液晶ディスプレイ用高遮光性樹脂ブラック材料を開発
東レ株式会社（本社：東京都中央区、社長：榊原定征、以下「東レ」）は、この度、新たに開発した遮光材と、その特性を最大限に発揮するナノ分散技術との融合により、可視光遮光性が極めて高く、密着性を向上した樹脂ブラック材料の創出に成功しました。
本開発材料を液晶ディスプレイ（以下「ＬＣＤ」）用カラーフィルターのブラックマトリックス１）（以下「ＢＭ」）に用いることにより、コントラスト２）等の表示特性や信頼性に優れたＬＣＤの実現が期待されます。
今回開発した樹脂ブラック材料は、新規遮光材の開発と新規ナノ分散技術の融合によって、従来よりも大幅に遮光性ならびに密着性を向上させたものです。新規遮光材では、チタンブラック顔料３）をベースに、微粒子制御技術により、従来顔料に対して（１）微粒子化、（２）結晶性の最適化、（３）不純物（非遮光成分）の極少化を可能とし、可視光遮光性を高めることに成功しました。また、当社独自のナノ分散技術により、新規遮光材が持つ遮光特性を損なうこと無くマトリックス樹脂中に均一分散させることで、基板との密着性の向上も実現しました。
本材料を非感光ポリイミド法４）で加工した樹脂ＢＭは、可視光の透過率が従来比１／３０以下となる１μｍ当たりのＯＤ値５）５．０以上（可視光透過率１／１０００００）の高遮光性を達成すると同時に、従来比１．５倍の１２ＭＰａ以上という高密着性も兼ね備えています。また、本材料は当社のチタンブラック樹脂ＢＭで培ってきた、５μｍ以下での超細線加工性や高抵抗値といった特性も維持しています。
ＬＣＤ用カラーフィルターのＢＭは、従来、スパッタリング法による金属クロム膜が主流でしたが、ガラス基板サイズの大型化に伴うスパッタ製膜装置の大型化や、クロム化合物の環境負荷の問題から、樹脂に遮光顔料を分散させた樹脂ＢＭへの移行が急速に進展しています。また、近年はパネルの高輝度化や高精細化が進み、樹脂ＢＭにはより高い遮光性や細線加工性が求められています。
東レは、ＬＣＤ用カラーフィルターの樹脂ＢＭについて世界で最初に量産化を達成し、２００２年からは金属クロムＢＭを全廃して、地球環境に優しい樹脂ＢＭを採用したカラーフィルターの量産、販売を展開しています。当社では樹脂ＢＭの遮光顔料として、一般的に使用されているカーボンブラックに加え、チタンブラックを採用することで、高遮光性・高抵抗値を有し、細線加工性にも優れた樹脂ＢＭの開発、量産適用を進めてきました。今回の新規樹脂ブラック材料の開発により、従来のＴＶ用途、携帯電話や携帯端末用途に加え、今後市場拡大が予想される車載ディスプレイ用途など、高精細・高輝度が要求される分野に向け、当社カラーフィルター製品の拡販を目指します。
東レは新中期経営課題“プロジェクト Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ＴＯＲＡＹ ２０１０ （ＩＴ－２０１０）”において、「情報・通信・エレクトロニクス」分野を重点４領域の一つに設定しています。“Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ”を核に、樹脂設計技術、微細加工技術、ナノテクノロジーを融合させながら、コーポレートスローガンである “Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｂｙ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ”を実践することにより先端材料を創出し、新しい価値の創造を通じて社会に貢献して参ります。
【 技術用語について 】
１）ブラックマトリックス
カラーフィルターにおいて、開口部以外の部分でのバックライト光を遮蔽したり、隣接するＲＧＢ色画素の混色を防止し表示コントラストを向上させるために形成されるパターン。
２）コントラスト
液晶ディスプレイにおいては、白表示したときの輝度と黒表示したときの透過率または輝度の比。コントラスト値が高いほど、鮮やかで立体感のある画像表示が可能となる。
３）チタンブラック顔料
一般的に知られているチタンホワイト（二酸化チタン、ＴｉＯ２）に対して、酸素の一部を取り除くことにより黒色化した低次酸化チタン。化粧品、セラミックス構成材、光学部材用の黒色顔料として使用されている。
４）非感光ポリイミド法
ＢＭ、ＲＧＢ着色画素は、顔料を樹脂／溶媒中に分散させた塗料を用いてフォトリソグラフィーにより加工・形成される。非感光ポリイミド法では、顔料を分散させたポリイミド着色層の上にポジレジスト層を形成し、露光・エッチングを行う。着色機能はカラーペースト、感光機能はポジレジストに役割を分離することにより、高精細な加工が可能となる。
５）ＯＤ値
光学濃度（ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ ）の略。ｌｏｇ（Ｉ'／Ｉ）で表される半透明媒質の不透明の程度。ここで、Ｉは入射光の強度、Ｉ'は透過光の強度を示す。
以 上
＊参考画像あり