JP2004361448A - Color filter for mva-lcd and mva-lcd using the same - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置用カラーフィルターに関し、特に、表示コントラストと平坦性に優れ、配向分割用突起に電荷が溜まることがなく、残像が発生することのないＭＶＡ−ＬＣＤ（配向分割垂直配向型液晶表示装置）用カラーフィルター及びそれを用いたＭＶＡ−ＬＣＤ（配向分割垂直配向型液晶表示装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＶＡ−ＬＣＤ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ−Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、１画素内で液晶分子の傾斜方向が複数になる様に制御し、全方位で均一な中間調表示ができる様にした垂直配向型液晶表示装置であり（例えば、非特許文献１参照）、表示コントラストに優れると共に、良好な視野角特性及び応答速度を兼ね備えた液晶表示装置とされている。
【０００３】
図１（ａ）及び（ｂ）は、この様なＭＶＡ−ＬＣＤの動作をその断面で模式的に示した説明図である。図１（ａ）及び（ｂ）に示す様に、該ＭＶＡ−ＬＣＤ（１０）は、液晶分子（１５）を介して配向制御用突起（１３）が設けられたＴＦＴ側基板（１１）と、配向制御用突起（１４）が設けられたカラーフィルター側基板（１２）とを配設した構造であるが、この配向制御用突起（１３）及び（１４）は互い違いの配置になる様に配設されている。
【０００４】
図１（ａ）は、電圧が無印加時の状態を示し、電圧無印加時には液晶分子（１５）は、両基板間で垂直に配向しているが、配向制御用突起部（１３）及び（１４）の近傍の液晶分子は、該突起の傾斜面の影響によって僅かに傾斜している。図１（ｂ）は、電圧が印加時の状態を示し、この様に電圧を印加すると突起の傾斜面の近傍の液晶分子が傾斜し始め、該傾斜面部分以外の液晶分子も順次に同一の配向をする様になる。即ち、ラビング処理に代わり、突起を設けることにより液晶分子の配向方向を制御するものである。
【０００５】
この配向制御用突起（１３、１４）は通常フォトレジストを用いて形成されるが、該フォトレジストを用いて形成された配向制御用突起の体積固有抵抗率は、一般的には１．０×１０１４〜１．０×１０１５Ωｃｍ程度のものである。この様な体積抵抗率を有する配向制御用突起を設けたＭＶＡ−ＬＣＤにおいては、長時間に亙り電圧を印加した状態に置くと、配向制御用突起の表面に電荷が溜まり残像が発生するという問題がある。
【０００６】
上記の滞留電荷による残像発生の対策として、配向制御用突起の体積固有抵抗率を１．０×１０９〜１．０×１０１２ΩｃｍとするＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルター（例えば、特許文献１参照）、及び配向制御用突起が共役二重結合を有するフェノール樹脂を含有するフォトレジストを用いて形成したＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルター（例えば、特許文献２参照）が提案されている。しかしながら、この様な導電性の配向制御用突起にしても、下地層となるブラックマトリックスとの斎合性に問題があり滞留電荷の除去は不十分である。
【０００７】
その他に、（１）配向分割用の傾斜面が、画素電極の周縁部に配するゲート電極とゲート配線とドレイン電極とドレイン配線とソース電極等の電極種及び配線種の１種以上を下地層とする上に形成されているブラックマトリックス層による段差形状上又は画素色層の四方周縁部の一部を互いに重ねてなる段差形状上に形成されているＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルター（例えば、特許文献３参照）、（２）対向基板の配向膜、配向分割用の突起パターン及び柱状スペーサが同一材料により一体に形成されているＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルター（例えば、特許文献４参照）、（３）配向制御用突起がフォトレジストを用いて形成した平面形状及び断面形状が略矩形状のパターン、或いは平面形状が円形状で断面形状が略矩形状のパターンを研磨してその断面形状を円弧状の突起に形成した配向制御用突起であるＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルター（例えば、特許文献５参照）、及び（４）画素上に微細加工された突起パターンを有し、本パターンを構成する材料の少なくとも一部がポリイミドからなるＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルター（例えば、特許文献６参照）、等が開示されている。
しかしながら、これらの配向分割制御用突起も、滞留電荷による残像発生の対策として未だ不十分で、下地層となるブラックマトリックスそのものと一体にした解法が望まれている。
【０００８】
【非特許文献１】
「ＦＰＤ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ」（１９９８年５月号）
【特許文献１】
特開２００２−１２２８５８号公報
【特許文献２】
特開２００２−３５０８２９号公報
【特許文献３】
特開２００１−１７４８２４公報
【特許文献４】
特開２００２−０９０７４８号公報
【特許文献５】
特開２００３−１３１２０８公報
【特許文献６】
特開平１１−３０５０３１公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するために為されたものであり、フォトレジスト等を用いて配向分割制御用突起を設けたＭＶＡ−ＬＣＤを、長時間に亙り電圧を印加した状態に置いても残像が発生することのないＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルターを提供することを課題とする。また、フォトレジスト等を用いて配向制御用突起を設けたＭＶＡ−ＬＣＤを長時間に亙り電圧を印加した状態に置いても残像が発生することのないＭＶＡ−ＬＣＤを提供することも課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、本発明の下記の構成になるＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルター及びＭＶＡ−ＬＣＤにより達成される。
＜１＞ 透明基板上に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の着色画素層が形成され、各着色画素の間隙にブラックマトリックスが形成されてなる配向分割用突起を設けたＭＶＡ−ＬＣＤ（配向分割垂直配向型液晶表示装置）用カラーフィルターにおいて、上記ブラックマトリックスが金属微粒子を含有してなることを特徴とするＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルター。
＜２＞ 前記金属微粒子が、平均粒径６０〜２５０ｎｍの銀微粒子であることを特徴とする上記＜１＞に記載のＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルター。
＜３＞ 前記ブラックマトリックスが、感光性を有し金属微粒子を含有する組成物により形成されることを特徴とする上記＜１＞又は＜２＞に記載のＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルター。
＜４＞ 前記ブラックマトリックスが、感光性を有し金属微粒子を含有する転写材料を用いて形成されることを特徴とする上記＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載のＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルター。
＜５＞ 前記Ｒ（赤色）画素が、顔料として少なくともＰＲ−２５４を含有することを特徴とする上記＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載のＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルター。
＜６＞ 前記Ｇ（緑色）画素が、顔料として少なくともＰＧ−３６及びＰＹ−１３８、ＰＹ−１３９、ＰＹ−１５０の何れかを含有することを特徴とする上記＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載のＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルター。
＜７＞ 前記Ｂ（青色）画素が、顔料として少なくともＰＢ−１５を含有することを特徴とする上記＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載のＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルター。
＜８＞ 上記＜１＞〜＜７＞のいずれかに記載のＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルターを用いたことを特徴とするＭＶＡ−ＬＣＤ（配向分割垂直配向型液晶表示装置）。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルターは、透明基板上に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の着色画素層が形成され、各着色画素の間隙にブラックマトリックスが形成されてなる配向分割用突起を設けたＭＶＡ−ＬＣＤ（配向分割垂直配向型液晶表示装置）用カラーフィルターにおいて、上記ブラックマトリックスが金属微粒子を含有してなることを特徴とする。また、本発明のＭＶＡ−ＬＣＤ（配向分割垂直配向型液晶表示装置）は、上記のＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルターを用いたことを特徴とするものである。この様なブラックマトリックスの特徴により、本発明のＭＶＡ−ＬＣＤは長時間に亙り電圧を印加した状態においても、配向分割用突起に電荷が溜まることがなく残像が発生することがない。
以下、本発明のＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルター及びＭＶＡ−ＬＣＤについて、その主要な構成要件につき詳細に説明する。但し、本発明はこれらの説明事項に限定されるものではない。
【００１２】
（ＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルター）
最初に、本発明のＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルターにつき述べる。
本発明のＭＶＡ型液晶表示装置におけるカラーフィルターの構成としては、通常のカラーフィルターにおける画素上に、必要に応じて透明な保護膜層、更には透明導電層を介して、特定の突起パターンを有するものである。この突起の断面形状としては台形、半円形又は三角形状であるものが好ましく、画素上の配置パターンとしては対向基板の突起パターンと共に画素を２分割以上に分割するものであれば特に限定されるものではない。この様なＭＶＡ型液晶表示装置におけるカラーフィルター上の突起形状とパターン配置及び対向基板であるＴＦＴ基板上の突起形状とパターン配置、及び液晶表示装置等の構成については、例えば、「ＳＩＤ（ＳＯＣＩＥＴＹ ＦＯＲ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＤＩＳＰＬＡＹ） ’９８年 ＤＩＧＥＳＴ」の頁１０７７〜１０８０に詳細が記載されている。
【００１３】
本発明のＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルターの具体例を、その幾つかの実施形態に基づいて説明する。
図２（ａ）及び（ｂ）は、断面形状が円弧状の配向分割用突起を形成する方法の一例を示す説明図である。図２（ａ）は、ガラス基板（２１）上に着色画素（２３）、透明電極（２５）、略矩形状のパターン（２７）が順次に形成されたカラーフィルター（２２）の部分断面図である。フォトレジストを用いて平面形状及び断面形状が略矩形状のパターン（２７）が形成された状態を示したものである。
【００１４】
図２（ｂ）は、透明電極（２５）上に形成された略矩形状のパターン（２７）を加熱し、略矩形状のパターン（２７）を熱フローさせ、平面形状は略矩形状で断面形状が円弧状の突起（配向分割用突起）（２９）を形成したものである。この様な該矩形状のパターン（２７）を形成する材料としては、例えば、感光性のフェノール系樹脂を用い、塗布膜の形成後にフォトマスクを介しステッパーを用いて露光し、引き続く現像により略矩形状のパターン（２７）を形成し、次に、ホットプレートの加熱による熱フロー処理により、断面形状が円弧状の突起（配向分割用突起）（２９）とする。
【００１５】
この様な方法で、平面形状が略矩形状で断面形状が円弧状の配向分割用突起（２９）を形成すると、図２（ａ）及び（ｂ）に示す様に、断面形状は円弧状のものが得られるが、該断面形状が円弧状の配向分割用突起（２９）の底部の幅（Ｗ２）は、樹脂の熱フローによって通常は略矩形状のパターン（２７）の底部の幅（Ｗ１）より大きなものとなる。ここで、上記の断面形状が円弧状の配向分割用突起（２９）の底部の幅（Ｗ２）を、略矩形状のパターン（２７）の底部の幅（Ｗ１）を越えない様に制御するには、下記の方法が好適である。
【００１６】
図３（ａ）及び（ｂ）は、本発明のＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルターの一実施例を示す説明図である。図３（ａ）は、ガラス基板（３１）上に着色画素（３３）、透明電極（３５）、略矩形状のパターン（３７）が順次に形成されたカラーフィルター（３２）の部分断面図である。フォトレジストを用いて平面形状及び断面形状が略矩形状のパターンが形成された状態を示したものである。
【００１７】
図３（ｂ）は、透明電極（３５）上に形成された略矩形状のパターン（３７）を研磨し、断面形状が円弧状の突起（配向分割用突起）（３９）に形成したものである。この断面形状が円弧状の突起（配向分割用突起）（３９）は、平面形状が略矩形状で断面形状が円弧状の突起である。略矩形状のパターン（３７）の材料には、例えば、アクリル系、フェノール系、或いはスチレン系のフォトレジストが用いられる。該フォトレジストを含む塗布膜の形成後に、フォトマスクを介しステッパーを用いて露光し、引き続く現像により略矩形状のパターン（３７）を形成し、次いで、研磨を行い断面形状が円弧状の突起（配向分割用突起）（３９）としたものである。
【００１８】
上記の研磨は、例えば、平盤研磨機等を用いて行うことができる。該研磨の際、例えば、平盤研磨機のプレートに研磨パッドとしてＪＩＳ硬度８５以上のポリウレタン発泡布を貼り、研磨液として一次粒子径０．１〜１．０μｍ（二次粒子径３０〜８０μｍ）のアルミナ研磨剤を分散させた研磨液を用い、研磨パッド上にこの研磨液を滴下し、ここにカラーフィルターの膜面側を対向させて載せて行う。この際、研磨圧は約１．５×１０４ Ｐａ程度、回転数は３０ｒｐｍ程度であるが、研磨剤や研磨圧、回転数などの条件は略矩形状のパターン（３７）の材質及び円弧の形状等によって適宜に選択する。
【００１９】
図３（ｂ）に示す突起は、ＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルターの配向分割用突起が、断面形状が円弧状の例である。また、断面形状が円弧状の配向分割用突起（３９）は、略矩形状のパターン（３７）を研磨によって断面形状を円弧状にしたものであり、略矩形状のパターン（３７）の底部の幅（Ｗ３）は、研磨によって変化することはなく、断面形状が円弧状の配向分割用突起（３９）の底部の幅（Ｗ４）と略同一である。従って、高精細で高精度な配向分割用突起が得られる。
【００２０】
図４（ａ）は、本発明のＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルターの他の例の一画素を拡大して示す平面図である。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＡ−Ａ’線の断面図である。図４（ａ）及び（ｂ）に示す様に、この例は、ガラス基板（４１）上にブラックマトックス（４４）、着色画素（４３）、透明電極（４５）、断面形状が円弧状の配向分割用突起（４９）が順次に形成されたカラーフィルター（４０）の例である。
【００２１】
断面形状が円弧状の配向分割用突起（４９）は、一画素内で角度９０°だけ屈曲させてある。一画素内の断面形状が円弧状の配向分割用突起（４９）を実線で、また、隣接する画素内の断面形状が円弧状の配向分割用突起（４９）を点線で表している。図５（ａ）は、図４に示すＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルターに、ＴＦＴ側基板を配置しＭＶＡ−ＬＣＤとした際の状態を示す平面図である。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＢ−Ｂ’線の断面図である。
【００２２】
図５（ａ）に２重点線です示す様に、ＴＦＴ側基板にも断面形状が円弧状の配向分割用突起（５９）が一画素内で９０°屈曲させてある。カラーフィルター（４０）に設けた断面形状が円弧状の配向分割用突起（４９）と、ＴＦＴ側基板にに設けた断面形状が円弧状の配向分割用突起（５９）は、交互に位置する様に設けてある。
【００２３】
従って、電圧印加時には、図５（ａ）に白矢印で示す様に、一画素内で、画素内上方部の液晶分子は左上方４５°の方向と右下方４５°の方向に傾斜し、また、黒矢印で示す様に、画素内下方部の液晶分子は右上方４５°の方向と左下方４５°の方向に傾斜する。即ち、一画素が４分割された例であり、図５（ｃ）に示す様に、一画素内で液晶分子の傾斜方向が４方向となり、視野角特性の更に優れた液晶表示装置となる。
【００２４】
また、図６（ａ）は、本発明のＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルターの別な例の一画素を拡大して示す平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＣ−Ｃ’線の断面図である。図６（ａ）及び（ｂ）に示す様に、この例は、ガラス基板（６１）上にブラックマトックス（６４）、着色画素（６３）、透明電極（６５）、断面形状が円弧状の配向分割用突起（６９）が順次に形成されたカラーフィルターである。断面形状が円弧状の配向分割用突起（６９）は、平面形状が円形状で断面形状が円弧状の突起である。
【００２５】
この様なＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルターに、対向したＴＦＴ側基板を配置しＭＶＡ−ＬＣＤとした際には、電圧印加時に液晶分子は、いわば無限の方向に傾斜する、すなわち、一画素が無限に分割されたものとなり、図６（ｃ）に示す様に、一画素内で液晶分子の傾斜方向が無限の方向となり、視野角特性の特に優れた液晶表示装置となる。
【００２６】
本発明における配向分割用突起の形成に用いるフォトレジストとしては、フェノールノボラック樹脂を好適に使用することができる。また、本発明においては、配向分割用突起の体積抵抗率を調節するために、配向分割用突起の形成に用いるフォトレジストに導電性フィラーを添加することが好ましく、導電性フィラーとしてはカーボンブラック、ＩＴＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ等が挙げられる。
【００２７】
上記導電性フィラーは、単独で又はこれらの組み合わせでフォトレジストに添加して用いられる。フォトレジストに導電性フィラーを添加することにより、ポストベーク温度を低くすることができ、また、配向分割用突起の濃度が低くなりカラーフィルターの透過率が向上する。上記導電性フィラーがカーボンブラックなどであると、配向分割用突起の濃度が高くなりカラーフィルターの透過率が低下するが、コントラストは向上する。
【００２８】
また、本発明の配向分割用突起を形成する際のポストベーク条件としては、２４０℃×２０分以上であることが好ましく、該ポストベークを２４０℃×２０分以上にすることによって、配向分割用突起の体積抵抗率を１．０×１０１２Ωｃｍ以下にすることができる。尚、このポストベークは、２４０℃×２０分〜３００℃×２０分程度で十分である。
【００２９】
（ブラックマトリックス）
次に、本発明のブラックマトリックスについて説明する。
本発明のブラックマトリックスは金属微粒子を含有してなり、更にバインダーとなるポリマーや分散安定剤及び界面活性剤等を含有してもよい。特に、上記ブラックマトリックスが、感光性を有し金属微粒子を含有する組成物により形成されるのが好ましい。
【００３０】
本発明のブラックマトリックスに含有される上記金属微粒子としては、銀微粒子や金微粒子、銅微粒子等が用いられる。この様な金属微粒子は市販のものを使用することができる他、金属イオンの化学的還元法や無電解メッキ法、金属の蒸発法等により調製することも可能である。
【００３１】
例えば、銀微粒子（コロイド銀）を得るには、従来から知られている方法、即ち、米国特許第２６８８６０１号明細書に開示されている、ゼラチン水溶液中で可溶性銀塩をハイドロキノンによって還元する方法、ドイツ特許第１０９６１９３号明細書に記載されている、難溶性銀塩をヒドラジンによって還元する方法、米国特許第２９２１９１４号明細書に記載されている、タンニン酸により銀に還元する方法の様な銀イオンを溶液中で化学的に還元する方法や、特開平５−１３４３５８号公報に記載されている無電解メッキによって銀粒子を形成する方法、及びバルク金属をヘリウムなどの不活性ガス中で蒸発させ、溶媒でコールドトラップするガス中蒸発法等の方法を利用することが可能である。
【００３２】
本発明の金属微粒子含有組成物を用いて遮光層を形成する場合、遮光層の膜厚１μｍ当りの光学濃度が１以上となることが望ましく、またカラーフィルターを作製する際、加熱工程で金属微粒子が融着するのを防止することを考慮すると、該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％程度になる様に調整することが望ましい。
尚、遮光層における金属微粒子の含有量が同じであっても、金属微粒子の平均粒径が異なると、得られる光学濃度も異なる。また、後述する感光性を有する金属微粒子含有組成物における金属微粒子の含有量も上記と同様に調整することが好ましい。
【００３３】
本発明のブラックマトリックスは、光透過性基板の上に設けられた遮光層を有し、遮光層の光学濃度（Ｏ．Ｄ．）を良好にする観点から、該遮光層が平均粒径が６０〜２５０ｎｍの銀微粒子を分散させた層であることが好ましい。ここで、上記の金属微粒子の平均粒径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察により、５０個の粒径を測定し、その平均値を算出したものである。
銀微粒子は、特許第３３１８３５３号明細書に開示の粒径０．０１〜０．０５μｍ（１０〜５０ｎｍ）の場合、黄色から赤色の着色が発生し黒色が得られないが、上記の様に銀微粒子の粒径を６０〜２５０ｎｍ、好ましくは７０〜２００ｎｍにすることにより遮光層として十分な黒色濃度が得られる。尚、このブラックマトリックスにおける遮光層の膜厚は０．３〜２．０μｍ程度が好ましい。本発明のブラックマトリックスにおける遮光層は上記粒径の銀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を有する。
【００３４】
更に、本発明のブラックマトリックスを作成する金属微粒子含有組成物は、感光性を有するものが好ましい。この様な感光性を付与するためには、上記組成物に感光性樹脂組成物が添加される。該感光性樹脂組成物としては、例えば、特開平１０−１６０９２６号公報の段落［００１６］〜［００２２］及び［００２９］に記載のものが挙げられる。
また、前記銀コロイドの様に金属微粒子を水分散物の形態で用いる場合には、上記感光性樹脂組成物としては水媒体系のものが望ましい。この様な水系感光性樹脂組成物としては、例えば、特開平８−２７１７２７号公報の段落［００１５］〜［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」等が好適に挙げられる。
【００３５】
本発明のブラックマトリックスは、上述した様に、金属微粒子を含有する感光性組成物により形成されるのが好ましい。この様な感光性の金属微粒子含有組成物は、上述した金属微粒子含有組成物に、光重合性化合物や光重合開始剤及び禁止剤等を含む感光性樹脂組成物を添加することにより調製できる。
上記の感光性樹脂組成物に用いる光重合性化合物としては、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ことが出来るモノマー又はオリゴマーが好ましい。この様なモノマー又はオリゴマーとしては、分子内に少なくとも１個の付加重合可能なエチレン性不飽和基を有し、沸点が常圧で１００℃以上の化合物を挙げることができる。
【００３６】
具体的には、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）アクリレートなどの単官能アクリレートや単官能メタクリレート；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やグリセリン等の多官能アルコールにエチレンオキシドにプロピレンオキシドを付加した後（メタ）アクリレート化したもの等の多官能アクリレートや多官能メタクリレートを挙げることができる。
【００３７】
更に、特公昭４８−４１７０８号公報、特公昭５０−６０３４号公報及び特開昭５１−３７１９３号公報に記載されているウレタンアクリレート類；特開昭４８−６４１８３号公報、特公昭４９−４３１９１号公報及び特公昭５２−３０４９０号公報に記載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卜やメタクリレートを挙げることができる。これらの中でも、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、ジぺンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジぺンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート等も挙げられる。
【００３８】
以上のモノマー又はオリゴマーは、１種を単独でも、２種類以上を混合して用いてもよく、そのブラックマトリックス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、特に１０〜４０質量％が好ましい。
【００３９】
本発明の感光性樹脂組成物に用いる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号明細書および同第２９５１７５８号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−アミノケトンの組み合わせ、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を挙げることができる。特に、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及びトリアリールイミダゾール二量体が好ましい。
ブラックマトリックス用の着色組成物の全固形分に対する上記光重合開始剤の含有量は、０．５〜２０質量％が一般的であり、特に１〜１５質量％が好ましい。
【００４０】
本発明のブラックマトリックス用着色組成物には、更に禁止剤（熱重合防止剤）を含むことができる。該熱重合防止剤の例としては、ハイドロキノン、ｐ−メトキシフェノール、ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ピロガロール、ｔ−ブチルカテコール、ベンゾキノン、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、フェノチアジン等が挙げられる。
【００４１】
本発明のブラックマトリックス用着色組成物には、更に必要に応じて、各種の添加剤、例えば可塑剤、界面活性剤、密着促進剤、紫外線吸収剤、溶剤等を含有させることができる。
本発明のブラックマトリックス用着色組成物は、上述した各固形成分を溶剤に溶解ないし分散させた塗布液として調製し、これを基板や仮支持体等の表面に塗布し乾燥して着色樹脂層を形成する為に利用する。
【００４２】
ブラックマトリックス用着色組成物の調製に用いられる上記有機溶剤の例としては、メチルエチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、シクロヘキサノール、乳酸エチル、乳酸メチル、カプロラクタム等を挙げることができる。
【００４３】
ブラックマトリックス用着色樹脂層の膜厚は、最終的にはカラーフィルター上に形成されるスペーサー部の構成と、セルギャップ、及びカラーフィルター用着色組成物の転写からポストベークまでの工程での膜厚の減少率等を勘案して決定される。各着色樹脂層の色濃度や現像適性を考慮すると、各着色樹脂層の膜厚は０．５〜５μｍが好ましく、より好ましくは１．５〜４μｍである。
【００４４】
本発明のブラックマトリックス用着色組成物は、公知の方法で基板あるいは後述する仮支持体の表面に塗布し乾燥して、感光性シート（感光性着色樹脂膜或いは感光性着色樹脂層）とすることができる。即ち、感光性シートは、基板の上に形成した状態の感光性樹脂層としても、あるいは感光性樹脂層を一旦剥離して独立の転写シートとして用いることもできる。
【００４５】
ブラックマトリックス用着色組成物の塗布は、例えば、スピナ、ホワイラ、ローラーコータ、カーテンコータ、ナイフコータ、ワイヤーバーコータ、エクストルーダ等の塗布手段を用いて行なうことができ、該形成された塗布層は、その後乾燥することにより感光性樹脂層もしくは感光性転写シートを得ることができる。
【００４６】
本発明のブラックマトリックス作成用の金属微粒子含有組成物（感光性のものも含む。）からは、薄膜で且つ光学濃度の高いブラックマトリックスを作製することができる。
【００４７】
（感光性転写材料）
本発明においては、上述の感光性を有するブラックマトリックス作成用の金属微粒子含有組成物を用いて、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を作製することができる。該感光性転写材料は、仮支持体上に、少なくとも上記の感光性を有し金属微粒子を含有するブラックマトリックス作成用組成物からなる感光性遮光層を設けたものであり、この感光性遮光層の膜厚は、０．３〜３．０μｍ程度が好ましいく、０．５〜２．０μｍ程度がより好ましい。
【００４８】
上記感光性転写材料としては、その感光性樹脂材料として上述の感光性金属微粒子含有組成物を用いること以外は、公知の感光性転写材料と基本的には同様のの構成とすることができる。公知の感光性転写材料の構成の例は、例えば、特開平５−１７３３２０号公報に記載がある。この様な感光性転写材料の最も基本的な構成は、柔軟なプラスチックフィルム等からなる仮支持体のシート上に、カラーフィルター（ブラックマトリックス）用着色組成物からなる薄層が形成された構成であるが、仮支持体シートと感光性着色樹脂層との間に、それらの間の剥離を容易にする層、感光性着色樹脂層のクッションとなる層等の様な下塗層や中間層を任意に設けることができる。好ましい構成の例としては、仮支持体シートの上に、アルカリ可溶な熱可塑性樹脂層、中間層、そして感光性着色樹脂層が形成された構成を挙げることができる。なお、感光性層（感光性着色樹脂層）の上には、更に任意に保護フィルムが積層されてもよい。
【００４９】
上記仮支持体としては、化学的及び熱的に安定であって、また可撓性の物質で構成されることが好ましい。具体的には、テフロン（Ｒ）（商品名）、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン等の薄いシート或いはこれらの積層シート物が好ましい。また、中間層として後述するアルカリ可溶性熱可塑樹脂層を設ける場合には、これとの剥離性が良好なことが好ましい。上記仮支持体の厚さは５〜３００μｍ内が適当であり、特に１５〜１５０μｍが好ましい。
【００５０】
上記中間層は、感光性着色樹脂層を透明基板に密着した後で、仮支持体を剥離し、パターン露光するに際し、該感光性着色樹脂層内での光硬化反応を阻害する空気中からの酸素の拡散を防止する為と、３つの層を積層する場合に熱可塑性樹脂層と感光性着色樹脂層が混じり合わないようにするためのバリアー層として設けられる。その為に、感光性着色樹脂層からは機械的に剥離できないようにし、かつ酸素の遮断能が高いことが好ましい。
【００５１】
この様な中間層はポリマーの溶液を仮支持体上に直接、又は熱可塑性樹脂層を介して塗布することにより形成される。該中間層に用いる好適なポリマーとしては、特公昭４６─３２７１４号公報及び特公昭５６４０８２４号公報に記載されているポリビニルエ−テル／無水マレイン酸重合体、カルボキシアルキルセルロースの水溶性塩、水溶性セルロースエーテル類、カルボキシアルキル澱粉の水溶性塩、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、各種のポリアクリルアミド類、各種の水溶性ポリアミド、ポリアクリル酸の水溶性塩、ゼラチン、エチレンオキサイド重合体、各種の澱粉及びその類似物からなる群の水溶性塩、スチレン／マレイン酸の共重合体、及びマレイネート樹脂、更にこれらの２種以上の組合せが挙げられる。特に好ましいのは、ポリビニルアルコールとポリビニルピリドンとの組合せであり、ポリビニルアルコールは鹸化率が８０％以上であるものが好ましい。
【００５２】
ポリビニルピロリドン等のポリマーの含有量は中間層固形分の１質量％〜７５質量％が好ましく、より好ましくは１質量％〜６０質量％、更に好ましくは１０質量％〜５０質量％である。１質量％未満では感光性着色樹脂層との十分な密着が得られないことがあり、７５質量％を超えると、酸素遮断能が低下することがある。上記中間層の厚みは非常に薄く、約０．１〜５μｍ、特に０．２〜μｍで十分である。該中間層の厚みが０．１μｍ未満の場合、中間層における酸素の遮蔽性が不足することがあり、該中間層の厚みが５μｍを超えると、現像時又は中間層の除去時に時間が掛かり過ぎることがある。
【００５３】
また、仮支持体と感光性遮光層の間に、アルカリ可溶性の熱可塑樹脂層を設ける形態が好ましい。
上記アルカリ可溶性熱可塑性樹脂を構成する樹脂は、実質的な軟化点が８０℃以下であることが好ましい。該軟化点が８０℃以下のアルカリ可溶性の熱可塑性樹脂としては、例えば、エチレンとアクリル酸エステル共重合体のケン化物、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の（メタ）アクリル酸エステル共重合体などのケン化物、から少なくとも１つ選ばれるものが好ましい。更に「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）による軟化点が約８０℃以下の有機高分子の内、アルカリ水溶液に可溶なものを使用することができる。
【００５４】
尚、軟化点が８０℃以上の有機高分子物質においても、その有機高分子物質中に該高分子物質と相溶性のある各種可塑剤を添加して、実質的な軟化点を８０℃以下に下げることも可能である。また、これらの有機高分子物質中に支持体との接着力を調節するために、実質的な軟化点が８０℃を越えない範囲で各種のポリマーや過冷却物質、密着改良剤又は界面活性剤、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を挙げることができる。
【００５５】
上記熱可塑性樹脂層の厚さは６μｍ以上が好ましい。該熱可塑性樹脂層の厚みが５μｍ以下であると、１μｍ以上の下地の凹凸を完全に吸収することが困難となる。また上限については、現像性や製造適性から約１００μｍ以下が一般的であり、約５０μｍ以下が好ましい。
【００５６】
本発明の感光性転写材料を作製するには、仮支持体上に、本発明の感光性を有し金属微粒子を含有するブラックマトリックス作成用組成物の溶液を、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手段を用いて塗布し乾燥させることにより得ることができる。上記のアルカリ可溶性熱可塑性樹脂の層を設ける場合にも、同様にして作製できる。
【００５７】
本発明の感光性転写材料は、上述のごとく金属微粒子含有組成物からなる感光性遮光層を設けているため、該転写材料を用いて、薄膜で且つ光学濃度が高い遮光層を設けてブラックマトリックスを作製することができる。
【００５８】
（ブラックマトリックスの作製）
本発明のブラックマトリックスは、上述の（感光性）金属微粒子含有組成物又は感光性転写材料を用いて作製される遮光層を有する。該遮光層の膜厚は０．３〜２．０μｍ程度が一般的で、本発明のブラックマトリックスにおける遮光層は、金属微粒子を均一に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（遮蔽性能）を示すことができる。
【００５９】
感光性を有する金属微粒子含有組成物を用いてブラックマトリックスを作製する方法は、光透過性の基板に、感光性を有し金属微粒子を含有する着色組成物を塗布して形成される層に（塗布方法は前記感光性転写材料を作製する際の方法が同様に用いられる。）、常法によりブラックマトリックス用のフォトマスクを介して露光し、その後現像することにより遮光層を形成する方法等が利用できる。また、金属微粒子を含有する着色組成物が感光性を有しない場合は、光透過性基板に、金属微粒子を含有する着色組成物を塗布して形成した層の上に、現像可能な感光性樹脂組成物からの層を形成し、常法によりブラックマトリックス用フォトマスクを介して露光し、次いで現像しエッチングすることにより遮光層を形成することができる。
【００６０】
前記の感光性転写材料を用いるブラックマトリックスの作製方法は、光透過性基板の上に、該感光性転写材料を、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し、次いで感光性転写材料と光透過性基板との積層体から仮支持体を剥離し、その後ブラックマトリックス用フォトマスクを介して該感光性遮光層を露光した後、現像してブラックマトリックスを形成する方法等を利用できる。この様に、本発明のブラックマトリックスの製造方法は、煩瑣な工程を行うことを必要とせず、簡便で低コストである。
【００６１】
（着色組成物及び顔料）
次に、本発明のカラーフィルターに用いる着色組成物について説明する。
本発明のカラーフィルター用着色組成物としては、顔料成分等の着色剤及びバインダーを主成分とし、必要に応じて光重合性のモノマーやオリゴマーからなる光重合性化合物、及び光重合開始剤等を構成成分として含む。また、本発明のカラーフィルターは、公知のカラーフィルターと同様な構成を持ち、公知の製法を利用して製造することができる。
即ち、所定のＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）に対応する着色成分、及び少なくともバインダーを含み、必要に応じて、光重合性化合物、光重合開始剤等からなるカラーフィルター用着色組成物を用いて着色樹脂層を形成し、これを利用して公知の手法に従って、画素パターンによる露光と現像とを、画素の数に応じた回数だけ行なうことによりカラーフィルターを製造することができる。ここで、本発明のカラーフィルターの着色樹脂層は、インクジェット方式や電着方式等によって形成してもよい。
【００６２】
本発明の着色組成物に用いるバインダーとしては、特に制限はなく、公知の膜形成能を有するポリマーを用いることができる。中でも、本発明のバインダーとして好適に用いられるのは、側鎖にカルボン酸基やカルボン酸塩基等の極性基を有するポリマーである。その例としては、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号公報等に記載されている様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等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。
【００６３】
この他に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）アクリル酸と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を挙げることができる。これらの極性基を有するバインダーポリマーは、単独で用いてもよく、或いは通常の膜形成能の有るポリマーと併用する組成物の状態で使用してもよい。
【００６４】
本発明に用いる上記着色剤としては、公知の染料や顔料が挙げられるが、中でも特に、耐光性や耐熱性及び耐薬品性等を良好にする観点から、顔料が好ましい。該顔料は着色組成物内に均一に分散して用いられるが、その平均粒径としては５μｍ以下が好ましく、３μｍ以下がより好ましく、特に１．０μｍ以下が好ましい。
【００６５】
本発明の上記顔料としては、赤色顔料や緑色顔料、青色顔料、その他各色の顔料を使用することができる。
上記赤色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド９、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１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６８、Ｃ．Ｉ．ピクメントレッド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．ピグメントレッド２１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２０、Ｃ．Ｉ．ピグメンレッド２２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２４０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２４２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２７２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２７０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２６４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４等が挙げられる。
【００６６】
上記緑色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、Ｃ．Ｉ．ピクメントグリーン３６等が挙げられる。
上記青色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６、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等が挙げられる。
【００６７】
また、上記顔料の他、必要に応じて、黄色顔料やオレンジ顔料、バイオレット顔料、ブラウン顔料、黒色顔料等を使用することができる。
上記黄色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８３，Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８６、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉピグメントイエロー１５３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５等が挙げられる。
【００６８】
上記オレンジ顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ５１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ５９、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ６１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７１等が挙げられる。
上記バイオレット顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２９、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット３０、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット３７、Ｃ．Ｉ．ピクメンドバイオレット４０、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット５０等が挙げられる。
【００６９】
上記ブラウン顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２６等が挙げられる。上記黒色顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７等が挙げられる。
本発明に用いる上記の顔料類は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００７０】
上記顔料の中でも、本発明の液晶表示装置用カラーフィルターのＲ（赤色）画素としては、高色純度と高透過率とを両立させ平坦性を得る観点より、顔料として少なくともＣ．Ｉ．ＰＲ−２５４（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４）を含有するものが好ましい。
また、本発明の上記カラーフィルターのＧ（緑色）画素としては、高色純度と高透過率とを両立させ平坦性を得る観点より、顔料として少なくともＣ．Ｉ．ＰＧ−３６（Ｃ．Ｉ．ピクメントグリーン３６）及びＣ．Ｉ．ＰＹ−１３８（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８）、Ｃ．Ｉ．ＰＹ−１３９（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９）、Ｃ．Ｉ．ＰＹ−１５０（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０）の何れかを含有するものが好ましい。
また、本発明のカラーフィルターのＢ（青色）画素としては、高色純度と高透過率とを両立させ平坦性を得る観点より、顔料として少なくともＣ．Ｉ．ＰＢ−１５（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５）を含有するものが好ましい。
【００７１】
上記の顔料系は透過領域が長波側にあり高色純度領域において高い透過率を得ることができる。また、顔料の分散性及び安定性が良好であり、本発明の液晶表示装置用カラーフィルター用途に適した物性を有している。
本発明の顔料組成物において、上記着色剤（顔料）の含有量としては、組成物の全固形分質量に対して、０．１〜７０質量％が好ましく、０．５〜６０質量％がより好ましく、特に１．０〜５０質量％が好ましい。
【００７２】
本発明においては、好適な顔料は分散液として使用することが望ましい。この様な分散液は、例えば、以下の方法によって調製することができる。
（１）上記顔料と顔料分散剤とを予め混合して得られる組成物を、上記有機溶剤（又はビヒクル）に添加して分散させる方法、
（２）上記有機溶剤（又はビヒクル）に、上記顔料と顔料分散剤を別々に添加して分散させる方法、
（３）上記顔料と顔料分散剤とを予め別々に上記有機溶剤（又はビヒクル）に分散し、得られた分散体を混合する方法（この場合、顔料分散剤を有機溶剤のみで分散してもよい。）、
（４）上記有機溶剤（又はビヒクル）に、上記顔料を分散した後、得られた分散体に顔料分散剤を添加する方法。
【００７３】
ここで、上記ビヒクルとは、塗布液が液体状態にあるときに顔料を分散させている媒質の部分をいい、液状であって上記顔料と結合して塗膜を固める部分（バインダー）とこれを溶解希釈する成分（上記有機溶剤）とを含む。
上記顔料を分散させる際に使用する分散機としては、特に制限はなく、例えば、ニーダー、ロールミル、アトライダー、スーパーミル、ディゾルバー、ホモミキサー、サンドミル、等の公知の分散機が挙げられる。
【００７４】
（カラーフィルターの作製）
本発明のカラーフィルターは、光透過性基板の上に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各着色画素群を有し、該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なし、該ブラックマトリックスは、本発明の前述のブラックマトリックス作成用着色組成物又は感光性転写材料を用いて作製される。赤色、緑色、青色の３種の画素群を配置するには、モザイク型或いはトライアングル型等の配置が好ましい。
上記光透過性の基板としては、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又はプラスチックフィルム等が用いられる。
【００７５】
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個以上の画素群を形成した後、前記の様にしてブラックマトリックスを形成しても、或いは最初にブラックマトリックスを形成し、その後２個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前記の様な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又平坦性に優れている。
【００７６】
以下に、本発明のカラーフィルターの製造方法について詳しく説明する。本発明のカラーフィルターは、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素毎に、例えば、下記の各工程を順次に実施することにより製造することができる。
（１）基板上に、光重合性化合物や光重合開始剤、バインダー、着色成分（顔料）等を含むカラーフィルター作成用着色組成物からなる感光性シートを接合して感光性着色樹脂層を設ける工程、
（２）上記着色感光性樹脂層をパターン状に露光させる工程、
（３）露光させた感光性着色樹脂層を現像して、感光性着色樹脂層の露光部分から構成されるパターン状着色硬化膜層を得る工程、及び
（４）上記パターン状着色硬化膜層を加熱等することにより、焼成して更に硬化させる行程。
【００７７】
上記の工程（１）は、基板の表面に直接、感光性顔料分散液を塗布し、乾燥させることにより行なってもよいが、一旦、別に用意した仮支持体（柔軟なプラスチック製のシートなど）上に感光性着色樹脂層を形成させて感光性シート（感光性転写材料）とし、この感光性シートの感光層を基板表面に転写させる方法を利用して行なうことが好ましい。
【００７８】
該基板上に設けられた感光性着色樹脂層に対しては、フォトマスクなどを用いる像様露光によりパターン状に露光させる工程、即ち工程（２）が実施され、次いで、現像液を用いて光照射を受けなかった未硬化部分を溶解し除去する現像工程、即ち工程（３）が行なわれる。この様にして、基板の上に着色感光性層の露光部分に対応するパターン状着色硬化層を得ることができる。
【００７９】
上記の工程（１）乃至（３）は、感光性転写材料を用いる画像形成方法において、一般的に用いられる方法であり、たとえば、特開平５−１７３３２０号公報に記載されている。代表的な画像形成方法としては、感光性転写材料の感光性樹脂組成物層を液晶表示素子に設置する透明基板の表面に重ね、支持体シート（仮支持）を剥がし取ったのち、その被転写材料上の感光性樹脂組成物層（感光性着色樹脂層）にフォトマスクを介してパターン状の露光を行なう工程、露光後に感光性着色樹脂層を加熱する工程、現像処理して未露光部分を溶解除去する工程などを組み合わせた方法を利用することができる。
【００８０】
（ＭＶＡ−ＬＣＤ）
本発明の配向分割用突起を設けたＭＶＡ−ＬＣＤ（配向分割垂直配向型液晶表示装置）の１態様を図７に示す。ここで、液晶表示素子（１０）は、所定のセルギャップを置いて対向配置されたアレイ基板（１２）と対向基板（１４）とを備え、これらアレイ基板と対向基板との間に液晶層（１６）が挟持されてなる。アレイ基板（１２）及び対向基板（１４）は、液晶表示装置の表示領域の外周を囲むように配置されたシール材（１８）により周縁部同士が接合されている。シール材（１８）の一部には図示しない液晶注入口が設けられ、この液晶注入口は液晶注入後に封止材により封止される。
【００８１】
アレイ基板（１２）は、透明なガラスからなる基板（１１）を備え、この基板上には図示しない複数の走査線と、絶縁膜を介して該走査線と直交した複数の信号線（２０）とが配置され、この走査線と信号線とにより囲まれた領域には、それぞれ略矩形状の画素電極（２２）が設けられ画素部を構成している。ここで、各画素電極（２２）は、走査線と信号線（２０）との交差部に設けられたＴＦＴ（２４）に接続されている。更に、ガラス基板（１１）の全面には配向膜（２６）が形成されている。
【００８２】
対向基板（１２）は、透明なガラスからなる基板（２８）上に、カラーフィルター（３０）、ＩＴＯからなる透明な対向電極（３２）、配向膜（３３）を順に形成して構成されている。該カラーフィルター（３０）は、ブラックマトリックスとしてマトリックス状に形成された遮光層（３４）及び遮光層間を互いに略平行に延びたストライプ状の緑色の着色層（３５Ｇ）、青色の着色層（３５Ｂ）、赤色の着色層（３５Ｒ）により形成されている。本発明においては、上記のマトリックス状に形成された遮光層（３４）は金属微粒子を含有して形成される。これらの着色層（３５Ｇ、３５Ｂ、３５Ｒ）を覆う様に、ガラス基板（１１）の略全面に対向電極（３２）が形成され、更に該対向電極に重ねて配向膜（３３）が形成されてなる。
【００８３】
また、本実施の形態において、対向基板（１４）の配向膜（３３）は、液晶配向分割用の突起パターン（４０）及び複数の柱状スペーサー（４２）を備えて形成されている。該突起パターン（４０）は、着色層（３５Ｇ、３５Ｂ、３５Ｒ）の各々の略中央部と対向する位置に設けられ、アレイ基板（１２）側に突出している。各柱状スペーサー（４２）は、遮光層（３４）と対向する位置に設けられていると共に、アレイ基板（１２）側に突出し、その先端はアレイ基板側の配向膜（２６）に当接している。従って、アレイ基板（１２）及び対向基板（１４）間のセルギャップは、複数の柱状スペーサー（４２）によって所定の値に維持されている。
【００８４】
更に、２枚の基板（１１、２８）の外面にはそれぞれ偏光板（４４、４５）が設けられ、本発明のＭＶＡ−ＬＣＤの液晶表示素子（１０）は、光シャッターとしてカラー画像を表示する。
【００８５】
本発明のカラーフィルター（３０）は平坦性が高いため、このカラーフィルターを備えるＭＶＡ−ＬＣＤの液晶表示素子（１０）は、カラーフィルター（３０）と基板（１１）との間にセルギャップムラが生せず、色ムラ等の表示不良が発生することがない。
また、本発明のカラーフィルター（３０）のブラックマトリックス（３４）は、黒色顔料として従来の様なカーボンブラックを含むものではなく、該ブラックマトリックスが金属微粒子を含有してなるものであるので、液晶配向分割用の突起（４０）に電荷が溜まることがなく、液晶表示素子（１０）に残像が発生することがない。従って、該ＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルターを用いた本発明のＭＶＡ−ＬＣＤは、色ムラが無く表示コントラストに優れ、長期に亙り電圧を印加した状態に置いても残像が発生することのない液晶表示装置である。
【００８６】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。尚、本実施例中の「部」及び「％」は総て、「質量部」及び「質量％」を表す。
【００８７】
［実施例１］
（銀微粒子の作製）
ゼラチン１１２ｇに蒸留水３４８８ｇを添加し、得られた混合物を約４７℃まで加熱してゼラチンを溶解した。これに酢酸カルシウム４．０ｇ及びホウ化水素カリウム２．０ｇを添加した。その直後に蒸留水１．０Ｌに溶解した硝酸銀６．０ｇを、急速に攪拌しながら添加した。更に蒸留水を添加して、最終質量を５．０ｋｇに調整した。次いで生成物をゲル化温度近くまで冷却し、小さな穴を通過させて冷却した水の中へ押し出して、それにより非常に微細なヌードルを作製した。これらのヌードルを、現場で青色銀を生成するための増幅触媒として供給した。便宜上及びヌードルが溶融塊を形成するのを防ぐために、水を用いてヌードルを希釈して水１対ヌードル３にした。
【００８８】
ホウ化水素還元銀核６５０ｇに、蒸留水８１ｇに溶解したモノスルホン酸ヒドロキノンカリウム６．５ｇ及びＫＣｌ０．２９ｇを添加した。上記のヌードルスラリーを約６℃まで冷却した。また別々の容器に、以下の２種の溶液（Ａ）及び（Ｂ）を調製した。
（Ａ）………１９．５ｇ 亜硫酸ナトリウム（無水）、０．９８ｇ 重亜硫酸ナトリウム（無水）、１２２．０ｇ 蒸留水
（Ｂ）………９．７５ｇ 硝酸銀、１２２．０ｇ 蒸留水溶液
【００８９】
上記の溶液（Ａ）及び（Ｂ）を混合して攪拌を続け、白色沈殿を形成させた。次いで直ちに、この混合物を短時間で（５分間以内）急速に攪拌しながら上記ヌードルスラリーに添加した。温度を１０℃に維持し、そして総ての可溶性銀塩が核の上に還元されるまで、約８０分間増幅を進行させた。得られた青色スラリー粒子を、ナイロンメッシュバック中でスラリーを介して水道水を通過させ、そして約３０分間洗浄水がバックを通過するようにして洗浄したので、すべての塩を洗い流せた。ゲルスラリーに分散させ洗浄した青色銀を、溶融した場合に１．５質量％の濃度の銀を有する青色銀分散体を得るように、生成物の質量が４１２ｇになるまで水気を切った。透過電子顕微鏡写真は、この青色銀が、エッジ長さ約２０〜３０ｎｍ及び厚さ約７ｎｍの明確な平板状粒子から成ることを示した。
【００９０】
（銀微粒子分散液の調製）
上記の如くして得られた銀分散スラリー４０００ｇに、分散剤（日本油脂（株）製の「ラピゾールＢ−９０」）６ｇとパパイン５％水溶液２０００ｇを添加し、温度３７℃で２４時間保存した。この液を２０００ｒｐｍで５分間かけて遠心分離して、銀微粒子を沈降させた。上澄み液を棄てた後、蒸留水で洗浄して酵素で分解されたゼラチン分解物を除去した。次いで該銀微粒子沈降物をメチルアルコールで洗浄してから乾燥させた。約６０ｇの銀微粒子の凝集物が得られた。この凝集物５３ｇと分散剤（アビシア（株）製の「ソルスパース２００００」）５ｇ、メチルエチルケトン２２ｇを混合した。これに２ｍｍφガラスビーズ１００ｇを混合して、ペイントシェーカーで３時間かけて分散して、目的とする銀微粒子分散液（Ａ１）を得た。
【００９１】
（微粒子含有層塗布液の調製）
上記で得られた銀微粒子分散液（Ａ１）に下記の添加剤を添加し混合して、微粒子含有層塗布液を得た。
・上記の銀微粒子分散液（Ａ１） ４０．０ｇ
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ４０．０ｇ
・メチルエチルケトン ３７．６ｇ
・フッ素系界面活性剤「Ｆ１７６ＰＦ」 ０．１ｇ
（大日本インキ化学工業（株）製、２０％水溶液）
・ヒドロキノンモノメチルエーテル ０．００１ｇ
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート ２．１ｇ
・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
【００９２】
（遮光層画像の形成）
上記で得られた微粒子含有層塗布液をガラス基板上に塗布し乾燥させ、乾燥膜厚が０．３μｍの感光性遮光層（黒色感光性樹脂層）を形成した。
次いで超高圧水銀灯を用いて、上記感光性遮光層に５００ｍＪ／ｃｍ２のパターン（ＭＶＡモード用）露光を行った。その後、現像液としてトリエタノールアミン１％水溶液を用い、所定の現像液（富士写真フイルム（株）製のアルカリ現像液「ＴＣＤ」）で遮光層の感光性黒色樹脂層を現像して未露光部を除去し、目的とする遮光層を形成した。
【００９３】
（顔料分散物の合成）
（１）５−ニトロイソフタル酸ジメチル５０部とＮ，Ｎ−ジエチル−１，３−プロパンジアミン１３０部を、弱く減圧しながら温度８０〜１００℃で４時間かけて反応させた。原料の５−ニトロイソフタル酸ジメチル及びモノアミド化合物の消失を確認したのち、過剰のＮ，Ｎ−ジエチル−１，３−プロパンジアミンを減圧除去し、９２部の５−ニトロイソフタル酸ビス−３−ジエチルアミノプロピルアミドを得た。
【００９４】
（２）得られた５−ニトロイソフタル酸ビス−３−ジエチルアミノプロピルアミド１８．５部、及びトリエチルアミン５．１部をＤＭＦ６０部に溶解して氷冷した。これに４−ニトロベンゾイルクロライド９．３部のアセトン６０部液を加えてアミド化した。この反応後、水８００部を加えて結晶を濾取し、酢酸エチルにより再結晶して、４−ニトロベンゾイル−４−｛３，５−ビス（３−ジエチルアミノプロピルカルバモイル）｝フェニルアミド１４部を得た。
【００９５】
（３）得られた４−ニトロベンゾイル−４−｛３，５−ビス（３−ジエチルアミノプロピルカルバモイル）｝フェニルアミド１４部を還元鉄及び塩化アンモニウムと共にイソプロパノール２００部、水３５部中で還流し還元して、アニリン誘導体１３．２部を得た。
【００９６】
（４）得られたアニリン誘導体１３．２部をメタノール１２０部に加え、氷冷下に塩酸１８部を加えた。この混合液を更に温度−１５℃まで冷却した。これにＮａＮＯ２１．８部の水溶液（水２０部）を滴下し、ジアゾ化した（ジアゾ溶液の調製）。別途、５−アセトアセチルアミノベンズイミダゾロン５．９部、メタノール２６部、水５３０部、及びＮａＣＯ３１０．８部からなるカップリング成分溶液を調製し、温度１０℃に冷却した。これに上記で得られたジアゾ液を温度１０℃を超えない様に滴下し、反応させた。更にＫ２ＣＯ３を加えて系を塩基性にし、析出した黄色生成物を濾取し、ＤＭＦとアセトニトリルとによって再結晶して、目的の顔料分散物である下記化合物［１］を得た。得られた化合物の最大吸収波長は、λｍａｘ＝３９１ｎｍ（ＣＨＣｌ３中）であった。
【００９７】
【化１】
（黄色顔料分散液ＰＹ−１３９の調製）
下記組成の黄色顔料組成物を調製した。
・Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９ ８ｇ
・上記化合物［１］の顔料分散物 ０．８ｇ
・メタクリル酸／メタクリル酸ベンジル共重合体 ２０ｇ
（モル比２８／７２、重量平均分子量３万、濃度４０％の１−メトキシ−２−プロピルアセテート溶液、酸価１０５）
・１−メトキシ−２−プロピルアセテート ５１．２ｇ
【００９９】
上記組成の黄色顔料組成物をモーターミル「Ｍ−５０」（アイガー社製）で、径０．６５ｍｍφのジルコニアビーズを用いて、周速９ｍ／秒で１６時間かけて分散して、目的とする黄色顔料分散液（ＰＹ−１３９）を調製した。
【０１００】
（カラーフィルターの作製）
下記の表１に示したカラーフィルター用の赤色画素形成用塗布液（Ｒ１）を調製し、この塗布液をソーダライムガラス基板（１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚み１．１ｍｍ）上にスピンコーター「１Ｈ−ＤＸ」（ミカサ社製）を用いて１８０ｒｐｍにて塗布した後、オーブンに入れ温度１００℃で２分間加熱して乾燥した。
【０１０１】
次いで、パターン作製用クロームマスクを介してマスクアライナー「Ｍ−２Ｌ」（ミカサ社製）により２００ｍＪ／ｃｍ２の露光を行った後、基板を温度３３℃の１％炭酸ナトリウム水溶液中に６０秒間浸漬した後、水洗して未露光部分を除去し、更にオーブンに入れて温度２２０℃で３０分間かけて加熱処理を行い、基板上に赤色（Ｒ）画素パターンを形成した。
【０１０２】
次に、上記で得たＰＹ１３９分散液を用いて、下記表１に示したカラーフィルター用の緑色画素形成用塗布液（Ｇ１）を調製して、この塗布液を上記の赤色画素パターンが形成された基板上にスピンコーターを用いて２３０ｒｐｍにて塗布した後、上記の赤色画素パターン形成の場合と同様にして、緑色（Ｇ）画素パターンを形成した。
【０１０３】
更に、下記表１に示したカラーフィルター用の青色画素形成用塗布液（Ｂ１）を調製し、この塗布液を上記の赤色画素パターンと青色画素パターンが形成された基板上にスピンコーターを用いて１８０ｒｐｍにて塗布した後、上記赤色画素パターン形成と同様にして青色（Ｂ）画素パターンを形成し、本発明に従う（Ｒ）画素パターン、（Ｇ）画素パターン、及び（Ｂ）画素パターンが積層された基板（カラーフィルター）を得た。
【０１０４】
【表１】
（配向分割用突起の形成）
この様にして遮光層及び着色画素層が形成されたカラーフィルター基板上に、ＩＴＯ膜を８００Åの膜厚で形成した後に、下記に示す処方の構造材用塗布液を全面にスピンコート法により塗布し、９０℃で２分間プリベークして、膜厚約２μｍの構造材の感光性樹脂層を形成した。
【０１０６】
＜構造材用塗布液の処方＞
・ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体（メタアクリル酸含有重合体
、共重合モル比７３／２７、重量平均分子量３００００） ６．７部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（重合性モノマー、メタアクリル酸含有重合体に対する質量比０．６） ４．０部
・フェノチアジン ０．００５部
・２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−［４−（Ｎ，Ｎ−ジエトキシカルボニルメチルアミノ）−３−ブロモフェニル］−ｓ−トリアジン（重合開始剤）０．１３部
・ビクトリアピュアブルーＢＯＨ−Ｍ（消色性塗料） ０．１９部
・ポリ（Ｎ−プロピルペルフルオロオクタンスルホンアミドエチルアクリレート／ポリプロピレングリコールメチルエーテルアクリレート（共重合モル比４０／６０） ０．０１０部
・メチルエチルケトン ３２．０部
・１−メトキシ−２−プロピルアセテート ５３．０部
・メタノール ４．０部
【０１０７】
次いで、突起形成用フォトマスクを介して２０ｍＪ／ｃｍ２の露光を行った後、基板を温度３３℃の１％炭酸ナトリウム水溶液中に浸漬し、感光性樹脂層をブラシで擦りながら現像し、該感光性樹脂層の不要部（未露光部）を除去した。更にオーブンに入れて温度２３０℃で１２０分間かけて加熱処理を行い、基板上に構造材からなる配向分割用突起を形成したカラーフィルター基板を得た。
【０１０８】
［比較例１］
（カーボンブラック分散液の調製）
カーボンブラック５３ｇと「ソルスパース２００００」（アビシア（株）製の分散剤）５ｇ、メチルエチルケトン５９．６ｇを混合した。これに２ｍｍφガラスビーズ１００ｇを混合して、ペイントシェーカーで３時間かけて分散して、目的とするカーボンブラック分散液（Ａ２）を得た。
【０１０９】
（カーボンブラック含有層塗布液の調製）
上記で得られたカーボンブラック分散液（Ａ２）に下記の添加剤を添加し混合して、カーボンブラック含有層塗布液を得た。
・上記のカーボンブラック分散液（Ａ１） ４０．０ｇ
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ４０．０ｇ
・フッ素系界面活性剤「Ｆ１７６ＰＦ」 ０．１ｇ
（大日本インキ化学工業（株）製、２０％水溶液）
・ヒドロキノンモノメチルエーテル ０．００１ｇ
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート ２．１ｇ
・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
以下、実施例１において、遮光層画像の形成で用いた微粒子含有層塗布液の代りに、上記のカーボンブラック含有層塗布液を用いたこと以外は、実施例１と同様にして構造材からなる配向分割用突起を設けた比較例のカラーフィルター基板を得た。
【０１１０】
（ＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルターの作製及び評価）
上記で得られた実施例１及び比較例１の配向分割用突起付カラーフィルター基板上に、ポリイミド樹脂からなる配向膜を印刷法により塗布し、ホットプレートで温度２００℃で１０分間加熱した。この様にして得られた配向膜の膜厚は０．０７μｍであった。次いで、該カラーフィルター基板をラビング処理し、シール剤をディスペンス法により塗布し、ホットプレートで温度９０℃で１０分間かけて焼成した。
【０１１１】
別途、コーニング社製ガラス基板１７３７材に横電解方式で駆動するＴＦＴアレイを形成した基板も同様に、配向膜を塗布し焼成した。その後、スペーサーを散布し、上記カラーフィルター基板と重ね合わせ、オーブン中で加圧しながら温度１６０℃で９０分間焼成し樹脂を硬化させた。このセルを温度１２０℃で１０〜３ｔｏｒｒで真空アニールした後、一旦、窒素雰囲気下で常圧に戻し、再度、真空雰囲気において液晶を注入した。この液晶注入はセルをチャンバーに入れて室温で１０〜３ｔｏｒｒまで減圧した後、液晶注入孔を液晶槽に漬け、窒素を用いて常圧に戻して行った。該液晶注入の後、紫外線硬化樹脂を用いて液晶注入孔を封孔した。このパネルをＮＩ転移点以上の温度に加熱して液晶を再配向させた。
【０１１２】
次いで、偏光板をセルの２枚のガラス基板に貼り付け、オートクレーブ中で温度５０℃、圧力５ｋｇｆ／ｃｍ２の条件で処理して液晶表示セルを完成させた。この状態でセルを点灯させ、表示ムラ等が無いことを確認した後、周辺にドライバー素子などを実装し、目的とする実施例１及び比較例１のＭＶＡ−ＬＣＤ（配向分割垂直配向型液晶表示装置）を完成させた。
【０１１３】
この実施例１及び比較例１のＭＶＡ−ＬＣＤ表示装置について、長時間に亙り電圧を印加した状態において放置した後に、表示品位を観察した結果、実施例１のＭＶＡ−ＬＣＤは、比較例のものに比べて、残像は認められず良好な表示品位の液晶表示装置であることが分かった。
【０１１４】
【発明の効果】
本発明に依ると、表示コントラスト及び平坦性に優れ、配向分割用突起に電荷が溜まることがなく、残像が発生することのないＭＶＡ−ＬＣＤ（配向分割垂直配向型液晶表示装置）用カラーフィルター及びそれを用いたＭＶＡ−ＬＣＤ（配向分割垂直配向型液晶表示装置）を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、ＭＶＡ−ＬＣＤの動作をその断面で模式的に示した説明図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、本発明によるＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルターの一実施例を示す説明図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明によるＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルターの他の実施例を示す説明図である。
【図４】（ａ）は、本発明によるＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルターの他の例の一画素を拡大して示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ’線の断面図である。
【図５】（ａ）は、図４に示すＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルターに、ＴＦＴ側基板を配置しＭＶＡ−ＬＣＤとした際の状態を示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ’線の断面図である。
【図６】（ａ）は、本発明によるＭＶＡ−ＬＣＤ用カラーフィルターの別な例の一画素を拡大して示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）におけるＣ−Ｃ’線の断面図である。
【図７】本発明の１実施形態に係るＭＶＡ−ＬＣＤの液晶表示素子を拡大して示す平面図である。
【符号の説明】
１０………ＭＶＡ−ＬＣＤ
１１………ＴＦＴ側基板
１２………カラーフィルター側基板
１３ａ、１３ｂ、１４………配向制御用突起
１５………液晶分子
２１、３１、４１、６１………ガラス基板
２２、３２、４０………カラーフィルター
２３、３３、４３、６３………着色画素
２５、３５、４５、６５………透明電極
２７、３７………略矩形状のパターン
２９、３９、４９、５９………平面形状が略矩形状で断面形状が円弧状の突起（配向制御用突起）
６９………平面形状が円形状で断面形状が円弧状の突起（配向制御用突起）
４４、６４………ブラックマトックス
Ｗ１、Ｗ３………略矩形状のパターンの底部の幅
Ｗ２、Ｗ４………断面形状が円弧状の配向制御用突起の底部の幅[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a color filter for a liquid crystal display device, and more particularly to an MVA-LCD (alignment division vertical alignment type liquid crystal) which has excellent display contrast and flatness, no charge is accumulated on alignment division protrusions, and no afterimage is generated. The present invention relates to a color filter for a display device and an MVA-LCD (alignment division vertical alignment type liquid crystal display device) using the same.
[0002]
[Prior art]
MVA-LCD (Multi-domain Vertical Alignment-Liquid Crystal Display) is a vertical alignment type that controls multiple tilt directions of liquid crystal molecules within a single pixel and enables uniform halftone display in all directions. It is a liquid crystal display device (see, for example, Non-Patent Document 1), which is excellent in display contrast and has a good viewing angle characteristic and response speed.
[0003]
FIGS. 1A and 1B are explanatory views schematically showing the operation of such an MVA-LCD in its cross section. As shown in FIGS. 1A and 1B, the MVA-LCD (10) includes a TFT side substrate (11) provided with alignment control protrusions (13) via liquid crystal molecules (15), and The color filter side substrate (12) provided with the alignment control protrusions (14) is disposed, but the alignment control protrusions (13) and (14) are disposed in a staggered arrangement. Has been.
[0004]
FIG. 1A shows a state when no voltage is applied, and when no voltage is applied, the liquid crystal molecules (15) are vertically aligned between the two substrates, but the alignment control protrusions (13) and ( The liquid crystal molecules in the vicinity of 14) are slightly inclined due to the influence of the inclined surface of the protrusion. FIG. 1B shows a state when a voltage is applied. When a voltage is applied in this way, the liquid crystal molecules near the inclined surface of the protrusion begin to be inclined, and the liquid crystal molecules other than the inclined surface portion are sequentially the same. It will be oriented. That is, instead of rubbing, the alignment direction of liquid crystal molecules is controlled by providing protrusions.
[0005]
The alignment control protrusions (13, 14) are usually formed using a photoresist, and the volume resistivity of the alignment control protrusion formed using the photoresist is generally 1.0 ×. 10 14 ~ 1.0 × 10 15 It is about Ωcm. In an MVA-LCD provided with an alignment control protrusion having such a volume resistivity, charges are accumulated on the surface of the alignment control protrusion and an afterimage is generated when a voltage is applied for a long time. There is.
[0006]
As a countermeasure against the afterimage generation due to the staying charge, the volume resistivity of the alignment control protrusion is set to 1.0 × 10 9 ~ 1.0 × 10 12 A color filter for MVA-LCD formed using a color filter for MVA-LCD of Ωcm (for example, see Patent Document 1) and a photoresist containing a phenol resin in which an alignment control protrusion has a conjugated double bond (for example, , See Patent Document 2). However, even with such conductive alignment control protrusions, there is a problem in the compatibility with the black matrix as the underlayer, and the removal of the accumulated charges is insufficient.
[0007]
In addition, (1) an inclined surface for orientation division includes at least one of electrode types and wiring types such as a gate electrode, a gate wiring, a drain electrode, a drain wiring, and a source electrode arranged on the peripheral edge of the pixel electrode. The color filter for MVA-LCD formed on the stepped shape formed by the black matrix layer formed on the top or the stepped shape formed by overlapping a part of the four peripheral edges of the pixel color layer with each other (for example, Patent Documents) 3), (2) an MVA-LCD color filter in which an alignment film on an opposing substrate, a projection pattern for alignment division, and columnar spacers are integrally formed of the same material (for example, see Patent Document 4), (3) The planar shape and cross-sectional shape formed by using the photoresist for the alignment control projections are substantially rectangular patterns, or the planar shape is a circular shape and the cross-sectional shape is a substantially rectangular pattern. An MVA-LCD color filter (for example, see Patent Document 5), which is an alignment control protrusion whose cross-sectional shape is formed into an arc-shaped protrusion by polishing, and (4) a finely processed protrusion pattern on a pixel. However, a color filter for MVA-LCD in which at least a part of the material constituting the pattern is made of polyimide (for example, see Patent Document 6) is disclosed.
However, these orientation division control projections are still insufficient as a countermeasure for the occurrence of afterimages due to staying charges, and a solution that is integrated with the black matrix itself as the underlayer is desired.
[0008]
[Non-Patent Document 1]
"FPD Intelligence" (May 1998 issue)
[Patent Document 1]
JP 2002-122858 A
[Patent Document 2]
JP 2002-350829 A
[Patent Document 3]
JP 2001-174824 A
[Patent Document 4]
JP 2002-090748 A
[Patent Document 5]
JP 2003-131208 A
[Patent Document 6]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-305031
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to solve the above-described problems. An MVA-LCD provided with alignment division control projections using a photoresist or the like is placed in a state where a voltage is applied for a long time. However, an object of the present invention is to provide a color filter for MVA-LCD in which no afterimage occurs. It is another object of the present invention to provide an MVA-LCD in which an afterimage does not occur even when an MVA-LCD provided with alignment control projections using a photoresist or the like is placed in a state where a voltage is applied for a long time. .
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the color filter for MVA-LCD and the MVA-LCD having the following configurations according to the present invention.
<1> On the transparent substrate, R (red), G (green), and B (blue) colored pixel layers are formed, and alignment division protrusions are formed in which a black matrix is formed in the gap between the colored pixels. A color filter for MVA-LCD, wherein the black matrix contains metal fine particles in a color filter for MVA-LCD (alignment division vertical alignment type liquid crystal display device).
<2> The color filter for MVA-LCD according to <1>, wherein the metal fine particles are silver fine particles having an average particle diameter of 60 to 250 nm.
<3> The color filter for MVA-LCD according to <1> or <2>, wherein the black matrix is formed of a photosensitive composition containing metal fine particles.
<4> The MVA-LCD color according to any one of <1> to <3>, wherein the black matrix is formed using a transfer material having photosensitivity and containing metal fine particles. filter.
<5> The MVA-LCD color filter according to any one of <1> to <4>, wherein the R (red) pixel contains at least PR-254 as a pigment.
<6> The above <1> to <4>, wherein the G (green) pixel contains at least one of PG-36, PY-138, PY-139, and PY-150 as a pigment. A color filter for MVA-LCD according to claim 1.
<7> The MVA-LCD color filter according to any one of <1> to <4>, wherein the B (blue) pixel contains at least PB-15 as a pigment.
<8> An MVA-LCD (alignment division vertical alignment type liquid crystal display device) using the color filter for MVA-LCD according to any one of the above items <1> to <7>.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the color filter for MVA-LCD of the present invention, colored pixel layers of R (red), G (green), and B (blue) are formed on a transparent substrate, and a black matrix is formed in the gap between the colored pixels. In the color filter for MVA-LCD (alignment division vertical alignment type liquid crystal display device) provided with the alignment division projections, the black matrix contains metal fine particles. The MVA-LCD (alignment division vertical alignment type liquid crystal display device) of the present invention is characterized by using the above-mentioned color filter for MVA-LCD. Due to the characteristics of such a black matrix, the MVA-LCD of the present invention does not generate an afterimage because no charge is accumulated in the alignment dividing projections even when a voltage is applied for a long time.
Hereinafter, the main structural requirements of the color filter for MVA-LCD and the MVA-LCD of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to these explanation items.
[0012]
(Color filter for MVA-LCD)
First, the color filter for MVA-LCD of the present invention will be described.
As a configuration of the color filter in the MVA type liquid crystal display device of the present invention, a specific protrusion pattern is provided on a pixel in a normal color filter via a transparent protective film layer and further a transparent conductive layer as necessary. Is. The cross-sectional shape of the protrusion is preferably a trapezoidal shape, a semicircular shape, or a triangular shape, and the arrangement pattern on the pixel is particularly limited as long as the pixel is divided into two or more parts together with the protrusion pattern of the counter substrate. is not. Regarding the protrusion shape and pattern arrangement on the color filter, the protrusion shape and pattern arrangement on the TFT substrate as the counter substrate, and the configuration of the liquid crystal display device and the like in such an MVA liquid crystal display device, for example, “SID (SOCIETY FOR The details are described on pages 1077 to 1080 of “INFORMATION DISPLAY (1998 DIGEST)”.
[0013]
Specific examples of the color filter for MVA-LCD of the present invention will be described based on some embodiments thereof.
FIGS. 2A and 2B are explanatory views showing an example of a method for forming alignment dividing protrusions having a circular cross-sectional shape. FIG. 2A is a partial cross-sectional view of a color filter (22) in which a colored pixel (23), a transparent electrode (25), and a substantially rectangular pattern (27) are sequentially formed on a glass substrate (21). is there. This shows a state in which a pattern (27) having a substantially rectangular plane shape and cross-sectional shape is formed using a photoresist.
[0014]
In FIG. 2B, the substantially rectangular pattern (27) formed on the transparent electrode (25) is heated to heat the substantially rectangular pattern (27), and the planar shape is a substantially rectangular cross section. An arc-shaped protrusion (orientation dividing protrusion) (29) is formed. As a material for forming such a rectangular pattern (27), for example, a photosensitive phenol-based resin is used. After the coating film is formed, it is exposed using a stepper through a photomask, and then developed by a subsequent development. A shape pattern (27) is formed, and then a cross-sectional protrusion (orientation dividing protrusion) (29) is formed by a heat flow process by heating a hot plate.
[0015]
When the alignment dividing projections (29) having a substantially rectangular plane shape and an arcuate cross-sectional shape are formed by such a method, the cross-sectional shape is an arcuate shape as shown in FIGS. 2 (a) and (b). The width (W2) of the bottom of the alignment dividing projection (29) having an arcuate cross section is usually the width (W1) of the bottom of the substantially rectangular pattern (27) due to the heat flow of the resin. ) It will be bigger. Here, to control the width (W2) of the bottom of the alignment split projection (29) having an arc-shaped cross section so as not to exceed the width (W1) of the bottom of the substantially rectangular pattern (27). The following method is suitable.
[0016]
FIGS. 3A and 3B are explanatory views showing an embodiment of the color filter for MVA-LCD of the present invention. FIG. 3A is a partial cross-sectional view of a color filter (32) in which a colored pixel (33), a transparent electrode (35), and a substantially rectangular pattern (37) are sequentially formed on a glass substrate (31). is there. It shows a state in which a pattern having a substantially rectangular shape in plan and cross-section is formed using a photoresist.
[0017]
FIG. 3B shows a substantially rectangular pattern (37) formed on the transparent electrode (35), which is polished to form a projection (projection for alignment division) (39) having a circular cross section. is there. The protrusion having an arcuate cross section (orientation dividing protrusion) (39) is a protrusion having a substantially rectangular plane shape and an arcuate cross section. As the material of the substantially rectangular pattern (37), for example, an acrylic, phenol or styrene photoresist is used. After the formation of the coating film containing the photoresist, exposure is performed using a stepper through a photomask, and a substantially rectangular pattern (37) is formed by subsequent development. Alignment splitting projections) (39).
[0018]
Said grinding | polishing can be performed using a flat plate grinder etc., for example. At the time of the polishing, for example, a polyurethane foam cloth having a JIS hardness of 85 or more is applied as a polishing pad to a plate of a flat plate polishing machine, and a primary particle diameter of 0.1 to 1.0 μm (secondary particle diameter of 30 to 80 μm) is used as a polishing liquid. The polishing liquid in which the alumina polishing agent is dispersed is dropped onto the polishing pad, and the film surface side of the color filter is placed opposite to the polishing pad. At this time, the polishing pressure is about 1.5 × 10 4 Pa and the rotation speed is about 30 rpm. The conditions such as the polishing agent, the polishing pressure, and the rotation speed are the material of the substantially rectangular pattern (37) and the shape of the arc. It selects suitably by etc.
[0019]
The protrusion shown in FIG. 3B is an example in which the alignment dividing protrusion of the color filter for MVA-LCD has an arc shape in cross section. In addition, the orientation dividing projection (39) having an arc shape in cross section is obtained by polishing the substantially rectangular pattern (37) to have an arc shape in cross section, and is formed at the bottom of the substantially rectangular pattern (37). The width (W3) is not changed by polishing, and is substantially the same as the width (W4) of the bottom of the alignment dividing projection (39) having a circular cross section. Accordingly, a high-definition and high-precision projection for alignment division can be obtained.
[0020]
FIG. 4A is a plan view showing an enlarged pixel of another example of the color filter for MVA-LCD of the present invention. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. As shown in FIGS. 4A and 4B, in this example, the black matrix (44), the colored pixel (43), the transparent electrode (45), and the cross-sectional shape are arranged in an arc shape on the glass substrate (41). It is an example of the color filter (40) in which the division | segmentation protrusion (49) was formed sequentially.
[0021]
The alignment dividing projection (49) having a circular cross section is bent at an angle of 90 ° within one pixel. The alignment dividing projections (49) having a circular cross section in one pixel are represented by solid lines, and the alignment dividing projections (49) having a circular cross section in adjacent pixels are represented by dotted lines. FIG. 5A is a plan view showing a state in which the TFT side substrate is arranged on the MVA-LCD color filter shown in FIG. 4 to obtain an MVA-LCD. FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line BB ′ in FIG.
[0022]
As shown by the double-pointed line in FIG. 5A, the TFT side substrate has an alignment dividing projection (59) having an arc-shaped cross section bent 90 ° within one pixel. The alignment dividing protrusions (49) having a circular cross section provided on the color filter (40) and the alignment dividing protrusions (59) having a circular cross section provided on the TFT side substrate are alternately positioned. Is provided.
[0023]
Therefore, when a voltage is applied, as shown by a white arrow in FIG. 5A, the liquid crystal molecules in the upper part of the pixel in one pixel are tilted in the direction of 45 ° to the upper left and 45 ° to the lower right. As indicated by the black arrows, the liquid crystal molecules in the lower part of the pixel are inclined in the direction of 45 ° on the upper right and 45 ° on the lower left. That is, this is an example in which one pixel is divided into four, and as shown in FIG. 5C, the liquid crystal molecules are inclined in four directions within one pixel, and the liquid crystal display device is further excellent in viewing angle characteristics.
[0024]
FIG. 6A is an enlarged plan view showing one pixel of another example of the color filter for MVA-LCD of the present invention. FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line CC ′ in FIG. As shown in FIGS. 6A and 6B, in this example, the black matrix (64), the colored pixel (63), the transparent electrode (65), and the cross-sectional shape are arranged in an arc shape on the glass substrate (61). This is a color filter in which the dividing projections (69) are sequentially formed. The orientation dividing protrusion (69) having a circular cross-sectional shape is a protrusion having a circular planar shape and a circular cross-sectional shape.
[0025]
When the MFT-LCD color filter is provided with an opposing TFT side substrate to form an MVA-LCD, the liquid crystal molecules tilt in an infinite direction when a voltage is applied, that is, one pixel is infinite. As shown in FIG. 6C, the liquid crystal molecules are inclined in an infinite direction within one pixel, and the liquid crystal display device has particularly excellent viewing angle characteristics.
[0026]
A phenol novolac resin can be suitably used as the photoresist used for forming the alignment dividing protrusions in the present invention. Further, in the present invention, in order to adjust the volume resistivity of the alignment dividing protrusions, it is preferable to add a conductive filler to the photoresist used for forming the alignment dividing protrusions. ITO, In 2 O 3 , SnO 2 TiO 2 ZnO and the like.
[0027]
The conductive filler is used alone or in combination with a photoresist. By adding a conductive filler to the photoresist, the post-baking temperature can be lowered, and the concentration of the alignment dividing protrusions is lowered, so that the transmittance of the color filter is improved. When the conductive filler is carbon black or the like, the concentration of the alignment dividing projections is increased and the transmittance of the color filter is decreased, but the contrast is improved.
[0028]
Further, the post-baking conditions for forming the alignment division projections of the present invention are preferably 240 ° C. × 20 minutes or more, and the post-baking is performed at 240 ° C. × 20 minutes or more for orientation division. The volume resistivity of the protrusion is 1.0 × 10 12 It can be made Ωcm or less. In addition, about 240 degreeC x 20 minutes-about 300 degreeC x 20 minutes is enough for this post-baking.
[0029]
(Black matrix)
Next, the black matrix of the present invention will be described.
The black matrix of the present invention contains fine metal particles, and may further contain a polymer serving as a binder, a dispersion stabilizer, a surfactant, and the like. In particular, the black matrix is preferably formed from a photosensitive composition containing metal fine particles.
[0030]
Silver fine particles, gold fine particles, copper fine particles and the like are used as the metal fine particles contained in the black matrix of the present invention. Such metal fine particles may be commercially available, or may be prepared by a chemical reduction method of metal ions, an electroless plating method, a metal evaporation method, or the like.
[0031]
For example, to obtain silver fine particles (colloidal silver), a conventionally known method, that is, a method of reducing a soluble silver salt with hydroquinone in an aqueous gelatin solution disclosed in US Pat. No. 2,688,601, Silver ions such as the method of reducing poorly soluble silver salts with hydrazine described in German Patent No. 1096193, the method of reducing to silver with tannic acid described in US Pat. No. 2,921,914 In a solution, a method of forming silver particles by electroless plating described in JP-A-5-134358, and evaporating bulk metal in an inert gas such as helium, It is possible to use a method such as a gas evaporation method that is cold trapped with a solvent.
[0032]
When the light shielding layer is formed using the metal fine particle-containing composition of the present invention, it is desirable that the optical density per 1 μm thickness of the light shielding layer is 1 or more. In consideration of preventing fusion of the metal fine particles in the composition, the content of the metal fine particles contained in the formed light shielding layer is 10 to 90% by mass, preferably 10 to 80% by mass. It is desirable to adjust so that it may become about%.
Even if the content of the metal fine particles in the light shielding layer is the same, the optical density obtained is different if the average particle size of the metal fine particles is different. Moreover, it is preferable to adjust the content of the metal fine particles in the photosensitive metal fine particle-containing composition described later in the same manner as described above.
[0033]
The black matrix of the present invention has a light shielding layer provided on a light transmissive substrate, and from the viewpoint of improving the optical density (OD) of the light shielding layer, the light shielding layer has an average particle size of 60. A layer in which silver fine particles of ˜250 nm are dispersed is preferable. Here, the average particle diameter of the metal fine particles is obtained by measuring 50 particle diameters by observation with a transmission electron microscope (TEM) and calculating the average value.
In the case of silver fine particles having a particle diameter of 0.01 to 0.05 μm (10 to 50 nm) disclosed in Japanese Patent No. 3318353, yellow to red coloring occurs and black cannot be obtained. By setting the particle size of the fine particles to 60 to 250 nm, preferably 70 to 200 nm, a black density sufficient as a light shielding layer can be obtained. The thickness of the light shielding layer in this black matrix is preferably about 0.3 to 2.0 μm. Since the light-shielding layer in the black matrix of the present invention is a dispersion of silver fine particles having the above-mentioned particle diameter, even a thin film as described above has a sufficient optical density.
[0034]
Furthermore, the metal fine particle-containing composition for producing the black matrix of the present invention preferably has photosensitivity. In order to impart such photosensitivity, a photosensitive resin composition is added to the above composition. Examples of the photosensitive resin composition include those described in paragraphs [0016] to [0022] and [0029] of JP-A No. 10-160926.
When the metal fine particles are used in the form of an aqueous dispersion like the silver colloid, the photosensitive resin composition is preferably an aqueous medium. Examples of such a water-based photosensitive resin composition include those described in paragraphs [0015] to [0023] of JP-A-8-271727, and commercially available products such as Toyo Gosei Kogyo Co., Ltd. “SPP-M20” produced by the company is preferably mentioned.
[0035]
As described above, the black matrix of the present invention is preferably formed of a photosensitive composition containing metal fine particles. Such a photosensitive metal fine particle-containing composition can be prepared by adding a photosensitive resin composition containing a photopolymerizable compound, a photopolymerization initiator, an inhibitor and the like to the metal fine particle-containing composition described above.
As a photopolymerizable compound used for said photosensitive resin composition, the monomer or oligomer which has an ethylenically unsaturated double bond and can be addition-polymerized by light irradiation is preferable. Examples of such a monomer or oligomer include compounds having at least one addition-polymerizable ethylenically unsaturated group in the molecule and having a boiling point of 100 ° C. or higher at normal pressure.
[0036]
Specifically, monofunctional acrylates and monofunctional methacrylates such as polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate and phenoxyethyl (meth) acrylate; polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) ) Acrylate, trimethylolethane triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane diacrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (Meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, hexanediol di ( ) Acrylate, trimethylolpropane tri (acryloyloxypropyl) ether, tri (acryloyloxyethyl) isocyanurate, tri (acryloyloxyethyl) cyanurate, glycerin tri (meth) acrylate; for polyfunctional alcohols such as trimethylolpropane and glycerin Polyfunctional acrylates and polyfunctional methacrylates such as those obtained by adding propylene oxide to ethylene oxide and then (meth) acrylated can be mentioned.
[0037]
Further, urethane acrylates described in JP-B-48-41708, JP-B-50-6034 and JP-A-51-37193; JP-A-48-64183, JP-B-49-43191 Polyfunctional acrylates and methacrylates such as polyester acrylates and epoxy acrylates which are reaction products of epoxy resin and (meth) acrylic acid can be mentioned. Among these, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, and the like are also included.
[0038]
The above monomers or oligomers may be used singly or as a mixture of two or more, and the content of the black matrix coloring composition with respect to the total solid content is generally 5 to 50% by mass. In particular, 10 to 40% by mass is preferable.
[0039]
Examples of the photopolymerization initiator used in the photosensitive resin composition of the present invention include a vicinal polyketaldonyl compound disclosed in US Pat. No. 2,367,660 and an acylo described in US Pat. No. 2,448,828. In ether compounds, aromatic acyloin compounds substituted with α-hydrocarbons described in US Pat. No. 2,722,512, polynuclear quinone compounds described in US Pat. Nos. 3,046,127 and 2,951,758, US Pat. No. 3549367, a combination of a triarylimidazole dimer and a p-aminoketone, a benzothiazole compound and a trihalomethyl-s-triazine compound described in Japanese Patent Publication No. 51-48516, US Pat. No. 4,239,850 The trihalomethyl-s-triazine formation described in Things, can be mentioned trihalomethyl oxadiazole compounds described in U.S. Pat. No. 4,212,976. In particular, trihalomethyl-s-triazine, trihalomethyloxadiazole, and triarylimidazole dimer are preferable.
The content of the photopolymerization initiator based on the total solid content of the black matrix coloring composition is generally 0.5 to 20% by mass, and particularly preferably 1 to 15% by mass.
[0040]
The coloring composition for black matrix of the present invention can further contain an inhibitor (thermal polymerization inhibitor). Examples of the thermal polymerization inhibitor include hydroquinone, p-methoxyphenol, di-t-butyl-p-cresol, pyrogallol, t-butylcatechol, benzoquinone, 4,4′-thiobis (3-methyl-6-t -Butylphenol), 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-t-butylphenol), 2-mercaptobenzimidazole, phenothiazine and the like.
[0041]
The black matrix coloring composition of the present invention may further contain various additives such as plasticizers, surfactants, adhesion promoters, ultraviolet absorbers, solvents and the like as necessary.
The coloring composition for black matrix of the present invention is prepared as a coating solution in which the above-described solid components are dissolved or dispersed in a solvent, and this is applied to the surface of a substrate, a temporary support or the like and dried to form a colored resin layer. Used to form.
[0042]
Examples of the organic solvent used in the preparation of the black matrix coloring composition include methyl ethyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, cyclohexanone, cyclohexanol, ethyl lactate, methyl lactate, and caprolactam. .
[0043]
The film thickness of the colored resin layer for the black matrix is the structure of the spacer part finally formed on the color filter, the cell gap, and the film thickness in the process from transfer of the colored composition for color filter to post baking. Determined by taking into account the rate of decrease Considering the color density and development suitability of each colored resin layer, the thickness of each colored resin layer is preferably 0.5 to 5 μm, more preferably 1.5 to 4 μm.
[0044]
The black matrix coloring composition of the present invention is applied to a substrate or the surface of a temporary support described later by a known method and dried to form a photosensitive sheet (photosensitive colored resin film or photosensitive colored resin layer). Can do. That is, the photosensitive sheet can be used as a photosensitive resin layer formed on a substrate, or it can be used as an independent transfer sheet after the photosensitive resin layer is peeled off.
[0045]
The black matrix coloring composition can be applied using, for example, an application means such as a spinner, a winder, a roller coater, a curtain coater, a knife coater, a wire bar coater, and an extruder. By drying, a photosensitive resin layer or a photosensitive transfer sheet can be obtained.
[0046]
From the metal fine particle-containing composition for producing a black matrix according to the present invention (including a photosensitive material), a black matrix having a thin film and a high optical density can be produced.
[0047]
(Photosensitive transfer material)
In the present invention, a photosensitive transfer material is produced using the above-described metal fine particle-containing composition for producing a black matrix having photosensitivity, and a black matrix can be produced using the photosensitive transfer material. The photosensitive transfer material is obtained by providing a photosensitive light-shielding layer comprising a black matrix forming composition containing at least the above-mentioned photosensitivity and metal fine particles on a temporary support. The film thickness is preferably about 0.3 to 3.0 μm and more preferably about 0.5 to 2.0 μm.
[0048]
The photosensitive transfer material can have basically the same configuration as that of a known photosensitive transfer material except that the photosensitive metal fine particle-containing composition is used as the photosensitive resin material. An example of the structure of a known photosensitive transfer material is described in, for example, JP-A-5-173320. The most basic structure of such a photosensitive transfer material is a structure in which a thin layer made of a coloring composition for a color filter (black matrix) is formed on a temporary support sheet made of a flexible plastic film or the like. However, an undercoat layer or an intermediate layer such as a layer that facilitates peeling between the temporary support sheet and the photosensitive colored resin layer, a layer that serves as a cushion for the photosensitive colored resin layer, or the like is provided. It can be provided arbitrarily. As an example of a preferable structure, the structure by which the alkali-soluble thermoplastic resin layer, the intermediate | middle layer, and the photosensitive coloring resin layer were formed on the temporary support body sheet | seat can be mentioned. A protective film may optionally be further laminated on the photosensitive layer (photosensitive colored resin layer).
[0049]
The temporary support is preferably made of a flexible material that is chemically and thermally stable. Specifically, a thin sheet such as Teflon (R) (trade name), polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyarylate, polycarbonate, polyethylene, polypropylene, or a laminate sheet thereof is preferable. Moreover, when providing the alkali-soluble thermoplastic resin layer mentioned later as an intermediate | middle layer, it is preferable that peelability with this is favorable. The thickness of the temporary support is suitably 5 to 300 μm, particularly preferably 15 to 150 μm.
[0050]
After the photosensitive colored resin layer is adhered to the transparent substrate, the intermediate layer is peeled off from the temporary support and exposed to light from the air, which inhibits the photocuring reaction in the photosensitive colored resin layer. It is provided as a barrier layer for preventing diffusion of oxygen and for preventing the thermoplastic resin layer and the photosensitive colored resin layer from being mixed when the three layers are laminated. Therefore, it is preferable that the photosensitive colored resin layer cannot be mechanically peeled off and has a high oxygen blocking ability.
[0051]
Such an intermediate layer is formed by applying a polymer solution directly on a temporary support or via a thermoplastic resin layer. Suitable polymers for use in the intermediate layer include polyvinyl ether / maleic anhydride polymers described in JP-B-46-32714 and JP-B-5640824, water-soluble salts of carboxyalkyl cellulose, water-soluble Cellulose ethers, water-soluble salts of carboxyalkyl starch, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, various polyacrylamides, various water-soluble polyamides, water-soluble salts of polyacrylic acid, gelatin, ethylene oxide polymers, various starches and their Examples include the water-soluble salts of the group consisting of analogs, styrene / maleic acid copolymers, and maleate resins, as well as combinations of two or more thereof. Particularly preferred is a combination of polyvinyl alcohol and polyvinyl pyridone, and polyvinyl alcohol having a saponification rate of 80% or more is preferred.
[0052]
The content of the polymer such as polyvinylpyrrolidone is preferably 1% by mass to 75% by mass of the solid content of the intermediate layer, more preferably 1% by mass to 60% by mass, and still more preferably 10% by mass to 50% by mass. If it is less than 1% by mass, sufficient adhesion to the photosensitive colored resin layer may not be obtained, and if it exceeds 75% by mass, the oxygen blocking ability may be lowered. The intermediate layer is very thin, and about 0.1 to 5 μm, particularly 0.2 to μm is sufficient. If the thickness of the intermediate layer is less than 0.1 μm, the oxygen shielding property in the intermediate layer may be insufficient. If the thickness of the intermediate layer exceeds 5 μm, it takes too much time during development or removal of the intermediate layer. Sometimes.
[0053]
Moreover, the form which provides an alkali-soluble thermoplastic resin layer between a temporary support body and a photosensitive light shielding layer is preferable.
The resin constituting the alkali-soluble thermoplastic resin preferably has a substantial softening point of 80 ° C. or lower. Examples of the alkali-soluble thermoplastic resin having a softening point of 80 ° C. or lower include saponified products of ethylene and acrylate copolymers, saponified products of styrene and (meth) acrylate copolymers, vinyltoluene ( At least one from a saponified product of a meth) acrylic acid ester copolymer, a poly (meth) acrylic acid ester, and a (meth) acrylic acid ester copolymer such as butyl (meth) acrylate and vinyl acetate. What is chosen is preferred. Furthermore, among organic polymers whose softening point is about 80 ° C. or less according to “Plastic Performance Handbook” (edited by the Japan Plastics Industry Federation, edited by the All Japan Plastics Molding Industry Association, published by the Industrial Research Council, issued on October 25, 1968), an alkaline aqueous solution Those soluble in water can be used.
[0054]
Even in the case of an organic polymer substance having a softening point of 80 ° C. or higher, various plasticizers compatible with the polymer substance are added to the organic polymer substance so that the substantial softening point is 80 ° C. or lower. It can also be lowered. In addition, in order to adjust the adhesive force with the support in these organic polymer substances, various polymers, supercooling substances, adhesion improvers or surfactants within a range where the substantial softening point does not exceed 80 ° C. It is possible to add a release agent or the like. Specific examples of preferable plasticizers include polypropylene glycol, polyethylene glycol, dioctyl phthalate, diheptyl phthalate, dibutyl phthalate, tricresyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, and biphenyl diphenyl phosphate.
[0055]
The thickness of the thermoplastic resin layer is preferably 6 μm or more. When the thickness of the thermoplastic resin layer is 5 μm or less, it becomes difficult to completely absorb the unevenness of the foundation of 1 μm or more. The upper limit is generally about 100 μm or less, preferably about 50 μm or less, from the viewpoint of developability and production suitability.
[0056]
In order to produce the photosensitive transfer material of the present invention, a solution of the black matrix preparation composition containing the photosensitive fine particles of the present invention on a temporary support, for example, a spinner, a wheeler, or a roller coater. It can be obtained by applying and drying using a coating means such as a curtain coater, knife coater, wire bar coater or extruder. In the case of providing the alkali-soluble thermoplastic resin layer, it can be produced in the same manner.
[0057]
Since the photosensitive transfer material of the present invention is provided with the photosensitive light-shielding layer comprising the metal fine particle-containing composition as described above, the transfer material is used to provide a light-shielding layer that is a thin film and has a high optical density. Can be produced.
[0058]
(Production of black matrix)
The black matrix of the present invention has a light-shielding layer produced using the above-mentioned (photosensitive) metal fine particle-containing composition or photosensitive transfer material. The film thickness of the light shielding layer is generally about 0.3 to 2.0 μm, and the light shielding layer in the black matrix of the present invention is obtained by uniformly dispersing metal fine particles. The optical density (shielding performance) can be shown.
[0059]
A method for producing a black matrix using a photosensitive metal fine particle-containing composition is a method in which a colored composition containing photosensitive metal fine particles is applied to a light transmissive substrate ( The method for producing the photosensitive transfer material is similarly used as the coating method.), A method of forming a light-shielding layer by exposing through a black matrix photomask by a conventional method and then developing. Available. Moreover, when the coloring composition containing metal fine particles does not have photosensitivity, the photosensitive resin which can be developed on the layer formed by apply | coating the coloring composition containing metal fine particles to a light-transmitting board | substrate. A light shielding layer can be formed by forming a layer from the composition, exposing through a photomask for black matrix by a conventional method, then developing and etching.
[0060]
The method for producing the black matrix using the photosensitive transfer material is the method of laminating the photosensitive transfer material on a light-transmitting substrate so that the photosensitive light-shielding layer of the photosensitive transfer material is in contact with the laminate. Next, the temporary support is peeled from the laminate of the photosensitive transfer material and the light-transmitting substrate, and then the photosensitive light-shielding layer is exposed through a black matrix photomask, followed by development to form a black matrix. Etc. can be used. Thus, the method for producing a black matrix of the present invention does not require a cumbersome process and is simple and low-cost.
[0061]
(Coloring composition and pigment)
Next, the coloring composition used for the color filter of this invention is demonstrated.
As a coloring composition for a color filter of the present invention, a colorant such as a pigment component and a binder as main components, a photopolymerizable compound composed of a photopolymerizable monomer or oligomer, a photopolymerization initiator, and the like as necessary. Contains as a constituent. The color filter of the present invention has the same configuration as a known color filter, and can be manufactured using a known manufacturing method.
That is, for color filters comprising a coloring component corresponding to predetermined R (red), G (green), and B (blue), and at least a binder, and, if necessary, a photopolymerizable compound, a photopolymerization initiator, and the like. A colored resin layer is formed using a colored composition, and a color filter can be produced by performing exposure and development with a pixel pattern a number of times corresponding to the number of pixels in accordance with a known method using the colored resin layer. it can. Here, the colored resin layer of the color filter of the present invention may be formed by an inkjet method, an electrodeposition method, or the like.
[0062]
There is no restriction | limiting in particular as a binder used for the coloring composition of this invention, The polymer which has a well-known film formation ability can be used. Among them, a polymer having a polar group such as a carboxylic acid group or a carboxylic acid group in the side chain is preferably used as the binder of the present invention. Examples thereof include JP-A-59-44615, JP-B-54-34327, JP-B-58-12577, JP-B-54-25957, JP-A-59-53836, and JP-A-59-53836. A methacrylic acid copolymer, an acrylic acid copolymer, an itaconic acid copolymer, a crotonic acid copolymer, a maleic acid copolymer, a partially esterified maleic acid copolymer as described in JP-A-59-71048 A polymer etc. can be mentioned. Moreover, the cellulose derivative which has a carboxylic acid group in a side chain can also be mentioned.
[0063]
In addition, a polymer having a hydroxyl group added to a cyclic acid anhydride can also be preferably used. In particular, a copolymer of benzyl (meth) acrylate and (meth) acrylic acid or a multicomponent copolymer of benzyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid and other monomers described in US Pat. No. 4,139,391 Can be mentioned. These binder polymers having a polar group may be used alone, or may be used in the state of a composition used in combination with an ordinary polymer having film-forming ability.
[0064]
Examples of the colorant used in the present invention include known dyes and pigments. Among these, pigments are preferable from the viewpoint of improving light resistance, heat resistance, chemical resistance, and the like. The pigment is used by being uniformly dispersed in the coloring composition, and the average particle size is preferably 5 μm or less, more preferably 3 μm or less, and particularly preferably 1.0 μm or less.
[0065]
As the pigment of the present invention, a red pigment, a green pigment, a blue pigment, and other color pigments can be used.
Examples of the red pigment include C.I. I. Pigment red 9, C.I. I. Pigment red 97, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 123, C.I. I. Pigment red 149, C.I. I. Pigment red 168, C.I. I. Pigment Red 177, C.I. I. Pigment red 180, C.I. I. Pigment red 192, C.I. I. Pigment red 215, C.I. I. Pigment red 216, C.I. I. Pigment red 217, C.I. I. Pigment red 220, C.I. I. Pigment Red 223, C.I. I. Pigment red 224, C.I. I. Pigment red 226, C.I. I. Pigment red 227, C.I. I. Pigment red 228, C.I. I. Pigment red 240, C.I. I. Pigment red 48: 1, C.I. I. Pigment red 242, C.I. I. Pigment red 209, C.I. I. Pigment red 146, C.I. I. Pigment red 11, C.I. I. Pigment red 81, C.I. I. Pigment red 213, C.I. I. Pigment red 272, C.I. I. Pigment red 270, C.I. I. Pigment red 255, C.I. I. Pigment red 264, C.I. I. And CI Pigment Red 254.
[0066]
Examples of the green pigment include C.I. I. Pigment green 7, C.I. I. And CI Pigment Green 36.
Examples of the blue pigment include C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 6, C.I. I. Pigment blue 22, C, I.I. Pigment blue 60, C.I. I. And
[0067]
In addition to the above pigments, yellow pigments, orange pigments, violet pigments, brown pigments, black pigments and the like can be used as necessary.
Examples of the yellow pigment include C.I. I. Pigment yellow 20, C.I. I. Pigment yellow 24, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. Pigment Yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 83, C.I. I. Pigment yellow 86, C.I. I. Pigment yellow 93, C.I. I. Pigment yellow 109, C.I. I. Pigment yellow 110, C.I. I. Pigment yellow 117, C.I. I. Pigment yellow 125, C.I. I. Pigment yellow 137, C.I. I. Pigment yellow 138, C.I. I. Pigment yellow 139, C.I. I. Pigment yellow 147, C.I. I. Pigment yellow 148, C.I. I. Pigment yellow 150, C.I. Pigment Yellow 153, C.I. I. Pigment yellow, C.I. I. Pigment yellow 154, C.I. I. Pigment yellow 166, C.I. I. Pigment yellow 168, C.I. I. And CI Pigment Yellow 185.
[0068]
Examples of the orange pigment include C.I. I. Pigment orange 36, C.I. I.
Examples of the violet pigment include C.I. I. Pigment violet 19, C.I. I.
[0069]
Examples of the brown pigment include C.I. I. Pigment brown 23, C.I. I. Pigment brown 25, C.I. I. And
The pigments used in the present invention may be used alone or in combination of two or more.
[0070]
Among the above pigments, the R (red) pixel of the color filter for a liquid crystal display device of the present invention has at least C.I. as a pigment from the viewpoint of achieving both high color purity and high transmittance and obtaining flatness. I. Those containing PR-254 (CI Pigment Red 254) are preferred.
The G (green) pixel of the color filter of the present invention has at least C.I. as a pigment from the viewpoint of achieving both high color purity and high transmittance and obtaining flatness. I. PG-36 (C.I. Pigment Green 36) and C.I. I. PY-138 (CI Pigment Yellow 138), C.I. I. PY-139 (CI Pigment Yellow 139), C.I. I. Those containing any of PY-150 (CI Pigment Yellow 150) are preferred.
The B (blue) pixel of the color filter of the present invention has at least C.I. as a pigment from the viewpoint of achieving both high color purity and high transmittance and obtaining flatness. I. Those containing PB-15 (CI Pigment Blue 15) are preferred.
[0071]
The above pigment system has a transmission region on the long wave side, and can obtain a high transmittance in a high color purity region. Moreover, the dispersibility and stability of a pigment are favorable, and it has the physical property suitable for the color filter use for liquid crystal display devices of this invention.
In the pigment composition of the present invention, the content of the colorant (pigment) is preferably 0.1 to 70% by mass and more preferably 0.5 to 60% by mass with respect to the total solid content mass of the composition. Particularly preferred is 1.0 to 50% by mass.
[0072]
In the present invention, a suitable pigment is desirably used as a dispersion. Such a dispersion can be prepared, for example, by the following method.
(1) A method in which a composition obtained by previously mixing the pigment and the pigment dispersant is added to the organic solvent (or vehicle) and dispersed.
(2) A method in which the pigment and the pigment dispersant are separately added and dispersed in the organic solvent (or vehicle),
(3) A method in which the pigment and the pigment dispersant are separately dispersed in advance in the organic solvent (or vehicle) and the resulting dispersion is mixed (in this case, the pigment dispersant may be dispersed only in the organic solvent). Good),
(4) A method of dispersing the pigment in the organic solvent (or vehicle) and then adding a pigment dispersant to the obtained dispersion.
[0073]
Here, the vehicle refers to a portion of a medium in which the pigment is dispersed when the coating liquid is in a liquid state. The portion is a liquid that binds to the pigment and hardens the coating film (binder). And a component to be dissolved and diluted (the above organic solvent).
The disperser used when dispersing the pigment is not particularly limited, and examples thereof include known dispersers such as a kneader, roll mill, atrider, super mill, dissolver, homomixer, and sand mill.
[0074]
(Production of color filter)
The color filter of the present invention has R (red), G (green), and B (blue) colored pixel groups on a light-transmitting substrate, and the pixels constituting the pixel groups are mutually black matrixed. The black matrix is produced using the above-described coloring composition for producing a black matrix or a photosensitive transfer material of the present invention. In order to arrange three types of pixel groups of red, green, and blue, arrangement of a mosaic type or a triangle type is preferable.
As the light-transmitting substrate, a known glass plate such as a soda glass plate having a silicon oxide film on its surface, a low expansion glass plate, a non-alkali glass plate, a quartz glass plate, or a plastic film is used.
[0075]
In order to produce a color filter, after forming two or more pixel groups on a light-transmitting substrate by a conventional method, a black matrix is formed as described above, or a black matrix is first formed, Thereafter, two or more pixel groups may be formed. Since the color filter of the present invention includes the black matrix as described above, the display contrast is high and the flatness is excellent.
[0076]
Below, the manufacturing method of the color filter of this invention is demonstrated in detail. The color filter of the present invention can be manufactured, for example, by sequentially performing the following steps for each of R, G, and B pixels.
(1) A photosensitive colored resin layer is provided on a substrate by bonding a photosensitive sheet made of a colored composition for producing a color filter containing a photopolymerizable compound, a photopolymerization initiator, a binder, a coloring component (pigment), and the like. Process,
(2) A step of exposing the colored photosensitive resin layer in a pattern,
(3) developing the exposed photosensitive colored resin layer to obtain a patterned colored cured film layer composed of exposed portions of the photosensitive colored resin layer; and
(4) The process of baking and further curing by heating the patterned colored cured film layer.
[0077]
The above step (1) may be carried out by directly applying the photosensitive pigment dispersion on the surface of the substrate and drying it, but once prepared a temporary support (such as a flexible plastic sheet). It is preferable to carry out using a method in which a photosensitive colored resin layer is formed thereon to form a photosensitive sheet (photosensitive transfer material), and the photosensitive layer of this photosensitive sheet is transferred to the substrate surface.
[0078]
The photosensitive colored resin layer provided on the substrate is subjected to a pattern exposure process by imagewise exposure using a photomask or the like, that is, the process (2), and then light is developed using a developer. A development step of dissolving and removing uncured portions that have not been irradiated, that is, step (3) is performed. In this way, a patterned colored cured layer corresponding to the exposed portion of the colored photosensitive layer can be obtained on the substrate.
[0079]
The above steps (1) to (3) are methods generally used in an image forming method using a photosensitive transfer material, and are described, for example, in JP-A-5-173320. As a typical image forming method, a photosensitive resin composition layer of a photosensitive transfer material is overlaid on the surface of a transparent substrate placed on a liquid crystal display element, a support sheet (temporary support) is peeled off, and then the transferred image is transferred. A step of exposing the photosensitive resin composition layer (photosensitive colored resin layer) on the material through a photomask, a step of heating the photosensitive colored resin layer after exposure, a development process to remove the unexposed portion A method combining the steps of dissolving and removing can be used.
[0080]
(MVA-LCD)
One mode of an MVA-LCD (alignment division vertical alignment type liquid crystal display device) provided with the alignment division projections of the present invention is shown in FIG. Here, the liquid crystal display element (10) includes an array substrate (12) and a counter substrate (14) arranged to face each other with a predetermined cell gap, and a liquid crystal layer (between the array substrate and the counter substrate). 16) is sandwiched. The peripheral portions of the array substrate (12) and the counter substrate (14) are bonded to each other by a sealing material (18) disposed so as to surround the outer periphery of the display area of the liquid crystal display device. A liquid crystal injection port (not shown) is provided in a part of the sealing material (18), and the liquid crystal injection port is sealed with a sealing material after the liquid crystal is injected.
[0081]
The array substrate (12) includes a substrate (11) made of transparent glass. On the substrate, a plurality of scanning lines (not shown) and a plurality of signal lines (20) orthogonal to the scanning lines via an insulating film are provided. Are arranged, and each of the regions surrounded by the scanning lines and the signal lines is provided with a substantially rectangular pixel electrode (22) to constitute a pixel portion. Here, each pixel electrode (22) is connected to a TFT (24) provided at the intersection of the scanning line and the signal line (20). Further, an alignment film (26) is formed on the entire surface of the glass substrate (11).
[0082]
The counter substrate (12) is formed by sequentially forming a color filter (30), a transparent counter electrode (32) made of ITO, and an alignment film (33) on a substrate (28) made of transparent glass. . The color filter (30) includes a light shielding layer (34) formed in a matrix form as a black matrix, a striped green colored layer (35G) extending substantially in parallel with the light shielding layer, and a blue colored layer (35B). And a red colored layer (35R). In the present invention, the light shielding layer (34) formed in the above-described matrix shape is formed containing metal fine particles. A counter electrode (32) is formed on substantially the entire surface of the glass substrate (11) so as to cover these colored layers (35G, 35B, 35R), and an alignment film (33) is formed on the counter electrode. Become.
[0083]
In the present embodiment, the alignment film (33) of the counter substrate (14) is formed to include a projection pattern (40) for dividing the liquid crystal alignment and a plurality of columnar spacers (42). The protrusion pattern (40) is provided at a position facing the substantially central portion of each of the colored layers (35G, 35B, 35R), and protrudes toward the array substrate (12). Each columnar spacer (42) is provided at a position facing the light shielding layer (34), protrudes to the array substrate (12) side, and its tip abuts on the alignment film (26) on the array substrate side. . Therefore, the cell gap between the array substrate (12) and the counter substrate (14) is maintained at a predetermined value by the plurality of columnar spacers (42).
[0084]
Furthermore, polarizing plates (44, 45) are provided on the outer surfaces of the two substrates (11, 28), respectively, and the liquid crystal display element (10) of the MVA-LCD of the present invention displays a color image as an optical shutter. .
[0085]
Since the color filter (30) of the present invention has high flatness, the liquid crystal display element (10) of the MVA-LCD provided with this color filter has a cell gap unevenness between the color filter (30) and the substrate (11). It does not occur and display defects such as color unevenness do not occur.
Further, the black matrix (34) of the color filter (30) of the present invention does not contain carbon black as in the past as a black pigment, and the black matrix contains metal fine particles. Charges are not accumulated in the alignment dividing projections (40), and no afterimage is generated in the liquid crystal display element (10). Therefore, the MVA-LCD of the present invention using the color filter for MVA-LCD is excellent in display contrast without color unevenness, and does not generate an afterimage even when a voltage is applied over a long period of time. Device.
[0086]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these examples. In this example, “part” and “%” all represent “part by mass” and “% by mass”.
[0087]
[Example 1]
(Preparation of silver fine particles)
3488 g of distilled water was added to 112 g of gelatin, and the resulting mixture was heated to about 47 ° C. to dissolve the gelatin. To this was added 4.0 g calcium acetate and 2.0 g potassium borohydride. Immediately thereafter, 6.0 g of silver nitrate dissolved in 1.0 L of distilled water was added with rapid stirring. Further, distilled water was added to adjust the final mass to 5.0 kg. The product was then cooled to near the gel temperature and extruded through a small hole into chilled water, thereby creating a very fine noodle. These noodles were supplied as amplification catalysts for producing blue silver on site. For convenience and to prevent the noodles from forming a molten mass, the noodles were diluted with water to make water 1 to noodle 3.
[0088]
6.5 g of potassium hydroquinone monosulfonate and 0.29 g of KCl dissolved in 81 g of distilled water were added to 650 g of borohydride-reduced silver nuclei. The noodle slurry was cooled to about 6 ° C. Moreover, the following two types of solutions (A) and (B) were prepared in separate containers.
(A) ......... 19.5 g Sodium sulfite (anhydrous), 0.98 g Sodium bisulfite (anhydrous), 122.0 g Distilled water
(B) ......... 9.75 g Silver nitrate, 122.0 g Distilled aqueous solution
[0089]
The above solutions (A) and (B) were mixed and stirred to form a white precipitate. Immediately, this mixture was then added to the noodle slurry with rapid stirring in a short time (within 5 minutes). The temperature was maintained at 10 ° C. and amplification was allowed to proceed for about 80 minutes until all soluble silver salt was reduced onto the nuclei. The resulting blue slurry particles were washed through the slurry in a nylon mesh bag through the slurry and washed for about 30 minutes with the wash water passing through the bag so that all the salt was washed away. The blue silver dispersed and washed in the gel slurry was drained until the product mass was 412 g so as to obtain a blue silver dispersion having a concentration of 1.5% by weight silver when melted. Transmission electron micrographs showed that the blue silver consisted of distinct tabular grains with an edge length of about 20-30 nm and a thickness of about 7 nm.
[0090]
(Preparation of silver fine particle dispersion)
To 4000 g of the silver dispersion slurry obtained as described above, 6 g of a dispersant (“Lapizol B-90” manufactured by NOF Corporation) and 2000 g of papain 5% aqueous solution were added and stored at a temperature of 37 ° C. for 24 hours. . This liquid was centrifuged at 2000 rpm for 5 minutes to precipitate silver fine particles. After discarding the supernatant, it was washed with distilled water to remove the degradation product of gelatin decomposed by the enzyme. Next, the silver fine particle precipitate was washed with methyl alcohol and then dried. An aggregate of about 60 g of silver fine particles was obtained. 53 g of this agglomerate, 5 g of a dispersant (“Solsperse 20000” manufactured by Avicia Co., Ltd.), and 22 g of methyl ethyl ketone were mixed. This was mixed with 100 g of 2 mmφ glass beads and dispersed with a paint shaker over 3 hours to obtain the intended silver fine particle dispersion (A1).
[0091]
(Preparation of fine particle-containing layer coating solution)
The following additive was added to and mixed with the silver fine particle dispersion (A1) obtained above to obtain a fine particle-containing layer coating solution.
-40.0 g of the above silver fine particle dispersion (A1)
・ Propylene glycol monomethyl ether acetate 40.0g
・ Methyl ethyl ketone 37.6g
・ Fluorine surfactant "F176PF" 0.1g
(Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., 20% aqueous solution)
・ Hydroquinone monomethyl ether 0.001g
・ Dipentaerythritol hexaacrylate 2.1g
-Bis [4- [N- [4- (4,6-bistrichloromethyl-s-triazin-2-yl) phenyl] carbamoyl] phenyl] sebacate 0.1 g
[0092]
(Shading layer image formation)
The fine particle-containing layer coating solution obtained above was applied onto a glass substrate and dried to form a photosensitive light-shielding layer (black photosensitive resin layer) having a dry film thickness of 0.3 μm.
Next, using an ultra-high pressure mercury lamp, the photosensitive light-shielding layer was 500 mJ / cm. 2 Pattern (for MVA mode) exposure was performed. Thereafter, a 1% aqueous solution of triethanolamine is used as a developing solution, and the photosensitive black resin layer of the light shielding layer is developed with a predetermined developing solution (an alkali developing solution “TCD” manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.). Then, a desired light shielding layer was formed.
[0093]
(Synthesis of pigment dispersion)
(1) 50 parts of dimethyl 5-nitroisophthalate and 130 parts of N, N-diethyl-1,3-propanediamine were reacted at a temperature of 80 to 100 ° C. for 4 hours while weakly reducing the pressure. After confirming disappearance of dimethyl 5-nitroisophthalate and monoamide compound as raw materials, excess N, N-diethyl-1,3-propanediamine was removed under reduced pressure, and 92 parts of bis-3-diethylamino 5-nitroisophthalate were removed. Propylamide was obtained.
[0094]
(2) 18.5 parts of the obtained 5-nitroisophthalic acid bis-3-diethylaminopropylamide and 5.1 parts of triethylamine were dissolved in 60 parts of DMF and ice-cooled. To this was added a solution of 9.3 parts of 4-nitrobenzoyl chloride in 60 parts of acetone and amidated. After this reaction, 800 parts of water was added and the crystals were collected by filtration and recrystallized with ethyl acetate to give 14 parts of 4-nitrobenzoyl-4- {3,5-bis (3-diethylaminopropylcarbamoyl)} phenylamide. Obtained.
[0095]
(3) Reduction by refluxing 14 parts of the obtained 4-nitrobenzoyl-4- {3,5-bis (3-diethylaminopropylcarbamoyl)} phenylamide together with reduced iron and ammonium chloride in 200 parts of isopropanol and 35 parts of water. As a result, 13.2 parts of an aniline derivative were obtained.
[0096]
(4) 13.2 parts of the obtained aniline derivative was added to 120 parts of methanol, and 18 parts of hydrochloric acid was added under ice cooling. The mixture was further cooled to -15 ° C. NaNO 2 1.8 parts of an aqueous solution (20 parts of water) was added dropwise to diazotize (preparation of a diazo solution). Separately, 5.9 parts of 5-acetoacetylaminobenzimidazolone, 26 parts of methanol, 530 parts of water, and NaCO 3 A coupling component solution consisting of 10.8 parts was prepared and cooled to a temperature of 10 ° C. The diazo liquid obtained above was added dropwise to this so that the temperature did not exceed 10 ° C., and reacted. Furthermore K 2 CO 3 Was added to make the system basic, and the precipitated yellow product was collected by filtration and recrystallized with DMF and acetonitrile to obtain the following compound [1], which is the desired pigment dispersion. The maximum absorption wavelength of the obtained compound is λ max = 391 nm (CHCl 3 Middle).
[0097]
[Chemical 1]
(Preparation of yellow pigment dispersion PY-139)
A yellow pigment composition having the following composition was prepared.
・ C. I. Pigment Yellow 139 8g
-0.8 g of pigment dispersion of the above compound [1]
-20 g of methacrylic acid / benzyl methacrylate copolymer
(
1-methoxy-2-propyl acetate 51.2g
[0099]
The yellow pigment composition having the above composition was dispersed with a motor mill “M-50” (manufactured by Eiger) using zirconia beads having a diameter of 0.65 mmφ at a peripheral speed of 9 m / second for 16 hours. A yellow pigment dispersion (PY-139) was prepared.
[0100]
(Production of color filter)
A red pixel forming coating solution (R1) for a color filter shown in Table 1 below was prepared, and this coating solution was applied to a soda lime glass substrate (100 mm × 100 mm, thickness 1.1 mm) on a spin coater “1H-DX. (Mikasa Co., Ltd.) was applied at 180 rpm, and then placed in an oven and heated at a temperature of 100 ° C. for 2 minutes to dry.
[0101]
Next, it is 200 mJ / cm with a mask aligner “M-2L” (manufactured by Mikasa) through a chrome mask for pattern preparation. 2 After exposure, the substrate was immersed in a 1% sodium carbonate aqueous solution at a temperature of 33 ° C. for 60 seconds, washed with water to remove unexposed portions, and further placed in an oven and heated at a temperature of 220 ° C. for 30 minutes. Processing was performed to form a red (R) pixel pattern on the substrate.
[0102]
Next, using the PY139 dispersion obtained above, a green pixel forming coating solution (G1) for color filters shown in Table 1 below is prepared, and the above red pixel pattern is formed from this coating solution. After coating at 230 rpm using a spin coater on the substrate, a green (G) pixel pattern was formed in the same manner as in the red pixel pattern formation.
[0103]
Further, a blue pixel forming coating solution (B1) for a color filter shown in Table 1 below is prepared, and this coating solution is applied to the substrate on which the red pixel pattern and the blue pixel pattern are formed using a spin coater. After coating at 180 rpm, a blue (B) pixel pattern is formed in the same manner as the red pixel pattern formation, and the (R) pixel pattern, (G) pixel pattern, and (B) pixel pattern according to the present invention are laminated. A substrate (color filter) was obtained.
[0104]
[Table 1]
(Formation of alignment split protrusions)
An ITO film having a thickness of 800 mm is formed on the color filter substrate on which the light-shielding layer and the colored pixel layer are formed in this manner, and then a structural material coating solution having the following formulation is applied to the entire surface by spin coating. Then, pre-baking was performed at 90 ° C. for 2 minutes to form a photosensitive resin layer of a structural material having a thickness of about 2 μm.
[0106]
<Prescription of coating liquid for structural materials>
・ Benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer (methacrylic acid-containing polymer)
, Copolymerization molar ratio 73/27, weight average molecular weight 30000) 6.7 parts
-Dipentaerythritol hexaacrylate (mass ratio 0.6 with respect to a polymerizable monomer and a methacrylic acid-containing polymer) 4.0 parts
・ Phenothiazine 0.005 parts
2,4-bis (trichloromethyl) -6- [4- (N, N-diethoxycarbonylmethylamino) -3-bromophenyl] -s-triazine (polymerization initiator) 0.13 parts
・ Victoria Pure Blue BOH-M (decolorable paint) 0.19 parts
Poly (N-propylperfluorooctanesulfonamidoethyl acrylate / polypropylene glycol methyl ether acrylate (
・ Methyl ethyl ketone 32.0 parts
1-methoxy-2-propyl acetate 53.0 parts
・ Methanol 4.0 parts
[0107]
Then, 20 mJ / cm through a photomask for forming protrusions 2 After exposure, the substrate was immersed in a 1% sodium carbonate aqueous solution at a temperature of 33 ° C. and developed while rubbing the photosensitive resin layer with a brush to remove unnecessary portions (unexposed portions) of the photosensitive resin layer. did. Furthermore, it was placed in an oven and subjected to heat treatment at a temperature of 230 ° C. for 120 minutes to obtain a color filter substrate on which the alignment dividing projections made of a structural material were formed.
[0108]
[Comparative Example 1]
(Preparation of carbon black dispersion)
53 g of carbon black, 5 g of “Solsperse 20000” (Avisia Co., Ltd. dispersant), and 59.6 g of methyl ethyl ketone were mixed. This was mixed with 100 g of 2 mmφ glass beads and dispersed with a paint shaker over 3 hours to obtain the intended carbon black dispersion (A2).
[0109]
(Preparation of carbon black-containing layer coating solution)
The following additives were added to and mixed with the carbon black dispersion (A2) obtained above to obtain a carbon black-containing layer coating solution.
-40.0 g of the above carbon black dispersion (A1)
・ Propylene glycol monomethyl ether acetate 40.0g
・ Fluorine surfactant "F176PF" 0.1g
(Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., 20% aqueous solution)
・ Hydroquinone monomethyl ether 0.001g
・ Dipentaerythritol hexaacrylate 2.1g
-Bis [4- [N- [4- (4,6-bistrichloromethyl-s-triazin-2-yl) phenyl] carbamoyl] phenyl] sebacate 0.1 g
Hereinafter, in Example 1, instead of the fine particle-containing layer coating solution used in the formation of the light shielding layer image, the carbon black-containing layer coating solution was used in the same manner as in Example 1 except that the structural material was used. A comparative color filter substrate provided with alignment dividing projections was obtained.
[0110]
(Production and evaluation of color filter for MVA-LCD)
On the color filter substrate with protrusions for alignment division of Example 1 and Comparative Example 1 obtained above, an alignment film made of a polyimide resin was applied by a printing method, and heated on a hot plate at a temperature of 200 ° C. for 10 minutes. The thickness of the alignment film thus obtained was 0.07 μm. Next, the color filter substrate was rubbed, a sealant was applied by a dispensing method, and baked on a hot plate at a temperature of 90 ° C. for 10 minutes.
[0111]
Separately, a substrate on which a TFT array driven by a lateral electrolysis method was formed on a Corning glass substrate 1737 was similarly coated with an alignment film and baked. Thereafter, spacers were sprayed, superimposed on the color filter substrate, and baked at a temperature of 160 ° C. for 90 minutes while being pressurized in an oven to cure the resin. After the cell was vacuum annealed at a temperature of 120 ° C. and 10 to 3 torr, the pressure was once returned to normal pressure in a nitrogen atmosphere, and liquid crystal was injected again in a vacuum atmosphere. This liquid crystal injection was carried out by placing the cell in a chamber and reducing the pressure to 10 to 3 torr at room temperature, then dipping the liquid crystal injection hole in a liquid crystal tank and returning to normal pressure using nitrogen. After the liquid crystal injection, the liquid crystal injection hole was sealed using an ultraviolet curable resin. This panel was heated to a temperature not lower than the NI transition point to realign the liquid crystal.
[0112]
Next, the polarizing plate is attached to the two glass substrates of the cell, and the temperature is 50 ° C. and the pressure is 5 kgf / cm in an autoclave. 2 The liquid crystal display cell was completed by processing under the conditions described above. In this state, the cell is turned on, and after confirming that there is no display unevenness or the like, a driver element or the like is mounted on the periphery, and the target MVA-LCD (alignment division vertical alignment type liquid crystal display of Example 1) Device).
[0113]
As a result of observing the display quality of the MVA-LCD display devices of Example 1 and Comparative Example 1 after being left in a state where a voltage was applied over a long period of time, the MVA-LCD of Example 1 was of the comparative example. Compared with, no afterimage was observed, and it was found that the liquid crystal display device had good display quality.
[0114]
【The invention's effect】
According to the present invention, a color filter for MVA-LCD (alignment division vertical alignment type liquid crystal display device) which has excellent display contrast and flatness, no charge is accumulated in the alignment division protrusion, and no afterimage is generated, and An MVA-LCD (alignment division vertical alignment type liquid crystal display device) using the same can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are explanatory views schematically showing the operation of an MVA-LCD in its cross section.
FIGS. 2A and 2B are explanatory views showing an embodiment of a color filter for MVA-LCD according to the present invention. FIGS.
FIGS. 3A and 3B are explanatory views showing another embodiment of the color filter for MVA-LCD according to the present invention. FIGS.
FIG. 4A is an enlarged plan view showing one pixel of another example of the color filter for MVA-LCD according to the present invention. (B) is sectional drawing of the AA 'line in (a).
5A is a plan view showing a state when a TFT side substrate is arranged on the MVA-LCD color filter shown in FIG. 4 to obtain an MVA-LCD. FIG. (B) is sectional drawing of the BB 'line in (a).
FIG. 6A is an enlarged plan view showing one pixel of another example of the color filter for MVA-LCD according to the present invention. (B) is sectional drawing of the CC 'line in (a).
FIG. 7 is an enlarged plan view showing a liquid crystal display element of the MVA-LCD according to one embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 ... MVA-LCD
11 ... TFT side substrate
12 ......... Color filter side substrate
13a, 13b, 14 ..... Projection for orientation control
15 ……… Liquid crystal molecules
21, 31, 41, 61 ... Glass substrate
22, 32, 40 ... …… Color filters
23, 33, 43, 63 ......... Colored pixels
25, 35, 45, 65 ......... Transparent electrode
27, 37 ......... Roughly rectangular pattern
29, 39, 49, 59... Projection (projection for orientation control) whose planar shape is substantially rectangular and whose cross-sectional shape is an arc.
69... Projection with circular circular plane and circular cross-section (orientation control projection)
44, 64 ... Black Matox
W1, W3 ......... Width of the bottom of the substantially rectangular pattern
W2, W4 ......... Width of the bottom of the alignment control projection having an arc-shaped cross section
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