WO2006132240A1 - カラーフィルター及びそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

カラーフィルター及びそれを用いた液晶表示装置 Download PDF

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WO2006132240A1
WO2006132240A1 PCT/JP2006/311320 JP2006311320W WO2006132240A1 WO 2006132240 A1 WO2006132240 A1 WO 2006132240A1 JP 2006311320 W JP2006311320 W JP 2006311320W WO 2006132240 A1 WO2006132240 A1 WO 2006132240A1
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liquid crystal
crystal display
color filter
display device
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Inventor
Hideyuki Nakamura
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Fujifilm Corporation
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    • G03F7/34—Imagewise removal by selective transfer, e.g. peeling away
    • G03F7/343—Lamination or delamination methods or apparatus for photolitographic photosensitive material

Definitions

  • the present invention relates to a color filter for a liquid crystal display device and a liquid crystal display device, and in particular, a liquid crystal excellent in display contrast, free from display unevenness due to TFT malfunction, and having both high color purity and high transmittance.
  • the present invention relates to a color filter for a display device and a liquid crystal display device.
  • a color filter used for a color liquid crystal display or the like has colored pixels (R, G, B) formed on a transparent substrate, and each of R (red), G (green), and B (blue).
  • a black matrix is formed in the gap between the colored pixels for the purpose of improving the display contrast.
  • the black matrix used in an active matrix liquid crystal display device using thin film transistors (TFTs) is designed for the above purpose and prevents image quality degradation caused by current leakage due to light from the thin film transistors. Therefore, a high light shielding property is required.
  • a metal thin film is prepared by vapor deposition or sputtering, a photoresist is applied on the metal thin film, and then black Including exposing and developing the photoresist layer through a photomask having a pattern for a matrix, etching the exposed metal thin film, and finally stripping the resist layer on the metal thin film (eg, "Color TFT liquid crystal display” pp. 218-220 (Kyoritsu Publishing Co., Ltd., published April 10, 1997)).
  • this method uses a metal thin film, a high light shielding effect can be obtained even if the film thickness is small.
  • a vacuum film forming process such as a vapor deposition method and a sputtering method and an etching process are required, which increases the cost and cannot be ignored.
  • this method has a problem that the reflectivity increases because it is a metal film, resulting in malfunction of the TFT and a decrease in contrast in a bright room.
  • a means of using a low-reflective chromium film (such as two-layered metal chromium and acid chromium) can be taken, but it cannot be denied that the cost is further increased.
  • a method for forming a black matrix a method using a photosensitive resin composition containing a light-shielding pigment (for example, carbon black) is also known.
  • a photosensitive resin composition containing a light-shielding pigment for example, carbon black
  • a carbon black-containing photosensitive resin composition is applied to the pixels, and It includes a step of exposing the entire surface from the R, G, B pixel non-formation side of the transparent substrate (for example, JP-A-62-9301).
  • Non-Patent Document 1 "Color TFT LCD” pp. 218-220 (published April 10, 2007, Kyoritsu Publishing Co., Ltd.)
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-9301
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-240039
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-317897
  • the present invention has been made in view of the above circumstances.
  • the present invention provides a color filter for a liquid crystal display device and a liquid crystal display device which are excellent in display contrast in a bright room, have no display unevenness due to TFT malfunction, and have both high color purity and high transmittance. .
  • the above object of the present invention is achieved by providing a color filter for a liquid crystal display device and a liquid crystal display device having the following configuration.
  • a color filter for a liquid crystal display device comprising a transparent substrate and a black matrix provided on the transparent substrate,
  • the black matrix contains pigments and at least one selected from metal particles and metal compound particle forces;
  • the ratio (BZA) of the content B of the pigment to the content A of the metal particles and metal compound particles in the black matrix is in the range of 0.2 to 10;
  • the thickness ratio (TG ZBM) of the G (green) colored pixel thickness TG to the black matrix thickness BM should be in the range of 1.2 to 10.
  • the color filter for a liquid crystal display device characterized by the above-mentioned.
  • the film thickness ratio (TRZBM) of the R (red) colored pixel TR to the BM is in the range of 1.2 to 10;
  • the film thickness ratio TB (TBZBM) of the B (blue) colored pixel is in the range of 1.2 to 10
  • the color filter for a liquid crystal display device wherein (3) A protruding portion formed by laminating a part of the colored layer of the colored pixel on a part of the black matrix has a height force of 0 or less projecting with respect to the colored pixel.
  • the color filter for a liquid crystal display device according to (1) or (2).
  • the metal particles or metal compound particles contained in the black matrix include at least one selected from Ag fine particles and AgSn alloy fine particles, (1) to (7), The color filter for a liquid crystal display device according to item 1.
  • a liquid crystal display device comprising the color filter for a liquid crystal display device according to any one of (1) to (11).
  • the color filter for a liquid crystal display device and the liquid crystal display device of the patent invention have high display contrast in a bright room. There is no display unevenness due to TFT malfunction, and both high color purity and high transmittance are achieved. be able to.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing one embodiment of the thickness of a colored pixel and the height of a protrusion in a comparative example.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing another embodiment of the thickness of the colored pixel and the height of the protrusion in the present invention.
  • the color filter for a liquid crystal display device of the present invention has a black matrix on a transparent substrate.
  • the black matrix has at least G (green) colored pixels in a region to be separated. A part of the colored layer of the G (green) colored pixel is laminated on a part of the black matrix.
  • the black matrix contains a pigment, metal particles, and Z or metal compound particles.
  • the ratio (mass ratio) (BZA) of the content A of the metal particles and Z or metal compound particles to the content B of the pigment (BZA) is 0.2 or more and 10 or less.
  • the ratio (film thickness ratio) (TG / BM) of the film thickness TG of the G (green) colored pixel to the film thickness BM of the black matrix is 1.2 or more and 10 or less.
  • the black matrix contains at least a pigment and at least one of metal particles and metal compound particles. These are contained in the black matrix at least in a dispersed state in the polymer compound.
  • the metal particles used in the present invention are not particularly limited, and any particles may be used.
  • Examples of the metal that the metal particles preferably include as a main component thereof include metals selected from the group forces of the fourth period, the fifth period, and the sixth period force of the periodic table of the elements, and the groups 8 and 9 Tribe, Includes metals selected from the group consisting of Group 10, Group 11, Group 12, Group 13, and Group 14. Of these metals, gold, silver, and metals that are classified in the 4th, 5th, or 6th period, and that the metals classified in Group 10, 11 or 12, are more preferred. More preferred is copper, platinum, or palladium. Of these, gold, silver and copper are particularly preferred, and silver is particularly preferred.
  • the silver contained in the metal particles of the present invention is most preferably colloidal silver. In the production of metal particles, two or more of the above metals may be used in combination. Also, for the production of metal particles, it is possible to use two or more kinds of alloys having the above metal forces.
  • metal particles can be used.
  • the metal particles can also be prepared by a chemical reduction method of metal ions, an electroless plating method, a metal evaporation method, or the like.
  • Examples of a method for preparing silver fine particles include a method of reducing soluble silver salt with a noduloquinone in an aqueous gelatin solution disclosed in US Pat. No. 2,688,601, German Patent No. A method of reducing a sparingly soluble silver salt described in US Pat. No. 1,096,193 with hydrazine, a method of reducing to silver with tannic acid described in US Pat. No.
  • the “metal compound” referred to in the present invention is a compound of the metal and an element other than the metal.
  • Examples of compounds of metals and other elements include metal oxides, sulfides, sulfates and carbonates. Of these, sulfide is particularly preferable from the viewpoint of color tone and fine particle formation. Examples of these metal compounds include copper oxide ( ⁇ ), iron sulfide, silver sulfide, copper sulfide (11), and titanium black. Among these, silver sulfide is particularly preferable from the viewpoints of color tone, fine particle formation and stability.
  • Examples of the metal compound particles referred to in the present invention include the following.
  • Fine particles comprising the above metal compound (2) Fine particles formed by combining two or more types of metal compound particles into one particle
  • fine particles in which two or more kinds of metal compound particles are combined include composite particles of silver and silver sulfide, composite particles of copper sulfide and silver sulfide, and composite particles of silver and copper (II) oxide.
  • fine particles comprising metal particles and metal compound particles include composite fine particles of silver and silver sulfate, composite fine particles of copper sulfide and silver sulfide, and composite fine particles of silver and copper (II) oxide. Etc. are included.
  • the shape of the composite fine particles There is no particular limitation on the shape of the composite fine particles.
  • the shape include a shape having a different composition between the inside and the surface of the particle, a shape in which two types of particles are combined, and the like.
  • the average particle size is preferably in the range of 10 to 3000 nm, more preferably in the range of average particle size force S30 to 2000 nm, and still more preferably in the range of about 60 to 200 nm.
  • the color tone may be slightly inferior when the average particle diameter is less than 60 nm, including the above-mentioned (1) metal compound particles (not composite fine particles).
  • a particle size exceeding 300 Onm may be unfavorable in terms of dispersibility.
  • the metal particles and Z or metal compound particles used in the present invention must be colored in order to obtain a necessary optical density.
  • “colored” means optical absorption in the wavelength region of 400 to 700 nm.
  • the colored metal compound include silver sulfide, copper sulfide, iron sulfide, palladium sulfide, silver oxide and titanium black.
  • the shape of the metal particles and Z or metal compound particles of the present invention is not particularly limited.
  • particle shapes that can be used include spheres, irregular shapes, plates, cubes, regular octahedrons, and columns.
  • metal particles having different compositions, shapes, particle sizes, and optical absorption wavelength regions, and Z or metal compound particles can be mixed and used.
  • black pigment fine particles are particularly preferably used as the pigment.
  • Pigment Black 7 carbon black CI No. 77266, for example, product name: Mitsubishi Carbon Black MA100 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), product name: Mitsubishi Carbon Black # 5 (manufactured by Mitsubishi Igaku Co., Ltd.) ), Trade name: Black Pearls 430 (manufactured by Cabot Co.), black bell, etc.
  • carbon black and graphite are particularly preferable.
  • the average particle size of the metal particles and pigment fine particles in the present invention is obtained by measuring 50 particle sizes by observation with a transmission electron microscope (TEM) and calculating the average value.
  • TEM transmission electron microscope
  • the ratio (mass ratio BZA) of the amount A of metal particles and the amount of metal particles Z and metal compound particles A contained in the black matrix constituting the color filter of the present invention to the amount B of pigment is in the range of 0.2 to 10. Yes, preferably in the range of 0.3 to 6.0, more preferably in the range of 0.8 to 5.0.
  • the mass ratio BZA is less than 0.2, the added amount of metal particles and Z or metal compound particles in the black matrix is large, so that the reflectivity of the black matrix is increased, and thus the malfunction of the TFT is likely to occur.
  • the mass ratio BZA exceeds 10, the transmission optical density of the black matrix is lowered because the number of metal particles and Z or metal compound particles in the black matrix is small.
  • the visibility is the highest among the RGB pixels constituting the color filter of the present invention!
  • the thickness of the G (green) colored pixel (TG) and the thickness of the black matrix (BM) The ratio (TGZBM).
  • the range is 2 to 10, preferably in the range of 1.4 to 5.0, more preferably in the range of 2.0 to 4.0.
  • the film thickness of the colored pixel is as follows. That is, in FIG. 1, the thickness of the colored pixel is the thickness of the flat portion of the colored pixel 10 and is the thickness indicated by Ha. (In FIG. 1, BM> Ha.) In FIG. 2, the thickness of the colored pixel is the thickness of the flat portion of the colored pixel 12 and is the thickness indicated by He. (In Fig. 2, He> BM.)
  • the height of the protruding portion formed with a part of the colored layer of the colored pixel (G) laminated on a part of the black matrix protruding from the colored pixel is 0 to It is preferably in the range of 0.4 / zm, more preferably in the range of 0 to 0.3 / zm, and even more preferably in the range of 0 to 0.2 / zm.
  • the protrusion height of the protrusion on the black matrix is as follows. That is, in FIG. 1, the protrusion height means the height (thickness) of the protruding portion of the flat portion of the colored pixel 10 on the black matrix (BM), and the thickness Hb of the protruding portion.
  • the protrusion height refers to the height (thickness) of the portion where the thickness force of the flat portion of the colored pixel 12 protrudes, and the film thickness Hd of the protrusion. If the height (thickness) of the projections of the colored pixels on the black matrix is greater than 0.4 ⁇ m, color unevenness may occur due to liquid crystal alignment due to differences in the thickness of the pixels through which light passes. ,.
  • the transmission density of the black matrix is in the range of 3.5-10.0 and the film thickness is in the range of 0.1 to 1.3 m. More preferably, the transmission density is 3.8 or more and the film thickness is 1.1 m or less. More preferably, the transmission density is 4.0 or more and the film thickness is 1.0 m or less. If the transmission density of the black matrix is high and the film thickness is thin enough to keep the light shielded, the black matrix and the R, G, and B pixels do not easily overlap. The flatness is improved. Therefore, unevenness due to the cell gap of the liquid crystal display element hardly occurs, and display defects such as color unevenness do not occur.
  • Examples of means for controlling the transmission density and film thickness of the black matrix within the above range include adjusting the mass ratio of the pigment, metal particles, and Z or metal compound particles in the black matrix to a predetermined range. Etc. are included.
  • Black matrix The black matrix of the present invention preferably contains a pigment, metal particles, and Z or metal compound particles, and also has a resin composition power containing a polymer as a binder, a dispersion stabilizer and a surfactant.
  • the black matrix is preferably formed from a photosensitive resin composition having photosensitivity and containing metal particles (hereinafter also referred to as “composition for producing a black matrix”).
  • composition for producing a black matrix examples include those described in paragraphs [0016] to [0022] and [0029] of JP-A-10-160926.
  • the composition for producing a black matrix is an aqueous medium composition.
  • a composition for preparing an aqueous black matrix include those described in paragraphs [0015] to [0023] of JP-A-8-271727, and preferred examples of the commercially available composition include: , SPP-M20 (trade name, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.), etc.
  • composition for preparing a black matrix may be prepared by adding a photopolymerizable compound, a photopolymerization initiator, an inhibitor and the like.
  • Preferred examples of the photopolymerizable compound used in the composition for preparing the black matrix include a monomer or oligomer having an ethylenically unsaturated double bond and capable of addition polymerization upon irradiation with light. included.
  • Examples of such monomers or oligomers include compounds having at least one addition-polymerizable ethylenically unsaturated group in the molecule and a boiling point of 100 ° C. or higher at normal pressure.
  • photopolymerizable compound examples include monofunctional acrylates such as polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate and phenoxychetyl (meth) acrylate and monofunctional methacrylate.
  • photopolymerizable compound further include urethane acrylates described in JP-B-48-41708, JP-B-50-6034 and JP-A-51-37193.
  • polyfunctional atarelate such as epoxy acrylates, are methacrylates.
  • trimethylolpropane tri (meth) acrylate pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hex (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate and the like are also included.
  • the above monomers or oligomers may be used singly or in combination of two or more.
  • the content of the photopolymerizable compound relative to the total solid content of the composition for producing a black matrix is generally 5 to 50% by mass, and particularly preferably 10 to 40% by mass.
  • Examples of the photopolymerization initiator used in the composition for preparing a black matrix of the present invention include vicinal polyketaldo-louis compound, US patent disclosed in US Pat. No. 2,367,660. U.S. Pat. No. 2448828, Rusiloin etheric compounds, U.S. Pat. No. 2,722,512 oc-hydrocarbon substituted aromatic acyloin compounds, U.S. Pat. And a combination of a triarylimidazole dimer and a P-aminoketone described in US Pat. No. 3,549,367, as described in Japanese Patent Publication No. 51-48516.
  • Trihalomethyl O hexa di ⁇ tetrazole Lee ⁇ , etc. are contained being.
  • trihalomethyl-s-triazine, trihalomethyloxadiazole, and triarylimidazo monomer are preferred.
  • the content of the photopolymerization initiator based on the total solid content of the black matrix preparation composition is generally 0.5 to 20% by mass, and particularly preferably 1 to 15% by mass. Good.
  • the composition for producing a black matrix in the present invention may further contain an inhibitor (thermal polymerization inhibitor).
  • the thermal polymerization inhibitor include nitro, idroquinone, p-methoxyphenol monole, di-tbutinole p crezo monore, pyrogalonore, tert-butenore force teconole, benzoquinone, 4, 4'-thiobis (3-methyl-6 t- Butylphenol), 2,2'-methylenebis (4-methyl 6-t-butylphenol), 2-mercaptobenzimidazole, phenothiazine, and the like.
  • the black matrix preparation composition of the present invention may further contain various additives such as a plasticizer, a surfactant, an adhesion promoter, an ultraviolet absorber, a solvent, and the like, if necessary. it can.
  • composition for producing a black matrix in the present invention is prepared as a coating solution in which each solid component described above is dissolved and dispersed in a solvent, and this is applied to the surface of a substrate, a temporary support or the like, dried and colored. It is used to form a greaves layer.
  • Examples of the organic solvent used in the preparation of the composition for producing a black matrix include methinoretinoleketone, propylene glycolenomonomethinoreether, propylene glycolenomonomethyl ether acetate, cyclohexanone, and cyclohexanone. Contains xanol, ethyl lactate, methyl lactate, prolatatam.
  • the film thickness of the black matrix resin layer (hereinafter also referred to as "light-shielding layer”) depends on the structure of a part of the spacer formed on the color filter, cell gap, and black. It is determined in consideration of the reduction rate of the film thickness in the black matrix forming process using the matrix preparation composition.
  • composition for producing a black matrix in the present invention can be applied to a surface of a temporary support described later by a known method and dried to form a photosensitive sheet (light-shielding layer). .
  • Examples of the means for applying the black matrix forming yarn composite include a slit coater, a spinner, a boiler, a roller coater, a curtain coater, a knife coater, a wire coater, an extruder, and the like.
  • the formed coating layer is then dried to obtain a photosensitive resin layer or a photosensitive transfer sheet.
  • a photosensitive transfer material is prepared using the above-described pigment for forming a black matrix having photosensitivity, a metal particle and a composition containing Z or metal compound particles, and the photosensitive transfer material. Can be used to produce a black matrix.
  • the photosensitive transfer material is provided with a photosensitive light-shielding layer comprising a black matrix-forming composition having at least the above-described photosensitivity and containing a pigment, metal particles, and Z or metal compound particles on a temporary support. It is.
  • the film thickness of the photosensitive light-shielding layer is preferably in the range of about 0.3 to 3. ⁇ m, and more preferably in the range of about 0.5 to 2. O / zm.
  • the photosensitive transfer material is basically the same as the known photosensitive transfer material except that the photosensitive pigment, the metal pigment, and the composition containing Z or metal compound particles are used as the photosensitive resin material. In particular, it may have a similar configuration. Examples of the structure of a known photosensitive transfer material are described in JP-A-5-173320. The most basic structure of such a photosensitive transfer material includes a sheet of a temporary support that also has a flexible plastic film and the like, and a thin layer that is a composition for forming a black matrix formed on the temporary support sheet. Including.
  • an undercoat layer or an intermediate layer such as a layer that facilitates peeling between them and a cushioning layer for the light shielding layer can be optionally provided.
  • Examples of a preferable configuration include a configuration in which an alkali-soluble thermoplastic resin layer, an intermediate layer, and a light shielding layer are formed on a temporary support sheet.
  • a protective film may optionally be further laminated on the light shielding layer.
  • a solution of the black matrix-producing composition containing the photosensitive and metal particles of the present invention on a temporary support is prepared by, for example, slitcoating. Coating and drying using a coating means such as a single coater, spinner-wheeler, roller coater, curtain coater, knife coater, wire bar coater, etastruder and the like.
  • a coating means such as a single coater, spinner-wheeler, roller coater, curtain coater, knife coater, wire bar coater, etastruder and the like.
  • the photosensitive transfer material of the present invention is provided with a photosensitive light-shielding layer comprising a pigment, metal particles, and a composition containing Z or metal compound particles as described above, the transfer material is used to form a thin film.
  • a black matrix can be produced by providing a light shielding layer having a high optical density.
  • the black matrix of the present invention is formed from the above-described (photosensitive) pigment particles and a light-shielding layer prepared using a metal particle and Z or metal compound particle-containing composition or a photosensitive transfer material having this composition.
  • the thickness of the black matrix is generally about 0.1 to 1. Since the black matrix of the present invention is obtained by uniformly dispersing pigment particles, metal particles, and Z or metal compound particles, even a thin film having a film thickness within the above range exhibits a sufficient optical density (shielding performance). Can do.
  • An example of a method for producing a black matrix using a photosensitive pigment particle and a composition containing metal particles and Z or metal compound particles includes a light-transmitting substrate and a photosensitive metal particle. And a method of forming a black matrix by exposing a layer (light-shielding layer) formed by applying a composition containing Z or metal compound particles through a photomask for a black matrix by a conventional method and then developing the layer. Etc. are included.
  • the application method used for producing the photosensitive transfer material can be used in the same manner.
  • the pigment particle, metal particle and Z or metal compound particle-containing composition does not have photosensitivity
  • the pigment particle, metal particle and Z or metal compound particle-containing composition is applied to a light-transmitting substrate.
  • a layer from a developable photosensitive resin composition is formed on the formed layer, exposed through a photomask for black matrix by a conventional method, and then developed and etched to form a black matrix. be able to.
  • the photosensitive transfer material is placed on a light-transmitting substrate so that the photosensitive light-shielding layer of the photosensitive transfer material is in contact therewith.
  • the temporary support was peeled off from the laminate strength of the photosensitive transfer material and the light transmissive substrate, and then the photosensitive light-shielding layer was exposed through a black matrix photomask. Thereafter, a method of developing and forming a black matrix can be used.
  • the black matrix production method of the present invention does not require a cumbersome process and is simple and low-cost.
  • composition for a colored pixel used in the color filter of the present invention will be described.
  • examples of the composition that can be used as the colored composition for the color filter of the present invention include paragraph numbers of JP-A No. 2004-347831. [0046] to [0056] are included.
  • the R (red) pixel of the color filter for a liquid crystal display device of the present invention has at least CI pigment red 254 (CI PR-254) as a pigment from the viewpoint of obtaining high color purity and flatness. It is preferable to contain.
  • the G (green) pixel of the color filter of the present invention has at least CI pigment green 36 (CI PG-36) and CI pigment yellow 138 (CI PY) as pigments from the viewpoint of obtaining high color purity and flatness.
  • CI pigment green 36 CI PG-36
  • CI pigment yellow 138 CI PY
  • CI pigment yellow 150 CI PY—150
  • the B (blue) pixel of the color filter of the present invention preferably contains at least CI pigment blue 15: 6 (CI PB-15: 6) as a pigment from the viewpoint of obtaining high color purity and flatness. .
  • the above pigment system has a transmission region on the long wave side and can achieve high color purity. Further, the dispersibility and stability of the pigment are good, and it has physical properties suitable for the color filter application for the liquid crystal display device of the present invention.
  • the content of the colorant is preferably in the range of 0.1 to 70% by mass with respect to the total solid mass of the composition. It is more preferable to be in the range of 60% by mass. 1.0 to 50% by mass is particularly preferable.
  • the chromaticity point force G (x on the CIE chromaticity diagram with the C primary light source of R (red), G (green), and B (blue) ⁇ 0. 32, y ⁇ 0. 56) is preferred.
  • R (x ⁇ 0. 62, y ⁇ 0. 35), G (x ⁇ 0. 32, y ⁇ 0. 56), B ( A suitable color filter for a liquid crystal display device satisfying x ⁇ 0. 17, y ⁇ 0.14) can be obtained.
  • Examples of the method of measuring the chromaticity point on the CIE chromaticity diagram with the C light source of the color filter include a method of measuring each pixel formed on the transparent substrate using a microspectrophotometer, or about 3 cm square This includes a method of producing a pixel of a size and measuring with a normal ultraviolet-visible spectrophotometer.
  • a suitable pigment is desirably used in the form of a dispersion.
  • a dispersion include dispersions described in paragraph numbers [0058] to [0059] of JP-A No. 2004-347831.
  • the color filter of the present invention has at least R (red), G (green), and B (blue) colored pixel groups on a light-transmitting substrate, and the pixels constituting the pixel group are mutually connected.
  • the composition is separated by black matrix, and the black matrix is produced using the above-described coloring composition for forming a black matrix or a photosensitive transfer material of the present invention. It is preferable that at least these three pixel groups of red, green, and blue are arranged in a mosaic type, a stripe type, or a triangle type.
  • Examples of the light-transmitting substrate include 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 and other known glass plates or plastic films. .
  • the method for producing the color filter may include a step of forming a black matrix as described above after forming two or more pixel groups on a light-transmitting substrate by a conventional method. Alternatively, it may include forming a black matrix first and then forming two or more pixel groups. Since the color filter of the present invention includes the black matrix as described above, it has high display contrast and excellent flatness.
  • the color filter of the present invention can be manufactured for each of R, G, and B pixels.
  • Examples of the manufacturing method may include sequentially performing the following steps. (1) A photosensitive colored resin layer formed by bonding a photosensitive sheet made of a color composition for producing a color filter containing a photopolymerizable compound, a photopolymerization initiator, a binder, a coloring component (pigment), etc. on a substrate. Providing a step;
  • the steps (1) to (4) can be performed in the same manner as the method described in paragraph Nos. [0062] to [0065] of JP-A No. 2004-347831.
  • a color filter, a liquid crystal layer, and liquid crystal driving means are provided between a pair of substrates that are at least one of light-transmitting substrates. Is provided at least.
  • the color filter has at least three color pixel groups. The pixels constituting the pixel group are separated from each other by the black matrix of the present invention. Since the color filter of the present invention has high flatness, the liquid crystal display device provided with this color filter does not cause cell gap unevenness between the color filter and the substrate. Therefore, display defects such as color unevenness do not occur.
  • liquid crystal display device of the present invention at least one color filter, a liquid crystal layer, and liquid crystal driving means are provided between a pair of light-transmitting substrates.
  • the liquid crystal driving means includes an active element (for example, TFT), and a color filter in which the three-color pixel group of the present invention and a black matrix are formed between the active elements.
  • a preferred example of the liquid crystal display device of the present invention using the color filter of the present invention has a three-wavelength light source, and a backlight and the R (red), G (green), and B (blue). In combination with the three primary color pixels.
  • a dispersion of carbon black having the following formulation was prepared using Zirco-Aviz with a diameter of 0.65 mm.
  • the blue silver dispersed and washed in the gel slurry was drained until the mass of the product was 412 g so as to obtain a blue silver dispersion with a concentration of 1.5% by weight silver when melted. Transmission electron micrographs showed that this silver formed a particle force with the particle sizes listed in the table.
  • Fluorosurfactant 1 (Product name: F—780—F, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc., 30
  • the carbon black dispersion obtained above and the silver particle-containing coating solution obtained above were added and mixed to prepare a coating solution for a light shielding layer.
  • the coating solution for the light shielding layer was prepared so as to have a blend ratio of carbon black (C.B.) Z silver particles shown in Table 2.
  • thermoplastic resin layer having the following formulation HI On a 75 ⁇ m-thick polyethylene terephthalate film temporary support, using a slit nozzle, a coating solution for a thermoplastic resin layer having the following formulation HI was applied and dried. Next, an intermediate layer coating solution having the following formulation P1 was applied and dried. Furthermore, the coating solution for the light shielding layer was applied and dried. In this way, a thermoplastic resin layer having a dry film thickness of 14., an intermediate layer having a dry film thickness of 1, and a light shielding layer are provided on the temporary support, and finally a protective film (thickness 12 ⁇ m) is provided. m polypropylene film).
  • photosensitive transfer material K1 a dark color photosensitive transfer material having a temporary support, a thermoplastic resin layer, an intermediate layer (oxygen barrier film), and a light shielding layer as a body was prepared, and the sample name was designated as photosensitive transfer material K1.
  • Coating liquid for thermoplastic resin layer Formulation HI
  • a silane coupling-treated glass substrate was obtained using a silane coupling agent solution (trade name: ⁇ -603, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., 1% diluted solution).
  • the photosensitive transfer material force produced by the above-described method on the obtained silane coupling treated glass substrate also removes the protective film, and the surface of the light shielding layer exposed after the removal and the surface of the silane coupling treated glass substrate are Laminator (trade name: Lamic II type, manufactured by Hitachi Industries, Ltd.) is used, and a rubber roller temperature is 130 on the substrate. Lamination was performed at C, linear pressure 100 NZcm, conveyance speed 2.2 mZ. Subsequently, the temporary support of polyethylene terephthalate was peeled off at the interface with the thermoplastic resin layer to remove the temporary support.
  • Laminator trade name: Lamic II type, manufactured by Hitachi Industries, Ltd.
  • Proximity type exposure machine with an ultra-high pressure mercury lamp (manufactured by Hitachi High-Tech Electronics Engineering Co., Ltd.), with the substrate and mask (quartz exposure mask with image pattern) standing vertically, in the middle with the exposure mask surface
  • the distance between the layers was set to 200 m, and pattern exposure was performed with an exposure dose of 200 mjZc m 2 .
  • triethanol amine developing solution (triethanolamine ⁇ Min 30 mass 0/0 containing, trade name: T - PD2, Fuji Photo Film Co., Ltd.) 12 times with pure water and (T-PD2
  • T-PD2 Using a solution (30 ° C) diluted to 1 part by weight and 11 parts by weight of pure water (shown at 30 ° C) for 50 seconds, using a flat nozzle with a pressure of 0.04 MPa for shower development, a thermoplastic resin layer and an intermediate layer And removed.
  • air was blown onto the substrate to drain the liquid, and then pure water was sprayed for 10 seconds by showering to perform pure water shower cleaning, and air was blown to reduce the liquid pool on the substrate.
  • carbonate Na based developer sodium bicarbonate 0.38 mol Z l, sodium carbonate 0.47 mol Z l, dibutyl sodium naphthalene sulfonate 5 wt 0/0, ⁇ - one surfactant, anti Contains foaming agent and stabilizer; Trade name: T CD1, Fuji Photographic (Lum Co., Ltd.) diluted 5 times with pure water (29 ° C) for 30 seconds with cone type nozzle at pressure of 0.1 MPa to develop and remove photosensitive resin layer. Then, a pattern image was obtained.
  • detergent containing phosphate, silicate, non-ionic surfactant, antifoaming agent and stabilizer; trade name: TSD1, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.
  • diluted 10 times with pure water Using the solution (33 ° C) for 20 seconds, sprayed with a cone-type nozzle at a pressure of 0.02 MPa as a shower, and rubbed the pattern image with a rotating brush with nylon bristles to remove the residue. A black matrix was obtained.
  • Example 1 the entire surface of the substrate was post-exposed at 200 mJ Zcm 2 with an aligner in the atmosphere in the atmosphere, and a heat treatment at 220 ° C. for 30 minutes was performed to obtain the black matrix of Example 1.
  • Photosensitive transfer material R, photosensitive transfer material G, and photosensitive transfer material B were prepared using the colored photosensitive resin composition shown in Table 1 below in the same manner as in the preparation of photosensitive transfer material K1. Made.
  • the above black matrix Except for changing the exposure dose in the exposure process to 40 mj / cm 2 , shower development with sodium carbonate developer at 35 ° C for 35 seconds, and heat treatment at 220 ° C for 15 minutes, the above black matrix The same process as the formation was performed, and using the photosensitive resin transfer material R, red (R) pixels were formed on the side of the glass substrate on which the black shielding matrix was formed.
  • the thickness of the R pixel is 2.
  • the amount of PR 177 applied is different. 88 gZm 2 and 0.22 gZm 2 .
  • the glass substrate on which the R pixel is formed is brush-washed again using a cleaning agent as described above, shower-washed with pure water, and then the substrate is prepared without using a silane coupling solution. Heated at 100 ° C for 2 minutes with a preheater.
  • the shape of the R pixel is the same except that the exposure dose in the exposure process is changed to 40 mj / cm 2 , shower development with sodium carbonate developer at 34 ° C for 45 seconds, and heat treatment at 220 ° C for 15 minutes.
  • green pixels G pixels were formed on the side of the glass substrate where the black matrix and R pixels were formed.
  • the thickness of the G pixel is 2. O / zm.
  • the application amount of CI pigment 'Green (CIPG) 36 and CI pigment' Yellow (CIPY) 150 is 1. 0. 48g / m (?
  • the glass substrate on which the black matrix, R pixel, and G pixel are formed is again cleaned with a brush using a cleaning agent as described above, shower-washed with pure water, and without using a silane coupling liquid. Then, the substrate was heated at 100 ° C. for 2 minutes by a substrate preheating device.
  • B pixel thickness is 2. O / zm, CI pigment 'Blue (CIPB) 15: 6, C.I. Pigment' Violet (CIPV) 23 coating amount is 0.63 gZm 2 , 0.07 gZ m respectively 7 eyes.
  • the glass substrate on which the R, G, and B pixels were formed was beta-treated at 240 degrees for 50 minutes to obtain a power filter.
  • composition of binder 2 is as follows.
  • composition of the DPHA solution is as follows.
  • composition of R pigment dispersion 1 is as follows.
  • composition of the R pigment dispersion 2 is as follows.
  • the yarn composition of binder 1 is as follows.
  • Additive 1 is a phosphate ester special activator (trade name: HIPLAAD ED152, manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd.).
  • G pigment dispersion 1 GT-2 (trade name, manufactured by Fuji Film Elect Kokuku Materials Co., Ltd.) was used.
  • CF Yellow EX3393 (trade name, manufactured by Mikuni Color Co., Ltd.) was used as Y pigment dispersion 1.
  • CF Blue EX3357 (trade name, manufactured by Mikuni Color Co., Ltd.) was used.
  • CF Blue EX3383 (trade name, manufactured by Mikuni Color Co., Ltd.) was used.
  • the yarn composition of the binder 3 is as follows.
  • each coating solution for the light shielding layer was prepared and used so as to have a blend ratio of carbon black Z silver particles shown in Table 2, the coating solution for the light shielding layer was applied on the glass substrate in the same manner as in Example 1 above.
  • the photosensitive light-shielding layer used in Examples 5 and 6 was formed.
  • a pattern exposure of 500 miZcm 2 was performed on the photosensitive shading layer.
  • Example 3 The colors shown in Table 3 were the same as in Example 1 except that the “light-shielding layer coating solution” used in Example 1 was changed to the following “silver Z silver sulfide-containing light-shielding layer coating solution”. Create a filter Made.
  • the sulfidation rate indicates the rate at which the metal particles are sulfided.
  • a sulfurization rate of 0% represents a state that is not sulphated at all, and a sulfur content of 100% represents a state in which the entire particle is completely sulphided.
  • Tin particles were prepared in the same manner as in Example 1 except that tin particles were used instead of silver particles, and color filters shown in Table 3 were prepared in the same manner as in Example 1.
  • a color filter shown in Table 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that the light-shielding layer coating solution was changed to the following silver-tin alloy-containing light-shielding layer coating solution.
  • silver acetate (1) 23. lg, tin acetate ( ⁇ ) 65. lg, dulconic acid 54 g, sodium pyrophosphate 45 g, polyethylene glycol (molecular weight 3,000) 2 g, and E735 (manufactured by ISP; A solution 1 was obtained by dissolving 5 g of a butylpyrrolidone / acetic acid butyl copolymer).
  • the following composition was mixed to prepare a silver-tin alloy-containing light shielding layer coating solution.
  • a transparent electrode of ITO Indium Tin Oxide
  • ITO Indium Tin Oxide
  • a glass substrate was prepared as a counter substrate. Patterning was performed for the PVA mode on the transparent electrode of the color filter substrate and on the counter substrate, respectively, and an alignment film made of polyimide was further provided thereon.
  • a UV curable resin sealant is applied by a dispenser method at a position corresponding to the outer periphery of the black matrix surrounding the pixel group of the color filter. Bonded to the substrate. The bonded substrate was irradiated with UV and then heat treated to cure the sealant. A polarizing plate (trade name: HLC2-2518, manufactured by Sanritz Co., Ltd.) was attached to both surfaces of the liquid crystal cell thus obtained.
  • chip type LED FR1112H (trade name, manufactured by Stanley Co., Ltd.) as red (R) LED
  • chip type LED DG1112H product name, manufactured by Stanley Co., Ltd.
  • G green
  • a sidelight type backlight was constructed using DB1112H (trade name, manufactured by Stanley Co., Ltd.), which is a chip-type LED, as the blue (B) LED. The backlight was placed on the side of the liquid crystal cell provided with the polarizing plate to form the liquid crystal display device.
  • the film thickness was measured using a contact type surface roughness meter (trade name: P-10, manufactured by TENCOR). Each black matrix or colored pixel formed after the measurement was measured. Transmission optical density measurement
  • the transmission optical density of the black matrix was measured by the following method.
  • the ultra-high pressure mercury lamp was applied to the light-shielding layer coated on a thin film with an OD of 3.0 or less on the glass substrate.
  • An exposure of 500 mj / cm 2 was performed from the surface side.
  • the optical density (OD) was measured using a Macbeth densitometer (trade name: TD-904, manufactured by Macbeth).
  • the transmission optical density (OD) of the glass substrate was measured by the same method.
  • the optical density of the black matrix having the film thickness produced in the example was calculated from the relationship between the transmission optical density and the film thickness of the measurement result.
  • the measurement angle is 5 degrees from the vertical direction, and the wavelength is 555 nm.
  • the chromaticity of the color filter obtained from the above was measured at a pinhole diameter of 5 m using a microspectrophotometer (trade name: OSP100, manufactured by Olympus Optical Co., Ltd.), and calculated as the result of a C light source field of view of 2 degrees. .
  • red (R), green (G), and blue (B) were colored simultaneously, and density unevenness in a certain area (10 cm ⁇ 10 cm) range was determined with the naked eye.
  • the decision is 10
  • the evaluation was A
  • the evaluation was B when the number was 1-2
  • the evaluation was X when the number was 3 or more.
  • Example 1 Example 2
  • Example 3 Example 4
  • Example 6 Black Matrix Formation Method 3 ⁇ 4 Copy Transfer Method Transfer Method Transfer Method Transcription Method ⁇ ⁇ Copy Method LR * and Carbon Black Including Contain Contain Contain Contain Contain Contain Contain Contain Contain Contain Gold-free particles Silver-free Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver particles Silver
  • TFT side reflectivity 0.5 0.5 0.5 1.5 1, 5 1.5 1.5 1.5 Transmission optics degree 4.0 4.0 4.0 4.2 4 2 4.2 4.2 4.2 Particle size (nm)-80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80
  • the color filter of the example has high transmission optical density even when the thickness of the black matrix is thin, high transmission optical density per unit film thickness, good chromaticity, no display unevenness, and TFT side reflectance. Low contrast and excellent contrast.
  • the color filter and liquid crystal display device for a liquid crystal display device of the present invention are excellent in display contrast in a bright room, have no display unevenness due to TFT malfunction, and achieve both high color purity and high transmittance. obtain.

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Abstract

　本発明は、透明基板および該透明基板上に設けられたブラックマトリックスを含む液晶表示装置用カラーフィルターであって、該ブラックマトリックスの離画される領域に、Ｇ（緑色）の着色画素を含むこと；該ブラックマトリックス上の一部に、該Ｇ（緑色）の着色画素の着色層の一部が積層されていること；該ブラックマトリックスが顔料並びに金属粒子及び金属化合物粒子から選択される少なくとも一つを含有すること；該ブラックマトリックスにおける該金属粒子及び金属化合物粒子の含有量Aに対する顔料の含有量Bの比（Ｂ／Ａ）が０．２～１０の範囲にあること；及び　該Ｇ（緑色）の着色画素の膜厚ＴＧとブラックマトリックスの膜厚ＢＭとの膜厚比（ＴＧ／ＢＭ）が１．２～１０の範囲にあることを特徴とする、該液晶表示装置用カラーフィルターを提供する。また本発明は、該カラーフィルターを含むことを特徴とする液晶表示装置を提供する。

Description

明 細 書
カラーフィルター及びそれを用いた液晶表示装置
技術分野
[0001] 本発明は液晶表示装置用カラーフィルター及び液晶表示装置に関し、特に、表示 コントラストに優れ、 TFTの誤動作がなぐ表示ムラがなぐかつ高色純度と高透過率 とを両立させることができる液晶表示装置用カラーフィルター及び液晶表示装置に関 する。
背景技術
[0002] カラー液晶ディスプレー等に用いられるカラーフィルタ一は、透明基板上に着色画 素 (R、 G、 B)が形成され、且つ R (赤色）、 G (緑色）、 B (青色)の各着色画素の間隙 には、表示コントラストの向上等の目的で、ブラックマトリックスが形成されている。特 に、薄膜トランジスター (TFT)を用いたアクティブマトリックス駆動方式の液晶表示素 子に用いられるブラックマトリックスには、上記目的にカ卩え、薄膜トランジスターの光に よる電流リークに伴う画質の低下を防ぐためにも、高い遮光性が要求される。
[0003] クロム等の金属膜を遮光層として用いるブラックマトリックスの形成方法の公知例 には、金属薄膜を蒸着法やスパッタリング法により作製し、該金属薄膜の上にフォトレ ジストを塗布し、次いでブラックマトリックス用のパターンを有するフォトマスクを介して フォトレジスト層を露光し現像した後、露出した金属薄膜をエッチングし、最後に金属 薄膜上のレジスト層を剥離することを含む方法が含まれる（例えば、「カラー TFT液晶 ディスプレイ」第 218〜220頁 (共立出版 (株）、 1997年 4月 10日刊行)）。
[0004] この方法は金属薄膜を用いるため、膜厚が薄くても高い遮光効果が得られる。反面 、蒸着法やスパッタリング法という真空成膜工程や、エッチング工程が必要となり、コ ストが高くなると共に、環境に対する負荷も無視できないという問題を有する。またこ の方法は、金属膜であるため反射率が上がってしまい、 TFTの誤作動を引き起こし たり、明室でのコントラストが低下するという問題も有する。これらの問題に対しては、 低反射クロム膜 (金属クロムと酸ィ匕クロムの 2層からなるもの等）を用いるという手段を 講じうるが、該手段により更にコストが嵩むことは否めない。 [0005] また、ブラックマトリックスの形成方法の他の公知例には、遮光性顔料 (例えばカー ボンブラック）を含有する感光性榭脂組成物を用いる方法も知られて 、る。この ヽゎ ゆるセルファライメント方式のブラックマトリックス形成方法は、透明基板上に R、 G、 B の各画素を形成した後、この画素上にカーボンブラック含有感光性榭脂組成物を塗 布し、該透明基板の R、 G、 B画素非形成面側から全面に露光する工程を含む (例え ば、特開昭 62— 9301号)。
[0006] この方法は、前記金属膜のエッチングによる方法に比較して製造コストは低いもの の、十分な遮光性 (例えば、 OD =4. 0)を得るために必要な膜厚が 1. 1〜1. 4 μ ηι 程度が必要となる。この膜厚増加という問題の結果、ブラックマトリックスと R、 G、 Bの 各画素との重なり（段差)が生じ、カラーフィルターの平坦性が悪くなつて、液晶表示 素子のセルギャップにムラが発生し、色ムラ等の表示不良に繋がる。
[0007] そこで、厚みが薄くて ODの高 、膜を得るために、金属粒子を含む感光性榭脂組成 物を用いてブラックマトリックス作製用の遮光膜を作製する技術が提案されている（特 開 2004— 240039号）。
さらに、ブラックマトリックスの色味を黒色に近づけるために、金属粒子と顔料微粒 子を含有する遮光膜を有するブラックマトッリタスが提案されて ヽる（特開 2004 - 31 7897号）。
[0008] ところが、ブラックマトリックスにおける金属粒子の含有量が多いと、金属光沢で反 射率が上昇するため、該ブラックマトリックスを用いてカラーフィルタを作製したときに 明室コントラストが低下してしまう問題があった。またブラックマトリックスにおける黒色 顔料微粒子の含有量が多いと、ブラックマトリックスの薄層化が難しぐブラックマトリツ タスの厚みが厚くなる。その結果、ブラックマトリックスと R、 G、 B (赤、緑、青）画素との 重なり（段差）が生じ、カラーフィルターの平坦性が悪くなつて、液晶表示素子のセル ギャップムラが発生し、色ムラ等の表示不良につながる。
非特許文献 1 :「カラー TFT液晶ディスプレイ」第 218〜220頁 (共立出版 (株）、 199 7年 4月 10日刊行）
特許文献 1 :特開昭 62— 9301号公報
特許文献 2：特開 2004 - 240039号公報 特許文献 3：特開 2004 - 317897号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] 本発明は上記の事情に鑑みて為された。本発明は、明室での表示コントラストに優 れ、 TFTの誤動作がなぐ表示ムラがなぐかつ高色純度と高透過率とを両立させた 、液晶表示装置用カラーフィルター及び液晶表示装置を提供する。
課題を解決するための手段
[0010] 本発明の上記目的は、下記の構成になる液晶表示装置用カラーフィルター、液晶 表示装置を提供することにより達成される。
(1) 透明基板および該透明基板上に設けられたブラックマトリックスを含む液晶表 示装置用カラーフィルターであって、
該ブラックマトリックスの離画される領域に、 G (緑色）の着色画素を含むこと； 該ブラックマトリックス上の一部に、該 G (緑色）の着色画素の着色層の一部が積層 されていること；
該ブラックマトリックスが顔料並びに金属粒子及び金属化合物粒子力 選択される 少なくとも一つを含有すること；
該ブラックマトリックスにおける該金属粒子及び金属化合物粒子の含有量 Aに対す る顔料の含有量 Bの比（BZA)が 0. 2〜 10の範囲にあること；及び
該 G (緑色）の着色画素の膜厚 TGとブラックマトリックスの膜厚 BMとの膜厚比 (TG ZBM)が 1. 2〜10の範囲にあること
を特徴とする、該液晶表示装置用カラーフィルター。
(2) 前記ブラックマトリックスの離画される領域に、 R (赤色）の着色画素及び B (青色 )の着色画素を更に含むこと；
該 R (赤色）の着色画素の膜厚 TRと前記 BMとの膜厚比 (TRZBM)が 1. 2〜10 の範囲にあること;及び
該 B (青色）の着色画素の膜厚 TBと前記 BMとの膜厚比 (TBZBM)が 1. 2〜10 の範囲にあること
を特徴とする前記（1)に記載の液晶表示装置用カラーフィルター。 (3) 前記ブラックマトリックス上の一部に着色画素の着色層の一部が積層して形成 された突起部分の、着色画素に対して突起している高さ力 0. 以下であること を特徴とする、前記（1)又は（2)に記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
(4) 前記ブラックマトリックスの透過濃度が 3. 5以上でかつ膜厚が 1. 3 m以下で あることを特徴とする前記（1)〜（3)の 、ずれか 1項に記載の液晶表示装置用カラー フィルター。
(5) 上記記載の G (緑色）の C光源による CIE色度図上での色度点力 G (x≤0. 3 2, y≥0. 56)の色度範囲にあることを特徴とする前記（1)〜 (4)のいずれか 1項に記 載の液晶表示装置用カラーフィルター。
(6) 上記記載の R (赤色）、 G (緑色）、 B (青色）の 3原色の C光源による CIE色度図 上での色度点力 R(x≥0. 62, y≤0. 35) , G (x≤0. 32, y≥0. 56)、及び B (x≤ 0. 17, y≤0. 14)の色度範囲にあることを特徴とする前記（2)〜（5)のいずれか 1項 に記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
(7) 前記顔料が、カーボンブラック及び黒鉛力 選択される少なくとも一つを含むこ とを特徴とする前記（1)〜（6)の 、ずれ力 1項に記載の液晶表示装置用カラーフィル ター。
(8) 前記ブラックマトリックスに含有される金属粒子または金属化合物粒子が、金属 粒子であることを特徴とする前記（1)〜（7)の 、ずれか 1項に記載の液晶表示装置 用カラーフィルター。
(9) 前記ブラックマトリックスに含有される金属粒子または金属化合物粒子が、 Ag 微粒子及び AgSn合金微粒子カゝら選択される少なくとも一つを含むことを特徴とする 前記（1)〜（7)の 、ずれか 1項に記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
(10) 前記ブラックマトリックスが、前記顔料並びに前記金属粒子及び金属化合物 粒子から選択される少なくとも一つを含有する感光性榭脂組成物を含むことを特徴と する前記（1)〜（9)の 、ずれ力 1項に記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
(11) 前記ブラックマトリックスが、前記顔料並びに前記金属粒子及び金属化合物 粒子から選択される少なくとも一つを含有する感光性転写材料を含むことを特徴とす る前記（1)〜（10)のいずれ力 1項に記載の液晶表示装置用カラーフィルター。 (12) 前記（1)〜（11)のいずれか 1項に記載の液晶表示装置用カラーフィルターを 含むことを特徴とする液晶表示装置。
発明の効果
[0011] 本件特許発明の液晶表示装置用カラーフィルター及び液晶表示装置により、明室 での表示コントラストが高ぐ TFTの誤動作がなぐ表示ムラがなぐかつ、高色純度と 高透過率とを両立させることができる。
図面の簡単な説明
[0012] [図 1]比較例における着色画素の厚みと突起部の高さの一実施の形態を示す説明図 である。
[図 2]本発明における着色画素の厚みと突起部の高さの他の実施の形態を示す説明 図である。
発明を実施するための最良の形態
[0013] 本発明の液晶表示装置用カラーフィルタ一は、 透明基板上にブラックマトリックス を有する。該ブラックマトリックスの離画される領域に少なくとも G (緑色）の着色画素 を有する。該ブラックマトリックス上の一部に、該 G (緑色）の着色画素の着色層の一 部が積層されて 、る。該ブラックマトリックスが顔料並びに金属粒子及び Zまたは金 属化合物粒子を含有してなる。該金属粒子及び Zまたは金属化合物粒子の含有量 Aと顔料の含有量 Bの比（質量比）（BZA)は 0. 2以上 10以下である。また、該 G (緑 色）の着色画素の膜厚 TGとブラックマトリックスの膜厚 BMの比 (膜厚比） (TG/BM )は 1. 2以上 10以下である。
以下、本発明の液晶表示装置用カラーフィルターにっき、その主要な構成要件を 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。
[0014] 本発明において、ブラックマトリックス中には、少なくとも顔料と、金属粒子及び金属 化合物粒子の少なくとも一方とが含有される。これらは、少なくとも高分子化合物中に 分散された状態でブラックマトリックス中に含有される。
本発明で用いられる金属粒子は特に限定されず、いかなるものを用いてもよい。該 金属粒子がその主成分として含むことが好ましい金属の例には、元素周期表の第 4 周期、第 5周期、及び第 6周期力 なる群力 選ばれる金属、及び、第 8族、第 9族、 第 10族、第 11族、第 12族、第 13族、及び第 14族からなる群から選ばれる金属が含 まれる。これらの金属のうち、第 4周期、第 5周期、又は第 6周期に分類され、かつ、 第 10族、第 11族、又は第 12族に分類される金属がより好ましぐ金、銀、銅、白金、 又はパラジウムがさらに好ましい。その中でも金、銀、銅が特に好ましぐとりわけ銀が 好ましい。本発明の金属粒子に含まれる銀はコロイド銀であることが最も好ましい。金 属粒子の製造には、上記金属を 2種以上組み合わせて用いてもよい。また金属粒子 の製造には、 2種以上の上記金属力もなる合金として用いることも可能である。
[0015] 金属粒子は市販のものを用いることができる。また、金属粒子は、金属イオンの化 学的還元法、無電解メツキ法、金属の蒸発法等により調製することも可能である。 銀微粒子 (コロイド銀)を調製する方法の例には、米国特許第 2, 688, 601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ノヽイドロキノンによって還元す る方法、ドイツ特許第 1, 096, 193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 2, 921, 914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ごとく銀イオンを溶液中でィ匕学的に還元する方法、 特開平 5— 134358号公報に記載されている無電解メツキによって銀粒子を形成す る方法、バルタ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などの、従来力 知られている方法が含まれる。また、 銀微粒子（コロイド銀）を調製する方法の例には、 Wiley & Sons, New York, 1933年発 行、 Weiser著の Colloidal Elementsに記載された Carey Leのデキストリン還元法によ る黄色コロイド銀の調製方法も含まれる。
[0016] 本発明で言う「金属化合物」とは、上記金属と金属以外の元素との化合物である。
金属と他の元素の化合物の例には金属の酸化物、硫化物、硫酸塩、炭酸塩などが 含まれる。このうち硫化物が色調や微粒子形成のしゃすさから特に好ましい。これら 金属化合物の例には酸化銅 (π)、硫化鉄、硫化銀、硫化銅 (11)、チタンブラックなどが 含まれる。このうち硫化銀は色調、微粒子形成のしゃすさ及び安定性の観点から特 に好ましい。
[0017] 本発明で言う金属化合物粒子の例には次のようなものも含まれる。
(1)上記金属化合物からなる微粒子 (2) 2種類以上の金属化合物粒子が複合して 1つの粒子となった微粒子
(3)金属粒子と金属化合物粒子力 なる微粒子
2種類以上の金属化合物粒子が複合した微粒子の具体例には銀と硫化銀の複合 微粒子、硫化銅と硫化銀の複合微粒子、銀と酸化銅 (II)の複合微粒子などが含まれ る。
[0018] また金属粒子と金属化合物粒子とからなる微粒子の具体例には、銀と硫ィ匕銀の複 合微粒子、硫化銅と硫化銀の複合微粒子、銀と酸化銅 (II)の複合微粒子などが含ま れる。
複合微粒子の形状には特に制限はない。該形状の例には、粒子の内部と表面で 組成の異なる形状、 2種類の粒子が合一した形状などが含まれる。
[0019] 本発明で使用される金属粒子及び Zまたは金属化合物粒子の粒径には特に制限 は無い。該平均粒径は好ましくは 10〜3000nmの範囲内にあり、より好ましくは平均 粒径力 S30〜2000nmの範囲内にあり、さらに好ましくは 60〜200nm程度の範囲内 にあることが望ま 、。ただし上記（1)の金属化合物粒子 (複合微粒子でな 、もの）の 場含、平均粒径が 60nm未満のものは色調が若干劣る場合がある。また粒径が 300 Onmを超えるものは分散性の点力 好ましくないことがある。
金属粒子及び Zまたは金属化合物粒子の粒径分布にっ 、ても特に制約はな 、。
[0020] 本発明で使用される金属粒子及び Zまたは金属化合物粒子は、必要な光学濃度 を得るために、有色であることが必要である。ここで有色とは、 400〜700nmの波長 領域に光学吸収を示すことをいう。有色金属化合物の例には、硫化銀、硫化銅、硫 化鉄、硫化パラジウム、酸化銀、チタンブラックなどが含まれる。
本発明の金属粒子及び Zまたは金属化合物粒子の形状には特に制限は無い。使 用できる該粒子形状の例には球形、不定形、板状、立方体、正八面体、柱状などが 含まれる。
必要に応じて、組成、形状、粒径、光学吸収波長領域の異なる 2種類以上の金属 粒子及び Zまたは金属化合物粒子を混合して使用できる。
なお金属粒子の製造方法については、例えば「超微粒子の技術と応用における最 新動向 II (住ぺテクノリサーチ (株)発行、 2002年）に記載されている。 [0021] 顔料
本発明において、顔料としては、特に黒色顔料微粒子が好適に用いられる。その 例には、 Pigment Black 7 (カーボンブラック C. I. No. 77266、例えば商品名： 三菱カーボンブラック MA100 (三菱化学 (株)製）、商品名：三菱カーボンブラック # 5 (三菱ィ匕学 (株)製）、商品名： Black Pearls 430 (Cabot Co. (キャボット社） 製）、黒鈴等が含まれる。これらのなかで特にカーボンブラック及び黒鉛が好ましい。
[0022] 本発明における金属粒子及び顔料微粒子の平均粒径は、透過型電子顕微鏡 (TE M)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。
[0023] 本発明のカラーフィルターを構成するブラックマトリックス中に含まれる金属粒子及 び Zまたは金属化合物粒子の量 Aと顔料の量 Bの比（質量比 BZA)は 0. 2〜10の 範囲にあり、好ましくは 0. 3〜6. 0の範囲にあり、より好ましくは 0. 8〜5. 0の範囲に ある。前記質量比 BZAが 0. 2未満の場合、ブラックマトリックス中における金属粒子 及び Zまたは金属化合物粒子の添加量が多いため、ブラックマトリックスの反射率が 高くなり、そのため TFTの誤動作が生じ易くなる。一方、前記質量比 BZAが 10を超 える場合、ブラックマトリックス中における金属粒子及び Zまたは金属化合物粒子が 少ないため、ブラックマトリックスの透過光学濃度が低下し、所定の透過光学濃度を 維持するためにブラックマトリックスの厚みを高くする必要がある。この結果、ブラック マトリックスと R、 G、 Bの各画素との重なり（段差）が生じるので、カラーフィルターの平 坦性が悪くなつて液晶表示素子のセルギャップにムラが発生する。このムラは本発明 の液晶表示装置にぉ 、て色ムラ等の表示不良に繋がり易 、。
[0024] また、本発明のカラーフィルターを構成する RGB画素の中で最も視感度が高!、G ( 緑色）の着色画素の膜厚 (TG)とブラックマトリクスの膜厚 (BM)の膜厚比 (TGZBM ) . 2〜10の範囲【こあり、好ましく ίま 1. 4〜5. 0の範囲【こあり、より好ましく ίま 2. 0 〜4. 0の範囲にある。また、 R (赤色）、 G (緑色）、 Β (青色）の着色画素の各膜厚 TR 、 TG、 TBとブラックマトリクスの膜厚 BMの膜厚比 TR/BM、 TG/BMおよび TB/ BMが何れも 1. 2〜 10の範囲にあることが好ましぐこれらの膜厚比がいずれも 1. 4 〜5. 0の範囲にあることがより好ましぐこれらの膜厚比がいずれも 2. 0〜4. 0の範 囲にあることがさらに好ましい。 [0025] ここで、着色画素の膜厚とは下記の通りである。すなわち、図 1において、着色画素 の膜厚とは、着色画素 10のフラット部分の厚みであり、 Haで示される厚みをいう。（図 1においては BM >Haである。）また図 2において、着色画素の膜厚とは、着色画素 1 2のフラット部分の厚みであり、 Heで示される厚みをいう。（図 2においては He >BM である。 )
[0026] 本発明において、前記ブラックマトリックス上一部に着色画素（G)の着色層の一部 が積層して形成された突起部分の、着色画素に対して突起している高さは 0〜0. 4 /z mの範囲にあることが好ましぐ 0〜0. 3 /z mの範囲にあることがより好ましぐ 0〜0 . 2 /z mの範囲にあることがさらに好ましい。ここで、ブラックマトリックス上の突起部分 の突起高さとは下記の通りである。すなわち、図 1において、突起高さとは、ブラックマ トリックス (BM)上の着色画素 10のフラット部分の厚み力も突起している部分の高さ（ 厚み)をいい、突起部分の膜厚 Hbをいう。また図 2において、突起高さとは、着色画 素 12のフラット部分の厚み力も突起して 、る部分の高さ（厚み）をいい、突起部分の 膜厚 Hdをいう。ブラックマトリックス上の着色画素の突起部分の高さ (厚み）が 0. 4 μ mより大きいと光が通過する画素の厚み差による液晶配向のみだれによる色ムラが生 じる場合があるので好ましくな 、。
[0027] ブラックマトリックスの透過濃度が 3. 5-10. 0の範囲にありかつ膜厚が 0. 1〜1. 3 mの範囲にあることが好ましい。該透過濃度は 3. 8以上でありかつ該膜厚が 1. 1 m以下であることがより好ましい。該透過濃度は 4. 0以上でありかつ該膜厚が 1. 0 m以下であることがさらに好ましい。ブラックマトリックスの透過濃度が高ぐかつそ の膜厚が十分な遮光しを保てる範囲で薄いと、ブラックマトリックスと R、 G、 Bの各画 素との重なり（段差）が生じにくいので、カラーフィルターの平坦性が改善される。その ため液晶表示素子のセルギャップによるムラが発生しにく 、ので、色ムラ等の表示不 良が生じない。
ブラックマトリックスの透過濃度と膜厚を上記範囲内に制御するための手段の例に は、ブラックマトリックス中における顔料と金属粒子及び Zまたは金属化合物粒子との 質量比等を所定の範囲に調整すること等が含まれる。
[0028] ブラックマトリックス 本発明のブラックマトリックスは顔料並びに金属粒子及び Zまたは金属化合物粒子 を含有し、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す る榭脂組成物力も形成されることが好ましい。特に、上記ブラックマトリックスは、感光 性を有し金属粒子を含有する感光性榭脂組成物（以下「ブラックマトリクス作製用組 成物」とも言う）により形成されるのが好ましい。この様な感光性を付与するための該 感光性榭脂組成物の例には、特開平 10— 160926号公報の段落 [0016]〜 [0022 ]及び [0029]に記載のものが含まれる。
[0029] 前記銀コロイドの様に金属粒子を水分散物の形態で用いる場合には、上記ブラック マトリクス作製用組成物が水媒体系の組成物であることが望まし 、。この様な水系ブ ラックマトリクス作製用組成物の例には、特開平 8— 271727号公報の段落 [0015] 〜 [0023]に記載のものが含まれ、市販の該組成物の好適例には、 SPP— M20 (商 品名、東洋合成工業 (株)製)等が含まれる。
[0030] ブラックマトリクス作製用組成物は、光重合性化合物や光重合開始剤及び禁止剤 等を添加して調製してもよ 、。
上記のブラックマトリクス作製用組成物に用いる光重合性ィ匕合物の好適例には、ェ 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 一又はオリゴマーが含まれる。この様なモノマー又はオリゴマーの例には、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°C 以上の化合物が含まれる。
該光重合性ィ匕合物の具体例には、ポリエチレングリコールモノ (メタ)アタリレート、ポ リプロピレングリコールモノ（メタ）アタリレート及びフエノキシェチル (メタ）アタリレートな どの単官能アタリレートや単官能メタタリレート;ポリエチレングリコールジ (メタ)アタリ レート、ポリプロピレングリコールジ (メタ）アタリレート、トリメチロールェタントリアクリレ ート、トリメチロールプロパントリアタリレート、トリメチロールプロパンジアタリレート、ネ ォペンチルダリコールジ (メタ）アタリレート、ペンタエリスリトールテトラ (メタ）アタリレー ト、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アタリレート、ジペンタエリスリトールへキサ（メタ）ァク リレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アタリレート、へキサンジオールジ (メタ） アタリレート、トリメチロールプロパントリ（アタリロイルォキシプロピル）エーテル、トリ（ァ クリロイルォキシェチル)イソシァヌレート、トリ（アタリロイルォキシェチル）シァヌレート 、グリセリントリ（メタ）アタリレート；及び、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、エチレンォキシドまたはプロピレンォキシドを付カ卩した後、（メタ）ァ クリレートイ匕したもの、等の多官能アタリレートや多官能メタタリレートが含まれる。
[0031] 該光重合性ィ匕合物の具体例には更に、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タリレート 類；特開昭 48 - 64183号公報、特公昭 49—43191号公報及び特公昭 52— 3049 0号公報に記載されて ヽるポリエステルアタリレート類；エポキシ榭脂と (メタ)アクリル 酸の反応生成物であるエポキシアタリレート類等の多官能アタリレー卜ゃメタクリレー 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）アタリレート、 ペンタエリスリトールテトラ (メタ）アタリレート、ジペンタエリスリトールへキサ（メタ）アタリ レート、ジペンタエリスリトールペンタ (メタ）アタリレート等も含まれる。
[0032] 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 ょ ヽ。前記ブラックマトリクス作製用組成物の全固形分に対する該光重合性化合物の 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。
[0033] 本発明のブラックマトリクス作製用組成物に用いる光重合開始剤の例には、米国特 許第 2367660号明細書に開示されて 、るビシナルポリケタルド-ルイ匕合物、米国特 許第 2448828号明細書に記載されて 、るァシロインエーテルィ匕合物、米国特許第 2722512号明細書に記載の oc—炭化水素で置換された芳香族ァシロインィ匕合物、 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ニ量体と 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 ルイ匕合物とトリハロメチル— s—トリアジンィ匕合物、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—トリアジンィ匕合物、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ォキサジァゾールイ匕合物等が含まれる。特に、トリ ハロメチル—s—トリァジン、トリハロメチルォキサジァゾール及びトリアリールイミダゾ 一ルニ量体が好まし、。ブラックマトリクス作製用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。
[0034] 本発明におけるブラックマトリックス作製用組成物には、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には、ノ、イドロキノン、 p—メトキシフエノ 一ノレ、ジー tーブチノレー p クレゾ一ノレ、ピロガローノレ、 tーブチノレ力テコーノレ、ベンゾ キノン、 4, 4'ーチォビス（3—メチルー 6 t—ブチルフエノール）、 2, 2'—メチレンビ ス（4—メチル 6— t—ブチルフエノール）、 2—メルカプトべンズイミダゾール、フエノ チアジン等が含まれる。
[0035] 本発明におけるブラックマトリックス作製用組成物には、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。
本発明におけるブラックマトリックス作製用組成物は、上述した各固形成分を溶剤 に溶解な 、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 布し乾燥して着色榭脂層を形成する為に利用する。
[0036] ブラックマトリックス作製用組成物の調製に用いられる上記有機溶剤の例には、メチ ノレエチノレケトン、プロピレングリコーノレモノメチノレエーテル、プロピレングリコーノレモノ メチルエーテルアセテート、シクロへキサノン、シクロへキサノール、乳酸ェチル、乳 酸メチル、力プロラタタム等が含まれる。
[0037] ブラックマトリックス用榭脂層（以下、「遮光層」とも言う）の膜厚は、最終的にはカラ 一フィルター上に形成されるスぺーサ一部の構成と、セルギャップ、及びブラックマト リックス作製用組成物を用いたブラックマトリクス形成工程での膜厚の減少率等を勘 案して決定される。
[0038] 本発明におけるブラックマトリックス作製用組成物を、公知の方法で基板ある 、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 (遮光層）を形成することが できる。
[0039] ブラックマトリックス作製用糸且成物の塗布手段の例には、スリットコーター、スピナ、ホ ヮイラ、ローラーコータ、カーテンコータ、ナイフコータ、ワイヤーノ ーコータ、ェクスト ルーダ等が含まれる。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榭脂 層もしくは感光性転写シートを得ることができる。 [0040] 感光性転写材料
本発明にお 、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顔料並び に金属粒子及び Zまたは金属化合物粒子含有組成物を用いて、感光性転写材料を 作製し、該感光性転写材料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顔料並びに金属 粒子及び Zまたは金属化合物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る。この感光性遮光層の膜厚は、 0. 3〜3. Ο μ m程度の範囲にあることが好ましぐ 0. 5〜2. O /z m程度の範囲にあることがより好ま しい。
[0041] 上記感光性転写材料は、その感光性榭脂材料として上述の感光性の顔料並びに 金属粒子及び Zまたは金属化合物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構成を有しうる。公知の感光性転写材料の構成 の例は、特開平 5— 173320号公報等に記載されている。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力もなる仮支持体のシートと、 該仮支持体シート上に形成されたブラックマトリックス作製用組成物力 なる薄層とを 含む。仮支持体シートと遮光層との間に、それらの間の剥離を容易にする層、遮光層 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 構成の例には、仮支持体シートの上に、アルカリ可溶な熱可塑性榭脂層、中間層、 そして遮光層が形成された構成が含まれる。遮光層の上には、更に任意に保護フィ ルムが積層されてもよい。
[0042] 本発明における上記仮支持体、中間層、熱可塑性榭脂層として、特開 2004— 34 7801号公報の段落番号「0034」〜[0040]に記載のものと同様の仮支持体、中間 層、熱可塑性榭脂層を用いることができる。
[0043] 本発明の感光性転写材料を作製する工程には、仮支持体上に、本発明の感光性 を有し金属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、スリ ットコ一ター、スピナ一-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、ワイヤーバーコ一ター、エタストルーダー等の塗布手段を用いて塗布し乾燥さ せる工程が含まれ得る。上記のアルカリ可溶性熱可塑性榭脂の層を設ける場合、該 アルカリ可溶性熱可塑性榭脂層も同様の工程で作製できる。
[0044] 本発明の感光性転写材料は、上述のごとく顔料並びに金属粒子及び Zまたは金 属化合物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。
[0045] 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)顔料粒子並びに金属粒子及び Z または金属化合物粒子含有組成物又はこの組成物を有する感光性転写材料を用い て作製される遮光層から形成される。該ブラックマトリクスの膜厚は 0. 1〜1. 程 度が一般的である。本発明のブラックマトリックスは、顔料粒子並びに金属粒子及び Zまたは金属化合物粒子を均一に分散させたものであるため、上記範囲内の膜厚を 有する薄膜でも十分な光学濃度 (遮蔽性能)を示すことができる。
[0046] 感光性を有する顔料粒子並びに金属粒子及び Zまたは金属化合物粒子含有組成 物を用いてブラックマトリックスを作製する方法の例には、光透過性の基板に、感光 性を有し、金属粒子及び Zまたは金属化合物粒子含有組成物を塗布して形成され る層（遮光層）に、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ブラックマトリクスを形成する方法等が含まれる。該金属粒子及 び Zまたは金属化合物粒子含有組成物を塗布する方法には、前記感光性転写材料 を作製する際の塗布方法を同様に用い得る。
また、顔料粒子並びに金属粒子及び Zまたは金属化合物粒子含有組成物が感光 性を有しない場合は、光透過性基板に、顔料粒子並びに金属粒子及び Zまたは金 属化合物粒子含有組成物を塗布して形成した層の上に、現像可能な感光性榭脂組 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ブラックマトリクスを形成することができる。
[0047] 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〖こ 配置して積層し、次 、で感光性転写材料と光透過性基板との積層体力ゝら仮支持体を 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、煩瑣な工程を必要とせず、簡便で低コストである。
[0048] 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画素用の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使用可能な組成物の例には、特開 20 04— 347831号公報の段落番号 [0046]〜[0056]に記載の組成物が含まれる。
[0049] 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)画素は 、高色純度と平坦性を得る観点より、顔料として少なくとも C. I.ビグメントレッド 254 ( C. I. PR— 254)を含有することが好ましい。
また、本発明の上記カラーフィルターの G (緑色)画素は、高色純度と平坦性を得る 観点より、顔料として少なくとも C. I.ピクメントグリーン 36 (C. I. PG— 36)及び C. I. ビグメントイエロー 138 (C. I. PY— 138)、 C. I.ビグメントイエロー 139 (C. I. PY— 139)、 C. I.ビグメントイエロー 150 (C. I. PY— 150)の何れかひとつを含有するこ とが好ましい。
また、本発明のカラーフィルターの B (青色)画素は、高色純度と平坦性を得る観点 より、顔料として少なくとも C. I.ビグメントブルー 15 : 6 (C. I. PB— 15 : 6)を含有する ことが好ましい。
[0050] 上記の顔料系は透過領域が長波側にあり高色純度を達成することができる。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 、る。
本発明の顔料組成物において、上記着色剤 (顔料)の含有量は、組成物の全固形 分質量に対して、 0. 1〜70質量％の範囲にあることが好ましぐ 0. 5〜60質量％の 範囲にあることがより好ましぐ 1. 0〜50質量％の範囲にあることが特に好ましい。
[0051] 上記の様に顔料系を選定することにより、 R (赤色）、 G (緑色）、 B (青色）の 3原色の C光源による CIE色度図上での色度点力 G (x≤0. 32, y≥0. 56)が好ましぐより 好ましくは R (x≥0. 62, y≤0. 35) , G (x≤0. 32, y≥0. 56) , B (x≤0. 17, y≤0 . 14)を満足する好適な液晶表示装置用カラーフィルターを得うる。これにより、バッ クライト光の利用効率を低下させることなぐ TV用途の主要な色度規格である HDT V規格、即ち R (x=0. 64、y=0. 33)、 G (x=0. 3、y=0. 6)、 B (x=0. 15、y=0 . 06)を更に上回る様な高色純度化を実現することができる。
カラーフィルターの C光源による CIE色度図上での色度点の測定方法の例には、 透明基板上に形成された各画素を顕微分光光度計を用いて測定する方法、或いは 3cm角程度の大きさの画素を作製し、通常の紫外可視分光光度計で測定する方法 等が含まれる。
[0052] 本発明においては、好適な顔料は分散液の状態で使用されることが望ましい。この 様な分散液の例には、特開 2004— 347831号公報の段落番号 [0058]〜[0059]に 記載の分散液が含まれる。
[0053] カラーフィルターの作製
本発明のカラーフィルタ一は、光透過性基板の上に、少なくとも 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。これ ら少なくとも赤色、緑色、青色の 3種の画素群は、モザイク型、ストライプ型或いはトラ ィアングル型等に配置されることが好ま 、。
上記光透過性の基板の例には、表面に酸ィ匕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 ックフィルム等が含まれる。
[0054] カラーフィルターを作製する方法は、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する工程を含んでもょ 、。 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するェ 程を含んでもょ 、。本発明のカラーフィルタ一は前記の様なブラックマトリックスを備え て 、るため、高 、表示コントラスト及び優れた平坦性を有する。
[0055] 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 カラーフィルタ一は、 R、 G、 Bの各画素毎に製造することができる。この製造方法の 例には、下記の各工程を順次に実施することが含まれ得る。 (1)基板上に、光重合性化合物、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 色榭脂層を設ける工程；
(2)上記感光性着色榭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榭脂層を現像して、感光性着色榭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。
上記（1)〜（4)の工程は、特開 2004— 347831号公報の段落番号 [0062]〜[0065 ]に記載の方法と同様にして行うことができる。
[0056] 液晶表示装置
本発明の液晶表示装置の 1態様は、少なくとも一方が光透過性の 1対の基板の間に カラーフィルター、液晶層及び液晶駆動手段（単純マトリックス駆動方式或いはァク ティブマトリックス駆動方式等を含む）を少なくとも備えたものである。該カラーフィルタ 一は、少なくとも 3色の画素群を有する。該画素群を構成する各画素は、互いに本発 明のブラックマトリックスにより離画されて 、る。本発明のカラーフィルターは平坦性が 高いため、このカラーフィルターを備える液晶表示装置は、カラーフィルターと基板と の間にセルギャップムラが生じない。そのため、色ムラ等の表示不良が発生しない。 また、本発明の液晶表示装置の別の態様は、少なくとも 1つが光透過性の 1対の基 板の間に、カラーフィルター、液晶層及び液晶駆動手段を少なくとも備えたものであ る。該液晶駆動手段はアクティブ素子 (例えば、 TFT)を有し、且つ各アクティブ素子 の間に本発明の 3色の画素群及びブラックマトリックスが形成されたカラーフィルター を備えている。
[0057] また、本発明のカラーフィルターを用いた本発明の液晶表示装置の好適例は、 3波 長光源を有し、バックライトと前記 R (赤色）、 G (緑色）、 B (青色)の 3原色の画素とを 組み合わせて有する。ここで、本発明の液晶表示装置において、 R (赤色）、 G (緑色 )、 B (青いろ）の 3原色の C光源による CIE色度図上での色度点力 R(x≥0. 62, y ≤0. 35) , G (x≤0. 32, y≥0. 56) , B (x≤0. 17, y≤0. 14)の色度範囲にあるこ とが好ましい。
[0058] 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」、「％」および「分子量」は特に断りな い限り、「質量部」、「質量％」および「質量平均分子量」を表す。
実施例 1
[0059] カーボンブラック分散液の調製
モーターミル（商品名： M50、アイガー（株）製）で、直径 0. 65mmのジルコ-アビ ーズを用いて下記処方のカーボンブラックの分散液を作製した。
'ノルマルプロパノール 69部
'メタクリル酸/ァリルメタタリレート共重合体 (共重合比 = 20:80) 10部
'分散剤（商品名：ソルスパース 20000、アビシァ (株)製） 1部
'カーボンブラック（商品名：カーボンブラック MA100、三菱化学 (株)製） 20部
[0060] 銀粒子の作製
ゼラチン 112gに蒸留水 3488gを添加し、得られた混合物を約 47°C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. Og及びホウ化水素カリウム 2. Ogを添 カロした。その直後に蒸留水 1. 0Lに溶解した硝酸銀 6. Ogを、急速に攪拌しながら添 カロした。更に蒸留水を添加して、最終質量を 5. Okg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。
[0061] ホウ化水素還元銀核 650gに、蒸留水 8 lg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 KC10. 29gを添カ卩した。上記のヌードルスラリーを約 6°Cまで冷却し た。また別々の容器に、下記組成を有する 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. Og 蒸留水
(B) 9. 75g硝酸銀、 122. Og蒸留水溶液 [0062] 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、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 一に添加した。温度を 10°C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 ノ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、この銀が、表中記載の粒子径の粒子力 成ることを示した。
[0063] 銀粒子分散液の調製
上記の如くして得られた銀分散スラリー 4000gに、分散剤（商品名：ラピゾール B— 90、日本油脂 (株)製) 6gとパパイン 5%水溶液 2000gを添加し、温度 37°C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。次いで該銀粒子沈降物をメチルアルコールで洗浄して力 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（商品名：ソルスパース 2 0000、アビシァ（株）製） 5g、メチルェチルケトン 22gを混合した。これに 2mm φ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 銀粒子分散液 (A1)を得た。
[0064] 上記で得られた銀粒子分散液 (A1)に下記の添加剤を添加し混合して、銀粒子含有 塗布液を得た。
•上記の銀粒子分散液 (A1) 40. Og
•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. Og
•メチルェチルケトン 37. 6g
•フッソ系界面活性剤 1 (商品名： F— 780— F、大日本インキ化学工業 (株)製、 30
%メチルェチルケトン溶液） 0. lg
'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へキサアタリレート 2. lg 'ビス [4— [N- [4— (4,6-ビストリクロロメチル一 s—トリアジンー 2—ィル） フエニル]力ルバモイル]フエニル]セバケート 0. lg
[0065] 遮光層用塗布液の調製
上記で得られたカーボンブラック分散液と上記で得られた銀粒子含有塗布液を添カロ し混合して、遮光層用塗布液を調製した。該遮光層用塗布液は、表 2に示すカーボ ンブラック (C. B. )Z銀粒子のブレンド比となるように調製された。
[0066] 感光性転写材料の製法
厚さ 75 μ mのポリエチレンテレフタレートフィルム仮支持体の上に、スリット状ノズル を用いて、下記処方 HIからなる熱可塑性榭脂層用塗布液を塗布、乾燥させた。次 に、下記処方 P1から成る中間層用塗布液を塗布、乾燥させた。更に、前記遮光層用 塗布液を塗布、乾燥させた。このようにして仮支持体の上に乾燥膜厚が 14. の 熱可塑性榭脂層と、乾燥膜厚が 1. の中間層と、遮光層を設け、最後に保護フ イルム（厚さ 12 μ mポリプロピレンフィルム）を圧着した。
こうして仮支持体と熱可塑性榭脂層と中間層（酸素遮断膜)と遮光層とがー体となつ た濃色感光性転写材料を作製し、サンプル名を感光性転写材料 K1とした。
[0067] 熱可塑性榭脂層用塗布液:処方 HI
•メタノーノレ 11. 1部
•プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 6. 36部
•メチルェチルケトン 52. 4部
•メチルメタタリレート Z2—ェチルへキシルアタリレート
Zベンジルメタタリレート Zメタクリル酸共重合体 (共重合組成比（モル比）
= 55/11. 7/4. 5/28. 8、分子量 = 10万、 Tg 70。 5. 83部
•スチレン Zアクリル酸共重合体 (共重合組成比（モル比）
= 63,37 分子量 = 1万、 Tg 100。 13. 6部
•ビスフエノール Aにペンタエチレングリコールモノメタタリートを 2当量脱水縮合した 化合物（2, 2—ビス [4—(メタクリロキシポリエトキシ)フエ-ル]プロパン、新中村ィ匕 学工業 (株)製） 9. 1部
•フッソ系界面活性剤 1 0. 54部 [0068] 中間層用塗布液:処方 PI
•ポリビュルアルコール (商品名： PVA205、（株)クラレ製、酸ィ匕度 = 88%、重合度 5 50) 32. 2部
'ポリビュルピロリドン（商品名： K—30、アイエスピー 'ジャパン社製）
14. 9咅
'蒸留水 524部
•メタノーノレ 429咅
[0069] ガラス基板をシランカップリング剤溶液 (商品名： ΚΒΜ-603、信越化学工業 (株)製 、 1%希釈液)用いて、シランカップリング処理ガラス基板を得た。
得られたシランカップリング処理ガラス基板に、上記の製法にて作製された感光性 転写材料力も保護フィルムを除去し、除去後に露出した遮光層の表面と前記シラン カップリング処理ガラス基板の表面とが接するように重ね合わせ、ラミネータ（商品名： LamicII型、（株）日立インダストリィズ社製）を用い、基板に、ゴムローラー温度 130 。C、線圧 100NZcm、搬送速度 2. 2mZ分でラミネートした。続いてポリエチレンテ レフタレートの仮支持体を、熱可塑性榭脂層との界面で剥離し、仮支持体を除去した 。超高圧水銀灯を有すプロキシミティー型露光機（日立ハイテク電子エンジニアリン グ (株)製)で、基板とマスク (画像パターンを有する石英露光マスク)を垂直に立てた 状態で、露光マスク面と中間層の間の距離を 200 mに設定し、露光量 200mjZc m2でパターン露光した。
[0070] 次に、トリエタノールアミン系現像液（トリエタノールァミン 30質量0 /0含有、商品名： T — PD2、富士写真フィルム (株)製)を純水で 12倍 (T—PD2を 1質量部と純水を 11 質量部の割合で混合）に希釈した液（30°C)を用いて 50秒間、フラットノズルで圧力 0 . 04MPaとしてシャワー現像し、熱可塑性榭脂層と中間層とを除去した。引き続き、 この基板上にエアを吹きかけて液切りした後、純水をシャワーにより 10秒間吹き付け 、純水シャワー洗浄を行ない、エアを吹きかけて基板上の液だまりを減らした。
引き続いて、炭酸 Na系現像液 (0. 38モル Zリットルの炭酸水素ナトリウム、 0. 47 モル Zリットルの炭酸ナトリウム、 5質量0 /0のジブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム 、ァ-オン界面活性剤、消泡剤、及び安定剤含有;商品名： T CD1、富士写真フィ ルム (株)製)を純水で 5倍に希釈した液 (29°C)を用いて 30秒間、コーン型ノズルで 圧力 0. 15MPaにてシャワー現像を行なって感光性榭脂層を現像除去し、パターン 像を得た。
続いて、洗浄剤 (燐酸塩、珪酸塩、ノ-オン界面活性剤、消泡剤、及び安定剤含有 ；商品名： T SD1、富士写真フィルム (株)製)を純水で 10倍に希釈した液（33°C) を用いて 20秒間、コーン型ノズルで圧力 0. 02MPaにてシャワーにして吹きかけ、更 にナイロン毛を有す回転ブラシによってパターン像を擦って残渣除去を行な 、、ブラ ックマトリクスを得た。
続いて、大気下においてァライナーにて基板の表力も基板の全面を 2 0 0 0 m J Zcm2でポスト露光し、 220°C30分の熱処理を施し、実施例 1のブラックマトリックスを 得た。
また、各遮光層用塗布液を表 2に示すカーボンブラック/銀粒子のブレンド比を有 するように調製し使用した以外は実施例 1と同様にして、実施例 2〜4及び実施例 7、 8、及び 12のブラックマトリックスを得た。
[0071] カラーフィルタの作製
感光性樹脂転写材料の作製
上記感光性転写材料 K1作製と同様の方法で、下記の表 1に記載の着色感光性榭 脂組成物を用いて、感光性転写材料 R、感光性転写材料 G、感光性転写材料 Bを作 製した。
[0072] レッド (R)画素の形成
露光工程での露光量を 40mj/cm2へ、炭酸 Na系現像液によるシャワー現像を 35 °Cで 35秒間へ、かつ熱処理を 220°Cで 15分間へ変更した以外は、前記ブラックマト リクスの形成と同様の工程を行ない、前記感光性榭脂転写材料 Rを用いて、ガラス基 板の遮ブラックマトリクスが形成されて ヽる側にレッド (R)画素を形成した。
R画素の厚みは 2. であり、 C. I.ビグメント 'レッド（C. I. P. R. ) 254、 C. I.
P. R. 177の塗布量はそれぞれ。. 88gZm2、 0. 22gZm2であった。
その後、 R画素が形成されたガラス基板を再び、上記のように洗浄剤を用いてブラ シ洗浄し、純水でシャワー洗浄した後、シランカップリング液は使用せずに、基板予 備加熱装置により 100°Cで 2分間加熱した。
[0073] グリーン (G)画素の形成
露光工程での露光量を 40mj/cm2へ、炭酸 Na系現像液によるシャワー現像を 34 °Cで 45秒間へ、かつ熱処理を 220°Cで 15分間へ変更した以外は、前記 R画素の形 成と同様の工程を行ない、上記より得た感光性榭脂転写材料 Gを用いて、ガラス基 板のブラックマトリクス及び R画素が形成されて ヽる側にグリーン画素（G画素）を形成 した。
G画素の厚みは 2. O /z mであり、 C. I.ビグメント 'グリーン（C. I. P. G. ) 36、 C. I .ビグメント 'イェロー（C. I. P. Y. ) 150の塗布量はそれぞれ 1.
Figure imgf000025_0001
0. 48g / m (？めった。
その後、ブラックマトリクス、 R画素及び G画素が形成されたガラス基板を再び、上記 のように洗浄剤を用いてブラシ洗浄し、純水でシャワー洗浄した後、シランカップリン グ液は使用せずに、基板予備加熱装置により 100°Cで 2分間加熱した。
[0074] ブルー（B)画素の形成
露光工程での露光量を 30mjZcm2、炭酸 Na系現像液によるシャワー現像を 36°C で 40秒間へ変更した以外は、前記 R画素の形成と同様の工程を行ない、上記より得 た感光性榭脂転写材料 Bを用いて、ガラス基板のブラックマトリクス並びに R画素及 び G画素が形成されて ヽる側にブルー画素（B画素）を形成した。
B画素の厚みは 2. O /z mであり、 C. I.ビグメント 'ブルー（C. I. P. B. ) 15 : 6、 C. I .ビグメント 'バイオレット（C. I. P. V. ) 23の塗布量はそれぞれ 0. 63gZm2、 0. 07 gZ m めつ 7こ。
その後、 R、 G, Bの各画素が形成されたガラス基板を 240度で 50分間ベータし、力 ラーフィルタを得た。
[0075] [表 1] *色感光性樹脂組成物 R G B
R顔料分散物 1 (C. I. P. R. 254) 44 ― 一
R顔料分散物 2 (C. I. P. R. 1 77) 5.0 一 -
G顔料分散物 1 (C. I. P. G. 36) 一 24 一
Y顔料分散物 1 ( C. I. P. Y. 1 50) - 1 3 -
B顔料分散物 1 (C. I. P. B. 1 5 : 6) ― 一 7.2
B顔料分敏物 2 (C. I. P. B. 1 5 : 6 + C. I. P. V. 23) - 一 1 3 プロピレングリコールモノメチルェ一亍ルァセ亍ート 7.6 29 23 メチルェチルケトン 37 26 35 シクロへキサノン - 1 .3 一 バインダー 1 一 3 一 バインダー 2 0.8 一 一 バインダー 3 一 一 1 7
DPHA液 4.4 4.3 3,8
2—トリクロロメチル一 5— (p—スチリルスチリル）")， 3, 4一ォキサジァゾ一ル 0.14 0.1 5 0. 1 5
2. 4一ビス（トリクロロメチル）一 6— [4'—（N , N—ビスエトキシカルボニルメチル
0.058 0.060 - ァミノ）一 3 '—ブロモフエニル]一 s—トリアジン
フエノチアジン 0.010 0.005 0.020 添加剤 1 0.52 - 一 前記フッソ系界面活性剤 1 0.060 0.070 0.050 単位：質量部
[0076] 表 1中、バインダー 2の組成は下記の通り。
'ポリマー（ベンジルメタタリレート Zメタクリル酸 =78Z22モル比のランダム共重合 物、分子量 3. 8万） 27部
'プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 73部
[0077] DPHA液の組成は下記の通り。
'ジペンタエリスリトールへキサアタリレート（重合禁止剤 MEHQ 500ppm含有、 日 本化薬 (株)製、商品名： KAYARAD DPHA) 76部
'プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 24部
R顔料分散物 1の組成は下記の通り。
•C. I. P. R. 254 (商品名： Irgaphor Red B— CF、チノく'スペシャルティ'ケミカル ズ (株)製） 8部 •下記化合物 1 0. 8部
'ポリマー（ベンジルメタタリレート/メタクリル酸 = 73/27モル比
のランダム共重合物） 8部
'プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 83部
[0078] 化合物 1
[化 1]
Figure imgf000027_0001
[0079] R顔料分散物 2の組成は下記の通り。
•C. I. P. R. 177 (商品名： Cromophtal Red A2B、チノく'スペシャルティ'ケミカ ルズ (株)製） 18部
'ポリマー（ベンジルメタタリレート Zメタクリル酸 =73Z27モル比のランダム共重合 物） 12部
'プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 70部
[0080] バインダー 1の糸且成は下記の通り。
'ポリマー（ベンジルメタタリレート Zメタクリル酸 Zメチルメタタリレート = 38Z25Z37 モル比のランダム共重合物、分子量 4万） 27部
'プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 73部
添加剤 1は燐酸エステル系特殊活性剤（商品名： HIPLAAD ED152、楠本化成 (株)製)。 [0081] G顔料分散物 1としては GT— 2 (商品名、富士フィルムエレクト口-クスマテリアルズ (株)製)を用いた。
Y顔料分散物 1としては CFエロー EX3393 (商品名、御国色素 (株)社製)を用いた
B顔料分散物 1としては CFブルー EX3357 (商品名、御国色素 (株)社製)を用い た。
B顔料分散物 2としては CFブルー EX3383 (商品名、御国色素 (株)社製)を用い た。
[0082] また、バインダー 3の糸且成は下記の通り。
•ポリマー（ベンジルメタタリレート Zメタクリル酸 Zメチルメタタリレート
= 36Z22Z42モル比のランダム共重合物、分子量 3. 8万） 27部 'プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 73部
[0083] 実施例 5及び 6
ブラックマトリクスの形成
各遮光層用塗布液を表 2に示すカーボンブラック Z銀粒子のブレンド比を有するよ うに調製し使用した以外は、上実施例 1と同様の工程により、遮光層用塗布液をガラ ス基板上に塗布し乾燥させ、実施例 5及び 6に用いられる感光性遮光層を形成した。 次 ヽで超高圧水銀灯を用いて、上記感光性遮光層に 500miZcm2のパターン露 光を行った。その後、現像液として、 0. 38モル Zリットルの炭酸水素ナトリウム、 0. 4 7モル Zリットルの炭酸ナトリウム、 5質量0 /0のジブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム 、ァ-オン界面活性剤、消泡剤、及び安定剤を含有する炭酸ナトリウム系現像液 (商 品名： T CD1、富士写真フィルム (株)製)を純水で 5倍に希釈した液 (29°C)を用 いて遮光層の感光性黒色榭脂層を現像して未露光部を除去し、目的とする実施例 5 及び 6のブラックマトリックスを形成した。以後実施例 1と同様にして実施例 5及び 6の カラーフィルターを作製した。
[0084] 実施例 9
実施例 1にお!ヽて用いた「遮光層用塗布液」を下記の「銀 Z硫化銀含有遮光層用 塗布液」に変更した以外は、実施例 1と同様にして表 3に示すカラーフィルターを作 製した。
銀,硫化銀コアシェル粒子の作製
銀粒子のアセトン分散物（平均粒径 30nm、濃度 2. 5質量％) 200gにビニルピロリ ドン Z酢酸ビュル共重合体（ = 60Z40 [質量比]、分子量 5000)を 0. 95g添加して 、 30分間攪拌した。次いで、これに濃度 7. 2質量％の硫ィ匕ナトリウム水溶液（23°C) を、攪拌しながら金属の硫ィ匕率が 30%になるように添加し、添加終了後そのまま 30 分間攪拌を行なって、硫化銀のシェルを持つ銀 Z硫化銀コアシェル粒子を得た。 ここで、硫化率とは、金属粒子が硫化されている割合を示す。硫化率 0%は全く硫 化されていない状態を表し、硫ィ匕率 100%は粒子全体が完全に硫ィ匕物になっている 状態を表す。
[0085] 実施例 10
銀粒子の代わりに錫粒子を用いた以外は、実施例 1と同様の方法で錫粒子を作製 し、実施例 1と同様にして表 3に示すカラーフィルターを作製した。
[0086] 実施例 11
遮光層用塗布液を下記の銀錫合金含有遮光層用塗布液に変更した以外は、実施 例 1と同様にして、表 3に示すカラーフィルターを作製した。
AgSn合金粒子分散液 (分散液 A1)の調製
純水 1000mlに、酢酸銀（1) 23. lg、酢酸スズ（Π) 65. lg、ダルコン酸 54g、ピロリ ン酸ナトリウム 45g、ポリエチレングリコール（分子量 3, 000) 2g、及び E735 (ISP社 製;ビュルピロリドン/酢酸ビュルコポリマー） 5gを溶解し、溶液 1を得た。
別途、純水 500mlにヒドロキシアセトン 36. lgを溶解して、溶液 2を得た。
[0087] 上記より得た溶液 1を 25°Cに保ちつつ激しく攪拌しながら、これに上記の溶液 2を 2 分間かけて添加し、該添加により得られた混合液を緩やかに 6時間攪拌を継続した。 すると、該混合液は黒色に変化し、銀錫 (AgSn)合金微粒子が得られた。次いで、 該混合液を遠心分離して該 AgSn合金微粒子を沈殿させた。該遠心分離工程は、 該混合液を液量 150mlずつに小分けして、卓上遠心分離機 (商品名： H— 103n、 ( 株)コクサン製）により回転数 2, OOOr.p.m.で 30分間行なった。該遠心分離後、試料 中の上澄みを捨てて全液量を 150mlにした。該試料に純水 1350mlをカ卩え、 15分 間攪拌して、前記 AgSn合金微粒子を再び分散させた。この沈殿及び分散の操作を 2回繰り返して水相の可溶性物質を除去した。
[0088] その後、更に遠心分離を行な!/、、前記 AgSn合金微粒子を再び沈殿させた。遠心 分離は前記同様の条件にて行なった。遠心分離した後、前記同様に上澄みを捨て 全液量を 150ml【こし、これ【こ純水 850ml及びアセトン 500mlをカ卩免、さら【こ 15分 攪拌して AgSn合金微粒子を再び分散させた。
[0089] 再び前記同様にして遠心分離を行な!/ヽ、 AgSn合金微粒子を沈殿させた後、前記 同様に上澄みを捨て液量を 150mlにし、これに純水 150ml及びアセトン 1200mlを 加えて更に 15分間攪拌し、 AgSn合金微粒子を再び分散させた。そして再び、遠心 分離を行なった。このときの遠心分離の条件は、時間を 90分に延ばした以外は前記 同様である。その後、上澄みを捨て全液量を 70mlにし、これにアセトン 30mlを加え た。これをアイガーミル（商品名： M— 50型（メディア：直径 0. 65mmジルコ-アビー ズ 130g)、アイガー'ジャパン (株)製)を用いて 6時間分散し、銀錫 (AgSn)合金微 粒子分散液を得た。この微粒子分散液を透過型電子顕微鏡で観察した結果、分散 平均粒径は数平均粒子サイズで約 40nmであった。
[0090] 銀錫合金含有遮光層用塗布液の調製
下記組成を混合して、銀錫合金含有遮光層用塗布液を調製した。
•上記の AgSn合金粒子分散液 (分散液 A1) 50. 00部
•プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 28. 6部
•メチルェチルケトン 37. 6部
•前記フッ素系界面活性剤 0. 2部
'ヒドロキノンモノメチルエーテル 0. 001部
•スチレン Zアクリル酸共重合体（モル比 = 56Z44、重量平均分子量 30, 000)
9. 6咅
'ジペンタエリスリトールへキサアタリレート（商品名： KAYARAD DPHA、日本化 薬社製） 9. 6部
'ビス [4— [N— [4— (4, 6—ビストリクロロメチル一 s—トリァジン一 2—ィル）フエ-ル ]力ルバモイル]フエ-ル]セバケート 0. 5部 [0091] 比較例 1〜4
実施例 1と同様の方法で、カーボンブラック、銀粒子の添加量等を調整して、表 3に 示すカラーフィルターを作製した。
それぞれ得られたカラーフィルターにおいて TFT側反射率、透過光学濃度、単位 膜厚当たりの透過光学濃度、 R,G,Bの膜厚、膜厚比 (TRZBM、 TGZBMおよび T BZBM)、突起部高さ、色度、表示ムラを測定し、その結果を表 2及び表 3に示す。
[0092] 液晶表示装置の作製
上記実施例及び比較例より得た各カラーフィルタ基板の R画素、 G画素、及び B画 素並びにブラックマトリクスの上に更に、 ITO (Indium Tin Oxide)の透明電極を スパッタリングにより形成した。次いで、特開 2006— 64921号公報の実施例 1に従 い、前記で形成した ITO膜上の隔壁 (ブラックマトリックス）上部に相当する部分にス ぺーサを形成した。
別途、対向基板としてガラス基板を用意した。カラーフィルタ基板の透明電極上及 び対向基板上にそれぞれ PVAモード用にパターニングを施し、その上に更にポリィ ミドよりなる配向膜を設けた。
その後、カラーフィルタの画素群を取り囲むように周囲に設けられたブラックマトリク ス外枠に相当する位置に、紫外線硬化樹脂のシール剤をデイスペンサ方式により塗 布し、 PVAモード用液晶を滴下し、対向基板と貼り合わせた。貼り合わされた基板を UV照射した後、熱処理してシール剤を硬化させた。このようにして得た液晶セルの 両面に、偏光板 (商品名： HLC2— 2518、（株)サンリッツ製)を貼り付けた。次いで、 赤色 (R) LEDとしてチップ型 LEDである FR1112H (商品名、、スタンレー (株)製）、 緑色（G) LEDとしてチップ型 LEDである DG1112H (商品名、、スタンレー (株)製） 、青色 (B) LEDとしてチップ型 LEDである DB1112H (商品名、スタンレー (株)製） を用いてサイドライト方式のバックライトを構成した。該バックライトを、前記偏光板が 設けられた液晶セルの背面となる側に配置し、液晶表示装置を作成した。
[0093] 評価方法
膜厚測定
膜厚は、接触式表面粗さ計 (商品名： P— 10、 TENCOR社 (株)製)を用いて、ベ ーク後の形成されたそれぞれのブラックマトリクス又は着色画素について測定した。 透過光学濃度測定
ブラックマトリクスの透過光学濃度は以下の方法で測定した。
まず、実施例及び比較例にてブラックマトリクスを形成した材料を用い、ガラス基板 上に ODが 3. 0以下になるような薄膜に塗設された遮光層に、前記超高圧水銀灯を 用いて塗布面側から 500mj/cm2の露光を行った。次いで、この光学濃度 (O. D. ) をマクベス濃度計 (商品名： TD— 904、マクベス社製)を用いて測定した。別途、ガラ ス基板の透過光学濃度 (OD )を同様の方法で測定した。接触式表面粗さ計 (商品
0
名： P— 10、ケーエルェ一'テンコール (株）製）を用いて
、測定用サンプルの膜厚を測定し、上記 ODから ODを差し引いた値を遮光層の透
0
過光学濃度とし、該測定結果の透過光学濃度と膜厚の関係から、実施例で作製した 膜厚のブラックマトリクスの光学濃度を算出した。
[0094] TFT側反射率測定
スぺクトロフォトメーター（商品名： V— 560、日本分光 (株)製）と組み合わせた、絶 対反射率測定装置 (商品名： ARV— 474、日本分光 (株)製)を用いて、 TFT側反射 率の（塗布膜の形成されて!、る面)の絶対反射率を測定した。
測定角度は、垂直方向から 5度、波長は 555nmである。
[0095] 粒子径 (nm)測定
透過型電気顕微鏡 (商品名： JEM— 2010、倍率 200000倍、日本電子 (株)製）に より、 100個の粒子を測定し、投影面積同面積の円として換算し、その直径を粒子径 として、平均値をその値とした。
[0096] 色度の測定
上記より得られたカラーフィルターの色度を、顕微分光光度計 (商品名：OSP100、 ォリンパス光学社製)を用い、ピンホール径 5 mにて測定し、 C光源視野 2度の結果 として計算した。
表示混色
実施例及び比較例において、赤色 (R)、緑色 (G)、青色 (B)を同時に発色させ、一 定面積（10cm X 10cm)の範囲における濃度ムラを肉眼にて判定した。該判定は 10 人により実施され、濃度ムラが有ると判定した人数がゼロである場合は A、該人数が 1 〜2人である場合は B、該人数が 3人以上である場合は Xとして評価した。
[0097] TFTの誤作動
LCDのノ ックライトの一部がブラックマトリックス層表面で反射し、 TFTへの入射光 となり、黒色表示時のモレ光となる。このモレ光があることを誤作動として評価した。表 2及び表 3中にその有無を示す。モレ光については、暗所で確認を行うことで評価し た。
表示ムラ
液晶表示装置にグレイのテスト信号を入力させた時に、 目視及びルーペにて観察 し、ムラの発生の有無を判断した。
[0098] [表 2]
拭料 No 比較例 1 比較例 2 実施例 1 実施例 2 実施例 3 実施例 4 実施例 5 実施例 6 ブラックマトリックス形成方法 ¾写法 転写法 転写法 転写法 耘写法 蕈云写法 LR* し カーボンブラック 含有 含有 含有 含有 含有 含有 含有 含有 金厲粒子 無添加 銀粒子 龈粒子 銀粒子 銀粒子 銀粒子 銀粒子 銀粒子
C.B/金 子ブレンド比 - 5.50 2 64 1.32 1.32 1 .32 1.32 1 .32
TFT側反射率 (ϋ) 0.5 0.5 0.5 1.5 1 ,5 1.5 1.5 1 .5 透過光学》度 4.0 4.0 4.0 4.2 4 2 4.2 4.2 4.2 粒子径（nm) - 80 80 80 80 80 80 80
2.00 ί.33 1.08 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 単位 us厚当たりの透過光学
濃度
〖透遇光学濃度/全体の膜厚] 2 0 3.0 3.7 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5
R, G, B膜厚 m) 1.5 1.5 1.5 1.5 2.0 2.5 1.5 1.5 膜埕比【R,G,B/BK) 0.8 1.1 1.4 2.0 2.6 3.3 2.0 2.0
BK上の段差（ rr 0.7 0.5 0.3 0.1 0.1 0.0 0.1 0.1
TFT誤動作 無し 無し 無し 無し 無し 無し 無し 無し 色味: B (範囲：χく 0.1 7, yく 0.14) 範囲外 範囲外 範囲内 範囲内 範囲内 範囲内 範囲内 範囲内 表示混色 X X Β A A A A A
B色度（ 0.20 0,1 9 0.1 7 0.1 6 0.15 0.15 0.16 0.1 6
B色度（y〉 0.1 7 0.14 0.08 0.06 0 06 0.06 0.07 0.07 色昧: G (範囲： く 0.32 y〉56〉 範囲外 範通外 範囲内 範囲内 範囲内 範囲内 範囲内 範囲内
G色度 0.35 0.33 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30
G色度 (y) 0.51 Q.5A 0.58 0.58 0.58 0.58 0.58 0.58 色味： R (範囲： x>0.62 yく 0.35) 範囲外 範囲外 範囲内 範囲内 範囲内 範囲内 範囲内 範囲内
R色度（ 0.57 0.60 0.63 0.64 0.64 0.64 0.64 0.64 色度（y) 0.37 0.3 0.34 0,34 0.34 0.34 0.34 0.34 表不ムラ 有り 有り 無し 無し 無し 無し 無し 無し
！^※：液状レジスト使用による現像法
[表 3]
1320
Figure imgf000035_0001
[0100] 表 2、表 3の結果から、次のことがわかる。
実施例のカラーフィルタ一はブラックマトリックスの厚みを薄くしても透過光学濃度が 高く、かつ単位膜厚当たりの透過光学濃度が高く、かつ色度が良好で表示ムラがな く TFT側反射率が低レ、ためコントラストに優れて 、る。
産業上の利用可能性
[0101] 本発明の液晶表示装置用カラーフィルター及び液晶表示装置は、明室での表示コ ントラストに優れ、 TFTの誤動作がなぐ表示ムラがなく、かつ高色純度と高透過率と を両立させ得る。

Claims

請求の範囲
[1] 透明基板および該透明基板上に設けられたブラックマトリックスを含む液晶表示装 置用カラーフィルターであって、
該ブラックマトリックスの離画される領域に、 G (緑色）の着色画素を含むこと； 該ブラックマトリックス上の一部に、該 G (緑色）の着色画素の着色層の一部が積層 されていること；
該ブラックマトリックスが顔料並びに金属粒子及び金属化合物粒子力 選択される 少なくとも一つを含有すること；
該ブラックマトリックスにおける該金属粒子及び金属化合物粒子の含有量 Aに対す る顔料の含有量 Bの比（BZA)が 0. 2〜 10の範囲にあること；及び
該 G (緑色）の着色画素の膜厚 TGとブラックマトリックスの膜厚 BMとの膜厚比 (TG ZBM)が 1. 2〜10の範囲にあること
を特徴とする、該液晶表示装置用カラーフィルター。
[2] 前記ブラックマトリックスの離画される領域に、 R (赤色）の着色画素及び B (青色）の 着色画素を更に含むこと；
該 R (赤色）の着色画素の膜厚 TRと前記 BMとの膜厚比 (TRZBM)が 1. 2〜10 の範囲にあること;及び
該 B (青色）の着色画素の膜厚 TBと前記 BMとの膜厚比 (TBZBM)が 1. 2〜10 の範囲にあること
を特徴とする請求項 1に記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
[3] 前記ブラックマトリックス上の一部に着色画素の着色層の一部が積層して形成され た突起部分の、着色画素に対して突起している高さが、 0. 以下であることを特 徴とする、請求項 1又は請求項 2に記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
[4] 前記ブラックマトリックスの透過濃度が 3. 5以上でかつ膜厚が 1. 3 μ m以下である ことを特徴とする請求項 1〜3のいずれか 1項に記載の液晶表示装置用カラーフィル ター。
[5] 上記記載の G (緑色）の C光源による CIE色度図上での色度点力 G (x≤0. 32, y ≥0. 56)の色度範囲にあることを特徴とする請求項 1〜4のいずれか 1項に記載の 液晶表示装置用カラーフィルター。
[6] 上記記載の R (赤色）、 G (緑色）、 B (青色）の 3原色の C光源による CIE色度図上で の色度点力 R(x≥0. 62, y≤0. 35) , G (x≤0. 32, y≥0. 56)、及び B (x 1 7, y≤0. 14)の色度範囲にあることを特徴とする請求項 2〜5のいずれか 1項に記載 の液晶表示装置用カラーフィルター。
[7] 前記顔料が、カーボンブラック及び黒鉛力 選択される少なくとも一つを含むことを 特徴とする請求項 1〜6のいずれ力 1項に記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
[8] 前記ブラックマトリックスに含有される金属粒子または金属化合物粒子が、金属粒 子であることを特徴とする請求項 1〜7のいずれか 1項に記載の液晶表示装置用カラ ーフイノレター。
[9] 前記ブラックマトリックスに含有される金属粒子または金属化合物粒子が、 Ag微粒 子及び AgSn合金微粒子から選択される少なくとも一つを含むことを特徴とする請求 項 1〜7のいずれか 1項に記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
[10] 前記ブラックマトリックスが、前記顔料並びに前記金属粒子及び金属化合物粒子 から選択される少なくとも一つを含有する感光性榭脂組成物を含むことを特徴とする 請求項 1〜9のいずれか 1項に記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
[11] 前記ブラックマトリックスが、前記顔料並びに前記金属粒子及び金属化合物粒子か ら選択される少なくとも一つを含有する感光性転写材料を含むことを特徴とする請求 項 1〜： LOのいずれか 1項に記載の液晶表示装置用カラーフィルター。
[12] 請求項 1〜： L 1のいずれか 1項に記載の液晶表示装置用カラーフィルターを含むこ とを特徴とする液晶表示装置。
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