量的高分 子分散剂等。

此外，在利用高分子分散剂等进行表面处理时，即使分散剂的处 理不均匀，在使该表面处理后的黑色材料粒子分散在与树脂成分原料 和树脂成分原料的相溶性高的溶剂中之后，通过高分子分散剂等相对 于黑色材料粒子的吸附解吸平衡，也能够使高分子分散剂等对各粒子 的包覆达到均匀，因此，也确保了黑色材料的均匀的分散性。

另一方面，该表面处理中，并不优选以往普遍进行的分散处理方 法。

即，在以往的分散剂处理方法中，在分散有具有亲水性表面的黑 色材料粒子的水系溶剂中加入高分子分散剂等后进行搅拌等，对黑色 材料粒子的表面进行高分子分散剂等的包覆处理，然后，通过过滤或 离心分离等将通过包覆处理聚集沉降的黑色材料粒子从溶剂中分离， 并使其干燥，由此，利用高分子分散剂进行表面处理。或者，通过将 在水系或极性溶剂中如上所述进行了高分子分散剂的包覆处理的粒子 直接提取、分散到非水溶剂中来进行溶剂置换。但是，这些方法中， 高分子分散剂等的一部分残留在分离后的水系溶液中，因此，高分子 分散剂等的包覆量少于设计量。因此，可能会产生如上所述黑色材料 粒子之间聚集等的问题。

此外，由于难以估计残留在溶液中的高分子分散剂等的量，因此， 难以额外添加残留相应量的高分子分散剂等，添加量少时，无法解决 高分子分散剂等的量不足时的问题，另一方面，添加量过剩时，高分 子分散剂等的量变得过多，可能会引起树脂形成成分的固化阻碍等的 问题。

另外，所得到的利用高分子分散剂等进行了表面处理的黑色材料 中的水分量相对于处理粒子优选为2.0质量%以下。这是因为，在后述 的、由黑色树脂组合物形成涂膜、进而使树脂形成成分固化而红外线 透射性黑色膜时，防止黑色材料粒子之间的聚集、树脂的白化等。

即，涂膜中同时含有与树脂成分原料的相溶性高的的溶剂和水分 的情况下，通过干燥将与树脂成分原料的相溶性高的溶剂除去而使水 分量相对升高时，超过某一定值后，涂膜中的溶解参数发生较大变化， 有时会引起粒子之间的聚集、树脂的白化等现象。为了防止该问题， 需要预先极力降低黑色树脂组合物的水分量，优选预先在利用最不容 易引起水分的混入的高分子分散剂等进行表面处理时尽可能地降低黑 色材料的水分量。

作为使这种利用高分子分散剂等进行了表面处理的黑色材料的水 分量降低的方法，也可以优选使用上述的仅将溶剂除去的方法、例如 使用蒸发器进行黑色材料粒子的干燥的方法。

另一方面，也有使用150℃以上的干燥机对进行了例如表面处理 的黑色材料进行长时间加热而将水分除去的方法，这种情况下，低分 子的分散剂挥发或者分解，从而导致分散剂的处理量的变化或变质， 因此不优选。

接着，制作含有利用高分子分散剂等进行了表面处理的黑色材料 和树脂成分原料的黑色树脂组合物。在此，树脂成分原料是指呈液态 并且通过固化、蒸馏除去溶剂等形成上述树脂成分的物质，除了包括 形成树脂成分的单体、低聚物、预聚物(树脂形成成分)以外，还包括使 树脂成分溶解在溶剂中而成的物质、以及使形成树脂成分的单体、低 聚物、预聚物溶解在溶剂中而成的物质。

上述形成树脂成分的单体、低聚物、预聚物为液态的情况下，将 这些单体、低聚物、预聚物直接作为树脂成分原料，向其中混合分散 黑色材料，可以制作黑色树脂组合物。另外，将使树脂成分或固态的 上述单体、低聚物、预聚物溶解在适当的溶剂中而形成液态的溶液、

使液态的上述单体、低聚物、预聚物稀释在溶剂中而成的溶液作为树 脂成分原料，向其中混合分散黑色材料，也可以制作黑色树脂组合物。

另外，该黑色涂料中可以上述的填充材料、后述的添加剂。

本实施方式中，可以将利用上述高分子分散剂等进行了表面处理 的黑色材料以微粒的状态混合到树脂成分原料中并使其分散而形成黑 色树脂组合物，另外，也可以通过预先制作在与树脂成分原料相溶性 高的溶剂中分散有黑色材料的黑色材料分散液(以下有时称为“分散液”) 并将该分散液与树脂成分原料混合来形成黑色树脂组合物。另外，该 黑色材料分散液中，可以预先分散有上述的填充材料，另外也可以溶 解有后述的添加剂。

上述黑色树脂组合物和黑色材料分散液中的黑色材料的平均分散 粒径为100nm以下，优选为50nm以下。通过使黑色树脂组合物和黑 色材料分散液中的平均分散粒径为100nm以下，能够将使用该涂料或 分散液制作的黑色膜中的黑色材料的平均分散粒径抑制为100nm以 下，结果，能够抑制由于产生红外线区域的瑞利散射、米氏散射而引 起的红外线的透射率减少。

需要说明的是，上述平均分散粒径可以如下求出：使用应用动态 光散射法的粒度分布测定装置(例如，Microtrac9340-UPA，日机装公司 制造)对制备的黑色树脂组合物等测定粒度分布，将自个数分布的小粒 径侧起的50个数%的值作为平均分散粒径。

作为树脂成分原料，可以优选使用形成树脂成分的单体、低聚物、 预聚物(树脂形成成分)。

作为丙烯酸类树脂的单体，(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸环己 酯、二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基) 丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸 酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二 季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯和甘油(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯 类；2-羟基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基丙基(甲基)丙烯酸酯和2-乙基 己基(甲基)丙烯酸酯等含羟基的单体；以及含有这些化合物的聚酯化合 物、聚氨酯化合物、双酚类(甲基)丙烯酸酯化合物和芴类(甲基)丙烯酸 酯化合物等。另外，作为低聚物和预聚物，可以列举：聚(甲基)丙烯酸 甲酯、聚(甲基)丙烯酸环己酯、聚二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、聚-三(甲 基)丙烯酸三羟甲基丙酯和聚-四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯等聚(甲基)丙 烯酸酯树脂等。

另外，作为除此以外的丙烯酸树脂，也可以使用例如DIC株式会 社制造的“アクリディック”シリーズ等烧结型丙烯酸树脂。

另外，作为环氧树脂的单体、低聚物、预聚物，可以列举：甘油 聚缩水甘油醚、季戊四醇聚缩水甘油醚、二甘油聚缩水甘油醚、聚甘 油二缩水甘油醚、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树 脂、双酚型环氧树脂、芴类环氧树脂、三酚基甲烷型环氧树脂、(甲基) 丙烯酸缩水甘油酯与苯乙烯的共聚合物环氧树脂、(甲基)丙烯酸缩水甘 油酯、苯乙烯与(甲基)丙烯酸甲酯的共聚合物环氧树脂、(甲基)丙烯酸 缩水甘油酯与环己基马来酰胺的共聚合物环氧树脂等交联成网前的预 聚物等。

本实施方式中，树脂形成成分具有紫外线感应性，但如后所述， 就对涂布干燥膜进行曝光、显影而能够形成得到复杂的设计、提高了 设计性的形状的黑色膜的方面而言是优选的。另外，通过使用具有紫 外线感应性的树脂形成成分，也可以作为黑色图案形成用的黑色抗蚀 剂使用。

在此，作为具有紫外线感应性的树脂，有负性型(通过显影使感光 部残留)和正性型(通过显影将感光部除去)，优选为负性型。作为其理 由，本实施方式的黑色膜以及黑色材料对紫外线也具有遮光性，因此， 即使在曝光部(紫外线照射部)，膜的底部也容易形成未充分感光的状 态，在正性型的情况下容易发生膜残留，因此，为了防止该影响，更 优选负性型。

作为上述具有紫外线感应性的树脂形成成分，除了可以使用市售 的抗蚀剂材料以外，也可以在上述的丙烯酸类树脂、环氧类树脂、聚 酯类树脂、聚氨酯类树脂中添加光反应化剂。作为上述市售的抗蚀剂 材料，优选使用液晶用、MEMS用的材料，作为其理由，通过对由这 些抗蚀剂材料形成的膜进行热固化等处理，使作为永久膜的形成成为 可能。

作为上述市售的抗蚀剂化合物，可以使用例如：昭和高分子公司 制造的“リポキシ”PRシリーズ、SPCシリーズ、日本化药公司制造 的“ZCR1569H”等。另外，更优选使用作为液晶的黑色矩阵或彩色滤 光片形成用市售的颜料分散抗蚀剂的抗蚀剂成分(除颜料以外)。

另外，可以向黑色树脂组合物中添加用于使这些树脂成分原料固 化的反应引发剂。作为反应引发剂，只要是利用热或光产生自由基而 开始/促进树脂成分的聚合的物质即可，作为光反应引发剂，可以列举 例如：チバスペシャリティーケミカルズ公司的、ダロキュアシリー ズ(例如1173等)、イルガキュアシリーズ(例如651、184、908、2959、 OXE01、OXE02等)等，这些反应引发剂可以单独使用，也可以将两种 以上组合使用。

这样，通过使树脂形成成分具有光固化性，也可以将树脂形成成 分作为负性型抗蚀剂看待。

作为树脂成分原料中使用的溶剂、黑色材料分散液中使用的溶剂， 只要是能够保持所使用的树脂成分(原料)的溶解性和黑色材料的分散 性的溶剂则没有特别限定，可以列举例如：甲醇、乙醇、乙二醇单甲 醚、乙二醇单丁醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚、 丙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、甲乙酮和甲基异丁基酮等。

另外，树脂成分原料和黑色材料分散液中使用的溶剂当然要具有 充分的相溶性，但在树脂成分原料含有溶剂的情况下，在该溶剂与黑 色材料分散液中的溶剂之间也需要具有充分的相溶性。在相溶性不足 的情况下，将两者混合而制作黑色树脂组合物时，可能会引起黑色材 料的聚集或沉降、涂料的不均化。

用于得到上述黑色树脂组合物、黑色材料分散液的混合分散可以 通过如下方法进行：使用超声波分散机、涂料搅拌器、球磨机、珠磨 机、艾格尔磨机等公知的混合分散机，设定分散条件以得到上述黑色 材料的平均分散粒径，对黑色材料和含有树脂成分原料、溶剂等的混 合液进行分散处理。

此外，在混合黑色材料时，除了可以追加用于调节粘度或分散状 态的溶剂、添加上述填充材料、固化剂以外，还可以添加用于提高膜 的硬度的低分子量交联剂。另外，也可以在不使形成的红外线透射性 黑色膜的特性劣化的范围内添加用于提高形成的红外线透射性黑色膜 与涂布基材的密合性的硅烷偶联剂等。

<带黑色膜的带膜基材>

如上所述，本实施方式的第二黑色膜形成在适当的基板上，因此， 通过在基材上形成该第二黑色膜，能够得到具有红外线透射性黑色膜 的带膜基材。

作为上述基材，可以同样地使用在前述的黑色膜的形成中列举的 基板。作为其形状，可以列举平板、薄膜状、片状等。通过将该基材 预先成形为所需的形状或者对所得到的具有红外线透射黑色膜的带膜 基材进行成形加工，能够得到无线电遥控等的信号罩等产品。另外， 如果在基材上按照矩阵图案形成黑色膜，则能够得到黑色矩阵。此外， 根据基材的形状、黑色膜的形态，在基材上形成有本实施方式的第二 黑色膜的基材均包括在本实施方式的带膜基材中。

<图像显示装置>

本实施方式的具有红外线透射性的第二黑色膜可以适合作为构成 图像形成装置中的显示元件等的构成要素。即，本实施方式的图像显 示装置只要在装置内具有本实施方式的黑色膜即可，其方式可以为在 装置内具备本实施方式的带膜基材，也可以为除此以外的方式。作为 上述图像形成装置可以列举：等离子体显示器显示装置、EL显示装置、 CRT显示装置、液晶显示装置等，其中，在用于液晶显示装置、EL显 示装置的情况下，本实施方式的黑色膜的效果得到显著发挥。

例如，通过使用如上所述具有紫外线感应性的树脂形成成分，能 够将黑色涂料作为液晶的黑色矩阵或彩色滤光片形成用的颜料分散抗 蚀剂(黑色抗蚀剂)使用。并且，可以将由此形成的本实施方式的第二黑 色膜作为液晶等图像显示装置用黑色矩阵、彩色滤光片使用。

即，如果在黑色矩阵用基板上形成使用了上述黑色涂料的涂布干 燥膜后通过曝光、显影而形成黑色矩阵图案，进而通过热固化等使黑 色矩阵图案固化而形成永久膜，则能够制作使用了本实施方式的红外 线透射性黑色膜的黑色矩阵。此外，通过将该黑色矩阵图案与彩色滤 光片元件/图案组合，能够制作彩色滤光片。

在此，对于前述的COA方式或BOA方式的黑色矩阵而言，需要 将阵列和黑色矩阵图案直接进行对位，但本实施方式的第二黑色膜具 有红外线透射性，进而在原理上而言涂布干燥膜也具有红外线透射性， 因此，能够容易地读取使用850～950nm的波长范围的红外线的对位信 号。因此，也能够容易地制作COA方式或BOA方式的黑色矩阵。

对于本实施方式的图像显示装置而言，除了由上述彩色滤光片构 成以外，一般也由电极基板、偏光薄膜、相位差薄膜、背光源、间隔 壁、视角补偿薄膜、防反射薄膜、光扩散薄膜、防眩薄膜等各种构件 构成，本实施方式的黑色膜也可以根据需要应用于这些构件等。

实施例

以下，通过实施例对本发明进行具体说明，但本发明不受这些实 施例的任何限定。

<第一发明的实施例和比较例>

(各测定、评价方法)

下面，示出实施例或比较例中采用的、材料和片的特性等各测定 或评价方法。

黑色材料中的银成分的含有率

黑色材料(银锡合金微粒或该银锡合金微粒与银微粒的混合微粒) 中的银成分的含有率通过如下方法求出：利用电子束显微分析仪 (EPMA：JXA8800，日本电子公司制造)分析黑色材料粉末的压粉体， 使用波长分散型X射线分光器进行定性分析和定量分析，由此测定粉 末中的锡和银的含有比率(质量比)。

黑色材料分散液和黑色树脂组合物中的黑色材料粒子的平均分散 粒径、粒度分布指标

对于制备的黑色材料分散液或黑色树脂组合物，使用应用动态光 散射法的粒度分布测定装置(Microtrac9340-UPA，日机装公司制造)。 测定该分散液的粒度分布，通过算术平均由所得到的分布结果求出体 积平均粒径(MV值)，将该值作为平均分散粒径。另外，由上述测得的 粒度分布计算出粒度的累积分布(体积基准)，求出与累积值90%相对应 的粒径(累积90%直径)，将其作为粒度分布指标D90%。

黑色膜中的黑色材料粒子的平均分散粒径、粒度分布指标

使用FIB(聚焦离子束)将制作的黑色膜试样沿截面方向进行切割 使其形成薄片并利用透射电子显微镜(TEM：JEM-2010，日本电子公司 制造)对切割面进行观察。从观察视野中选取100个任意的粒子，由于 粒子形状为近似球形，因此，用同一面积的圆对各粒子图像进行近似， 将该圆的直径作为该粒子的粒径。由所得到的结果求出粒径的累积分 布，将与累积值50%相对应的粒径(中位直径)作为膜中的黑色材料的平 均粒径，将与累积值90%相对应的粒径(累积90%直径)作为粒度分布指 标D90%。另外，黑色膜中的累积值均基于个数。

黑色膜的体积电阻率、相对介电常数

选择通过溅射法在表面上形成ITO膜而得到的玻璃基板作为成膜 基板，对于在该基板上形成的黑色膜，利用LCR测试仪(LCR测试仪 4284A，Agilent公司制造)测定相对介电常数，使用绝缘电阻计(超高电 阻/微小电流计R8340A，エーディーシー公司制造)测定体积电阻率。 另外，相对介电常数测定在1kHz·1V下实施，体积电阻率测定以外加 DC5V来实施。

黑色膜的光学浓度

选择通过溅射法在表面上形成ITO膜而得到的玻璃基板作为成膜 基板，将该基板上形成有黑色膜的带黑色膜的玻璃基板作为试样，使 用透射率浓度计(RT-120，TECHKON公司制造)测定透射率，将单一玻 璃基板(没有膜)的测定值作为参比值，由此得到黑色膜的光学浓度(OD 值：Optical Density)。

接着，使用触针式表面形状测定器(P-10，KLAテンコール公司制 造)测定黑色膜的膜厚，用通过上述方法得到的黑色膜的OD值除以膜 厚(单位为μm)，由此得到每1μm的光学浓度。

(实施例A1)

黑色膜的制作

向银锡胶体液(银锡合金微粒与银微粒的混合微粒分散液，住友大 阪水泥公司制造，固体成分：30质量%，平均分散粒径：10nm，粒度 分布指标D90%：40nm，银成分的含量：91质量%，分散剂种类：聚 氨酯类无规共聚物，分散剂添加量：15质量份)中添加以多官能性丙烯 酸酯作为树脂形成成分的抗蚀剂(分散介质：PGMEA，固体成分：1质 量%)，以使固体成分体积比(银锡胶体:抗蚀剂)为3:97，通过超声波处 理进行分散而制成黑色涂料。另外，上述固体成分体积比为投料比。

接着，通过上述方法测定该黑色涂料的粒度分布，结果，平均分 散粒径为13nm，粒度分布指标D90%为48nm。

然后，使用通过溅射法形成有150nm厚的ITO膜的玻璃基板(旭 硝子公司制造的彩色滤光片用玻璃板“AN100”)，使用旋涂机涂布上 述制备的黑色涂料，真空干燥1分钟后，在热板上、在120℃下前烘 30秒钟，得到干燥膜厚为0.5μm的涂布膜。

然后，使用3kW高压汞，从涂布膜侧在100mJ/cm²的曝光条件下 实施整面曝光。接着，用氢氧化钾的0.1%水溶液进行显影后，用纯水 使显影停止，将玻璃基板在200℃下后烘1小时，得到带有黑色膜的玻 璃基板。另外，该阶段中的黑色膜厚为0.5μm。

评价

对于通过上述得到的形成在玻璃基板上的黑色膜，按照上述条件 测定光学浓度、体积电阻率和相对介电常数。另外，按照相同的条件， 使用形成在玻璃基板上的黑色膜，通过前述方法制作TEM观察用试样， 对其进行TEM观察，由此求出膜中平均分散粒径和膜中粒度分布指标 D90%。

将结果归纳示于表1中。需要说明的是，表1为与黑色膜的评价 相关的实施例、比较例。

(实施例A2)

除了在实施例A1的黑色膜的制作中以使固体成分体积比为7:93的 方式添加抗蚀剂以外，与实施例A1同样地制作带黑色膜的基材，并进 行同样的评价。

将结果归纳示于表1中。

(实施例A3)

除了在实施例A1的黑色膜的制作中以使固体成分体积比为20:80 的方式添加抗蚀剂以外，与实施例A1同样地制作带黑色膜的基材，并 进行同样的评价。

将结果归纳示于表1中。

(实施例A4)

除了在实施例A1的黑色膜的制作中以使固体成分体积比为23:77 的方式添加抗蚀剂以外，与实施例A1同样地制作带黑色膜的基材，并 进行同样的评价。

将结果归纳示于表1中。

(实施例A5)

除了在实施例A1的黑色膜的制作中以使固体成分体积比为25:75 的方式添加抗蚀剂以外，与实施例A1同样地制作带黑色膜的基材，并 进行同样的评价。

将结果归纳示于表1中。需要说明的是，本实施例中，相对介电常 数的测定中值不稳定，因而未能进行测定。认为这可能是因为，作为 膜体(块体)的体积电阻率虽然维持在高的状态下，但由于黑色材料的体 积百分率高，因此，在膜内形成局部的导电通路部分。认为实施例A6 也同样如此。

(实施例A6)

除了在实施例A1的黑色膜的制作中以使固体成分体积比为30:70 的方式添加抗蚀剂以外，与实施例A1同样地制作带黑色膜的基材，并 进行同样的评价。

将结果归纳示于表1中。

(实施例A7)

除了在实施例A1的黑色膜的制作中使用银锡胶体液(银锡合金微 粒与银微粒的混合微粒分散液，住友大阪水泥公司制造，固体成分： 30质量%，平均分散粒径：180nm，粒度分布指标D90%：500nm，银 成分的含量：91质量%，分散剂种类：聚氨酯类无规共聚物，分散剂 添加量：15质量份)作为原料分散液以外，与实施例A1同样地制作带 黑色膜的基材，并进行同样的评价。

将结果归纳示于表1中。

(实施例A8)

除了在实施例A1的黑色膜的制作中使用银锡胶体液(银锡合金微 粒与银微粒的混合微粒分散液，住友大阪水泥公司制造，固体成分： 30质量%，平均分散粒径：10nm，粒度分布指标D90%：40nm，银成 分的含量：60质量%，分散剂种类：聚氨酯类无规共聚物，分散剂添 加量：15质量份)作为原料分散液以外，与实施例A1同样地制作带黑 色膜的基材，并进行同样的评价。

将结果归纳示于表1中。

(实施例A9)

除了在实施例A1的黑色膜的制作中使用银锡胶体液(银锡合金微 粒与银微粒的混合微粒分散液，住友大阪水泥公司制造，固体成分： 30质量%，平均分散粒径：10nm，粒度分布指标D90%：40nm，银成 分的含量：91质量%，分散剂种类：聚氨酯类无规共聚物，分散剂添 加量：5质量份)作为原料分散液以外，与实施例A1同样地制作带黑色 膜的基材，并进行同样的评价。

将结果归纳示于表1中。

(实施例A10)

除了在实施例A1的黑色膜的制作中使用银锡胶体液(银锡合金微 粒与银微粒的混合微粒分散液，住友大阪水泥公司制造，固体成分： 30质量%，平均分散粒径：10nm，粒度分布指标D90%：40nm，银成 分的含量：91质量%，分散剂种类：聚氨酯类无规共聚物，分散剂添 加量：50质量份)作为原料分散液以外，与实施例A1同样地制作带黑 色膜的基材，并进行同样的评价。

将结果归纳示于表1中。

(比较例A1)

在实施例A1的黑色膜的制作中，使用炭黑(商品名“HA3”，东 海碳公司制造)来代替银锡胶体液，与实施例1同样地以使炭黑与树脂 形成成分的体积比为10:90的方式添加抗蚀剂，并与实施例A1同样地 进行分散处理，由此得到炭黑分散涂料。另外，比较例A1中，未使用 分散剂。

使用上述炭黑分散涂料，与实施例A1同样地制作带黑色膜的基 材，并进行同样的评价。

将结果归纳示于表1中。需要说明的是，本比较例中的黑色膜的体 积电阻率低而表现出导电性，因此，未能进行相对介电常数的测定。 比较例A4、A5、A6也同样如此。

(比较例A2)

除了在实施例A1的黑色膜的制作中使用银锡胶体液(银锡合金微 粒与银微粒的混合微粒分散液，住友大阪水泥公司制造，固体成分： 30质量%，平均分散粒径：220nm，粒度分布指标D90%：550nm，银成 分的含量：91质量%，分散剂种类：聚氨酯类无规共聚物，分散剂添加 量：15质量份)作为原料分散液以外，与实施例A1同样地制作带黑色膜 的基材，并进行同样的评价。

将结果归纳示于表1中。

(比较例A3)

除了在实施例A1的黑色膜的制作中使用银锡胶体液(银锡合金微 粒与银微粒的混合微粒分散液，住友大阪水泥公司制造，固体成分： 30质量%，平均分散粒径：170nm，粒度分布指标D90%：650nm，银成 分的含量：91质量%，分散剂种类：聚氨酯类无规共聚物，分散剂添加 量：15质量份)作为原料分散液以外，与实施例A1同样地制作带黑色膜 的基材，并进行同样的评价。

将结果归纳示于表1中。

(比较例A4)

除了在实施例A1的黑色膜的制作中以使固体成分体积比为30:70 的方式添加抗蚀剂以外，与实施例A1同样地制作带黑色膜的基材，并 进行同样的评价。

将结果归纳示于表1中。

(比较例A5)

除了在实施例A1的黑色膜的制作中以使固体成分体积比为35:65 的方式添加抗蚀剂以外，与实施例A1同样地制作带黑色膜的基材，并 进行同样的评价。

将结果归纳示于表1中。

(比较例A6)

向保温于60℃的纯水200ml中加入锡(Sn)胶体(平均粒径：20nm， 固体成分：20质量%，住友大阪水泥公司制造)15g、银(Ag)胶体(平均 粒径：7nm，固体成分：20质量%，住友大阪水泥公司制造)60g和在 100ml水中溶解有0.75g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(商品名“k15”，东京化 成工业公司制造)的溶液，制成胶体溶液。

接着，将该胶体溶液在保持于60℃的状态下搅拌60分钟，然后， 照射5分钟的超声波。然后，通过离心分离将该胶体溶液浓缩，得到 固体成分为15质量%的A液。

然后，向该A液中加入PVA水溶液以使A液中的固体成分与聚 乙烯醇(PVA)的体积比为50:50，利用超声波分散机(ソニファイヤー450， BRANSON ULTRASONICS公司制造)进行分散处理后，静置1小时， 制成黑色微粒分散涂料。另外，未使用分散剂。接着，通过旋涂法将 该涂料涂布到厚度为1.1mm的玻璃基板上，制成黑色的涂布膜。在此， 通过调节分散液中的水分量而使涂布膜的厚度为0.5μm。然后，使用加 热装置将该带涂布膜的玻璃基板在200℃下加热1小时，得到带黑色膜 的玻璃基板。使用该带黑色膜的玻璃基板等，进行与实施例A1同样的 评价。

将结果归纳示于表1中。

(比较例A7)

除了在实施例A1的黑色膜的制作中使用银锡胶体液(银锡合金微 粒与银微粒的混合微粒分散液，住友大阪水泥公司制造，固体成分：

30质量%，平均分散粒径：10nm，粒度分布指标D90%：40nm，银成 分的含量：91质量%，分散剂种类：聚氨酯类无规共聚物，分散剂添 加量：3质量份)作为原料分散液以外，与实施例A1同样地制作带黑色 膜的基材，并进行同样的评价。

将结果归纳示于表1中。

(比较例A8)

除了在实施例A1的黑色膜的制作中使用银锡胶体液(银锡合金微 粒与银微粒的混合微粒分散液，住友大阪水泥公司制造，固体成分：

30质量%，平均分散粒径：10nm，粒度分布指标D90%：40nm，银成 分的含量：91质量%，分散剂种类：聚氨酯类无规共聚物，分散剂添 加量：70质量份)作为原料分散液以外，与实施例A1同样地制作带黑 色膜的基材，并进行同样的评价。

将结果归纳示于表1中。

(比较例A9)

除了在实施例A1的黑色膜的制作中使用银锡胶体液(银锡合金微 粒与银微粒的混合微粒分散液，住友大阪水泥公司制造，固体成分： 30质量%，平均分散粒径：10nm，粒度分布指标D90%：40nm，银成 分的含量：91质量%，分散剂种类：聚羧酸类，分散剂添加量：70质 量份)作为原料分散液以外，与实施例A1同样地制作带黑色膜的基材， 并进行同样的评价。

将结果归纳示于表1中。

(彩色滤光片特性)

黑色矩阵的制作

除了使用实施例A1～A10中制备的各黑色涂料作为各遮光性感光 性树脂组合物涂布液并使用由通常的网状图案(线宽20μm)构成的图案 掩模作为黑色矩阵图案以外，使用日本特开2009-75446号公报的段落 编号0301中记载的黑色矩阵制作方法，在10cm见方的TFT元件基板 上得到使实施例A1～A9的黑色膜形成为网状图案的黑色矩阵。

彩色滤光片的制作、评价

对于上述中得到的具有实施例A1～A10的黑色膜的黑色矩阵(遮光 图像)，按照日本特开2006-251237号公报的段落编号0158至0170中 记载的使用转印型感光性树脂薄膜的彩色滤光片制作方法，形成红色、 绿色、蓝色的预定尺寸、形状的着色图案，在TFT元件基板上制作彩 色滤光片。

接着，在TFT元件基板上的与彩色滤光片相对的位置配置设置有 透明共用电极的对向电极基板，在彩色滤光片与对向电极基板之间封 入液晶材料，形成液晶盒。在所得到的液晶盒的两面粘贴偏光板，进 而在TFT元件基板的背面侧配置作为背光源的白色LED。

对这样制作的COA方式的液晶显示装置进行显示特性评价。结 果，确认到具备使用了上述各黑色矩阵的彩色滤光片的液晶显示装置 显示出良好的显示特性。

由上述实施例A1～A10的结果可知，对于由使用本发明的黑色材 料分散液而制备的黑色涂料形成的黑色膜而言，与比较例所示的黑色 膜相比，微小粒径的黑色材料微粒均匀地分散在膜中，黑色膜的光学 浓度、电特性优良。

另外，以本发明的黑色膜作为黑色矩阵的彩色滤光片在液晶显示 装置中显示出良好的显示特性。

<第二发明的实施例和比较例>

(各测定和评价方法)

下面，示出实施例或比较例中采用的、材料和片的特性等各测定 或评价方法。

黑色材料中的银成分的含有率

黑色材料(银锡合金微粒或该银锡合金微粒与银微粒的混合微粒) 中的银成分的含有率通过如下方法求出：利用电子束显微分析仪 (EPMA，日本电子公司制造，JXA8800)分析黑色材料粉末的压粉体， 通过定性分析和定量分析来测定粉末中的锡和银的含有比率(质量比)。

利用高分子分散剂进行了表面处理的黑色粉末的水分量和高分子 分散剂量

对于利用高分子分散剂进行表面处理并使其干燥而得到的包含黑 色材料的黑色粉末的水分量和高分子分散剂量，使用TG-DTA(リガク 公司制造，TG-8210)对黑色粉末进行测定。根据DTA的结果，从室温 至120℃的重量减少取决于水分的蒸发，从140℃至500℃的重量减少 取决于高分子分散剂的热分解，以各自的温度范围内的重量减少量作 为水分量和高分子分散剂量。

黑色膜在可见光区域的光学浓度

对于黑色膜在可见光区域的光学浓度(OD值：Optical Densty)，使 用透射率浓度计(TECHKON公司制造：RT-120)对带黑色膜的玻璃基板 进行测定，将单一玻璃基板(没有膜)的测定值作为参比值，由此得到红 外线透射黑色膜本身的OD值。

黑色膜的透射率和各波长的光学浓度比

对于黑色膜的透射率而言，使用分光光度计对带黑色膜的玻璃基 板测定370～2500nm的分光透射率，将单一玻璃基板(没有膜)作为参比 值而求出黑色膜的各波长下的光透射率。需要说明的是，对于上述分 光光度计，根据测定波长和测定光量，并用日立制作所公司制造的 U-4100(测定波长范围：200～2500nm，检测限：0.001%)、大塚电子公 司制造的MCPC-3700(测定波长范围：300～1000nm，检测限： 0.000001%)。

另一方面，对于各波长间的光学浓度比而言，由通过上述得到的 波长560nm下的透射率(T₅₆₀)、波长800nm下的透射率(T₈₀₀)、波长 950nm下的透射率(T₉₅₀)、波长1064nm下的透射率(T₁₀₆₄)、波长1500nm 下的透射率(T₁₅₀₀)、波长2000nm下的透射率(T₂₀₀₀)、波长2500nm下的 透射率(T₂₅₀₀)的值和各波长的透射率利用下述式(1)计算出光学浓度 (OD值)，求出波长800nm至2500nm(NIR)的各波长下的OD值与波长 560nm下的OD值之比(OD_NIR/OD₅₆₀)。

OD=-log(T/100)…(1)

黑色材料在黑色膜中的平均分散粒径

对于黑色材料在黑色膜中的平均分散粒径而言，使用FIB将所得 到的黑色膜沿截面方向切成薄片状并利用透射电子显微镜(TEM，日本 电子公司制造，JEM-2100F)对膜截面的黑色材料的粒子形状进行观察， 并且从TEM照片中随机选择50个粒子，测定其粒径(最大直径)，将其 平均值作为平均分散粒径。

另外，本实施方式的粒子基本为球形，因此，即使将各粒子的最 大直径作为该粒子的粒径也没有问题

(实施例B1)

黑色膜的形成

向保温于60℃的纯水200ml中加入锡(Sn)胶体分散液(平均一次粒 径：20nm，固体成分：20质量%，住友大阪水泥公司制造)15.0g、银(Ag) 胶体(平均粒径：7nm，固体成分：20质量%，住友大阪水泥公司制 造)60.0g和0.75质量%的聚乙烯吡咯烷酮(PVP，东京化成工业公司制 造，商品名：K15)水溶液100g，制成胶体溶液。

接着，在对该胶体溶液进行搅拌的同时向其中慢慢滴加0.05摩尔 /升的硝酸水溶液75g，再加入10.0质量%的柠檬酸水溶液450.0g而制 成混合液。

接着，使用磁力搅拌器将该混合液在60℃下搅拌10小时使其反 应，然后，通过离心分离进行清洗和浓缩，得到黑色粒子浓度为15.0 质量%的胶体液A。然后，向100.0g该胶体液A中添加7.5g的梳型聚 氨酯类高分子分散剂(ビックケミー公司制造，商品名：Disper Byk161， 不挥发成分：30质量%)，然后利用蒸发器除去溶剂并使其干燥，得到 黑色粉末A。通过前述方法测定所得到的黑色粉末A的水分量和高分 子分散剂量，结果，水分量为1.5质量%，高分子分散剂量为13.05质 量%。

通过粉末X射线衍射法鉴定该黑色粉末A中的生成相，结果，未 确认到锡的存在，而确认到银锡合金相(Ag₃Sn和/或Ag₄Sn结构)、银相 (Ag结构)的存在。需要说明的是，对于银锡合金相而言，Ag₃Sn和Ag₄Sn 的X射线衍射图案近似，因此，无法鉴定出是生成了两成分中的任意 一种或者是同时生成了两成分。另外，银相表示具有银结晶结构的相， 并不限定于100%银成分，可能会固溶有锡。

进而，利用电子束显微分析仪(EPMA)对黑色粉末A的压粉体进行 分析并由锡和银的含有比率求出银成分的比率(银/(银+锡)：质量比)， 结果为91.3质量%。

向所得到的黑色粉末A17.25g中添加丙二醇单甲醚乙酸酯82.75g， 照射20分钟的超声波，由此得到黑色分散液A。向该黑色分散液A50g 中加入作为树脂成分原料的丙烯酸树脂溶液(KAYARAD ZCR-1569H， 日本化药公司制造，不挥发成分：70质量%)8.78g和二季戊四醇六丙烯 酸酯1.54g，再加入丙二醇单甲醚乙酸酯0.61g之后，利用超声波分散 机进行5分钟的处理，放置1小时，制成黑色涂料A。

测定了该黑色涂料A中的黑色材料的平均分散粒径，结果为 22nm。

通过旋涂法将上述黑色涂料A涂布到厚度为0.7mm的无碱玻璃基 板上，制成黑色的涂布膜。在此，通过调节旋涂机的转速来控制涂膜 的厚度，从而使加热固化后的红外线透射黑色膜的厚度为1.0μm。

接着，使用加热装置将形成有上述涂布膜的玻璃基板在大气中在 230℃下加热1小时，得到带红外线透射性黑色膜A-1的玻璃基板。

黑色膜的评价

光学特性的评价

使用通过上述得到的带红外线透射性黑色膜A-1的玻璃基板，通 过前述方法测定可见光区域的光学浓度(OD值：Optical Densty)、以及 波长560nm、800nm、950nm、1064nm、1500nm、2000nm和2500nm 下的各透射率(T(%))。另外，由这些透射率求出光学浓度(OD)。将结果 归纳示于表2、表3中。

另外，将波长800nm至2500nm的各波长下的光学浓度(OD_NIR)与 波长560nm下的光学浓度(OD₅₆₀)的比值(OD_NIR/OD₅₆₀)示于表4中。

黑色材料在黑色膜中的平均分散粒径

对于上述红外线透射性黑色膜A-1，按照前述方法利用透射电子 显微镜(TEM)对膜中的黑色材料的粒子形状进行观察。将膜截面的 TEM观察照片示于图1中。另外，从该TEM照片中测定分散粒子的粒 径并求出平均分散粒径。将结果一并示于表4中。另外，通过前述方 法测得的膜中的黑色材料的体积百分率为10体积%。

(实施例B2)

使用实施例B1中得到的黑色涂料A，以使加热固化后的膜厚为 0.5μm的方式调节旋涂机的转速，除此以外，通过与实施例B1同样的 方法得到带红外线透射性黑色膜A-2的玻璃基板。

使用所得到的带红外线透射性黑色膜A-2的玻璃基板，与实施例 B1同样地对黑色膜的光学特性和膜中的黑色材料的平均分散粒径等进 行评价。将结果示于表2至表4中。

(实施例B3)

使用实施例B1中得到的黑色涂料A，以使加热固化后的膜厚为 0.13μm的方式调节旋涂机的转速，除此以外，通过与实施例B1同样 的方法得到带红外线透射性黑色膜A-3的玻璃基板。

使用所得到的带红外线透射性黑色膜A-3的玻璃基板，与实施例 B1同样地对黑色膜的光学特性和膜中的黑色材料的平均分散粒径等进 行评价。将结果示于表2至表4中。

(实施例B4)

向实施例B1中得到的黑色分散液A50g中在加入作为树脂成分原 料的丙烯酸树脂溶液(KAYARAD ZCR-1569H，日本化药公司制造，不 挥发成分：70质量%)42.09g和二季戊四醇六丙烯酸酯7.37g，再加入丙 二醇单甲醚乙酸酯0.61g，利用超声波分散机进行5分钟的处理，放置 1小时，制成黑色涂料B。接着，除了使用该黑色涂料B以外，通过与 实施例B1同样的方法得到带红外线透射性黑色膜B-1的玻璃基板。

使用所得到的带红外线透射性黑色膜B-1的玻璃基板，与实施例 B1同样地对黑色膜的光学特性和膜中的黑色材料的平均分散粒径等进 行评价。将结果示于表2至表4中。

(实施例B5)

黑色膜的形成

向保温于60℃的纯水200ml中加入锡(Sn)胶体分散液(平均一次粒 径：20nm，固体成分：20质量%，住友大阪水泥公司制造)15.0g、银(Ag) 胶体(平均粒径：7nm，固体成分：20质量%，住友大阪水泥公司制 造)60.0g和0.75质量%的聚乙烯吡咯烷酮(PVP：东京化成工业公司制 造，商品名：K15)水溶液100g，制成胶体溶液。

接着，在对该胶体溶液进行搅拌的同时向其中慢慢滴加0.05摩尔 /升的硝酸水溶液75g，再加入10.0质量%的柠檬酸水溶液450.0g而制 成混合液。

接着，使用磁力搅拌器将该混合液在60℃下搅拌48小时使其反 应，然后，通过离心分离进行清洗和浓缩，得到黑色粒子浓度为15.0 质量%的体液C。然后，向100.0g该胶体液C中添加7.5g的梳型聚氨 酯类高分子分散剂(ビックケミー公司制造，商品名“Disper Byk161”， 不挥发成分：30质量%)，然后利用蒸发器除去溶剂并使其干燥，得到 黑色粉末C。通过前述方法测定所得到的黑色粉末C的水分量和高分 子分散剂量，结果，水分量为1.5质量%，高分子分散剂量为13.03质 量%。

通过粉末X射线衍射法鉴定该黑色粉末C中的生成相，结果，未 确认到锡的存在，而确认到银锡合金(Ag₃Sn和/或Ag₄Sn)相、银(Ag)相 的存在。需要说明的是，与实施例B1同样，银相中可能会固溶有锡。

进而，利用电子束显微分析仪(EPMA)对黑色粉末C的压粉体进行 分析并由锡和银的含有比率求出银成分的含有比率(银/(银+锡)：质量 比)，结果为88.2质量%。

接着，除了在实施例B1的黑色涂料A的制备中使用黑色粉末C 来代替黑色粉末A以外，与黑色涂料A的制备同样地得到黑色涂料C。 另外，除了使用该黑色涂料C以外，通过与实施例B1同样的方法得到 带红外线透射性黑色膜C-1的玻璃基板。

使用所得到的带红外线透射性黑色膜C-1的玻璃基板，与实施例 B1同样地对黑色膜的光学特性和膜中的黑色材料的平均分散粒径等进 行评价。将结果示于表2至表4中。

(实施例B6)

使用实施例B5中得到的黑色涂料C，以使加热固化后的膜厚为 0.5μm的方式调节旋涂机的转速，除此以外，通过与实施例B5同样的 方法得到带红外线透射性黑色膜C-2的玻璃基板。

使用所得到的带红外线透射性黑色膜C-2的玻璃基板，与实施例 B1同样地对黑色膜的光学特性和膜中的黑色材料的平均分散粒径等进 行评价。将结果示于表2至表4中。

(实施例B7)

使用实施例B5中得到的黑色涂料C，以使加热固化后的膜厚为 0.13μm的方式调节旋涂机的转速，除此以外，通过与实施例B5同样 的方法得到带红外线透射性黑色膜C-3的玻璃基板。

使用所得到的带红外线透射性黑色膜C-3的玻璃基板，与实施例 B1同样地对黑色膜的光学特性和膜中的黑色材料的平均分散粒径等进 行评价。将结果示于表2至表4中。

(实施例B8)

向实施例B1中得到的黑色分散液A50g中再加入作为树脂成分原 料的丙烯酸树脂溶液(KAYARAD ZCR-1569H，日本化药公司制造，不 挥发成分：70质量%)2.05g和二季戊四醇六丙烯酸酯0.36g，再加入丙 二醇单甲醚乙酸酯0.61g，利用超声波分散机进行5分钟的处理，放置 1小时，制成黑色涂料D。接着，除了使用该黑色涂料D以外，通过与 实施例B1同样的方法得到带红外线透射性黑色膜D-1的玻璃基板。

使用所得到的带红外线透射性黑色膜D-1的玻璃基板，与实施例 B1同样地对黑色膜的光学特性和膜中的黑色材料的平均分散粒径等进 行评价。将结果示于表2至表4中。

(实施例B9)

除了在实施例B1中的黑色粉末A的制备中将梳型聚氨酯类高分 子分散剂(ビックケミー公司制造，商品名Disper Byk161，不挥发成 分：30质量%)设定为12.5g以外，与黑色粉末A同样地制备黑色粉末 E。

向所得到的黑色粉末E18.75g中添加丙二醇单甲醚乙酸酯 81.25g，照射20分钟的超声波，由此得到黑色分散液E。向该黑色分 散液E50g中再加入作为树脂成分原料的丙烯酸树脂溶液(KAYARAD ZCR-1569H，日本化药公司制造，不挥发成分：70质量%)7.37g和二季 戊四醇六丙烯酸酯1.29g，再加入丙二醇单甲醚乙酸酯0.61g，利用超 声波分散机进行5分钟的处理，放置1小时，制成黑色涂料E。接着， 除了使用该黑色涂料E以外，通过与实施例B1同样的方法得到带红外 线透射性黑色膜E-1的玻璃基板。

使用所得到的带红外线透射性黑色膜E-1的玻璃基板，与实施例 B1同样地对黑色膜的光学特性和膜中的黑色材料的平均分散粒径等进 行评价。将结果示于表2至表4中。

(比较例B1)

向炭黑(シースト3(HAF)、东海碳株式会社制造)15g中添加2.5g 的梳型聚氨酯类高分子分散剂(ビックケミー公司制造，商品名：Disper Byk161，不挥发成分：30质量%)和84.25g的丙二醇单甲醚乙酸酯，照 射20分钟的超声波，由此得到黑色分散液F。

需要说明的是，取黑色分散液F的一部分，利用蒸发器除去溶剂 并使其干燥而制成黑色粉末F之后，通过前述方法对该黑色粉末F的 水分量和高分子分散剂量进行了测定，结果，水分量为0.1质量%以下。 另一方面，即使在测定温度范围内炭黑本身的质量也会减少，因此未 能测定高分子分散剂量。

接着，向该黑色分散液F50g中加入作为树脂成分原料的丙烯酸 树脂溶液(KAYARAD ZCR-1569H，日本化药公司制造，不挥发成分： 70质量%)8.86g和二季戊四醇六丙烯酸酯1.55g，再加入丙二醇单甲醚 乙酸酯0.61g之后，利用超声波分散机进行5分钟的处理，放置1小时， 制成黑色涂料F。

对该黑色涂料F中的炭黑的平均分散粒径进行了测定，结果为 145nm。

除了在实施例B1的黑色膜的形成中使用黑色涂料F来代替黑色涂 料A以外，通过与实施例B1同样的方法得到带黑色膜F-1的玻璃基板。

使用所得到的带黑色膜F-1的玻璃基板，与实施例B1同样地对黑 色膜的光学特性和膜中的黑色材料的平均分散粒径等进行评价。将结 果示于表2至表4中。

需要说明的是，对于所得到的黑色膜F-1，通过与实施例B1同样 的方法利用TEM进行了观察。将膜截面的TEM观察照片示于图2中。 根据该观察照片，虽然通过与实施例B1同样的方法尝试对分散的炭黑 的平均分散粒径进行了测定，但作为炭黑粒子大的聚集体为在膜中形 成网的观察图像，因此，未能确认各粒子形状或尺寸，从而未能计算 出分散粒径。

(比较例B2)

使用比较例B1中得到的黑色涂料F，以使加热固化后的膜厚为 0.5μm的方式调节旋涂机的转速，除此以外，通过与比较例B1同样的 方法得到带黑色膜F-2的玻璃基板。

使用所得到的带黑色膜F-2的玻璃基板，与实施例B1同样地对黑 色膜的光学特性和膜中的黑色材料的平均分散粒径等进行评价。将结 果示于表2至表4中。需要说明的是，基于与比较例B1同样的理由， 未能计算出对于炭黑的平均分散粒径。

(比较例B3)

使用比较例B1中得到的黑色涂料F，以使加热固化后的膜厚为 0.13μm的方式调节旋涂机的转速，除此以外，通过与比较例B1同样 的方法得到带黑色膜F-3的玻璃基板。

使用所得到的带黑色膜F-3的玻璃基板，与实施例B1同样地对黑 色膜的光学特性和膜中的黑色材料的平均分散粒径等进行评价。将结 果示于表2至表4中。需要说明的是，基于与比较例B1同样的理由， 未能计算出对于炭黑的平均分散粒径。

(比较例B4)

向比较例B1中制作的黑色分散液F16g中再加入作为树脂成分原 料的丙烯酸树脂溶液(KAYARAD ZCR-1569H，日本化药公司制造，不 挥发成分：70质量%)16.33g和二季戊四醇六丙烯酸酯2.86g，再加入丙 二醇单甲醚乙酸酯3.68g，利用超声波分散机进行5分钟的处理，放置 1小时，制成黑色涂料G。接着，除了使用该黑色涂料G以外，通过与 实施例B1同样的方法得到带黑色膜G-1的玻璃基板。

使用所得到的带黑色膜G-1的玻璃基板，与实施例B1同样地对黑 色膜的光学特性和膜中的黑色材料的平均分散粒径等进行评价。将结 果示于表2至表4中。需要说明的是，基于与比较例B1同样的理由， 未能计算出对于炭黑的平均分散粒径。

(比较例B5)

除了在实施例B1中的黑色粉末A的制备中将梳型聚氨酯类高分 子分散剂(ビックケミー公司制造，商品名Disper Byk161，不挥发成 分：30质量%)的添加量设定为1.5g以外，通过与黑色粉末A同样的方 法得到黑色粉末H。使用该黑色粉末H，尝试与实施例B1同样地制作 黑色分散液，但未能得到充分的分散状态，从而未能制作分散液。将 结果示于表2中(关于比较例B5～B8，由于不能形成膜、膜性状不良， 因此未进行光学浓度等的评价)。

(比较例B6)

除了在实施例B1中的黑色粉末A的制备中将梳型聚氨酯类高分 子分散剂(ビックケミー公司制造，商品名Disper Byk161，不挥发成 分：30质量%)的添加量设定为25g以外，通过与黑色粉末A同样的方 法得到黑色粉末I。除了使用该黑色粉末I以外，通过与实施例B1同 样的方法制作了带黑色膜I-1的玻璃基板，但在膜表面存在大量聚集物， 产生大量针孔，因此确认其不适于测定膜物性。将结果示于表2中。

(比较例B7)

除了在实施例B1中的黑色粉末A的制备中使用聚羧酸类高分子 分散剂(花王株式会社制造，商品名：ポイズ521，不挥发成分：30质 量%)7.5g来代替梳型聚氨酯类高分子分散剂(ビックケミー公司制造， 商品名Disper Byk161，不挥发成分30质量%)以外，以与黑色粉末A 同样的方式得到黑色粉末J。使用该该黑色粉末J，尝试与实施例B1 同样地制作黑色分散液，但未能得到充分的分散状态，从而未能制作 分散液。将结果示于表2中。

(比较例B8)

除了在实施例B1中的黑色粉末A的制备中在中途停止高分子分 散剂处理后的利用蒸发器的干燥而使水分量为5.2质量%以外，以与黑 色粉末A同样的方式制备黑色粉末K。除了使用该黑色粉末K以外， 通过与实施例B1同样的方法制作带黑色膜K-1的玻璃基板，但确认到， 在旋涂后的溶剂蒸发过程中，涂膜上产生聚集而使涂膜表面形成白浊 的状态。将结果示于表2中。

如表2至表4所示，确认了：对于实施例B1至B9的红外线透射 性黑色膜而言，尽管可见光区域的遮光性高，但在近红外线区域显示 出优良的透射性。另外，即使使膜中的黑色材料的含量、膜厚本身发 生变化，黑色材料的分散粒径、各波长下的透射特性也未观察到差异， 从而确认维持了高的可见光遮光性和优良的红外线透射性，由此确认， 通过控制膜中的黑色材料含量、膜厚本身，能够调节形成黑色滤光片 时的浓度。

另一方面，关于比较例B1至B4，可见光区域与红外线区域的透 射率没有发生大的变化，在红外线区域不具有透射性。

另外，比较例B5中，高分子分散剂的添加量过少，因此，黑色粉 末未充分分散，从而未能制备分散液。另外，比较例B6中，高分子分 散剂的添加量过多，分散状态不稳定，因此，形成黑色膜时发生黑色 粉末的聚集，未得到良好的黑色膜。另外，比较例B7中，黑色粉末与 高分子分散剂的亲和性差，黑色粉末未被高分子分散剂充分包覆，因 此，黑色粉末本身的分散性差，从而未能制备分散液。此外，比较例 B8中，黑色粉末中的水分量过多，因此，形成黑色膜时(溶剂挥发时) 产生白浊。推测这是因为，对所含有的树脂的相溶性良好的溶剂变少， 反而使相溶性差的水的含量相对增加，由此使一部分水析出到树脂中， 从而使膜的外观看起来泛白。

(彩色滤光片特性)

黑色矩阵的制作

除了使用实施例B1～B9中制备的各黑色涂料作为各遮光性感光性 树脂组合物涂布液并使用由通常的网状图案(线宽20μm)构成的图案掩 模作为黑色矩阵图案以外，使用日本特开2009-75446号公报的段落编 号0301中记载的黑色矩阵制作方法，在10cm见方的TFT元件基板上 得到使实施例B1～B9的黑色膜形成为网状图案的黑色矩阵。

此时，由于涂布膜具有红外线透射性，因此在图案形成中，能够 容易地进行基板上的细线图案与TFT元件的对位。

彩色滤光片的制作、评价

对于上述中得到的具有实施例B1～B9的黑色膜的黑色矩阵(遮光 图像)，按照日本特开2006-251237号公报的段落编号0158至0170中 记载的使用转印型感光性树脂薄膜的彩色滤光片制作方法，形成红色、 绿色、蓝色的预定尺寸、形状的着色图案，在TFT元件基板上制作彩 色滤光片。

接着，在TFT元件基板上的与彩色滤光片相对的位置配置设置有 透明共用电极的对向电极基板，在彩色滤光片与对向电极基板之间封 入液晶材料，形成液晶盒。在所得到的液晶盒的两面粘贴偏光板，进 而在TFT元件基板的背面侧配置作为背光源的白色LED。

对这样制作的COA方式的液晶显示装置进行显示特性评价。结 果，确认到具备使用了上述各黑色矩阵的彩色滤光片的液晶显示装置 显示出良好的显示特性。特别是，TFT元件与黑色矩阵的对位良好， 因此，良好地防止了R、G、B各色间的混色。

产业上的可利用性

本发明的黑色膜和使用其的带黑色膜的基材能够适合在以液晶显 示元件和有机EL元件等为代表的显示元件、使用该显示元件的图像显 示装置中使用。另外，本发明的红外线透射性黑色膜对可见光具有优 良的遮光性且对红外线具有一定值以上的透射性，因此，能够适合用 于以红外线无线电遥控的发光部和受光部的保护罩为首的各种黑色保 护罩。此外，还能够应用于COA方式、BOA方式的黑色矩阵等中，因 此，也能够适合在各种图像显示装置中使用。