JP2003105226A - ブラックマトリックス用着色材料及び該ブラックマトリックス用着色材料を含むブラックマトリックス用着色組成物並びにカラーフィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、シャープな粒度分布及び高い電気
抵抗値を有すると共に、遮光性及び耐光性に優れたブラ
ックマトリックス用着色材料及びブラックマトリックス
用着色組成物並びにカラーフィルターを提供する。 【解決手段】 白色無機粒子の粒子表面が糊剤によって
被覆されていると共に該被覆に黒色有機顔料及び／又は
カーボンブラックが付着している平均粒子径０．００１
〜１．０μｍの複合粒子粉末からなり、前記有機顔料及
び／又はカーボンブラックの全付着量が前記白色無機粒
子１００重量部に対して１〜５００重量部であるブラッ
クマトリックス用着色材料及び該ブラックマトリックス
用着色材料を含むブラックマトリックス用着色組成物並
びにカラーフィルターである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シャープな粒度分布及
び高い電気抵抗値を有すると共に、遮光性及び耐光性に
優れたブラックマトリックス用着色材料を提供する。

【０００２】

【従来の技術】現在の情報化社会において、パーソナル
コンピュータを始めとした各種情報機器がビジネス用、
個人・家庭用を問わず普及しており、その端末には必ず
ディスプレイが組み込まれている。殊に、携帯型の情報
機器は、軽量、省スペースが要求されることから、液晶
表示素子（ＬＣＤ）が用いられていると共に、カラー化
が進んでいる。

【０００３】カラー液晶表示素子（ＬＣＤ）は、ガラス
基板上に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色又は
Ｃ（シアン）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）の３原
色を規則的に配列したカラーフィルター層と遮光用のブ
ラックマトリックス層を形成することにより得られる。

【０００４】ブラックマトリックス層は、１）画素以外
の部分でのバックライトの光を遮り、表示コントラスト
を向上する、２）隣接する各画素の混色を防止し、色純
度の低下を防ぐ、３）光電流によるＴＦＴの動作不全を
防止する、４）表示面への背景光の映り込みによるコン
トラストの低下を防ぐ、等の目的のために設けられてい
る。

【０００５】近年の液晶表示素子（ＬＣＤ）の高画質化
に伴い、ブラックマトリックス層にもより高性能化が求
められており、上記目的を達成するために、高い遮光
率、低反射率及びファインパターン性が要求されてい
る。

【０００６】従来より、ブラックマトリックス材料とし
て、クロム系材料を用いた金属薄膜が用いられている
が、近年、環境汚染等の問題から、カーボンブラックを
樹脂中に配合した黒色樹脂膜が実用化されている（特開
平６−９９１５号公報等）。

【０００７】しかしながら、カーボンブラックを用いた
ブラックマトリックスは、反射率が低いという点では優
れているが、一般にカーボンブラックは導電性を有して
いるため、これを用いたブラックマトリックスは、高抵
抗であることが要求されるＳＴＮ方式やＭＩＮ方式の液
晶パネルには適さない。

【０００８】ブラックマトリックスの遮光性を確保しな
がら、電気抵抗の低減を抑制するため技術として、カー
ボンブラックとともにペリレン系黒色顔料を配合するこ
とが行われている（特開平１０−２１９１６７）。

【０００９】また、カーボンブラックは一般に、微粒子
であることに起因して、通常は凝集体として挙動するた
め、樹脂中に配合した場合、均一に分散させることが困
難であり、遮光性が低下する傾向にあるため、優れた分
散性を有するブラックマトリックス用着色材料が要求さ
れている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】シャープな粒度分布及
び高い電気抵抗値を有すると共に、遮光性及び耐光性に
優れたブラックマトリックス用着色材料は、現在最も要
求されているところであるが、未だ得られていない。

【００１１】即ち、前出特開平１０−２１９１６７号公
報には、樹脂中にカーボンブラックと共にペリレン系黒
色顔料を配合したブラックマトリックス層用インキが記
載されているが、カーボンブラック及びペリレンブラッ
ク系黒色顔料の粒度分布が広く、分散性が十分とは言い
難いため、十分な遮光性を得ることが困難である。

【００１２】なお、特開平１１−３２３１７４号公報に
は、黒色酸化鉄粒子粉末又は黒色含水酸化鉄粒子粉末の
粒子表面にアルコキシシランから生成するオルガノシラ
ン化合物が被覆されており、該オルガノシラン化合物被
覆にカーボンブラックが付着している鉄系黒色複合粒子
粉末が記載されているが、黒色の芯粒子に黒色のカーボ
ンブラックを固着させる技術である。

【００１３】そこで、本発明は、シャープな粒度分布及
び高い電気抵抗値を有すると共に、遮光性及び耐光性に
優れたブラックマトリックス用着色材料を得ることを技
術的課題とする。

【００１４】

【課題を解決する為の手段】前記技術的課題は、次の通
りの本発明によって達成できる。

【００１５】即ち、本発明は、白色無機粒子の粒子表面
が糊剤によって被覆されていると共に該被覆に有機顔料
及び／又はカーボンブラックが付着している平均粒子径
０．００１〜１．０μｍの複合粒子粉末からなり、前記
有機顔料及び／又はカーボンブラックの全付着量が前記
白色無機粒子１００重量部に対して１〜５００重量部で
あることを特徴とするブラックマトリックス用着色材料
である（本発明１）。

【００１６】また、本発明は、本発明１の白色無機粒子
の粒子表面が、あらかじめアルミニウムの水酸化物、ア
ルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸
化物より選ばれる少なくとも一種からなる中間被覆物に
よって被覆されていることを特徴とするブラックマトリ
ックス用着色材料である（本発明２）。

【００１７】また、本発明は、本発明１又は本発明２の
ブラックマトリックス用着色材料を含むブラックマトリ
ックス用着色組成物である（本発明３）。

【００１８】また、本発明は、本発明１又は本発明２の
ブラックマトリックス用着色材料を含むカラーフィルタ
ーである（本発明４）。

【００１９】本発明の構成をより詳しく説明すれば次の
通りである。

【００２０】先ず、本発明に係るブラックマトリックス
用着色材料について述べる。

【００２１】本発明に係るブラックマトリックス用着色
材料は、芯粒子である白色無機粒子の粒子表面に、糊剤
が被覆されており、該糊剤被覆に有機顔料及び／又はカ
ーボンブラック（以下、「有機顔料等」という。）が付
着している平均粒子径０．００１〜１．０μｍの複合粒
子からなる。

【００２２】本発明における白色無機粒子としては、二
酸化チタン、酸化亜鉛等の白色顔料、シリカ粉、ホワイ
トカーボン、微粉ケイ酸、珪藻土等のシリカ微粒子並び
にクレー、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミナホ
ワイト、タルク及び透明性酸化チタン等の体質顔料が挙
げられる。得られるブラックマトリックス用着色材料の
黒色度を考慮すれば、体質顔料が好ましい。

【００２３】白色無機粒子の粒子形状は、球状、粒状、
多面体状、針状、紡錘状、米粒状、フレーク状、鱗片状
及び板状等のいずれの形状であってもよい。

【００２４】白色無機粒子の粒子サイズは、平均粒子径
が０．０００９〜０．９９μｍ、好ましくは０．００１
４〜０．４９μｍ、より好ましくは０．００１９〜０．
１９μｍである

【００２５】平均粒子径が０．９９μｍを超える場合に
は、得られるブラックマトリックス用着色材料が粗大粒
子となり、着色力が低下するため好ましくない。

【００２６】本発明における白色無機粒子粉末の粒子径
の幾何標準偏差値は２．０以下が好ましく、より好まし
くは１．８以下、更に好ましくは１．５以下である。
２．０を超える場合には、得られるブラックマトリック
ス用着色材料の粒度分布もまた広いものとなり、分散性
が低下する。工業的な生産性を考慮すれば、白色無機粒
子粉末の粒子径の幾何標準偏差値の下限値は１．０１で
ある。

【００２７】白色無機粒子のＢＥＴ比表面積値は０．５
ｍ^２／ｇ以上である。ＢＥＴ比表面積値が０．５ｍ^２／
ｇ未満の場合には、白色無機粒子が粗大であったり、粒
子及び粒子相互間で焼結が生じた粒子となっており、得
られるブラックマトリックス用着色材料は粗大粒子とな
り着色力が低下する。ブラックマトリックス用着色材料
の着色力を考慮すると、ＢＥＴ比表面積値は、好ましく
は１．０ｍ^２／ｇ以上、より好ましくは１．５ｍ^２／ｇ
以上である。白色無機粒子の粒子表面への糊剤による均
一な被覆処理及び有機顔料等による均一な付着処理を考
慮すると、その上限値は５００ｍ^２／ｇであり、好まし
くは４００ｍ^２／ｇ、より好ましくは３００ｍ^２／ｇで
ある。

【００２８】本発明における白色無機粒子の色相は、Ｌ
^＊値が７０．００以上であり、より好ましくは７５．０
０以上であり、Ｃ^＊値が１８．００以下、好ましくは１
５．００以下、より好ましくは１２．００以下である。
Ｌ^＊値、Ｃ^＊値が上記範囲外の場合には、色相が白色を
呈しているとは言い難く、本発明の目的とするブラック
マトリックス用着色材料を得ることが困難となる。

【００２９】本発明における白色無機粒子の隠蔽力は、
６００ｃｍ^２／ｇ未満が好ましい。得られるブラックマ
トリックス用着色材料の透明性を考慮すれば、隠蔽力は
５００ｃｍ^２／ｇ以下がより好ましく、更に好ましくは
４００ｃｍ^２／ｇ以下である。

【００３０】白色無機粒子の耐光性は、後述する評価方
法により、ΔＥ^＊値の下限値は通常５．０を超え、上限
値は１２．０、好ましくは１１．０、より好ましくは１
０．０である。

【００３１】本発明における糊剤としては、白色無機粒
子の粒子表面へ有機顔料等を付着できるものであれば何
を用いてもよく、好ましくはアルコキシシラン、フルオ
ロアルキルシラン、ポリシロキサン等の有機ケイ素化合
物、シラン系、チタネート系、アルミネート系及びジル
コネート系の各種カップリング剤、オリゴマー又は高分
子化合物の一種又は二種以上である。白色無機粒子の粒
子表面への有機顔料等の付着強度を考慮すれば、より好
ましくはアルコキシシラン、フルオロアルキルシラン、
ポリシロキサン等の有機ケイ素化合物、シラン系、チタ
ネート系、アルミネート系及びジルコネート系の各種カ
ップリング剤である。

【００３２】殊に、芯粒子粉末としてシリカ微粒子を用
いた場合には、糊剤としては、有機ケイ素化合物もしく
はシラン系カップリング剤を用いることが好ましい。

【００３３】本発明における有機ケイ素化合物として
は、化１で表わされるアルコキシシランから生成するオ
ルガノシラン化合物、化２で表わされるポリシロキサ
ン、化３で表わされる変成ポリシロキサン、化４で表わ
される末端変成ポリシロキサン並びに化５で表されるフ
ルオロアルキルシラン又はこれらの混合物を用いること
ができる。

【００３４】

【化１】

【００３５】アルコキシシランとしては、具体的には、
メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラ
ン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキ
シシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメト
キシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニル
ジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、デ
シルトリメトキシシラン等が挙げられる。

【００３６】白色無機粒子の粒子表面への有機顔料等の
付着強度を考慮すると、メチルトリエトキシシラン、メ
チルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、
イソブチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシ
シランから生成するオルガノシラン化合物がより好まし
く、最も好ましくはメチルトリエトキシシラン、メチル
トリメトキシシラン及びフェニルトリエトキシシランか
ら生成するオルガノシラン化合物である。

【００３７】

【化２】

【００３８】

【化３】

【００３９】

【化４】

【００４０】白色無機粒子の粒子表面への有機顔料等の
付着強度を考慮すると、メチルハイドロジェンシロキサ
ン単位を有するポリシロキサン、ポリエーテル変成ポリ
シロキサン及び末端がカルボン酸で変成された末端カル
ボン酸変成ポリシロキサンが好ましい。

【００４１】

【化５】

【００４２】フルオロアルキルシランとしては、具体的
には、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリ
デカフルオロオクチルトリメトキシシラン、ヘプタデカ
フルオロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルロ
デシルメチルジメトキシシラン、トリフルオロプロピル
エトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリエトキ
シシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシラ
ン等が挙げられる。

【００４３】白色無機粒子の粒子表面への有機顔料等の
付着強度を考慮すると、トリフルオロプロピルトリメト
キシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシ
ラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシランか
ら生成するフッ素含有オルガノシラン化合物が好まし
く、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリデ
カフルオロオクチルトリメトキシシランから生成するフ
ッ素含有オルガノシラン化合物が最も好ましい。

【００４４】カップリング剤のうち、シラン系カップリ
ング剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルト
リエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミ
ノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ
−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。

【００４５】チタネート系カップリング剤としては、イ
ソプロピルトリステアロイルチタネート、イソプロピル
トリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、
イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル・アミノエチル）
チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスフ
ェイト）チタネート、テトラ（２−２−ジアリルオキシ
メチル−１−ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスフェイ
トチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）
オキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロ
ホスフェート）エチレンチタネート等が挙げられる。

【００４６】アルミネート系カップリング剤としては、
アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、ア
ルミニウムジイソプロボキシモノエチルアセトアセテー
ト、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、アル
ミニウムトリスアセチルアセトネート等が挙げられる。

【００４７】ジルコネート系カップリング剤としては、
ジルコニウムテトラキスアセチルアセトネート、ジルコ
ニウムジブトキシビスアセチルアセトネート、ジルコニ
ウムテトラキスエチルアセトアセテート、ジルコニウム
トリブトキシモノエチルアセトアセテート、ジルコニウ
ムトリブトキシアセチルアセトネート等が挙げられる。

【００４８】オリゴマーとしては、分子量３００以上、
１０，０００未満のものが好ましく、高分子化合物とし
ては、分子量１０，０００以上、１００，０００程度の
ものが好ましい。白色無機粒子への均一な被覆処理を考
慮すれば、液状、もしくは、水又は各種溶剤に可溶なオ
リゴマー又は高分子化合物が好ましい。

【００４９】糊剤の被覆量は、糊剤被覆白色無機粒子に
対してＣ換算で０．０１〜１５．０重量％が好ましく、
より好ましくは０．０２〜１２．５重量％、最も好まし
くは０．０３〜１０．０重量％である。

【００５０】０．０１重量％未満の場合には、白色無機
粒子１００重量部に対して１重量部以上の有機顔料等を
付着させることが困難である。１５．０重量％を超える
場合には、白色無機粒子１００重量部に対して有機顔料
等を１〜５００重量部付着させることができるため、必
要以上に被覆する意味がない。

【００５１】本発明における有機顔料としては、アニリ
ンブラック、ペリレンブラック等の黒色の有機顔料を用
いることができる。本発明におけるカーボンブラックと
しては、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ア
セチレンブラック等のカーボンブラックを用いることが
できるが、樹脂表面にグラフトし、電気的に絶縁性とし
た絶縁性カーボンブラックが好ましい。

【００５２】なお、ブラックマトリックス用着色材料の
黒色をより鮮明にするために他の有機顔料を併用しても
よい。例えば、無金属フタロシアニンブルー、フタロシ
アニンブルー、ファストスカイブルー等のフタロシアニ
ン系顔料からなる青色系有機顔料を使用することができ
る。

【００５３】有機顔料及びカーボンブラックの全付着量
は、白色無機粒子１００重量部に対して１〜５００重量
部である。

【００５４】１重量部未満の場合及び５００重量部を超
える場合には、本発明の目的とするブラックマトリック
ス用着色材料を得ることが困難となる。好ましくは３〜
４００重量部であり、より好ましくは５〜３００重量部
である。

【００５５】本発明に係るブラックマトリックス用着色
材料の粒子形状や粒子サイズは、芯粒子である白色無機
粒子の粒子形状や粒子サイズに大きく依存し、芯粒子に
相似する粒子形態を有している。

【００５６】即ち、本発明に係るブラックマトリックス
用着色材料は、平均粒子径が０．００１〜１．０μｍ、
好ましくは、０．００１５〜０．５μｍ、より好ましく
は０．００２〜０．２μｍである。

【００５７】本発明に係るブラックマトリックス用着色
材料の平均粒子径が１．０μｍを超える場合には、粒子
サイズが大きすぎるため、着色力が低下する。平均粒子
径が０．００１μｍ未満の場合には、ビヒクル中への分
散が困難となる場合がある。

【００５８】ブラックマトリックス用着色材料の粒子径
の幾何標準偏差値は２．０以下であることが好ましく、
より好ましくは１．８以下、更に好ましくは１．５以下
である。２．０を超える場合には、粒度分布が広すぎる
ため、分散性が低下する。工業的な生産性を考慮すれ
ば、ブラックマトリックス用着色材料の粒子径の幾何標
準偏差値の下限値は１．０１である。

【００５９】本発明に係るブラックマトリックス用着色
材料のＢＥＴ比表面積値は、１．０〜５００ｍ^２／ｇで
あり、好ましくは１．５〜４００ｍ^２／ｇ、より好まし
くは２．０〜３００ｍ^２／ｇである。ＢＥＴ比表面積値
が１．０ｍ^２／ｇ未満の場合には、粒子が粗大であった
り、粒子及び粒子相互間で焼結が生じた粒子となってお
り、着色力が低下する。

【００６０】本発明に係るブラックマトリックス用着色
材料の体積固有抵抗値は、５．０×１０^４Ω・ｃｍ以上
であることが好ましく、より好ましくは７．５×１０^４
Ω・ｃｍ以上、更により好ましくは１．０×１０^５Ω・
ｃｍ以上である。体積固有抵抗値が５．０×１０^４Ω・
ｃｍ未満の場合には、高い電気抵抗値を有するブラック
マトリックスを得ることが困難となる。

【００６１】本発明に係るブラックマトリックス用着色
材料の黒色度は、上限値がＬ^＊値で３０．０が好まし
く、より好ましくはＬ^＊値が２９．０、更により好まし
くはＬ ^＊値が２８．０である。Ｌ^＊値が３０．０を超え
る場合には、明度が高くなり、黒色度が十分とは言えな
い。ブラックマトリックス用着色材料の黒色度の下限値
は、Ｌ^＊値が１５．０である。

【００６２】本発明に係るブラックマトリックス用着色
材料の有機顔料等の脱離の程度は、後出評価方法におけ
る目視観察において、５又は４が好ましく、より好まし
くは５である。有機顔料等の脱離の程度が３以下の場合
には、脱離した有機顔料等によりビヒクル中での均一な
分散が阻害される場合があるとともに、脱離した部分の
白色無機粒子の色相が粒子表面に現れるため、均一な色
相を得ることが困難となる。

【００６３】本発明に係るブラックマトリックス用着色
材料の着色力は、後述する評価方法により１１０％以上
が好ましく、１１５％以上がより好ましく、最も好まし
くは１２０％以上である。

【００６４】本発明に係るブラックマトリックス用着色
材料の隠蔽力は、７００ｃｍ^２／ｇ以上が好ましく、よ
り好ましくは８５０ｃｍ^２／ｇ以上であり、さらに好ま
しくは１０００ｃｍ^２／ｇ以上である。

【００６５】本発明に係るブラックマトリックス用着色
材料の耐光性は、後述する評価方法において、ΔＥ^＊値
で５．０以下が好ましく、より好ましくは４．０以下で
ある。

【００６６】なお、本発明に係るブラックマトリックス
用着色材料は、芯粒子である白色無機粒子の粒子表面に
有機顔料等からなる付着層を複数設けてもよい。例え
ば、白色無機粒子の粒子表面が糊剤で被覆され、該被覆
に有機顔料等が付着している付着層が形成され、更に、
第一付着層の表面に糊剤が被覆され、当該被覆に有機顔
料等が付着している付着層が形成されている形態をい
う。必要に応じて、同様にして、更に、付着層を形成し
てもよい。

【００６７】複数の付着層を有するブラックマトリック
ス用着色材料においては、各付着層における有機顔料等
の付着量は、所望の特性に応じて前記有機顔料等全体で
の付着量が前記上限値を超えない範囲で適量を付着させ
ればよい。

【００６８】本発明に係るブラックマトリックス用着色
材料は、必要により、白色無機粒子の粒子表面をあらか
じめ、アルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化
物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物より選ばれる
少なくとも１種からなる中間被覆物で被覆しておいても
よく、中間被覆物で被覆しない場合に比べ、白色無機粒
子の粒子表面からの有機顔料等の脱離をより低減するこ
とができるとともに、耐光性が向上する。

【００６９】中間被覆物による被覆量は、中間被覆物が
被覆された白色無機粒子に対してＡｌ換算、ＳｉＯ_２換
算又はＡｌ換算量とＳｉＯ_２換算量との総和で０．０１
〜２０重量％が好ましい。

【００７０】０．０１重量％未満である場合には、有機
顔料等の脱離量の低減効果及び耐光性向上効果が得られ
ない。０．０１〜２０重量％の被覆量により、有機顔料
等の脱離量の低減効果及び耐光性向上が十分に得られる
ので、２０重量％を超えて必要以上に被覆する意味がな
い。

【００７１】中間被覆物で被覆されている本発明に係る
ブラックマトリックス用着色材料は、中間被覆物で被覆
されていない本発明に係るブラックマトリックス用着色
材料の場合とほぼ同程度の粒子サイズ、ＢＥＴ比表面積
値、黒色度、着色力及び隠蔽力を有している。また、有
機顔料等の脱離の程度及び耐光性は中間被覆物を被覆す
ることによって向上し、脱離の程度は５が好ましく、耐
光性はΔＥ^＊値で４．０以下が好ましく、より好ましく
は３．０以下である。

【００７２】次に、本発明に係るブラックマトリックス
用着色材料を用いたブラックマトリクス用着色組成物に
ついて述べる。

【００７３】本発明に係るブラックマトリックス用着色
組成物は、本発明に係るブラックマトリックス用着色材
料、バインダー樹脂及び溶剤から構成される。また、殊
に、感光性の着色組成物とした場合には、前記に加え
て、分散剤、反応性希釈剤であるモノマー及び重合開始
剤等から構成される。

【００７４】前記ブラックマトリックス用着色組成物に
おける有機顔料等の配合割合は、バインダー樹脂（感光
性着色組成物の場合はバインダー樹脂及びモノマー）１
００重量部に対して５〜１０００重量部の範囲で使用す
ることができる。得られるブラックマトリックスの遮光
性を考慮すれば、好ましくは１０〜７５０重量部が好ま
しく、より好ましくは１５〜５００重量部である。

【００７５】バインダー樹脂としては、カラーフィルタ
ーの製造工程における加熱処理に耐えるものであれば、
特に限定されるものではなく、熱硬化性樹脂、熱可塑性
樹脂等、通常ブラックマトリックス用着色組成物に用い
られる樹脂を用いることができる。

【００７６】熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂としては、
ブチラール樹脂、スチレン−マレイン酸共重合樹脂、塩
素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビ
ニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリ酢酸ビ
ニル、ポリビニルアルコール、ポリウレタン系樹脂、フ
ェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、ア
ルキッド樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ゴム系
樹脂、エポキシ樹脂、セルロース系樹脂、ポリブタジエ
ン、ポリイミド樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン
樹脂、尿素樹脂等を用いることができる。

【００７７】溶剤としては、シクロヘキサノン等の脂環
族炭化水素系溶剤、ジエチレングリコールジメチルエー
テル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレ
ングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテ
ル系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル等のエ
ステル系溶剤、メタノール、エタノール、イソプロピル
アルコール、ブタノール等のアルコール系溶剤、メチル
セロソルブ、エチルセロソルブ等のセロソルブ系溶剤、
イソブチルケトン、メチルエチルケトン、アセトン等の
ケトン系溶剤、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等
の芳香族炭化水素系溶剤、ミネラルスピリット等の石油
系溶剤、セロソルブアセテート等を単独あるいは混合し
て用いることができる。

【００７８】分散剤としては、ラウリル硫酸アンモニウ
ム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタ
ノールアミン等のアニオン性界面活性剤、ステアリルア
ミンアセテート、ラウリルトリメチルアンモニウムクロ
ライド等のカチオン性界面活性剤、ラウリルジメチルア
ミンオキサイド、ラウリルカルボキシメチルヒドロキシ
エチルイミダゾリウムベタイン等の両性界面活性剤、ポ
リオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレ
ンステアリルエーテル、ソルビタンモノステアレート等
の非イオン性界面活性剤の１種又は２種以上を用いるこ
とができる。

【００７９】反応性希釈剤であるモノマーとしては、重
合することにより塗膜を形成するモノマー又は／及びオ
リゴマーを用いることができる。

【００８０】上記モノマー及びオリゴマーとしては、ア
クリル酸、メタクリル酸、２−ヒドロキシエチルアクリ
レート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ビニ
ルアセテート、Ｎ−ヒドロキシメチルアクリルアミド、
Ｎ−（１，１−ジメチル−３−オキソブチル）アクリル
アミド、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリ
エチレングリコールジメタクリレート、メチレンビスア
クリルアミド、１，３，５−トリアクリロイル−１，
３，５−トリアザシクロヘキサン、ペンタエリスリトー
ルトリアクリレート、スチレン、酢酸ビニル、アクリル
酸、メタクリル酸エステル、アクリロニトリル等を用い
ることができる。

【００８１】重合開始剤としては、２−トリクロロメチ
ル−５−スチリル−１，３，４−オキサジアゾール等の
ハロメチルオキサジアゾール、２，４，６−トリ（トリ
クロロメチル）トリアジン等のトリアジン系化合物、ア
ゾビスイソブチロニトリル、ベンゾジンアルキルエーテ
ル、チオアクリドン、ベンジル及びＮ−（アルキルスル
ホニルオキシ）−１，８−ナフタレンジカルボキシイミ
ド等の光分解型重合開始剤、ベンゾフェノン、アントラ
キノン及び９−フェニルアクリジン等の水素移動型重合
開始剤及びベンズアンスロン／トリエタノールアミン、
メチレンブルー／ベンゼンスルフィン酸塩、トリアリル
イミダゾリル二量体／ミヒラーズケトン及び四塩化炭素
／マンガンカルボニル等の電子移動型複合系重合開始剤
等を用いることができる。

【００８２】本発明に係るブラックマトリック用着色材
料を用いて得られたブラックマトリックス層は、光沢度
が７５％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは
８５％以上であり、光学濃度が２．４以上、好ましくは
２．５以上であり、体積固有抵抗値が１×１０^７Ω・ｃ
ｍ以上、好ましくは５．０×１０^７Ω・ｃｍ以上であ
り、耐光性ΔＥ^＊値は５．０以下が好ましく、より好ま
しくは４．０以下である。

【００８３】次に、本発明に係るブラックマトリックス
用着色材料を用いたカラーフィルターについて述べる。

【００８４】本発明におけるカラーフィルターは、透明
基板上に形成されたブラックマトリックス層、カラー表
示用のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）からなる着色層及
び透明導電膜（ＩＴＯ）から構成される。なお、必要に
応じて着色層上に透明保護膜を形成してもよい。また、
横電界によって液晶を駆動する方式の表示装置の場合に
は、ＩＴＯ透明導電膜を省略することもできる。

【００８５】本発明に係るカラーフィルターは、各色の
透過領域において、光透過率が７０％以上であり、好ま
しくは７２％以上、より好ましくは７４％以上を有して
いる。

【００８６】次に、本発明に係るブラックマトリックス
用着色材料の製造法について述べる。

【００８７】本発明に係るブラックマトリックス用着色
材料は、白色無機粒子と糊剤とを混合し、白色無機粒子
の粒子表面を糊剤によって被覆し、次いで、糊剤によっ
て被覆された白色無機粒子と有機顔料等を混合すること
によって得ることができる。

【００８８】本発明に係るブラックマトリックス用着色
材料の粒子表面への糊剤による被覆は、白色無機粒子と
糊剤又は糊剤の溶液とを機械的に混合攪拌したり、白色
無機粒子に糊剤の溶液又は糊剤を噴霧しながら機械的に
混合攪拌すればよい。添加した糊剤は、ほぼ全量が白色
無機粒子の粒子表面に被覆される。

【００８９】なお、糊剤としてアルコキシシラン又はフ
ルオロアルキルシランを用いた場合、被覆されたアルコ
キシシラン又はフルオロアルキルシランは、その一部が
被覆工程を経ることによって生成する、アルコキシシラ
ンから生成するオルガノシラン化合物又はフルオロアル
キルシランから生成するフッ素含有オルガノシラン化合
物として被覆されていてもよい。この場合においてもそ
の後の有機顔料等の付着に影響することはない。

【００９０】糊剤を均一に白色無機粒子の粒子表面に被
覆するためには、白色無機粒子の凝集をあらかじめ粉砕
機を用いて解きほぐしておくことが好ましい。

【００９１】白色無機粒子と糊剤との混合攪拌、有機顔
料等と粒子表面に糊剤が被覆されている白色無機粒子と
の混合攪拌をするための機器としては、粉体層にせん断
力を加えることのできる装置が好ましく、殊に、せん
断、へらなで及び圧縮が同時に行える装置、例えば、ホ
イール型混練機、ボール型混練機、ブレード型混練機、
ロール型混練機を用いることができ、ホイール型混練機
がより効果的に使用できる。

【００９２】前記ホイール型混練機としては、エッジラ
ンナー（「ミックスマラー」、「シンプソンミル」、
「サンドミル」と同義語である）、マルチマル、ストッ
ツミル、ウエットパンミル、コナーミル、リングマラー
等があり、好ましくはエッジランナー、マルチマル、ス
トッツミル、ウエットパンミル、リングマラーであり、
より好ましくはエッジランナーである。前記ボール型混
練機としては、振動ミル等がある。前記ブレード型混練
機としては、ヘンシェルミキサー、プラネタリーミキサ
ー、ナウターミキサー等がある。前記ロール型混練機と
しては、エクストルーダー等がある。

【００９３】白色無機粒子と糊剤との混合攪拌時におけ
る条件は、白色無機粒子の粒子表面に糊剤ができるだけ
均一に被覆されるように、線荷重は１９．６〜１９６０
Ｎ／ｃｍ（２〜２００Ｋｇ／ｃｍ）、好ましくは９８〜
１４７０Ｎ／ｃｍ（１０〜１５０Ｋｇ／ｃｍ）、より好
ましくは１４７〜９８０Ｎ／ｃｍ（１５〜１００Ｋｇ／
ｃｍ）、処理時間は５分〜２４時間、好ましくは１０分
〜２０時間の範囲で処理条件を適宜調整すればよい。な
お、撹拌速度は２〜２０００ｒｐｍ、好ましくは５〜１
０００ｒｐｍ、より好ましくは１０〜８００ｒｐｍの範
囲で処理条件を適宜調整すればよい。

【００９４】糊剤の添加量は、白色無機粒子１００重量
部に対して０．１５〜４５重量部が好ましい。０．１５
〜４５重量部の添加量により、白色無機粒子１００重量
部に対して有機顔料等を１〜５００重量部付着させるこ
とができる。

【００９５】白色無機粒子の粒子表面に糊剤を被覆した
後、有機顔料等を添加し、混合攪拌して糊剤被覆に有機
顔料等を付着させる。必要により更に、乾燥乃至加熱処
理を行ってもよい。

【００９６】有機顔料等は、少量ずつを時間をかけなが
ら、殊に５分〜２４時間、好ましくは５分〜２０時間程
度をかけて添加するか、若しくは、白色無機粒子１００
重量部に対して５〜２５重量部の有機顔料等を、所望の
添加量となるまで分割して添加することが好ましい。

【００９７】混合攪拌時における条件は、有機顔料等が
均一に付着するように、線荷重は１９．６〜１９６０Ｎ
／ｃｍ（２〜２００Ｋｇ／ｃｍ）、好ましくは９８〜１
４７０Ｎ／ｃｍ（１０〜１５０Ｋｇ／ｃｍ）、より好ま
しくは１４７〜９８０Ｎ／ｃｍ（１５〜１００Ｋｇ／ｃ
ｍ）、処理時間は５分〜２４時間、好ましくは１０分〜
２０時間の範囲で処理条件を適宜調整すればよい。な
お、撹拌速度は２〜２０００ｒｐｍ、好ましくは５〜１
０００ｒｐｍ、より好ましくは１０〜８００ｒｐｍの範
囲で処理条件を適宜調整すればよい。

【００９８】有機顔料等の添加量は、白色無機粒子１０
０重量部に対して１〜５００重量部であり、好ましくは
３〜４００重量部、より好ましくは５〜３００重量部で
ある。有機顔料等の添加量が上記範囲外の場合には、目
的とするブラックマトリックス用着色材料が得られな
い。

【００９９】乾燥乃至加熱処理を行う場合の加熱温度
は、通常４０〜１５０℃が好ましく、より好ましくは６
０〜１２０℃であり、加熱時間は、１０分〜１２時間が
好ましく、３０分〜３時間がより好ましい。

【０１００】なお、糊剤としてアルコキシシラン及びフ
ルオロアルキルシランを用いた場合には、これらの工程
を経ることにより、最終的にはアルコキシシランから生
成するオルガノシラン化合物又はフルオロアルキルシラ
ンから生成するフッ素含有オルガノシラン化合物となっ
て被覆されている。

【０１０１】白色無機粒子は、必要により、糊剤との混
合撹拌に先立って、あらかじめ、アルミニウムの水酸化
物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ
素の酸化物より選ばれる少なくとも一種からなる中間被
覆物で被覆しておいてもよい。

【０１０２】中間被覆物による被覆は、白色無機粒子を
分散して得られる水懸濁液に、アルミニウム化合物、ケ
イ素化合物又は当該両化合物を添加して混合攪拌するこ
とにより、又は、必要により、混合攪拌後にｐＨ値を調
整することにより、前記白色無機粒子の粒子表面を、ア
ルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、ケイ素
の水酸化物及びケイ素の酸化物より選ばれる少なくとも
一種からなる中間被覆物で被覆し、次いで、濾別、水
洗、乾燥、粉砕する。必要により、更に、脱気・圧密処
理等を施してもよい。

【０１０３】アルミニウム化合物としては、酢酸アルミ
ニウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸ア
ルミニウム等のアルミニウム塩や、アルミン酸ナトリウ
ム等のアルミン酸アルカリ塩等が使用できる。

【０１０４】ケイ素化合物としては、３号水ガラス、オ
ルトケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム等が使用
できる。

【０１０５】次に、本発明に係るブラックマトリックス
用着色組成物の製造法について述べる。

【０１０６】本発明に係るブラックマトリックス用着色
組成物は、まず、本発明に係るブラックマトリックス用
着色材料、バインダー樹脂、溶剤及び分散剤とを混合・
分散する。次いで、得られた混練物に、反応性希釈剤で
あるモノマー又は／及びオリゴマーと重合開始剤及び溶
剤を添加し、更に混練を行うことによって得ることがで
きる。混合・分散方法としては、ボールミル、エッジラ
ンナー、２本又は３本ロールミル、エクストルーダー及
び高速度衝撃ミル等を用いることができる。

【０１０７】次に、本発明に係るカラーフィルターの製
造法について述べる。

【０１０８】本発明に係るカラーフィルターは、透明基
板上にブラックマトリックスを形成し、次いで、カラー
表示用のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）からなる着色層
を形成し、必要に応じて着色層状上に透明保護膜を形成
した後、透明導電膜を形成することにより得られる。

【０１０９】カラーフィルターの透明基板としては、ノ
ンアルカリガラス、ソーダライムガラス、低アルカリガ
ラス、石英ガラス等のガラス基板や、ポリエーテル、ポ
リスルホン、ポリアクリレート、ポリアリレート等のフ
ィルムを用いることができる。

【０１１０】ブラックマトリックス層は、上記透明基板
上にブラックマトリックス用着色組成物を印刷すること
により得ることができる。

【０１１１】ブラックマトリックス層を印刷・形成する
方法としては、凸版印刷、平版印刷、凹版印刷、グラビ
ア印刷、スクリーン印刷、電着塗装、電子印刷、熱転写
等が挙げられる。

【０１１２】カラーフィルターの製造において着色層の
形成は、常法に従って行えばよく、例えば、エッチング
法又は転写法等の顔料分散法、インクジェット法、印刷
法、電着法等によって作製することができる。

【０１１３】例えば、顔料分散法であれば、ブラックマ
トリックスを形成した透明基板上に、着色組成物を塗布
し、露光、現像、焼き付け工程を繰り返すことによっ
て、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色パターンを形成する。

【０１１４】

【発明の実施の形態】本発明の代表的な実施の形態は、
次の通りである。

【０１１５】粒子の平均粒子径は、いずれも電子顕微鏡
写真に示される粒子３５０個の粒子径をそれぞれ測定
し、その平均値で示した。

【０１１６】粒子の粒子径の粒度分布は、下記の方法に
より求めた幾何標準偏差値で示した。

【０１１７】即ち、上記拡大写真に示される粒子の粒子
径を測定した値を、その測定値から計算して求めた粒子
の実際の粒子径と個数から統計学的手法に従って対数正
規確率紙上に横軸に粒子径を、縦軸に所定の粒子径区間
のそれぞれに属する粒子の累積個数（積算フルイ下）を
百分率でプロットする。そして、このグラフから粒子の
個数が５０％及び８４．１３％のそれぞれに相当する粒
子径の値を読みとり、幾何標準偏差値＝積算フルイ下８
４．１３％における粒子径／積算フルイ下５０％におけ
る粒子径（幾何平均径）に従って算出した値で示した。
幾何標準偏差値が１に近いほど、粒子の粒子径の粒度分
布が優れていることを意味する。

【０１１８】比表面積値は、ＢＥＴ法により測定した値
で示した。

【０１１９】中間被覆物によって被覆された白色無機粒
子末の粒子表面に存在するＡｌ量及びＳｉ量は、「蛍光
Ｘ線分析装置３０６３Ｍ型」（理学電機工業株式会社
製）を使用し、ＪＩＳ Ｋ０１１９の「けい光Ｘ線分析
通則」に従って測定した。

【０１２０】また、白色無機粒子の粒子表面に被覆され
ている糊剤の被覆量及び本発明に係るブラックマトリッ
クス用着色材料に付着している有機顔料等の被覆量は、
「堀場金属炭素・硫黄分析装置ＥＭＩＡ−２２００型」
（株式会社堀場製作所製）を用いて炭素量を測定するこ
とにより求めた。

【０１２１】ブラックマトリックス用着色材料からの有
機顔料等の脱離の程度は、下記方法によって目視により
５段階で評価した。５がブラックマトリックス用着色材
料の粒子表面からの有機顔料等の脱離量が少ないことを
示す。

【０１２２】被測定粒子粉末２ｇとエタノール２０ｍｌ
を５０ｍｌの三角フラスコに入れ、６０分間超音波分散
を行った後、回転数１０，０００ｒｐｍで１５分間遠心
分離を行い、被測定粒子粉末と溶剤部分とを分離した。
得られた被測定粒子粉末を８０℃で１時間乾燥させ、電
子顕微鏡写真（×５０，０００）に示される視野の中に
存在する、脱離して再凝集した有機顔料等の個数を目視
で観察し、白色無機粒子と有機顔料等を、糊剤を介さず
単に混合しただけの混合粒子粉末の電子顕微鏡写真（×
５０，０００）と比較して５段階で評価した。

【０１２３】１：白色無機粒子と有機顔料等を、糊剤を
介さず単に混合した場合と同程度。 ２：ブラックマトリックス用着色材料１００個当たりに
３０個以上５０個未満。 ３：ブラックマトリックス用着色材料１００個当たりに
１０個以上３０個未満。 ４：ブラックマトリックス用着色材料１００個当たりに
５個以上１０個程度。 ５：ブラックマトリックス用着色材料１００個当たりに
５個未満。

【０１２４】白色無機粒子、有機顔料、カーボンブラッ
ク及びブラックマトリックス用着色材料の色相は、試料
０．５ｇとヒマシ油０．５ｍｌとをフーバー式マーラー
で練ってペースト状とし、このペーストにクリアラッカ
ー４．５ｇを加え、混練、塗料化してキャストコート紙
上に１５０μｍ（６ｍｉｌ）のアプリケーターを用いて
塗布した塗布片（塗膜厚み：約３０μｍ）を作製し、該
塗布片について、「多光源分光測色計ＭＳＣ−ＩＳ−２
Ｄ」（スガ試験機株式会社製）を用いて測定を行い、Ｊ
ＩＳ Ｚ ８９２９に定めるところに従って表色指数
（Ｌ^＊値、ａ^＊値、ｂ^＊値）で示した。なお、Ｃ^＊値は
彩度を表し、下記数１に従って求めることができる。

【０１２５】

【数１】Ｃ^＊値＝（（ａ^＊値）^２＋（ｂ^＊値）^２）
^１／２

【０１２６】ブラックマトリックス用着色材料の着色力
は、まず下記に示す方法に従って作製した原色エナメル
と展色エナメルのそれぞれを、キャストコート紙上に１
５０μｍ（６ｍｉｌ）のアプリケーターを用いて塗布し
て塗布片を作製し、該塗布片について、「多光源分光測
色計ＭＳＣ−ＩＳ−２Ｄ」（スガ試験機株式会社製）を
用いてＬ^＊値を測色し、その差をΔＬ^＊値とした。

【０１２７】次いで、ブラックマトリックス用着色材料
の標準試料として、ブラックマトリックス用着色材料と
同様の割合で有機顔料等と白色無機粒子とを単に混合し
た混合顔料を用いて、上記と同様にして原色エナメルと
展色エナメルの塗布片を作製し、各塗布片のＬ^＊値を測
色し、その差をΔＬｓ^＊値とした。

【０１２８】得られたブラックマトリックス用着色材料
のΔＬ^＊値と標準試料のΔＬｓ^＊値を用いて下記数２に
従って算出した値を着色力（％）として示した。

【０１２９】

【数２】着色力（％）＝１００＋｛（ΔＬｓ^＊値−ΔＬ
^＊値）×１０｝

【０１３０】原色エナメルの作製：上記試料粉体１０ｇ
とアミノアルキッド樹脂１６ｇ及びシンナー６ｇとを配
合して３ｍｍφガラスビーズ９０ｇと共に１４０ｍｌの
ガラスビンに添加し、次いで、ペイントシェーカーで４
５分間混合分散した後、アミノアルキッド樹脂５０ｇを
追加し、更に５分間ペイントシェーカーで分散させて、
原色エナメルを作製した。

【０１３１】展色エナメルの作製：上記原色エナメル１
２ｇとアミラックホワイト（二酸化チタン分散アミノア
ルキッド樹脂）４０ｇとを配合し、ペイントシェーカー
で１５分間混合分散して、展色エナメルを作製した。

【０１３２】白色無機粒子、有機顔料、カーボンブラッ
ク及びブラックマトリックス用着色材料の隠蔽力は、上
記で得られた原色エナメルを用いて、ＪＩＳ Ｋ ５１
０１８．２のクリプトメーター法に従って得られた値で
示した。

【０１３３】白色無機粒子、有機顔料、カーボンブラッ
ク及びブラックマトリックス用着色材料の耐光性は、前
述の着色力を測定するために作製した原色エナメルを、
冷間圧延鋼板（０．８ｍｍ×７０ｍｍ×１５０ｍｍ）
（ＪＩＳ Ｇ−３１４１）に１５０μｍの厚みで塗布、
乾燥して塗膜を形成し、得られた測定用塗布片の半分を
金属製フォイルで覆い、「アイ スーパーＵＶテスタ
ー」（ＳＵＶ−Ｗ１３（岩崎電気株式会社製））を用い
て、紫外線を照射強度１００ｍＷ／ｃｍ^２で６時間連続
照射した後、金属製フォイルで覆うことによって紫外線
が照射されなかった部分と紫外線照射した部分との色相
（Ｌ^＊値、ａ^＊値、ｂ^＊値）をそれぞれ測定し、紫外線
が照射されなかった部分の測定値を基準に、下記数３に
従って算出したΔＥ^＊値によって示した。

【０１３４】

【数３】ΔＥ^＊値＝（（ΔＬ^＊値）^２＋（Δａ^＊値）^２
＋（Δｂ^＊値）^２）^１／２ ΔＬ^＊値： 比較する試料の紫外線照射有無のＬ^＊値の
差 Δａ^＊値： 比較する試料の紫外線照射有無のａ^＊値の
差 Δｂ^＊値： 比較する試料の紫外線照射有無のｂ^＊値の
差

【０１３５】有機顔料、カーボンブラック及びブラック
マトリックス用着色材料の各粒子粉末の体積固有抵抗値
は、まず、粒子粉末０．５ｇを測り取り、ＫＢｒ錠剤成
形器（株式会社島津製作所）を用いて、１．３７２×１
０^７Ｐａ（１４０Ｋｇ／ｃｍ ^２）の圧力で加圧成形を行
い、円柱状の被測定試料を作製した。

【０１３６】次いで、被測定試料を温度２５℃、相対温
度６０％の環境下に１２時間以上暴露した後、この被測
定試料をステンレス電極の間にセットし、電気抵抗測定
装置（ｍｏｄｅｌ ４３２９Ａ 横河北辰電気株式会社
製）で１５Ｖの電圧を印加して抵抗値Ｒ（Ω）を測定し
た。

【０１３７】次いで、被測定（円柱状）試料の上面の面
積Ａ（ｃｍ^２）と厚みｔ_０（ｃｍ）を測定し、下記数４
にそれぞれの測定値を挿入して、体積固有抵抗値（Ω・
ｃｍ）を求めた。

【０１３８】

【数４】 体積固有抵抗値（Ω・ｃｍ）＝Ｒ×（Ａ／ｔ_０）

【０１３９】ブラックマトリックス用着色組成物の光学
濃度は、後述する処方によって調製したブラックマトリ
ックス用着色組成物をノンアルカリガラス基板上に印刷
し、得られたブラックマトリックス層の５５０ｎｍにお
ける光透過率を、「自記光電分光光度計ＵＶ−２１０
０」（株式会社島津製作所製）を用いて測定し、下記数
５に従って光学濃度ＯＤ値を算出した。

【０１４０】

【数５】ＯＤ値＝ｌｏｇ（１／Ｔ） Ｔ：５５０ｎｍにおける光透過率（％）

【０１４１】ブラックマトリックス層の光沢度は、前記
測定用塗布片を「グロスメーターＵＧＶ−５Ｄ」（スガ
試験機株式会社製）を用いて入射角６０°の時の光沢度
で示した。光沢度が高いほど、ブラックマトリックス用
着色材料を配合したブラックマトリックス用着色組成物
の分散性が優れていることを示す。

【０１４２】ブラックマトリックス層の耐光性は、前述
のノンアルカリ基板上に形成したブラックマトリックス
層の半分を金属製フォイルで覆い、「アイ スーパーＵ
Ｖテスター」（ＳＵＶ−Ｗ１３（岩崎電気株式会社
製））を用いて、紫外線を照射強度１００ｍＷ／ｃｍ^２
で６時間連続照射した後、金属製フォイルで覆うことに
よって紫外線が照射されなかった部分と紫外線照射した
部分との色相（Ｌ^＊値、ａ ^＊値、ｂ^＊値）をそれぞれ測
定し、紫外線が照射されなかった部分の測定値を基準
に、前記数３に従って算出したΔＥ^＊値によって示し
た。

【０１４３】ブラックマトリックス層の電気抵抗値は、
後述する処方によって調製したブラックマトリックス用
着色組成物をクリアフィルム上に１５０μｍ（６ｍｉ
ｌ）のアプリケーターを用いて塗布して塗布片を作製
し、被測定塗布膜を温度２５℃、相対湿度６０％の環境
下に１２時間以上暴露した後、幅６．５ｍｍの金属製の
電極に、幅６ｍｍにスリットした塗布膜を、塗布面が金
属製電極に接触するように置き、その両端に各１７０ｇ
のおもりを付け、電極に塗布膜を密着させた後、電極間
に５００Ｖの直流電圧をかけて電気抵抗値を測定した。

【０１４４】カラーフィルターの光透過率は、後述する
方法によって作製したカラーフィルターを用いて、６２
０ｎｍ、５５０ｎｍ及び４６０ｎｍの各波長の光透過率
を、「自記光電分光光度計ＵＶ−２１００」（株式会社
島津製作所製）を用いて測定した。

【０１４５】＜ブラックマトリックス用着色材料の製造
＞図１の電子顕微鏡写真（×５０，０００）に示すシリ
カ粒子粉末（粒子形状：球状、平均粒子径０．０２２μ
ｍ、ＢＥＴ比表面積値１９３．８ｍ^２／ｇ、幾何標準偏
差値１．２２、Ｌ^＊値９２．４、ａ^＊値０．２、ｂ^＊値
０．４、Ｃ^＊値０．４、隠蔽力１０ｃｍ^２／ｇ、耐光性
８．１４）７．０ｋｇに、メチルハイドロジェンポリシ
ロキサン（商品名：ＴＳＦ４８４：ＧＥ東芝シリコーン
株式会社製）３５０ｇを、エッジランナーを稼動させな
がらシリカ粒子粉末に添加し、５８８Ｎ／ｃｍ（６０Ｋ
ｇ／ｃｍ）の線荷重で３０分間混合攪拌を行った。な
お、このときの攪拌速度は２２ｒｐｍで行った。

【０１４６】次に、図２の電子顕微鏡写真（×５０，０
００）に示す有機顔料Ｃ−２（種類：アニリンブラッ
ク、粒子形状：棒状、平均粒子径０．３１μｍ、ＢＥＴ
比表面積値５６．８ｍ^２／ｇ、Ｌ^＊値１６．２０、ａ^＊
値−１．０３、ｂ^＊値０．４６、隠蔽力２１０ｃｍ^２／
ｇ、体積固有抵抗値３．６×１０^１１Ω・ｃｍ、耐光性
ΔＥ^＊値１５．２１）７．０ｋｇを、エッジランナーを
稼動させながら３０分間かけて添加し、更に５８８Ｎ／
ｃｍ（６０Ｋｇ／ｃｍ）の線荷重で１２０分間混合攪拌
を行い、メチルハイドロジェンポリシロキサン被覆に有
機顔料Ｃ−２を付着させた後、乾燥機を用いて８０℃で
６０分間乾燥を行い、ブラックマトリックス用着色材料
を得た。なお、このときの攪拌速度は２２ｒｐｍで行っ
た。

【０１４７】得られたブラックマトリックス用着色材料
は、平均粒子径が０．０２６μｍの粒状粒子であった。
ＢＥＴ比表面積値は１２０．１ｍ^２／ｇ、粒子径の幾何
標準偏差値は１．２３、色相のうちＬ^＊値は２３．４
８、ａ^＊値は−０．２５、ｂ^＊値は０．５２であり、着
色力は１５６％、隠蔽力は２，４７０ｃｍ^２／ｇ、体積
固有抵抗値は２．２×１０^１１Ω・ｃｍ、耐光性ΔＥ^＊
値は１．９８、有機顔料の脱離の程度は５であり、メチ
ルハイドロジェンポリシロキサンの被覆量はＣ換算で
２．０２重量％であった。付着している有機顔料Ｃ−２
量はＣ換算で４０．８１重量％（シリカ粒子粉末１００
重量部に対して１００重量部に相当する）であった。

【０１４８】得られたブラックマトリックス用着色材料
の電子顕微鏡写真の観察結果を図３に示す。電子顕微鏡
観察の結果、添加した有機顔料Ｃ−２の粒子がほとんど
認められないことから、有機顔料Ｃ−２のほぼ全量がメ
チルハイドロジェンポリシロキサン被覆に付着している
ことが認められた。また、有機顔料Ｃ−２は添加時の粒
子形状及び粒子サイズを維持しておらず、芯粒子よりも
はるかに微細化された状態で芯粒子の粒子表面に付着層
を形成していることが認められた。

【０１４９】＜ブラックマトリックス用着色組成物の製
造＞前記ブラックマトリックス用着色材料、メチルメタ
クリレート／メタクリル酸共重合体及びシクロヘキサノ
ンを下記組成割合で３本ロールミルを用いて混練した。

【０１５０】 ブラックマトリックス用着色材料 １０．０重量部、 メチルメタクリレート／メタクリル酸共重合体 １０．０重量部、 カチオン性高分子分散剤（ソルスパース２４０００） ２．５重量部、 シクロヘキサノン １２．５重量部。

【０１５１】得られた混練物に、プロピレングリコール
モノメチルエーテルアセテートを下記組成割合で添加
し、サンドグラインダーを用いて分散した。

【０１５２】 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート １６．５重量部、

【０１５３】得られた混練物を１μｍのグラスフィルタ
ーで濾過した。

【０１５４】次いで、ジペンタエリストールペンタアク
リレート、２，４，６−トリ（トリクロロメチル）トリ
アジン、及びプロピレングリコールモノメチルエーテル
アセテートを下記組成割合で添加して、カラーフィルタ
ー用着色組成物を得た。

【０１５５】 ジペンタエリスリトールペンタアクリレート １０．０重量部、 ２，４，６−トリ（トリクロロメチル）トリアジン １．０重量部、 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ３７．５重量部。

【０１５６】前記ブラックマトリックス用着色組成物を
ノンアルカリガラス基板上に塗布し、６０℃で乾燥を行
い、次いで超高圧水銀灯２５０Ｗを用い、４００ｍＪ／
ｃｍ^２の光量で露光を行った。得られたブラックマトリ
ックス層の光学濃度は２．５であり、光沢度が９４％、
耐光性ΔＥ^＊が１．９７であった。

【０１５７】次に、前記ブラックマトリックス用着色組
成物をクリアベースフィルムに１５０μｍ（６ｍｉｌ）
の厚みで塗布、乾燥して電気抵抗値測定用塗膜を得た。
得られた塗膜の電気抵抗値は８．７×１０^１１Ω／ｓｑ
であった。

【０１５８】＜カラーフィルターの作製＞上記で得られ
たブラックマトリックス用着色組成物を、ノンアルカリ
ガラス基板上に塗布し、６０℃で乾燥を行った後、スト
ライプ状のパターンを有するフォトマスクを掛け、超高
圧水銀灯２５０Ｗを用い、４００ｍＪ／ｃｍ^２の光量で
露光を行った。次いで、現像液で未露光部分を洗い流し
た後乾燥させ、膜厚１．０μｍのブラックマトリックス
のパターンを形成した。

【０１５９】得られたブラックマトリックス層が形成さ
れた透明基板上に、後述する組成のＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の各色着組成物を用いてブラックマト
リックス層を形成した場合と同様の操作を繰り返し、ス
トライプ状のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）パターンを
有するカラーフィルターを得た。

【０１６０】 赤（緑、青）色有機顔料 １０．０重量部、 メチルメタクリレート／メタクリル酸共重合体 １０．０重量部、 カチオン性高分子分散剤（ソルスパース２４０００） ２．５重量部、 シクロヘキサノン １２．５重量部、 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート １６．５重量部、 ジペンタエリスリトールペンタアクリレート １０．０重量部、 ２，４，６−トリ（トリクロロメチル）トリアジン １．０重量部、 プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ５４．０重量部。

【０１６１】得られたカラーフィルターの透過率は、波
長６２０ｎｍが７９．４％、波長５５０ｎｍが８１．３
％、波長４６０ｎｍが７８．５％であった。

【０１６２】

【作用】本発明において最も重要な点は、白色無機粒子
の粒子表面が糊剤によって被覆されていると共に、該被
覆に有機顔料及び／又はカーボンブラックが付着してい
るカラーフィルター用着色材は、シャープな粒度分布及
び高い電気抵抗値を有すると共に、遮光性及び耐光性に
優れているという事実である。

【０１６３】本発明において、シャープな粒度分布を有
するブラックマトリックス用着色材料が得られる理由と
して、本発明者は、芯粒子としてシャープな粒度分布を
有する白色無機粒子粉末を用いたこと、及び、付着させ
る有機顔料等が微細な状態で均一に付着しているためと
考えている。

【０１６４】本発明に係るブラックマトリック用着色材
料の耐光性が優れている理由として、本発明者は、比較
的耐光性に優れている芯粒子の粒子表面に、耐光性に優
れた糊剤を介して染料と比べて格段に耐光性に優れてい
る有機顔料等を付着させたことによるものと推定してい
る。

【０１６５】また、本発明に係るブラックマトリックス
用着色材料を用いて得られたブラックマトリックス用着
色組成物は、高い光学濃度と電気抵抗値及び優れた分散
性を有しているという事実である。

【０１６６】本発明に係るブラックマトリックス用着色
組成物が優れた分散性を有する理由として、本発明者
は、芯粒子の粒子表面からの有機顔料等の脱離が抑制さ
れた本発明に係るブラックマトリックス用着色材料を用
いたことにより、ブラックマトリックス用着色組成物の
製造時におけるビヒクル中への分散が、脱離した有機顔
料等によって阻害されることがないためと考えている。

【０１６７】本発明に係るブラックマトリックス用着色
組成物が高い光学濃度を有する理由として、本発明者
は、高い黒色度を有する本発明に係るブラックマトリッ
クス用着色材料を用いたためと考えている。また、通常
はビヒクル中で自己凝集又は結晶成長を起こして大粒子
として挙動する有機顔料等が、本発明に係るブラックマ
トリックス用着色材料の場合は、芯粒子の粒子表面に微
細な状態で均一に付着していることによって、大粒子化
することなくビヒクル中に存在することができるためと
考えている。

【０１６８】

【実施例】次に、実施例及び比較例を示す。

【０１６９】芯粒子１〜３：芯粒子粉末として表１に示
す特性を有する白色無機粒子を用意した。

【０１７０】

【表１】

【０１７１】芯粒子４：芯粒子１のシリカ粒子粉末２０
ｋｇと水１５０ｌとを用いて、シリカ粒子粉末を含むス
ラリーを得た。得られたシリカ粒子粉末を含む再分散ス
ラリーのｐＨ値を、水酸化ナトリウム水溶液を用いて１
０．５に調整した後、該スラリーに水を加えスラリー濃
度を９８ｇ／ｌに調整した。このスラリー１５０ｌを加
熱して６０℃とし、このスラリー中に１．０ｍｏｌ／ｌ
のアルミン酸ナトリウム溶液２７２２ｍｌ（シリカ粒子
粉末に対してＡｌ換算で０．５重量％に相当する）を加
え、３０分間保持した後、酢酸を用いてｐＨ値を７．５
に調整した。この状態で３０分間保持した後、濾過、水
洗、乾燥、粉砕して粒子表面がアルミニウムの水酸化物
により被覆されているシリカ粒子粉末を得た。

【０１７２】このときの製造条件を表２に、得られた表
面処理済みシリカ粒子粉末の諸特性を表３に示す。

【０１７３】芯粒子５、６ 芯粒子２〜５の各白色無機粒子を用い、表面被覆物の種
類及び量を種々変化させた以外は、前記芯粒子６と同様
にして粒子表面が被覆物で被覆されている白色無機粒子
を得た。

【０１７４】このときの製造条件を表２に、得られた表
面処理済み白色無機粒子の諸特性を表３に示す。

【０１７５】

【表２】

【０１７６】

【表３】

【０１７７】尚、表面処理工程における被覆物の種類の
Ａはアルミニウムの水酸化物であり、Ｓはケイ素の酸化
物を表わす。

【０１７８】有機顔料、カーボンブラック：有機顔料と
して表４に示す諸特性を有する有機顔料及びカーボンブ
ラックを用意した。

【０１７９】

【表４】

【０１８０】実施例１〜１１、比較例１〜６：糊剤によ
る被覆工程における添加物の種類、添加量、エッジラン
ナー処理の線荷重及び時間、有機顔料等の付着工程にお
ける有機顔料等の種類、添加量、エッジランナー処理の
線荷重及び時間を種々変化させた以外は、前記発明の実
施の形態と同様にしてブラックマトリックス用着色材料
を得た。

【０１８１】このときの製造条件を表５に、得られたブ
ラックマトリックス用着色材料の諸特性を表６に示す。

【０１８２】なお、実施例１〜３では、芯粒子１００．
０重量部に対して、各有機顔料１００．０重量部を２
０．０重量部づつ５回に分けて添加した。実施例４及び
５では、芯粒子粉末１００．０重量部に対して、各有機
顔料をあらかじめヘンシェルミキサー等で混合した後、
該混合顔料１００．０重量部を１００分かけて添加し
た。実施例４では、芯粒子粉末１００．０重量部に対し
て、各有機顔料をあらかじめヘンシェルミキサー等で混
合した後、該混合顔料１５０．０重量部を１５０分かけ
て添加した。実施例７〜９では、芯粒子粉末１００．０
重量部に対して、各有機顔料を１５．０重量部づつ１０
回に分けて添加した。実施例１０及び１１では、芯粒子
１００．０重量部に対して、各有機顔料２００．０重量
部を２００分かけて添加した。

【０１８３】

【表５】

【０１８４】

【表６】

【０１８５】＜ブラックマトリックス用着色組成物＞ 実施例１２〜２２、比較例７〜１５：ブラックマトリッ
クス用着色材料の種類を種々変化させた以外は、前記発
明の実施の形態と同様にしてブラックマトリックス用着
色組成物を得た。

【０１８６】このときの製造条件及び得られたブラック
マトリックス層の諸特性を表７に示す。

【０１８７】

【表７】

【０１８８】＜カラーフィルター＞ 実施例２３〜３３、比較例１６〜２４：ブラックマトリ
ックス用着色組成物の種類を種々変化させた以外は、前
記発明の実施の形態と同様にしてカラーフィルターを得
た。

【０１８９】用いた有機顔料を表８に、このときの製造
条件及び得られたカラーフィルターの諸特性を表９に示
す。

【０１９０】

【表８】

【０１９１】

【表９】

【０１９２】

【発明の効果】本発明に係るブラックマトリックス用着
色材料は、シャープな粒度分布及び高い電気抵抗値を有
すると共に、遮光性及び耐光性に優れているのでブラッ
クマトリックス用着色材料として好適である。

【０１９３】本発明におけるブラックマトリックス用着
色組成物は、前記ブラックマトリックス用着色材料を用
いたことにより、高い光学濃度と電気抵抗値及び優れた
分散性を有しているので、ブラックマトリックス用着色
組成物として好適である

【０１９４】本発明におけるカラーフィルターは、高い
電気抵抗値を有すると共に、遮光性及び耐光性に優れた
ブラックマトリックスを用いているので、カラーフィル
ターとして好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 発明の実施の形態で用いたシリカ粒子の電子
顕微鏡写真である（×５０，０００）。

【図２】 発明の実施の形態で用いた有機顔料Ｃ−２の
電子顕微鏡写真である（×５０，０００）。

【図３】 発明の実施の形態で得られたブラックマトリ
ックス用着色材料の電子顕微鏡写真である（×５０，０
００）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５００ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５００ ５０５ ５０５ Ｇ０３Ｆ 7/004 ５０５ Ｇ０３Ｆ 7/004 ５０５ Ｆターム(参考） 2H025 AB13 AB17 AC01 AD01 BC32 BC42 CA28 CB13 CB14 CC11 CC20 2H042 AA09 AA26 2H048 BA02 BA11 BA45 BA47 BB01 BB02 BB42 2H091 FA02Y FA35Y FB04 FB13 FC10 FD04 LA30 4J037 AA09 AA10 AA11 AA18 AA22 AA25 CA02 CB23 CB26 CB28 CC28 EE04 EE43 EE44 FF05 FF11 FF22

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 白色無機粒子の粒子表面が糊剤によって
   被覆されていると共に該被覆に有機顔料及び／又はカー
   ボンブラックが付着している平均粒子径０．００１〜
   １．０μｍの複合粒子粉末からなり、前記有機顔料及び
   ／又はカーボンブラックの全付着量が前記白色無機粒子
   １００重量部に対して１〜５００重量部であることを特
   徴とするブラックマトリックス用着色材料。
2. 【請求項２】 請求項１記載の白色無機粒子の粒子表面
   が、あらかじめアルミニウムの水酸化物、アルミニウム
   の酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物より選
   ばれる少なくとも一種からなる中間被覆物によって被覆
   されていることを特徴とするブラックマトリックス用着
   色材料。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載のブラック
   マトリックス用着色材料を含むブラックマトリックス用
   着色組成物。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２に記載のブラック
   マトリックス用着色材料を含むカラーフィルター。