JP4920584B2 - Color filter and liquid crystal display device using the same - Google Patents
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Description
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の誤動作がなく、表示ムラがなく、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。 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 display having excellent display contrast, no TFT malfunction, no display unevenness, and high color purity and high transmittance. The present invention relates to a device color filter and a liquid crystal display device.
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ーは、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、上記目的に加え、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。 A color filter used for a color liquid crystal display or the like has a color pixel (R, G, B) formed on a transparent substrate, and a gap between each color pixel of R (red), G (green), and B (blue). A black matrix is formed for the purpose of improving display contrast. In particular, a black matrix used in an active matrix driving type liquid crystal display element using a thin film transistor (TFT) has a high light-shielding property in addition to the above purpose, in order to prevent deterioration in image quality due to current leakage due to light from the thin film transistor. Sex is required.
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))。 As a known example of a method for forming a black matrix using a metal film such as chromium as a light shielding layer, a metal thin film is prepared by vapor deposition or sputtering, a photoresist is applied on the metal thin film, and then a black matrix is used. Includes methods including exposing and developing a photoresist layer through a photomask having a pattern, 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 Shuppan Co., Ltd., published April 10, 1997)).
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(金属クロムと酸化クロムの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。 Since this method uses a metal thin film, a high light shielding effect can be obtained even if the film thickness is thin. On the other hand, there is a problem that a vacuum film forming process such as a vapor deposition method or a sputtering method or an etching process is required, and the cost increases and the burden on the environment cannot be ignored. Further, this method has a problem that the reflectance increases because of the metal film, which causes a malfunction of the TFT and a decrease in contrast in the bright room. For these problems, a means of using a low-reflective chromium film (such as two layers of metal chromium and chromium oxide) can be taken, but it cannot be denied that this means increases the cost.
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)を含有する感光性樹脂組成物を用いる方法も知られている。このいわゆるセルフア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樹脂組成物を塗布し、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)。 In addition, as another known example of 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. In this so-called self-alignment black matrix forming method, R, G, and B pixels are formed on a transparent substrate, and then a carbon black-containing photosensitive resin composition is applied to the pixels, and the R of the transparent substrate is applied. And a step of exposing the entire surface from the non-G, B pixel forming surface side (for example, JP-A-62-9301).
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1.1〜1.4μm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って、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。 In this method, although the manufacturing cost is lower than the method by etching the metal film, the film thickness necessary for obtaining sufficient light shielding property (for example, OD = 4.0) is 1.1 to 1.4 μm. A degree is required. As a result of this increase in film thickness, there is an overlap (step) between the black matrix and each of the R, G, and B pixels, the flatness of the color filter is degraded, and the cell gap of the liquid crystal display element is uneven. , Leading to display defects such as color unevenness.
そこで、厚みが薄くてODの高い膜を得るために、金属粒子を含む感光性樹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クスが提案されている(特開2004−317897号)。Therefore, in order to obtain a thin film having a high OD, a technique for producing a light-shielding film for producing a black matrix using a photosensitive resin composition containing metal particles has been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-240039). ).
Furthermore, in order to make the color of the black matrix close to black, a black matrix having a light-shielding film containing metal particles and pigment fine particles has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-317897).
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く、ブラックマトリック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って、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。
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の誤動作がなく、表示ムラがなく、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。 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 having excellent display contrast in a bright room, no TFT malfunction, no display unevenness, and having both high color purity and high transmittance. To do.
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、顔料と、金、銀、銅、白金、パラジウム、および錫から選ばれる金属粒子、およびこれらの金属を含む金属合金粒子、並びに金、銀、銅、白金、およびパラジウムから選ばれる金属を含む金属化合物粒子から選択される少なくとも一つと、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(金属合金粒子を含む)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。
(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(TR/BM)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(TB/BM)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が、0.4μm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1.3μm以下であることを特徴とする前記(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が、G(x≦0.32,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が、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前記(1)〜(6)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。
(8) 前記ブラックマトリックスに含有される金属粒子(金属合金粒子を含む)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。
(9) 前記ブラックマトリックスに含有される金属粒子(金属合金粒子を含む)または金属化合物粒子が、Ag微粒子、AgSn合金微粒子、硫化銀微粒子、および錫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前記(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(金属合金粒子を含む)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樹脂組成物を含むことを特徴とする前記(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(金属合金粒子を含む)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)のいずれか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。
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 constitution.
(1) A color filter for a liquid crystal display device comprising a transparent substrate and a black matrix provided on the transparent substrate,
Including G (green) colored pixels in a region to be separated of the black matrix;
A part of the colored layer of the G (green) colored pixel is laminated on a part of the black matrix;
The black matrix is selected from a pigment , metal particles selected from gold, silver, copper, platinum, palladium, and tin , and metal alloy particles containing these metals , and gold, silver, copper, platinum, and palladium. Containing at least one selected from metal compound particles containing a metal;
The ratio (B / A) of pigment content B to content A of the metal particles (including metal alloy particles) and metal compound particles in the black matrix is in the range of 0.2 to 10; A film thickness ratio (TG / BM) between a film thickness TG of a (green) colored pixel and a film thickness BM of a black matrix is in a range of 1.2 to 10, wherein the color filter for a liquid crystal display device .
(2) Further including an R (red) colored pixel and a B (blue) colored pixel in a region to be separated from the black matrix;
The film thickness ratio TR / BM of the R (red) colored pixel and the BM is in the range of 1.2 to 10; and the film thickness TB of the B (blue) colored pixel The color filter for a liquid crystal display device according to (1), wherein a film thickness ratio (TB / BM) between the BM and the BM is in a range of 1.2 to 10.
(3) The height of the protruding portion formed by laminating a part of the colored layer of the colored pixel on a part of the black matrix is 0.4 μm or less with respect to the colored pixel. The color filter for a liquid crystal display device according to the above (1) or (2).
(4) The liquid crystal display device according to any one of (1) to (3), wherein a transmission density of the black matrix is 3.5 or more and a film thickness is 1.3 μm or less. Color filter.
(5) The chromaticity point on the CIE chromaticity diagram by the G (green) C light source described above is in the chromaticity range of G (x ≦ 0.32, y ≧ 0.56). The color filter for liquid crystal display device according to any one of (1) to (4).
(6) The chromaticity point on the CIE chromaticity diagram by the C light source of the three primary colors R (red), G (green), and B (blue) described above is R (x ≧ 0.62, y ≦ 0). .35), G (x ≦ 0.32, y ≧ 0.56), and B (x ≦ 0.17, y ≦ 0.14). The color filter for a liquid crystal display device according to any one of (5).
(7) The color filter for a liquid crystal display device according to any one of (1) to (6), wherein the pigment contains at least one selected from carbon black and graphite.
(8) The metal particles (including metal alloy particles) or metal compound particles contained in the black matrix are metal particles, wherein the metal particles are any one of (1) to (7). Color filter for liquid crystal display devices.
(9) The metal particles (including metal alloy particles) or metal compound particles contained in the black matrix include at least one selected from Ag fine particles , AgSn alloy fine particles , silver sulfide fine particles, and tin fine particles. The color filter for a liquid crystal display device according to any one of (1) to (7), wherein the color filter is a liquid crystal display device color filter.
(10) The black matrix comprising a photosensitive resin composition containing the pigment and at least one selected from the metal particles (including metal alloy particles) and metal compound particles (1) The color filter for liquid crystal display devices of any one of (1)-(9).
(11) The black matrix includes a photosensitive transfer material containing the pigment and at least one selected from the metal particles (including metal alloy particles) and metal compound particles. The color filter for liquid crystal display devices of any one of-(10).
(12) A liquid crystal display device comprising the color filter for a liquid crystal display device according to any one of (1) to (11).
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く、TFTの誤動作がなく、表示ムラがなく、かつ、高色純度と高透過率とを両立させることができる。 With the color filter for liquid crystal display device and the liquid crystal display device of the patented invention, display contrast in a bright room is high, TFT does not malfunction, there is no display unevenness, and both high color purity and high transmittance are compatible. Can do.
本発明の液晶表示装置用カラーフィルターは、 透明基板上にブラックマトリックスを有する。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いる。該ブラックマトリックスが顔料並びに金属粒子及び/または金属化合物粒子を含有してなる。該金属粒子及び/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)(B/A)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つき、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。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 and metal particles and / or metal compound particles. The ratio (mass ratio) (B / A) of the content A of the metal particles and / or metal compound particles and the content B of the pigment (B / A) is from 0.2 to 10. 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.
Hereinafter, the main components of the color filter for a liquid crystal display device of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to these explanation items.
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(金属合金粒子を含む)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(以下、金属合金粒子を含めて適宜「金属粒子」と称する。)は、金、銀、銅、白金、パラジウム、および錫から選ばれる金属粒子、およびこれらの金属を含む金属合金粒子である。その中でも金、銀、銅が特に好ましく、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種以上の上記金属からなる合金として用いることも可能である。
In the present invention, the black matrix contains at least a pigment and at least one of metal particles (including metal alloy particles) and metal compound particles. These are contained in the black matrix at least in a dispersed state in the polymer compound.
Metal particles used in the present invention (hereinafter, appropriately referred to as "metal particles", including a metal alloy particles.) Are gold, silver, copper, platinum, metal particles selected from palladium, and tin, and their It is a metal alloy particle containing a metal . Among these, gold, silver, and copper are particularly preferable, and silver is particularly preferable. 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. Further, for the production of metal particles, it is also possible to use an alloy composed of two or more of the above metals.
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。
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ハ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化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ッキによって銀粒子を形成する方法、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などの、従来から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。Commercially available 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 (colloidal silver) include a method of reducing a soluble silver salt with hydroquinone in an aqueous gelatin solution disclosed in US Pat. No. 2,688,601, German Patent 1, Silver ions as in the method of reducing a sparingly soluble silver salt described in US Pat. No. 096,193 with hydrazine, 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, a bulk metal is evaporated in an inert gas such as helium, and a solvent is used. Conventionally known methods such as a method such as vapor evaporation in a cold trap are included. An example of a method for preparing silver fine particles (colloidal silver) is a method for preparing yellow colloidal silver by the dextrin reduction method of Carey Le described in Colloidal Elements by Weiser published in Wiley & Sons, New York, 1933. Is also included.
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や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(II)、硫化鉄、硫化銀、硫化銅(II)、チタンブラックなどが含まれる。このうち硫化銀は色調、微粒子形成のしやすさ及び安定性の観点から特に好ましい。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, carbonates and the like. Of these, sulfide is particularly preferred from the viewpoint of color tone and ease of fine particle formation. Examples of these metal compounds include copper (II) oxide, iron sulfide, silver sulfide, copper (II) sulfide, titanium black and the like. Among these, silver sulfide is particularly preferable from the viewpoints of color tone, ease of fine particle formation, and stability.
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からなる微粒子
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。Examples of the metal compound particles referred to in the present invention include the following.
(1) Fine particles composed of the above metal compound (2) Fine particles composed of two or more kinds of metal compound particles combined into one particle (3) Fine particles composed of metal particles and metal compound particles Two or more kinds of metal compound particles Specific examples of the composite fine particles include composite fine particles of silver and silver sulfide, composite fine particles of copper sulfide and silver sulfide, and composite fine particles of silver and copper (II) oxide.
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。
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。Specific examples of the fine particles composed of metal particles and metal compound particles include composite fine particles of silver and silver sulfide, composite fine particles of copper sulfide and silver sulfide, and composite fine particles of silver and copper (II) oxide.
There is no particular limitation on the shape of the composite fine particles. Examples of 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.
本発明で使用される金属粒子及び/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が30〜2000nm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しい。ただし上記(1)の金属化合物粒子(複合微粒子でないもの)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3000nmを超えるものは分散性の点から好ましくないことがある。
金属粒子及び/または金属化合物粒子の粒径分布についても特に制約はない。There is no restriction | limiting in particular in the particle size of the metal particle and / or metal compound particle which are used by this invention. The average particle size is preferably in the range of 10 to 3000 nm, more preferably the average particle size is in the range of 30 to 2000 nm, and further preferably in the range of about 60 to 200 nm. However, in the case of the metal compound particles (not composite fine particles) of (1) above, those having an average particle diameter of less than 60 nm may have a slightly inferior color tone. A particle size exceeding 3000 nm may not be preferable from the viewpoint of dispersibility.
There are no particular restrictions on the particle size distribution of the metal particles and / or metal compound particles.
本発明で使用される金属粒子及び/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/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/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(住ペテクノリサーチ(株)発行、2002年)に記載されている。The metal particles and / or metal compound particles used in the present invention must be colored in order to obtain a necessary optical density. Here, “colored” means optical absorption in the wavelength region of 400 to 700 nm. Examples of the colored metal compound include silver sulfide, copper sulfide, iron sulfide, palladium sulfide, silver oxide, titanium black and the like.
There is no restriction | limiting in particular in the shape of the metal particle and / or metal compound particle | grains of this invention. Examples of the particle shape that can be used include a sphere, an indeterminate shape, a plate shape, a cube, a regular octahedron, and a column shape.
If necessary, two or more kinds of metal particles and / or metal compound particles having different compositions, shapes, particle sizes, and optical absorption wavelength regions can be mixed and used.
In addition, about the manufacturing method of a metal particle, it describes, for example in "The latest trend II in the technique and application of an ultrafine particle II (Sumi-Petechno Research Co., Ltd. issue, 2002).
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(三菱化学(株)製)、商品名:Black Pearls 430(Cabot Co.(キャボット社)製)、黒鉛等が含まれる。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。Pigment In the present invention, black pigment fine particles are particularly preferably used as the pigment. Examples thereof include Pigment Black 7 (carbon black CI No. 77266, for example, trade name: Mitsubishi Carbon Black MA100 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), trade name: Mitsubishi Carbon Black # 5 (Mitsubishi Chemical Corporation) Product name: Black Pearls 430 (manufactured by Cabot Co. (Cabot)), graphite, etc. Among these, carbon black and graphite are particularly preferable.
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(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。 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.
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/または金属化合物粒子の量Aと顔料の量Bの比(質量比B/A)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B/A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/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B/A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/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っ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おいて色ムラ等の表示不良に繋がり易い。 The ratio (mass ratio B / A) of the amount A of the metal particles and / or metal compound particles contained in the black matrix constituting the color filter of the present invention to the amount B of the pigment is in the range of 0.2 to 10, Preferably it exists in the range of 0.3-6.0, More preferably, it exists in the range of 0.8-5.0. When the mass ratio B / A is less than 0.2, the addition amount of metal particles and / 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. . On the other hand, when the mass ratio B / A exceeds 10, the transmission optical density of the black matrix is lowered and the predetermined transmission optical density is maintained because there are few metal particles and / or metal compound particles in the black matrix. It is necessary to increase the thickness of the black matrix. As a result, an overlap (step) occurs between the black matrix and each of the R, G, and B pixels, so that the flatness of the color filter is deteriorated and the cell gap of the liquid crystal display element is uneven. This unevenness tends to lead to display defects such as color unevenness in the liquid crystal display device of the present invention.
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い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(TG/BM)は1.2〜10の範囲にあり、好ましくは1.4〜5.0の範囲にあり、より好ましくは2.0〜4.0の範囲にある。また、R(赤色)、G(緑色)、B(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く、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く、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。 In addition, the film thickness ratio (TG / BM) of the thickness (TG) of the G (green) colored pixel having the highest visibility among the RGB pixels constituting the color filter of the present invention and the thickness (BM) of the black matrix. ) Is in the range of 1.2 to 10, preferably in the range of 1.4 to 5.0, more preferably in the range of 2.0 to 4.0. Further, the film thickness ratios TR / BM, TG / BM, and TB / BM of the film thicknesses TR, TG, TB of the colored pixels of R (red), G (green), and B (blue) and the film thickness BM of the black matrix Are preferably in the range of 1.2 to 10, more preferably the ratio of these film thicknesses is in the range of 1.4 to 5.0. More preferably, it is in the range of 0 to 4.0.
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12のフラット部分の厚みであり、Hcで示される厚みをいう。(図2においてはHc>BMである。)
Here, 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
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0〜0.4μmの範囲にあることが好ましく、0〜0.3μmの範囲にあることがより好ましく、0〜0.2μm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から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から突起している部分の高さ(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0.4μm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い。
In the present invention, the height of the protruding portion formed by laminating a part of the colored layer of the colored pixel (G) on the part of the black matrix is 0 to 0.4 μm. Preferably, it is in the range of 0 to 0.3 μm, more preferably in the range of 0 to 0.2 μm. Here, the protrusion height of the protrusion on the black matrix is as follows. That is, in FIG. 1, the protrusion height refers to the height (thickness) of the protruding portion from the thickness of the flat portion of the
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0.1〜1.3μm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1.1μm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1.0μm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く、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いので、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/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。It is preferable that the transmission density of the black matrix is in the range of 3.5 to 10.0 and the film thickness is in the range of 0.1 to 1.3 μm. More preferably, the transmission density is 3.8 or more and the film thickness is 1.1 μm or less. More preferably, the transmission density is 4.0 or more and the film thickness is 1.0 μm 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 (steps). 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 and the metal particles and / or metal compound particles in the black matrix to a predetermined range. Etc. are included.
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/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樹脂組成物から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樹脂組成物(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樹脂組成物の例には、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。Black Matrix The black matrix of the present invention is preferably formed from a resin composition containing a pigment, metal particles and / or metal compound particles, and further containing a polymer serving as a binder, a dispersion stabilizer, a surfactant and the like. In particular, the black matrix is preferably formed of a photosensitive resin composition having photosensitivity and containing metal particles (hereinafter also referred to as “a composition for producing a black matrix”). Examples of the photosensitive resin composition for imparting such photosensitivity include those described in paragraphs [0016] to [0022] and [0029] of JP-A No. 10-160926.
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い。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。 When the metal particles are used in the form of an aqueous dispersion like the silver colloid, the black matrix preparation composition is preferably an aqueous medium composition. Examples of such a composition for preparing an aqueous black matrix include those described in paragraphs [0015] to [0023] of JP-A-8-271727, and suitable examples of the commercially available composition include: SPP-M20 (trade name, manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) and the like are included.
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い。
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化合物の好適例には、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℃以上の化合物が含まれる。
該光重合性化合物の具体例には、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;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、エチレンオキシドまたは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が含まれる。The black matrix preparation composition may be prepared by adding a photopolymerizable compound, a photopolymerization initiator, an inhibitor, and the like.
Preferable examples of the photopolymerizable compound used in the composition for producing a black matrix include a monomer or oligomer having an ethylenically unsaturated double bond and capable of addition polymerization by irradiation with light. Examples of such a monomer or oligomer include a compound 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.
Specific examples of the photopolymerizable compound include 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, neopentylglycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) Acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, Sundiol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (acryloyloxypropyl) ether, tri (acryloyloxyethyl) isocyanurate, tri (acryloyloxyethyl) cyanurate, glycerin tri (meth) acrylate; and trimethylolpropane, glycerin, etc. Polyfunctional acrylates and polyfunctional methacrylates such as those obtained by adding ethylene oxide or propylene oxide to polyfunctional alcohol and then (meth) acrylated are included.
該光重合性化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)アクリレート等も含まれる。 Specific examples of the photopolymerizable compound further include urethane acrylates described in JP-B-48-41708, JP-B-50-6034, and JP-A-51-37193; Polyester acrylates described in Japanese Patent No. 64183, Japanese Patent Publication No. 49-43191 and Japanese Patent Publication No. 52-30490; Polyfunctional acrylates such as epoxy acrylate which is a reaction product of epoxy resin and (meth) acrylic acid Mention may be made of straw and methacrylate. Among these, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate and the like are also included.
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い。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。 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 black matrix preparation composition is generally 5 to 50% by mass, and particularly preferably 10 to 40% by mass.
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が含まれる。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。 Examples of the photopolymerization initiator used in the composition for producing a black matrix of the present invention include vicinal polyketaldonyl compounds disclosed in US Pat. No. 2,367,660 and US Pat. No. 2,448,828. Acyloin 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 A combination of a triarylimidazole dimer and a p-aminoketone described in US Pat. No. 3,549,367, a benzothiazole compound and a trihalomethyl-s-triazine compound described in Japanese Patent Publication No. 51-48516, and US Pat. No. 4,239,850. Trihalomethyl-s described in the specification Triazine compounds, etc. U.S. Patent trihalomethyl oxadiazole compounds described in No. 4,212,976 specification. 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 preparation composition is generally 0.5 to 20% by mass, and particularly preferably 1 to 15% by mass.
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、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含まれる。 The composition for preparing a black matrix in 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.
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。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.
The composition for producing a black matrix in 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.
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、カプロラクタム等が含まれる。 Examples of the organic solvent used in the preparation of the composition for producing a black matrix include methyl ethyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, cyclohexanone, cyclohexanol, ethyl lactate, methyl lactate, caprolactam and the like.
ブラックマトリックス用樹脂層(以下、「遮光層」とも言う)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。 The film thickness of the resin layer for black matrix (hereinafter also referred to as “light-shielding layer”) was determined by using the composition of the spacer portion, the cell gap, and the black matrix preparation composition finally formed on the color filter. It is determined in consideration of the reduction rate of the film thickness in the black matrix forming process.
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(遮光層)を形成することができる。 The composition for black matrix preparation in the present invention can be applied to a substrate or the surface of a temporary support described later by a known method and dried to form a photosensitive sheet (light-shielding layer).
ブラックマトリックス作製用組成物の塗布手段の例には、スリットコーター、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樹脂層もしくは感光性転写シートを得ることができる。 Examples of the means for applying the black matrix preparation composition include a slit coater, a spinner, a wheeler, a roller coater, a curtain coater, a knife coater, a wire bar coater, and an extruder. The formed coating layer is then dried to obtain a photosensitive resin layer or a photosensitive transfer sheet.
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顔料並びに金属粒子及び/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/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、0.3〜3.0μm程度の範囲にあることが好ましく、0.5〜2.0μm程度の範囲にあることがより好ましい。Photosensitive transfer material In the present invention, a photosensitive transfer material is prepared using the above-described pigment for forming a black matrix having photosensitivity and a composition containing metal particles and / 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 containing at least the above-mentioned photosensitivity and containing pigments and metal particles and / 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 3.0 μm, and more preferably in the range of about 0.5 to 2.0 μm.
上記感光性転写材料は、その感光性樹脂材料として上述の感光性の顔料並びに金属粒子及び/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から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からなる薄層とを含む。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樹脂層、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。 The photosensitive transfer material is basically the same as a known photosensitive transfer material except that the photosensitive pigment and the metal particle and / or metal compound particle-containing composition are used as the photosensitive resin material. Can have a configuration. An example of the structure of a known photosensitive transfer material is described in JP-A-5-173320. The most basic structure of such a photosensitive transfer material is a temporary support sheet made of a flexible plastic film or the like, and a thin layer made of a composition for producing a black matrix formed on the temporary support sheet. including. Between the temporary support sheet and the light shielding layer, 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.
本発明における上記仮支持体、中間層、熱可塑性樹脂層として、特開2004−347801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、熱可塑性樹脂層を用いることができる。 As the temporary support, intermediate layer, and thermoplastic resin layer in the present invention, the same temporary support, intermediate layer, and thermoplastic as described in paragraphs “0034” to [0040] of JP-A-2004-347801. A resin layer can be used.
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、スリットコーター、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工程が含まれ得る。上記のアルカリ可溶性熱可塑性樹脂の層を設ける場合、該アルカリ可溶性熱可塑性樹脂層も同様の工程で作製できる。 In the process of producing the photosensitive transfer material of the present invention, a solution of the black matrix-producing composition containing the photosensitive and metal particles of the present invention on a temporary support, for example, a slit coater, spinner, A step of applying and drying using a coating means such as a winder, a roller coater, a curtain coater, a knife coater, a wire bar coater, and an extruder may be included. In the case of providing the alkali-soluble thermoplastic resin layer, the alkali-soluble thermoplastic resin layer can also be produced in the same process.
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/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。 Since the photosensitive transfer material of the present invention is provided with the photosensitive light-shielding layer comprising the pigment and the metal particle and / or metal compound particle-containing composition as described above, the transfer material is used to form a thin film and have an optical density. A black matrix can be produced by providing a high light shielding layer.
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/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0.1〜1.3μm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/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。Production of Black Matrix The black matrix of the present invention comprises the above-described (photosensitive) pigment particles and a light-shielding layer produced using a metal particle and / or metal compound particle-containing composition or a photosensitive transfer material having this composition. It is formed. The film thickness of the black matrix is generally about 0.1 to 1.3 μm. Since the black matrix of the present invention is obtained by uniformly dispersing pigment particles and metal particles and / 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.
感光性を有する顔料粒子並びに金属粒子及び/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/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/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/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/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ブラックマトリクスを形成することができる。Examples of a method for producing a black matrix using a photosensitive pigment particle and a composition containing metal particles and / or metal compound particles include a light-transmitting substrate, photosensitive metal particles and / or The layer formed by applying the metal compound particle-containing composition (light-shielding layer) includes a method of forming a black matrix by exposing through a photomask for black matrix by a conventional method and then developing the layer. . As a method for applying the metal particle and / or metal compound particle-containing composition, the application method used for producing the photosensitive transfer material can be similarly used.
In addition, when the pigment particle and the metal particle and / or metal compound particle-containing composition are not photosensitive, the pigment particle and the metal particle and / or metal compound particle-containing composition are applied to the light-transmitting substrate. A black matrix can be formed by forming a layer from a developable photosensitive resin composition on the exposed layer, exposing through a photomask for black matrix by a conventional method, then developing and etching. .
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、煩瑣な工程を必要とせず、簡便で低コストである。 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 manufacturing method of the black matrix of this invention does not require a complicated process, and is simple and low-cost.
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2004−347831号公報の段落番号[0046]〜[0056]に記載の組成物が含まれる。Next, the composition for colored pixels used for the color filter of the present invention will be described.
Examples of the composition that can be used as the coloring composition for the color filter of the present invention include the compositions described in paragraph numbers [0046] to [0056] of JP-A No. 2004-347831.
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.ピグメントレッド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.ピグメントイエロー138(C.I.PY−138)、C.I.ピグメントイエロー139(C.I.PY−139)、C.I.ピグメントイエロー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.ピグメントブルー15:6(C.I.PB−15:6)を含有することが好ましい。Among the above pigments, the R (red) pixel of the color filter for a liquid crystal display device of the present invention is at least C.I. as a pigment from the viewpoint of obtaining high color purity and flatness. I. Pigment Red 254 (C.I.PR-254) is preferably contained.
The G (green) pixel of the color filter of the present invention has at least C.I. as a pigment from the viewpoint of obtaining high color purity and flatness. I. Pigment Green 36 (C.I.PG-36) and C.I. I. Pigment Yellow 138 (C.I.PY-138), C.I. I. Pigment Yellow 139 (C.I.PY-139), C.I. I. It is preferable to contain any one of CI Pigment Yellow 150 (CI PY-150).
Further, from the viewpoint of obtaining high color purity and flatness, the B (blue) pixel of the color filter of the present invention has at least C.I. I. Pigment Blue 15: 6 (C.I.PB-15: 6) is preferably contained.
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く、0.5〜60質量%の範囲にあることがより好ましく、1.0〜50質量%の範囲にあることが特に好ましい。The above pigment system has a transmission region on the long wave side and can achieve high color purity. 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 in the range of 0.1 to 70% by mass with respect to the total solid content mass of the composition, 0.5 to 60 More preferably in the range of mass%, particularly preferably in the range of 1.0 to 50 mass%.
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が、G(x≦0.32,y≧0.56)が好ましく、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く、TV用途の主要な色度規格であるHDTV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。By selecting the pigment system as described above, the chromaticity point on the CIE chromaticity diagram by the C light source of the three primary colors R (red), G (green), and B (blue) is G (x ≦ 0 .32, y ≧ 0.56), more preferably R (x ≧ 0.62, y ≦ 0.35), G (x ≦ 0.32, y ≧ 0.56), B (x ≦ 0) .17, y ≦ 0.14), a suitable color filter for a liquid crystal display device can be obtained. Thus, the HDTV standard, which is the main chromaticity standard for TV applications, that is, R (x = 0.64, y = 0.33), G (x = 0. 3, y = 0.6) and B (x = 0.15, y = 0.06) can be achieved to achieve high color purity.
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 a 3 cm square A method of manufacturing a pixel having a size and measuring with a normal ultraviolet-visible spectrophotometer is included.
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。 In the present invention, a suitable pigment is desirably used in the state of a dispersion. Examples of such a dispersion include dispersions described in paragraph numbers [0058] to [0059] of JP-A No. 2004-347831.
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、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イアングル型等に配置されることが好ましい。
上記光透過性の基板の例には、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含まれる。Production of Color Filter 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 each of the pixel groups constituting the pixel group. The pixels are separated from each other by a 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. These at least three types of pixel groups of red, green, and blue are preferably 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 known glass plate such as a quartz glass plate, or a plastic film.
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よい。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工程を含んでもよい。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、高い表示コントラスト及び優れた平坦性を有する。 The method for producing a 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, a process of forming a black matrix first and then forming two or more pixel groups may be included. Since the color filter of the present invention includes the black matrix as described above, it has high display contrast and excellent flatness.
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樹脂層を設ける工程;
(2)上記感光性着色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。
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。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 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 is provided on a substrate 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), and the like. Process;
(2) A step of exposing the photosensitive colored resin layer in a pattern;
(3) a step of developing the exposed photosensitive colored resin layer to obtain a patterned colored cured film layer composed of an exposed portion of the photosensitive colored resin layer; and (4) the patterned colored cured film layer. The process of baking and further curing by heating.
The steps (1) to (4) can be performed in the same manner as the method described in paragraph numbers [0062] to [0065] of JP-A-2004-347831.
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ア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。該カラーフィルターは、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いる。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。Liquid Crystal Display Device One embodiment of the liquid crystal display device of the present invention includes a color filter, a liquid crystal layer, and liquid crystal driving means (simple matrix driving method or active matrix driving method) between a pair of substrates, at least one of which is light transmissive. ) At least. The color filter has a pixel group of at least three colors. 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 including 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.
In another aspect of the liquid crystal display device of the present invention, a color filter, a liquid crystal layer, and liquid crystal driving means are provided between at least one pair of light-transmitting substrates. The liquid crystal driving means includes active elements (for example, TFTs), and includes a color filter in which the three-color pixel group of the present invention and a black matrix are formed between the active elements.
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が、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。 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 has a backlight and the three primary colors of R (red), G (green), and B (blue). In combination with a pixel. Here, in the liquid crystal display device of the present invention, the chromaticity point on the CIE chromaticity diagram by the C light sources of the three primary colors R (red), G (green), and B (blue color) is R (x ≧ 0). .62, y ≦ 0.35), G (x ≦ 0.32, y ≧ 0.56), and B (x ≦ 0.17, y ≦ 0.14).
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。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples. In the examples, “parts”, “%” and “molecular weight” represent “parts by mass”, “mass%” and “mass average molecular weight” unless otherwise specified.
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のジルコニ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/アリルメタクリレート共重合体(共重合比=20:80) 10部
・分散剤(商品名:ソルスパース20000、アビシア(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Preparation of Carbon Black Dispersion A carbon black dispersion having the following formulation was prepared using a zirconia bead having a diameter of 0.65 mm using a motor mill (trade name: M50, manufactured by Eiger Corporation).
-Normal propanol 69 parts-Methacrylic acid / allyl methacrylate copolymer (copolymerization ratio = 20:80)-10 parts-Dispersant (trade name: Solsperse 20000, manufactured by Avicia) 1 part-Carbon black (trade name: Carbon black MA100, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) 20 parts
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℃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。Preparation of silver 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.
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、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)、122.0g 蒸留水
(B) 9.75g 硝酸銀、122.0g 蒸留水溶液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, two types of solutions (A) and (B) having the following compositions 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
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、この銀が、表中記載の粒子径の粒子から成ることを示した。 The above solutions (A) and (B) were mixed and stirring was continued 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 silver consisted of particles with the particle sizes listed in the table.
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℃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(商品名:ソルスパース20000、アビシア(株)製)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、目的とする銀粒子分散液(A1)を得た。Preparation of silver particle dispersion liquid To 4000 g of the silver dispersion slurry obtained as described above, 6 g of a dispersant (trade name: Rapisol B-90, manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) and 2000 g of papain 5% aqueous solution are added, and the temperature is increased. Stored at 37 ° C. for 24 hours. This liquid was centrifuged at 2000 rpm for 5 minutes to precipitate silver particles. After discarding the supernatant, it was washed with distilled water to remove the degradation product of gelatin decomposed by the enzyme. The silver particle sediment was then washed with methyl alcohol and dried. An aggregate of about 60 g of silver fine particles was obtained. 53 g of this aggregate, 5 g of a dispersant (trade name: 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 particle dispersion (A1).
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) 40.0g
・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%メチルエチルケトン溶液) 0.1g
・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−トリアジンー2−イル)
フェニル]カルバモイル]フェニル]セバケート 0.1gThe following additive was added to and mixed with the silver particle dispersion (A1) obtained above to obtain a silver particle-containing coating solution.
-40.0 g of the above silver particle dispersion (A1)
・ Propylene glycol monomethyl ether acetate 40.0g
・ Methyl ethyl ketone 37.6g
・ Fluorosurfactant 1 (trade name: F-780-F, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, 30% methyl ethyl ketone solution) 0.1 g
・ 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
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加し混合して、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.)/銀粒子のブレンド比となるように調製された。Preparation of coating solution for light shielding layer 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 the light shielding layer. The coating solution for the light shielding layer was prepared to have a blend ratio of carbon black (CB) / silver particles shown in Table 2.
感光性転写材料の製法
厚さ75μm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H1からなる熱可塑性樹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14.6μmの熱可塑性樹脂層と、乾燥膜厚が1.6μmの中間層と、遮光層を設け、最後に保護フイルム(厚さ12μm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樹脂層と中間層(酸素遮断膜)と遮光層とが一体となっ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。Production Method of Photosensitive Transfer Material A thermoplastic resin layer coating solution composed of the following formulation H1 was applied and dried on a 75 μm thick polyethylene terephthalate film temporary support using a slit nozzle. Next, an intermediate layer coating solution having the following formulation P1 was applied and dried. Further, the light shielding layer coating solution was applied and dried. In this way, a thermoplastic resin layer having a dry film thickness of 14.6 μm, an intermediate layer having a dry film thickness of 1.6 μm, and a light shielding layer are provided on the temporary support, and finally a protective film (12 μm thick polypropylene) is provided. Film).
In this way, a dark color photosensitive transfer material in which the temporary support, the thermoplastic resin layer, the intermediate layer (oxygen barrier film), and the light shielding layer were integrated was prepared, and the sample name was designated as photosensitive transfer material K1.
熱可塑性樹脂層用塗布液:処方H1
・メタノール 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
・メチルエチルケトン 52.4部
・メチルメタクリレート/2−エチルヘキシルアクリレート
/ベンジルメタクリレート/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/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
・ビスフェノールAにペンタエチレングリコールモノメタクリートを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)フェニル]プロパン、新中村化学工業(株)製) 9.1部
・フッソ系界面活性剤 1 0.54部Coating liquid for thermoplastic resin layer: Formulation H1
・ Methanol 11.1 parts ・ Propylene glycol monomethyl ether acetate 6.36 parts ・ Methyl ethyl ketone 52.4 parts ・ Methyl methacrylate / 2-ethylhexyl acrylate / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer (copolymerization composition ratio (molar ratio))
= 55 / 11.7 / 4.5 / 28.8, molecular weight = 100,000, Tg≈70 ° C.) 5.83 parts styrene / acrylic acid copolymer (copolymerization composition ratio (molar ratio))
= 63/37 Molecular weight = 10,000, Tg≈100 ° C.) 13.6 parts. Compound obtained by dehydration condensation of 2 equivalents of bisphenol A and pentaethylene glycol monomethacrylate (2,2-bis [4- (methacryloxypolyethoxy) Phenyl] propane, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) 9.1 parts. Fluorosurfactant 1 0.54 parts
中間層用塗布液:処方P1
・ポリビニルアルコール(商品名:PVA205、(株)クラレ製、鹸化度=88%、重合度550) 32.2部
・ポリビニルピロリドン(商品名:K−30、アイエスピー・ジャパン社製)
14.9部
・蒸留水 524部
・メタノール 429部Intermediate layer coating solution: Formulation P1
・ Polyvinyl alcohol (trade name: PVA205, manufactured by Kuraray Co., Ltd., degree of saponification = 88%, degree of polymerization 550) 32.2 parts ・ Polyvinylpyrrolidone (trade name: K-30, manufactured by IP Japan)
14.9 parts ・ Distilled water 524 parts ・ Methanol 429 parts
ガラス基板をシランカップリング剤溶液(商品名:KBM-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から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)日立インダストリイズ社製)を用い、基板に、ゴムローラー温度130℃、線圧100N/cm、搬送速度2.2m/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、熱可塑性樹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200μmに設定し、露光量200mJ/cm2でパターン露光した。A silane coupling treated glass substrate was obtained using a glass substrate with a silane coupling agent solution (trade name: KBM-603, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., 1% dilution).
The protective film is removed from the photosensitive transfer material produced by the above-described manufacturing method on the obtained silane coupling treated glass substrate, and the surface of the light shielding layer exposed after the removal and the surface of the silane coupling treated glass substrate are Using a laminator (trade name: Lamic II type, manufactured by Hitachi Industries, Ltd.), the substrate is covered with a rubber roller temperature of 130 ° C., a linear pressure of 100 N / cm, and a conveyance speed of 2.2 m / min. Laminated. Subsequently, the polyethylene terephthalate temporary support was peeled off at the interface with the thermoplastic resin layer to remove the temporary support. In a proximity type exposure machine (manufactured by Hitachi High-Tech Electronics Engineering Co., Ltd.) with an ultra-high pressure mercury lamp, with the substrate and mask (quartz exposure mask with image pattern) standing vertically, the exposure mask surface and intermediate layer The distance between them was set to 200 μm, and pattern exposure was performed with an exposure amount of 200 mJ / cm 2 .
次に、トリエタノールアミン系現像液(トリエタノールアミン30質量%含有、商品名:T−PD2、富士写真フイルム(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℃)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、熱可塑性樹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/リットルの炭酸水素ナトリウム、0.47モル/リットルの炭酸ナトリウム、5質量%のジブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、アニオン界面活性剤、消泡剤、及び安定剤含有;商品名:T−CD1、富士写真フイルム(株)製)を純水で5倍に希釈した液(29℃)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樹脂層を現像除去し、パターン像を得た。
続いて、洗浄剤(燐酸塩、珪酸塩、ノニオン界面活性剤、消泡剤、及び安定剤含有;商品名:T−SD1、富士写真フイルム(株)製)を純水で10倍に希釈した液(33℃)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い、ブラックマトリクスを得た。
続いて、大気下においてアライナーにて基板の表から基板の全面を2 0 0 0 m J /cm2でポスト露光し、220℃30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。Next, a triethanolamine developer (containing 30% by mass of triethanolamine, trade name: T-PD2, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) 12 times with pure water (1 part by mass of T-PD2 and pure water) The mixture was mixed at a ratio of 11 parts by mass (30 ° C.) and subjected to shower development with a flat nozzle at a pressure of 0.04 MPa for 50 seconds to remove the thermoplastic resin layer and the intermediate layer. Subsequently, air was blown onto the substrate to drain the liquid, and then pure water was sprayed for 10 seconds by a shower to perform pure water shower cleaning, and air was blown to reduce the liquid pool on the substrate.
Subsequently, a sodium carbonate-based developer (0.38 mol / liter sodium bicarbonate, 0.47 mol / liter sodium carbonate, 5% by weight sodium dibutylnaphthalenesulfonate, an anionic surfactant, an antifoaming agent, and Stabilizer-containing; trade name: T-CD1, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) diluted 5 times with pure water (29 ° C.) for 30 seconds, shower with cone type nozzle at pressure of 0.15 MPa Development was performed to develop and remove the photosensitive resin layer to obtain a pattern image.
Subsequently, a detergent (containing phosphate, silicate, nonionic surfactant, antifoaming agent, and stabilizer; trade name: T-SD1, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) was diluted 10 times with pure water. The liquid (33 ° C.) was used as a shower with a cone type nozzle at a pressure of 0.02 MPa for 20 seconds, and the residue was removed by rubbing the pattern image with a rotating brush having nylon bristles to obtain a black matrix. .
Subsequently, the entire surface of the substrate from the surface of the substrate was post-exposed at 2 0 0 0 mJ / cm 2 with an aligner in the atmosphere, and heat treatment was performed at 220 ° C. for 30 minutes to obtain the black matrix of Example 1.
Further, Examples 2 to 4 and Examples 7 and 8 were carried out in the same manner as Example 1 except that each coating solution for light shielding layer was prepared and used so as to have a blend ratio of carbon black / silver particles shown in Table 2. And 12 black matrices were obtained.
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樹脂組成物を用いて、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。Production of color filter Production of photosensitive resin transfer material Photosensitive transfer material R, photosensitive transfer material, using the colored photosensitive resin composition shown in Table 1 below in the same manner as the production of photosensitive transfer material K1. Material G and photosensitive transfer material B were prepared.
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℃で35秒間へ、かつ熱処理を220℃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、前記感光性樹脂転写材料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いる側にレッド(R)画素を形成した。
R画素の厚みは2.0μmであり、C.I.ピグメント・レッド(C.I.P.R.)254、C.I.P.R.177の塗布量はそれぞれ0.88g/m2、0.22g/m2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℃で2分間加熱した。Red (R) pixel formation Except that the exposure amount in the exposure process was changed to 40 mJ / cm 2 , the shower development with a sodium carbonate-based developer was changed to 35 ° C. for 35 seconds, and the heat treatment was changed to 220 ° C. for 15 minutes. The same process as the formation of the black matrix was performed, and the photosensitive resin transfer material R was used to form red (R) pixels on the side of the glass substrate where the black shielding matrix was formed.
The thickness of the R pixel is 2.0 μm. I. Pigment Red (C.I.P.R.) 254, C.I. I. P. R. The coating amounts of 177 were 0.88 g / m 2 and 0.22 g / m 2 , respectively.
After that, the glass substrate on which the R pixel is formed is again cleaned with a brush using a cleaning agent as described above, shower-washed with pure water, and then 100% by a substrate preheating device without using a silane coupling liquid. Heated at 0 ° C. for 2 minutes.
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℃で45秒間へ、かつ熱処理を220℃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樹脂転写材料Gを用いて、ガラス基板のブラックマトリクス及びR画素が形成されている側にグリーン画素(G画素)を形成した。
G画素の厚みは2.0μmであり、C.I.ピグメント・グリーン(C.I.P.G.)36、C.I.ピグメント・イエロー(C.I.P.Y.)150の塗布量はそれぞれ1.12g/m2、0.48g/m2であった。
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℃で2分間加熱した。Green (G) pixel formation Except that the exposure amount in the exposure process was changed to 40 mJ / cm 2 , the shower development with a sodium carbonate-based developer was changed to 34 ° C. for 45 seconds, and the heat treatment was changed to 220 ° C. for 15 minutes. The same process as the formation of the R pixel was performed, and a green pixel (G pixel) was formed on the side of the glass substrate where the black matrix and the R pixel were formed, using the photosensitive resin transfer material G obtained above. .
The G pixel has a thickness of 2.0 μm. I. Pigment green (C.I.P.G.) 36, C.I. I. Pigment Yellow (C.I.P.Y.) each coating amount of 150 1.12g / m 2, was 0.48 g / m 2.
After that, 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. It heated at 100 degreeC for 2 minute (s) with the board | substrate preheating apparatus.
ブルー(B)画素の形成
露光工程での露光量を30mJ/cm2、炭酸Na系現像液によるシャワー現像を36℃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樹脂転写材料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画素が形成されている側にブルー画素(B画素)を形成した。
B画素の厚みは2.0μmであり、C.I.ピグメント・ブルー(C.I.P.B.)15:6、C.I.ピグメント・バイオレット(C.I.P.V.)23の塗布量はそれぞれ0.63g/m2、0.07g/m2であった。
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分間ベークし、カラーフィルタを得た。Blue (B) pixel formation The same process as the R pixel formation was performed except that the exposure amount in the exposure process was changed to 30 mJ / cm 2 and the shower development with a sodium carbonate-based developer was changed to 36 ° C. for 40 seconds. Using the photosensitive resin transfer material B obtained as described above, blue pixels (B pixels) were formed on the side of the glass substrate where the black matrix and R and G pixels were formed.
The thickness of the B pixel is 2.0 μm. I. Pigment Blue (C.I.P.B.) 15: 6, C.I. I. Pigment Violet (C.I.P.V.) each coating amount of 23 0.63g / m 2, was 0.07 g / m 2.
Thereafter, the glass substrate on which the R, G, and B pixels were formed was baked at 240 degrees for 50 minutes to obtain a color filter.
表1中、バインダー2の組成は下記の通り。
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=78/22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In Table 1, the composition of the binder 2 is as follows.
-Polymer (benzyl methacrylate / methacrylic acid = 78/22 molar ratio random copolymer, molecular weight 38,000) 27 parts-Propylene glycol monomethyl ether acetate 73 parts
DPHA液の組成は下記の通り。
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(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、チバ・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(ベンジルメタクリレート/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The composition of the DPHA solution is as follows.
Dipentaerythritol hexaacrylate (containing 500 ppm of polymerization inhibitor MEHQ, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name: KAYARAD DPHA) 76 parts Propylene glycol monomethyl ether acetate 24 parts The composition of R pigment dispersion 1 is as follows.
・ C. I. P. R. 254 (trade name: Irgaphor Red B-CF, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) 8 parts, 0.8 part of the following compound 1, polymer (benzyl methacrylate / methacrylic acid = 73/27 molar ratio)
Random copolymer) 8 parts ・ 83 parts of propylene glycol monomethyl ether acetate
化合物1
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、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製) 18部
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸=73/27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The composition of R pigment dispersion 2 is as follows.
・ C. I. P. R. 177 (trade name: Cromophtal Red A2B, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 18 parts Polymer (random copolymer of benzyl methacrylate / methacrylic acid = 73/27 molar ratio) 12 parts Propylene glycol monomethyl ether acetate 70 Part
バインダー1の組成は下記の通り。
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸/メチルメタクリレート=38/25/37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)。The composition of binder 1 is as follows.
・ Polymer (benzyl methacrylate / methacrylic acid / methyl methacrylate = random copolymer of 38/25/37 molar ratio, molecular weight 40,000) 27 parts ・ Propylene glycol monomethyl ether acetate 73 parts Additive 1 is a phosphate ester special activator ( Product name: HIPLAAD ED152, manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd.).
G顔料分散物1としてはGT−2(商品名、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ(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。As the G pigment dispersion 1, GT-2 (trade name, manufactured by FUJIFILM Electronics Materials Co., Ltd.) was used.
As the Y pigment dispersion 1, CF Yellow EX3393 (trade name, manufactured by Mikuni Color Co., Ltd.) was used.
As the B pigment dispersion 1, CF Blue EX3357 (trade name, manufactured by Gokoku Color Co., Ltd.) was used.
As the B pigment dispersion 2, CF Blue EX3383 (trade name, manufactured by Mikuni Color Co., Ltd.) was used.
また、バインダー3の組成は下記の通り。
・ポリマー(ベンジルメタクリレート/メタクリル酸/メチルメタクリレート
=36/22/42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The composition of binder 3 is as follows.
・ Polymer (benzyl methacrylate / methacrylic acid / methyl methacrylate = 36/22/42 molar ratio random copolymer, molecular weight 38,000) 27 parts ・ Propylene glycol monomethyl ether acetate 73 parts
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/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のパターン露光を行った。その後、現像液として、0.38モル/リットルの炭酸水素ナトリウム、0.47モル/リットルの炭酸ナトリウム、5質量%のジブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、アニオン界面活性剤、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、富士写真フイルム(株)製)を純水で5倍に希釈した液(29℃)を用いて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。Examples 5 and 6
Formation of Black Matrix The light-shielding layer coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that each light-shielding layer coating solution was prepared and used to have a carbon black / silver particle blend ratio shown in Table 2. A photosensitive light-shielding layer used in Examples 5 and 6 was formed by coating on a glass substrate and drying.
Next, a pattern exposure of 500 mJ / cm 2 was performed on the photosensitive light-shielding layer using an ultrahigh pressure mercury lamp. Thereafter, as a developing solution, 0.38 mol / liter sodium hydrogen carbonate, 0.47 mol / liter sodium carbonate, 5% by mass sodium dibutylnaphthalenesulfonate, an anionic surfactant, an antifoaming agent, and a stabilizer. The photosensitive black resin layer of the light-shielding layer is developed using a solution (29 ° C.) obtained by diluting a sodium carbonate developer (trade name: T-CD1, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) 5 times with pure water. Then, the unexposed portion was removed, and the intended black matrices of Examples 5 and 6 were formed. Thereafter, the color filters of Examples 5 and 6 were produced in the same manner as Example 1.
実施例9
実施例1において用いた「銀粒子含有塗布液」を下記の「銀/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/酢酸ビニル共重合体(=60/40[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%の硫化ナトリウム水溶液(23℃)を、攪拌しながら金属の硫化率が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/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、硫化率100%は粒子全体が完全に硫化物になっている状態を表す。
Example 9
A color filter shown in Table 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the “ silver particle-containing coating solution” used in Example 1 was changed to the following “silver / silver sulfide-containing light shielding layer coating solution”. .
Preparation of silver / silver sulfide core-shell particles Acetone dispersion of silver particles (average particle size 30 nm, concentration 2.5 mass%) and vinyl pyrrolidone / vinyl acetate copolymer (= 60/40 [mass ratio], molecular weight 5000) Was added and stirred for 30 minutes. Next, an aqueous solution of sodium sulfide (23 ° C.) having a concentration of 7.2% by mass was added to the mixture so that the sulfidation ratio of the metal was 30%, and after the addition was completed, the mixture was stirred for 30 minutes. Silver / silver sulfide core-shell particles having a shell of
Here, the sulfidation rate indicates the rate at which the metal particles are sulfided. A sulfidation rate of 0% represents a state that is not sulfided at all, and a sulfidation rate of 100% represents a state in which the entire particle is completely sulfided.
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。Example 10
Tin particles were produced 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 produced in the same manner as in Example 1.
実施例11
銀粒子含有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(I)23.1g、酢酸スズ(II)65.1g、グルコン酸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;ビニルピロリドン/酢酸ビニルコポリマー)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36.1gを溶解して、溶液2を得た。
Example 11
A color filter shown in Table 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that the silver particle-containing coating solution was changed to the following silver-tin alloy-containing light shielding layer coating solution.
Preparation of AgSn alloy particle dispersion (dispersion A1) In 1000 ml of pure water, 23.1 g of silver (I) acetate, 65.1 g of tin (II) acetate, 54 g of gluconic acid, 45 g of sodium pyrophosphate, polyethylene glycol (molecular weight 3, 2) and 5 g of E735 (manufactured by ISP; vinylpyrrolidone / vinyl acetate copolymer) were dissolved to obtain a solution 1.
Separately, 36.1 g of hydroxyacetone was dissolved in 500 ml of pure water to obtain a solution 2.
上記より得た溶液1を25℃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2,000r.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を加え、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。 While the solution 1 obtained above was vigorously stirred while maintaining at 25 ° C., the above solution 2 was added thereto over 2 minutes, and the mixture obtained by the addition was gently stirred for 6 hours. Then, the mixed solution turned black, and silver tin (AgSn) alloy fine particles were obtained. Next, the mixed solution was centrifuged to precipitate the AgSn alloy fine particles. In the centrifugation step, the mixed solution is subdivided into 150 ml portions, and is centrifuged at a rotational speed of 2,000 rpm by a tabletop centrifuge (trade name: H-103n, manufactured by Kokusan Co., Ltd.). For a minute. After the centrifugation, the supernatant in the sample was discarded to a total liquid volume of 150 ml. 1350 ml of pure water was added to the sample and stirred for 15 minutes to disperse the AgSn alloy fine particles again. This precipitation and dispersion operation was repeated twice to remove soluble substances in the aqueous phase.
その後、更に遠心分離を行ない、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にし、これに純水850ml及びアセトン500mlを加え、さらに15分間攪拌してAgSn合金微粒子を再び分散させた。 Thereafter, centrifugation was further performed to precipitate the AgSn alloy fine particles again. Centrifugation was performed under the same conditions as described above. After centrifuging, the supernatant was discarded as described above, the total liquid volume was made 150 ml, 850 ml of pure water and 500 ml of acetone were added thereto, and the mixture was further stirred for 15 minutes to disperse the AgSn alloy fine particles again.
再び前記同様にして遠心分離を行ない、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ジルコニアビーズ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。 Centrifugation was performed again in the same manner as above to precipitate AgSn alloy fine particles, and then the supernatant was discarded as described above to a liquid volume of 150 ml, and 150 ml of pure water and 1200 ml of acetone were added thereto and stirred for another 15 minutes. The microparticles were dispersed again. Again, centrifugation was performed. The centrifugation conditions at this time are the same as described above except that the time is extended to 90 minutes. Thereafter, the supernatant was discarded to make the total liquid volume 70 ml, and 30 ml of acetone was added thereto. This was dispersed for 6 hours using an Eiger mill (trade name: M-50 type (media: diameter 0.65 mm zirconia beads 130 g), manufactured by Eiger Japan Co., Ltd.) to obtain a silver tin (AgSn) alloy fine particle dispersion It was. As a result of observing the fine particle dispersion with a transmission electron microscope, the dispersion average particle size was about 40 nm in terms of number average particle size.
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
・メチルエチルケトン 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/アクリル酸共重合体(モル比=56/44、重量平均分子量30,000) 9.6部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(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−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 0.5部Preparation of silver-tin alloy-containing light-shielding layer coating solution The following composition was mixed to prepare a silver-tin alloy-containing light-shielding layer coating solution.
-AgSn alloy particle dispersion (dispersion A1) 50.00 parts-Propylene glycol monomethyl ether acetate 28.6 parts-Methyl ethyl ketone 37.6 parts-Fluorosurfactant 0.2 parts-Hydroquinone monomethyl ether 0. 001 parts styrene / acrylic acid copolymer (molar ratio = 56/44, weight average molecular weight 30,000) 9.6 parts dipentaerythritol hexaacrylate (trade name: KAYARAD DPHA, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) 6 parts bis [4- [N- [4- (4,6-bistrichloromethyl-s-triazin-2-yl) phenyl] carbamoyl] phenyl] sebacate 0.5 part
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(TR/BM、TG/BMおよびTB/BM)、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。Comparative Examples 1-4
In the same manner as in Example 1, the amount of carbon black and silver particles added was adjusted, and color filters shown in Table 3 were produced.
TFT color reflectance, transmission optical density, transmission optical density per unit film thickness, R, G, B film thickness, film thickness ratio (TR / BM, TG / BM and TB / BM) in each color filter obtained The projection height, chromaticity, and display unevenness were measured, and the results are shown in Tables 2 and 3.
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ペーサを形成した。
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、その上に更にポリイ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ィ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。Production of liquid crystal display device ITO (Indium Tin Oxide) transparent electrodes were further formed by sputtering on the R pixel, G pixel, B pixel and black matrix of each color filter substrate obtained from the above examples and comparative examples. . Next, according to Example 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-64921, a spacer was formed in a portion corresponding to the upper part of the partition wall (black matrix) on the ITO film formed as described above.
Separately, a glass substrate was prepared as a counter substrate. Patterning was performed for the PVA mode on the transparent electrode and the counter substrate of the color filter substrate, respectively, and an alignment film made of polyimide was further provided thereon.
After that, a UV curable resin sealant is applied by a dispenser method at a position corresponding to a black matrix outer frame provided around the pixel group of the color filter, and a liquid crystal for PVA mode is dropped, and a counter substrate and Pasted together. 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. Subsequently, FR1112H (trade name, manufactured by Stanley Co., Ltd.) which is a chip type LED as red (R) LED, DG1112H (trade name, manufactured by Stanley Co., Ltd.) which is a chip type LED as green (G) LED, A side-light type backlight was configured using DB1112H (trade name, manufactured by Stanley Co., Ltd.), which is a chip-type LED, as a 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.
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(OD0)を同様の方法で測定した。接触式表面粗さ計(商品名:P−10、ケーエルエー・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OD0を差し引いた値を遮光層の透過光学濃度とし、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。Evaluation Method Film Thickness Measurement The film thickness was measured for each black matrix or colored pixel formed after baking using a contact-type surface roughness meter (trade name: P-10, manufactured by TENCOR). .
Transmission optical density measurement The transmission optical density of the black matrix was measured by the following method.
First, using the material in which the black matrix is formed in the examples and comparative examples, the ultra-high pressure mercury lamp is applied to the light-shielding layer coated on a thin film on the glass substrate so that the OD is 3.0 or less. An exposure of 500 mJ / cm 2 was performed from the surface side. Next, the optical density (OD) was measured using a Macbeth densitometer (trade name: TD-904, manufactured by Macbeth). Separately, the transmission optical density (OD 0 ) of the glass substrate was measured by the same method. Using a contact-type surface roughness meter (trade name: P-10, manufactured by KLA-Tencor Corporation), the film thickness of the measurement sample is measured, and the value obtained by subtracting OD 0 from the above OD is transmitted through the light shielding layer. 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.
TFT側反射率測定
スペ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いる面)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。TFT side reflectance measurement Using an absolute reflectance measuring device (trade name: ARV-474, manufactured by JASCO Corporation) combined with a spectrophotometer (trade name: V-560, manufactured by JASCO Corporation). The absolute reflectance of the TFT side reflectance (surface on which the coating film is formed) was measured.
The measurement angle is 5 degrees from the vertical direction, and the wavelength is 555 nm.
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。Particle diameter (nm) measurement With a transmission electron microscope (trade name: JEM-2010, magnification 200000 times, manufactured by JEOL Ltd.), 100 particles were measured and converted into a circle having the same area as the projected area. The diameter was taken as the particle size, and the average value was taken as that value.
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、オリンパス光学社製)を用い、ピンホール径5μm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×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。Measurement of chromaticity The chromaticity of the color filter obtained above was measured at a pinhole diameter of 5 μm using a microspectrophotometer (trade name: OSP100, manufactured by Olympus Optical Co., Ltd.). As calculated.
Display color mixing In Examples and Comparative Examples, 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 determination is carried out by 10 persons, and when the number of persons determined to have density unevenness is zero, A is indicated as B, when the number is 1-2, X is indicated when the number is 3 or more. evaluated.
TFTの誤作動
LCDのバ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。TFT malfunction A part of the backlight of the LCD is reflected on the surface of the black matrix layer and becomes incident light on the TFT, resulting in more light during black display. The presence of this light was evaluated as a malfunction. The presence or absence is shown in Tables 2 and 3. More light was evaluated by checking in the dark.
Display unevenness When a gray test signal was input to the liquid crystal display device, it was observed visually and with a magnifying glass to determine whether unevenness occurred.
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ー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側反射率が低いためコントラストに優れている。From the results of Tables 2 and 3, the following can be understood.
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 low TFT side reflectance. Excellent contrast.
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の誤動作がなく、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。 The color filter for a liquid crystal display device and the liquid crystal display device of the present invention are excellent in display contrast in a bright room, have no TFT malfunction, have no display unevenness, and can achieve both high color purity and high transmittance.
Claims (12)
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、顔料と、金、銀、銅、白金、パラジウム、および錫から選ばれる金属粒子、およびこれらの金属を含む金属合金粒子、並びに金、銀、銅、白金、およびパラジウムから選ばれる金属を含む金属化合物粒子から選択される少なくとも一つと、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(金属合金粒子を含む)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。A color filter for a liquid crystal display device comprising a transparent substrate and a black matrix provided on the transparent substrate,
Including G (green) colored pixels in a region to be separated of the black matrix;
A part of the colored layer of the G (green) colored pixel is laminated on a part of the black matrix;
The black matrix is selected from a pigment , metal particles selected from gold, silver, copper, platinum, palladium, and tin , and metal alloy particles containing these metals , and gold, silver, copper, platinum, and palladium. to contain at least one selected from the metal compound particles containing a metal;
The ratio (B / A) of the content B of the pigment to the content A of the metal particles (including metal alloy particles) and metal compound particles in the black matrix (B / A) is in the range of 0.2 to 10; A film thickness ratio (TG / BM) between a film thickness TG of a (green) colored pixel and a film thickness BM of a black matrix is in a range of 1.2 to 10, wherein the color filter for a liquid crystal display device .
該R(赤色)の着色画素の膜厚TRと前記BMとの膜厚比(TR/BM)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(TB/BM)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。An R (red) colored pixel and a B (blue) colored pixel are further included in a region to be separated from the black matrix;
The film thickness ratio (TR / BM) between the film thickness TR of the R (red) colored pixel and the BM is in the range of 1.2 to 10; and the film thickness TB of the B (blue) colored pixel 2. The color filter for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein a film thickness ratio (TB / BM) between the BM and the BM is in a range of 1.2 to 10. 5.
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