JP2006337485A - カラーフィルター，液晶表示素子、及び液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 反射率が低減され、薄層で、かつ光学濃度（ＯＤ）が高いブラックマトリックスブラックを用いたカラーフィルターの提供。
【解決手段】 光透過性の基板の上に着色層からなり、互いに異なる色を呈する２つ以上の着色画素群を有し、前記着色画素群を構成する各着色画素が互いに遮光画像により離画されているカラーフィルタにおいて、前記遮光画像が少なくとも高分子化合物と金属粒子および/または金属化合物粒子ならびに黒色顔料を含有し、前記カラーフィルタを組み込んだ表示装置において明室コントラストが５０：１以上であることを特徴とするカラーフィルタ。
【選択図】 なし
【解決手段】 光透過性の基板の上に着色層からなり、互いに異なる色を呈する２つ以上の着色画素群を有し、前記着色画素群を構成する各着色画素が互いに遮光画像により離画されているカラーフィルタにおいて、前記遮光画像が少なくとも高分子化合物と金属粒子および/または金属化合物粒子ならびに黒色顔料を含有し、前記カラーフィルタを組み込んだ表示装置において明室コントラストが５０：１以上であることを特徴とするカラーフィルタ。
【選択図】 なし
Description
本発明は、カラーフィルター，液晶表示素子、及び液晶表示装置に関し、詳しくは、反射率が低減され、薄層で、かつ光学濃度（ＯＤ）が高いブラックマトリックスを用いたカラーフィルター，このカラーフィルターを用いた液晶表示素子、液晶表示装置に関する。
ブラックマトリックスは、光漏れを防止するためにカラーフィルターの赤、青、緑の画素の周囲に形成される黒色の縁部である。
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層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が形成され、Ｒ、Ｇ、Ｂ（赤、緑、青）の各着色画素の間隙には、表示コントラスト向上等の目的で、遮光画像（特に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おいては、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、ブラックマトリックスには高い遮光性（光学濃度）が要求される。
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層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が形成され、Ｒ、Ｇ、Ｂ（赤、緑、青）の各着色画素の間隙には、表示コントラスト向上等の目的で、遮光画像（特に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おいては、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、ブラックマトリックスには高い遮光性（光学濃度）が要求される。
高い遮光性を有するブラックマトリックスを作成するには、金属を用いることが考えられ、金属微粒子を用いてブラックマトリックスを作成する技術としては、メッキ技術を用いて層中にニッケル微粒子を生成させる技術がすでに開示されている（特許文献１参照）。しかし、この方法は、金属イオンを含むメッキ液をから、微粒子を析出させるという煩雑な操作が必要であり、メッキの廃液処理も煩雑で環境負荷も大きいという欠点があった。
一方、メッキ技術を用いずにブラックマトリックスを作成する方法が知られている。例えば、金属微粒子の代わりにカーボンブラックを用いてブラックマトリックスを形成する技術である（特許文献２参照）。
しかし、カーボンブラックは、金属微粒子に比べ単位塗布量あたりの光学濃度が低いため、高い遮光性、光学濃度を確保すると必然的に膜厚が大きくなり、ブラックマトリックス形成後に、赤、青、緑の画素を形成する場合、均一な画素が形成しにくいという欠点があった。
しかし、カーボンブラックは、金属微粒子に比べ単位塗布量あたりの光学濃度が低いため、高い遮光性、光学濃度を確保すると必然的に膜厚が大きくなり、ブラックマトリックス形成後に、赤、青、緑の画素を形成する場合、均一な画素が形成しにくいという欠点があった。
更に、メッキ技術を用いてブラックマトリックスを形成する技術としては、クロム等の金属膜を遮光層とする場合には、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パターンをもつフォトマスクを用いてフォトレジスト層を露光現像し、その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により形成する方法が挙げられる（例えば、非特許文献１を参照）。
この方法は、金属薄膜を用いるため、膜厚が小さ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ともに環境に対する負荷も無視できないという問題がある。また、金属膜であるため反射率が高く、強い外光の下では表示コントラストが低いという問題もある。これ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があるが、更にコストアップとなることは否めない。
この方法は、金属薄膜を用いるため、膜厚が小さ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ともに環境に対する負荷も無視できないという問題がある。また、金属膜であるため反射率が高く、強い外光の下では表示コントラストが低いという問題もある。これ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があるが、更にコストアップとなることは否めない。
そこで、厚みが薄くてODの高い膜を得るために金属微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という技術が提案されている。（特許文献３参照）
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微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。（特許文献４参照１）
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微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。（特許文献４参照１）
ところが、金属微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、カラーフィルタを作製したときの明室コントラストが低下してしまう問題があった。また黒色顔料微粒子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り、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こととなる。
本発明の目的は、反射率が低減され、薄層で、かつ光学濃度（ＯＤ）が高いブラックマトリックスを用いた表示特性、特に表示ムラの改善されるカラーフィルター，このカラーフィルターを用いた液晶表示素子、液晶表示装置を提供することにある。
本発明は、金属微粒子および/または金属化合物微粒子と黒色顔料微粒子とをある割合で混合すると、意外にも反射率が低減でき、薄層かつＯＤの高いブラックマトリックスを用いたカラーフィルタとして飛躍的に明室コントラストを向上できることを見出し到達されたものである。すなわち、
本発明は、上記した問題点を解決することを課題とし、以下の構成からなるカラーフィルター、液晶表示素子、液晶表示装置を提供する。
（１） 光透過性の基板の上に着色層からなり、互いに異なる色を呈する２つ以上の着色画素群を有し、前記着色画素群を構成する各着色画素が互いに遮光画像により離画されているカラーフィルタにおいて、前記遮光画像が少なくとも高分子化合物と金属微粒子および/または金属化合物微粒子ならびに黒色顔料微粒子を含有し、前記カラーフィルタを組み込んだ表示装置において明室コントラストが５０：１以上であることを特徴とするカラーフィルタである
（２） 前記黒色顔料微粒子と金属微粒子および/または金属化合物微粒子との体積比が０．０２以上０．８以下であることを特徴とする（１）に記載のカラーフィルタである。
（３） 前記黒色顔料微粒子がカーボンブラックまたは黒鉛であることを特徴とする（１）または（２）に記載のカラーフィルタである。
（４）（１）乃至（３）のいずれかに記載のカラーフィルタを有することを特徴とする液晶表示素子である。
（５）（４）に記載の液晶表示素子を用いて作製したことを特徴とする表示装置である。
本発明は、上記した問題点を解決することを課題とし、以下の構成からなるカラーフィルター、液晶表示素子、液晶表示装置を提供する。
（１） 光透過性の基板の上に着色層からなり、互いに異なる色を呈する２つ以上の着色画素群を有し、前記着色画素群を構成する各着色画素が互いに遮光画像により離画されているカラーフィルタにおいて、前記遮光画像が少なくとも高分子化合物と金属微粒子および/または金属化合物微粒子ならびに黒色顔料微粒子を含有し、前記カラーフィルタを組み込んだ表示装置において明室コントラストが５０：１以上であることを特徴とするカラーフィルタである
（２） 前記黒色顔料微粒子と金属微粒子および/または金属化合物微粒子との体積比が０．０２以上０．８以下であることを特徴とする（１）に記載のカラーフィルタである。
（３） 前記黒色顔料微粒子がカーボンブラックまたは黒鉛であることを特徴とする（１）または（２）に記載のカラーフィルタである。
（４）（１）乃至（３）のいずれかに記載のカラーフィルタを有することを特徴とする液晶表示素子である。
（５）（４）に記載の液晶表示素子を用いて作製したことを特徴とする表示装置である。
本発明によれば、反射率が低減され、薄層で、かつ光学濃度（ＯＤ）が高いブラックマトリックスを用いた表示特性、特に表示ムラの改善されるカラーフィルター，このカラーフィルターを用いた液晶表示素子、液晶表示装置を提供することができる。
本発明において、遮光画像（ブラックマトリックスともいう）は、少なくとも高分子化合物と金属微粒子および/または金属化合物微粒子ならびに黒色顔料微粒子を含有する。
本発明で用いられる金属微粒子としては、特に限定されないが、中でも、例えば、長周期型周期表（ＩＵＰＡＣ１９９１）の第４周期、第５周期、及び第６周期からなる群から選ばれる金属を主成分として含むことが好ましく、また、第２族、第８族、第９族、第１０族、第１１族、第１２族、第１３族、及び第１４族からなる群から選ばれる金属を主成分として含むことが好ましい。これらの金属のうち、本発明における金属微粒子としては第４周期、第５周期、又は第６周期の金属であって、第２族、第１０族、第１１族、第１２族、又は第１４族の金属がさらに好ましい。
本発明における金属微粒子の形状は、特に制限無く、アンパン状、ジャガイモ状、棒状（針状、円柱状、直方体等の角柱形、ラグビーボール形等）、平板状（鱗片状、楕円板状、板状）、繊維状、金平糖状、コイル状等であってもよいが、好ましくは、板状粒子、棒状（ロッド）である。
前記金属粒子として分散金属粒子の好ましい例は、例えば、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンタル、カルシウム、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛、又はこれらの合金、から選ばれる少なくとも一種を挙げることができる。さらに好ましい金属は、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム又はこれらの合金、より好ましい金属は、銅、銀、金、白金、錫又はこれらの合金から選ばれる少なくとも一種である。
その中でも容易に微粒子を得られやすいという点から金、銀、銅、スズが好ましく、とりわけ銀が好ましい。本発明の金属は前記金属の合金であってもよく、好ましい合金としては銀とスズの合金が挙げられる。
その中でも容易に微粒子を得られやすいという点から金、銀、銅、スズが好ましく、とりわけ銀が好ましい。本発明の金属は前記金属の合金であってもよく、好ましい合金としては銀とスズの合金が挙げられる。
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としては金属の酸化物、硫化物、硫酸塩、炭酸塩などがある。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としては酸化銅(II)、硫化鉄、硫化銀、硫化銅(II)、チタンブラックなどがあるが、硫化銀は色調、微粒子形成のしやすさや安定性の観点から特に好ましい。
金属と他の元素の化合物としては金属の酸化物、硫化物、硫酸塩、炭酸塩などがある。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としては酸化銅(II)、硫化鉄、硫化銀、硫化銅(II)、チタンブラックなどがあるが、硫化銀は色調、微粒子形成のしやすさや安定性の観点から特に好ましい。
本発明で言う金属化合物微粒子とは次のようなものも含む。
（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微粒子が複合して１つの粒子となった微粒子
（３）金属微粒子と金属化合物微粒子からなる微粒子
２種類以上の金属化合物微粒子が複合した微粒子の具体例として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ある。
（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微粒子が複合して１つの粒子となった微粒子
（３）金属微粒子と金属化合物微粒子からなる微粒子
２種類以上の金属化合物微粒子が複合した微粒子の具体例として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ある。
また金属微粒子と金属化合物微粒子からなる微粒子の具体例として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ある
。
複合粒子の形状には特に制限はない。例えば粒子の内部と表面で組成の異なるもの、２種類の粒子が合一したものなどをあげる事ができる。
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複合粒子の形状には特に制限はない。例えば粒子の内部と表面で組成の異なるもの、２種類の粒子が合一したものなどをあげる事ができる。
本発明の金属微粒子または金属化合物微粒子（これらを単に微粒子ともいう）の粒径には特に制限は無いが平均粒径６０〜３０００ｎｍ、より好ましくは平均粒径が７０〜２０００ｎｍ、さらに好ましくは８０〜２００ｎｍ程度のものが望ましい。ただし上記（１）の金属化合物微粒子（複合粒子でないもの）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有る。
尚、ここで言う「粒径」とは粒子の電子顕微鏡写真画像を同面積の円とした時の直径を言い、また「数平均粒径」とは多数の粒子について上記の粒径を求め、この１００個平均値を言う。粒径分布についても特に制約はない。
尚、ここで言う「粒径」とは粒子の電子顕微鏡写真画像を同面積の円とした時の直径を言い、また「数平均粒径」とは多数の粒子について上記の粒径を求め、この１００個平均値を言う。粒径分布についても特に制約はない。
本発明の微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。ここで言う有色とは、４００〜７００ｎｍの波長領域に光学吸収を持つことをいう。有色に金属化合物の例として、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ある。
本発明の微粒子の形状には特に制限は無い。球形、不定形、板状、立方体、正八面体、柱状などのものを使用できる。 また、本発明の微粒子は、アスペクトが２〜１００が好ましく，より好ましくは４〜８０である。
これらの粒子は必要に応じて２種類以上混合して使用できる。
本発明の微粒子の製造方法には特に制限は無い。蒸発凝縮法、気相還元法などの気相法、液相還元法のような液相法などの公知の方法で製造したものを用いることができる。なお金属微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（住べテクノリサーチ（株）発行。２００２年）に記載されている。
本発明の微粒子の形状には特に制限は無い。球形、不定形、板状、立方体、正八面体、柱状などのものを使用できる。 また、本発明の微粒子は、アスペクトが２〜１００が好ましく，より好ましくは４〜８０である。
これらの粒子は必要に応じて２種類以上混合して使用できる。
本発明の微粒子の製造方法には特に制限は無い。蒸発凝縮法、気相還元法などの気相法、液相還元法のような液相法などの公知の方法で製造したものを用いることができる。なお金属微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（住べテクノリサーチ（株）発行。２００２年）に記載されている。
金属微粒子は市販のものを用いることができる他、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が可能である。
特にロッド状の銀微粒子は球形銀微粒子を種粒子としてその後、銀塩をさらに添加し、CTAB（セチルトリメチルアンモニウムブロマイド）等の界面活性剤の存在下でアスコルビン酸など比較的還元力の弱い還元剤を用いることにより銀ロッドやワイヤーが得られることがＡｄｖ．Ｍａｔｅｒ．２００２，１４，８０−８２に記載されている。また、同様の記載がＭａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．２００４，８４，１９７−２０４、Ａｄｖ．Ｆｕｎｃｔ．Ｍａｔｅｒ．２００４，１４，１８３−１８９になされている。
電気分解を用いた方法として、Ｍａｔｅｒ．Ｌｅｔｔ．２００１，４９，９１−９５やマイクロ波を照射することにより銀ロッドを生成する方法がＪ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．２００４，１９，４６９−４７３に記載されている。逆ミセルと超音波の併用した例として、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ，２００３，１０７，３６７９−３６８３があげられる。
金に関しても、同様にＪ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ １９９９，１０３、３０７３−３０７７及びＬａｎｇｍｕｉｒ１９９９，１５，７０１−７０９、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００２，１２４，１４３１６−１４３１７に記載されている。
ロッド状の粒子の形成方法は、界面活性剤の存在下での還元法により作製した。基本的に、界面活性剤の種類や還元剤の種類、添加量調整、ＰＨ制御により種々のロッド状粒子が調製できる。より、具体的には、金属との相互作用の少ない界面活性剤をはじめに用い、還元して粒子成長させた段階で、相互作用の大きな界面活性剤を添加しそれ以上の粒子の成長を抑える。基本的に還元剤の種類と時間で形状制御できる。
後述の金属化合物微粒子については、上記で得られたロッド状の粒子を、酸化や硫化することにより調製できる。
特にロッド状の銀微粒子は球形銀微粒子を種粒子としてその後、銀塩をさらに添加し、CTAB（セチルトリメチルアンモニウムブロマイド）等の界面活性剤の存在下でアスコルビン酸など比較的還元力の弱い還元剤を用いることにより銀ロッドやワイヤーが得られることがＡｄｖ．Ｍａｔｅｒ．２００２，１４，８０−８２に記載されている。また、同様の記載がＭａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．２００４，８４，１９７−２０４、Ａｄｖ．Ｆｕｎｃｔ．Ｍａｔｅｒ．２００４，１４，１８３−１８９になされている。
電気分解を用いた方法として、Ｍａｔｅｒ．Ｌｅｔｔ．２００１，４９，９１−９５やマイクロ波を照射することにより銀ロッドを生成する方法がＪ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．２００４，１９，４６９−４７３に記載されている。逆ミセルと超音波の併用した例として、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ，２００３，１０７，３６７９−３６８３があげられる。
金に関しても、同様にＪ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｂ １９９９，１０３、３０７３−３０７７及びＬａｎｇｍｕｉｒ１９９９，１５，７０１−７０９、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２００２，１２４，１４３１６−１４３１７に記載されている。
ロッド状の粒子の形成方法は、界面活性剤の存在下での還元法により作製した。基本的に、界面活性剤の種類や還元剤の種類、添加量調整、ＰＨ制御により種々のロッド状粒子が調製できる。より、具体的には、金属との相互作用の少ない界面活性剤をはじめに用い、還元して粒子成長させた段階で、相互作用の大きな界面活性剤を添加しそれ以上の粒子の成長を抑える。基本的に還元剤の種類と時間で形状制御できる。
後述の金属化合物微粒子については、上記で得られたロッド状の粒子を、酸化や硫化することにより調製できる。
＜複合微粒子＞
本発明で言う金属微粒子とは、金属と金属の複合微粒子であってもかまわない。また、金属化合物微粒子とは金属と金属化合物、金属化合物と金属化合物の複合微粒子であってもかまわない。この形状には特に制限はない。例えば、粒子の内部と表面で組成の異なるもの、２種類の粒子が合一したもの等を挙げることができる。また、金属化合物と金属は、それぞれ１種でも２種以上であってもよい。金属化合物と金属との複合微粒子の具体例としては銀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ある。
本発明で言う金属微粒子とは、金属と金属の複合微粒子であってもかまわない。また、金属化合物微粒子とは金属と金属化合物、金属化合物と金属化合物の複合微粒子であってもかまわない。この形状には特に制限はない。例えば、粒子の内部と表面で組成の異なるもの、２種類の粒子が合一したもの等を挙げることができる。また、金属化合物と金属は、それぞれ１種でも２種以上であってもよい。金属化合物と金属との複合微粒子の具体例としては銀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ある。
＜コアシエル＞
さらに、本発明における金属粒子（金属微粒子及び金属化合物微粒子を含む）は、コア・シェル型の複合粒子であることもできる。コア・シェル型の複合粒子とは、コア材料の表面をシェル材料でコートしたものである。コア・シェル型の複合粒子を用いるときのシェル材料としては、例えば、Si、Ge、AlSb、InP 、Ga、As、GaP 、ZnS 、ZnSe、ZnTe、CdS 、CdSe、CdTe、PbS 、PbSe、PbTe、Se、Te、CuCl、CuBr、CuI 、TlCl、TlBr、TlI、これらの固溶体又はこれらを９０mol%以上含む固溶体から選ばれる少なくとも一種の半導体、もしくは、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンタル、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛、又はこれらの合金、から選ばれる少なくとも一種の金属を挙げることができ、シェル材料として用いることができる。
好ましいコア材料としては、銅、銀、金、パラジウム、ニッケル、錫、ビスマス、アンモチン、鉛、又はこれらの合金から選ばれる少なくとも一種を挙げることができる。
前記シェル材料は、反射率を低下させる目的で屈折率の調整剤としても好適に用いられる。
さらに、本発明における金属粒子（金属微粒子及び金属化合物微粒子を含む）は、コア・シェル型の複合粒子であることもできる。コア・シェル型の複合粒子とは、コア材料の表面をシェル材料でコートしたものである。コア・シェル型の複合粒子を用いるときのシェル材料としては、例えば、Si、Ge、AlSb、InP 、Ga、As、GaP 、ZnS 、ZnSe、ZnTe、CdS 、CdSe、CdTe、PbS 、PbSe、PbTe、Se、Te、CuCl、CuBr、CuI 、TlCl、TlBr、TlI、これらの固溶体又はこれらを９０mol%以上含む固溶体から選ばれる少なくとも一種の半導体、もしくは、銅、銀、金、白金、パラジウム、ニッケル、錫、コバルト、ロジウム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、マンガン、モリブデン、タングステン、ニオブ、タンタル、チタン、ビスマス、アンチモン、鉛、又はこれらの合金、から選ばれる少なくとも一種の金属を挙げることができ、シェル材料として用いることができる。
好ましいコア材料としては、銅、銀、金、パラジウム、ニッケル、錫、ビスマス、アンモチン、鉛、又はこれらの合金から選ばれる少なくとも一種を挙げることができる。
前記シェル材料は、反射率を低下させる目的で屈折率の調整剤としても好適に用いられる。
また、コアシェル複合粒子のコア材料としては、例えば、銅、銀、金、パラジウム又はこれらの合金、から選ばれる少なくとも一種の金属を用いることができる。
コアシェル構造を有する複合微粒子の作製方法に特に制限はなく、代表的な方法は以下のものが挙げられる。
（１）公知の方法で作製した金属微粒子の表面に、酸化、硫化などにより、金属化合物のシェルを形成する方法であり、例えば、金属微粒子を水などの分散媒に分散させて、硫化ナトリウムや硫化アンモニウムなどの硫化物を添加する方法がある。この方法により粒子の表面が硫化されてコアシェル複合粒子が形成される。
この場合、用いる金属微粒子は、気相法、液相法などの公知の方法で作製することができる。金属微粒子の作製方法については、例えば「超微粒子の技術と応用における最新動向ＩＩ（住ベテクノリサーチ（株）２００２年発行）」に記載されている。
（２）金属微粒子を作製する過程で連続的に表面に金属化合物のシェルを形成する方法であり、例えば、金属塩溶液に還元剤を添加して、金属イオンの一部を還元して金属微粒子を作製し、次いで硫化物を添加して、作製した金属微粒子の周囲に金属硫化物を形成する方法がある。
コアシェル構造を有する複合微粒子の作製方法に特に制限はなく、代表的な方法は以下のものが挙げられる。
（１）公知の方法で作製した金属微粒子の表面に、酸化、硫化などにより、金属化合物のシェルを形成する方法であり、例えば、金属微粒子を水などの分散媒に分散させて、硫化ナトリウムや硫化アンモニウムなどの硫化物を添加する方法がある。この方法により粒子の表面が硫化されてコアシェル複合粒子が形成される。
この場合、用いる金属微粒子は、気相法、液相法などの公知の方法で作製することができる。金属微粒子の作製方法については、例えば「超微粒子の技術と応用における最新動向ＩＩ（住ベテクノリサーチ（株）２００２年発行）」に記載されている。
（２）金属微粒子を作製する過程で連続的に表面に金属化合物のシェルを形成する方法であり、例えば、金属塩溶液に還元剤を添加して、金属イオンの一部を還元して金属微粒子を作製し、次いで硫化物を添加して、作製した金属微粒子の周囲に金属硫化物を形成する方法がある。
［黒色顔料微粒子］
本発明において、黒色顔料微粒子としては、例えば、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ（ピグメントブラック）７、（カーボンブラック Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．７７２６６）
例）三菱カーボンブラック ＭＡ１００（三菱化学（株）製）、三菱カーボンブラック ＃５（三菱化学（株）製）、Ｂｌａｃｋ Ｐｅａｒｌｓ（ブラックパールズ） ４３０（Ｃａｂｏｔ Ｃｏ．（キャボット社）製）、黒鉛等を挙げることができ、これらのなかで特にカーボンブラック、黒鉛が好ましい。
本発明において、黒色顔料微粒子としては、例えば、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ（ピグメントブラック）７、（カーボンブラック Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．７７２６６）
例）三菱カーボンブラック ＭＡ１００（三菱化学（株）製）、三菱カーボンブラック ＃５（三菱化学（株）製）、Ｂｌａｃｋ Ｐｅａｒｌｓ（ブラックパールズ） ４３０（Ｃａｂｏｔ Ｃｏ．（キャボット社）製）、黒鉛等を挙げることができ、これらのなかで特にカーボンブラック、黒鉛が好ましい。
本発明における金属微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。
本発明の遮光画像（ブラックマトリックス）中には黒色顔料微粒子と金属微粒子および/または金属化合物微粒子とを含有するが、ブラックマトリックス中において、黒色顔料微粒子と金属微粒子および/または金属化合物微粒子との体積比は、０．０２以上０．８以下であることが好ましく、より好ましくは０．０４以上０．７以下、さらに好ましくは０．０６以上０．６以下である。
前記体積比が０．０２未満であると、ブラックマトリックスにおける金属微粒子および/または金属化合物微粒子の割合が多くなり、金属光沢が目立つようになり明室コントラストが低下する場合があり、また、前記体積比が０．８を超えると黒色顔料が多くなりすぎ、ブラックマトリックスの厚みを厚くしないと高いＯＤが得られず、所定のＯＤを得るためにブラックマトリックスの厚みを厚くすると、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か生じる場合がある。
前記体積比が０．０２未満であると、ブラックマトリックスにおける金属微粒子および/または金属化合物微粒子の割合が多くなり、金属光沢が目立つようになり明室コントラストが低下する場合があり、また、前記体積比が０．８を超えると黒色顔料が多くなりすぎ、ブラックマトリックスの厚みを厚くしないと高いＯＤが得られず、所定のＯＤを得るためにブラックマトリックスの厚みを厚くすると、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か生じる場合がある。
また、ブラックマトリックスにおける高分子化合物は、ブラックマトリックスを製造する際に用いられる感光性樹脂組成物における樹脂成分に相当するが、この感光性樹脂組成物は、例えば、塗布方法とラミネート方法が適用される。
（感光性を有するブラックマトリックス作製用着色組成物）
本発明におけるブラックマトリックス作製用着色組成物は感光性を有することが好ましい。感光性を付与するためには、前記着色組成物に感光性樹脂組成物が添加される。感光性樹脂組成物は、バインダーポリマー、エチレン性不飽和二重結合を有する光の照射によって付加重合するモノマー、光重合開始剤等を含有する。
本発明におけるブラックマトリックス作製用着色組成物は感光性を有することが好ましい。感光性を付与するためには、前記着色組成物に感光性樹脂組成物が添加される。感光性樹脂組成物は、バインダーポリマー、エチレン性不飽和二重結合を有する光の照射によって付加重合するモノマー、光重合開始剤等を含有する。
感光性樹脂組成物は、アルカリ水溶液現像可能なものと、有機溶剤で現像可能なものがあるが、安全性と現像液のコストの点で、アルカリ水溶液現像可能なものが好ましい。
感光性樹脂は、光、電子線などの放射線を受容する部分が硬化するネガ型でも放射線未受容部が硬化するポジ型でもよい。
感光性樹脂は、光、電子線などの放射線を受容する部分が硬化するネガ型でも放射線未受容部が硬化するポジ型でもよい。
ポジ型感光性樹脂にはノボラック系の樹脂が挙げられる。例えば、特開平７−４３８９９号公報記載のアルカリ可溶性ノボラック樹脂系を使用する事ができる。また、特開平６−１４８８８８号公報記載の、ポジ型感光性樹脂層、即ち、該公報記載のアルカリ可溶性樹脂と感光剤として１，２−ナフトキノンジアジドスルホン酸エステルと該公報記載の熱硬化剤の混合物を含む感光性樹脂層を用いる事ができる。また特開平５−２６２８５０号公報記載の組成物も活用可能である。
ネガ型感光性樹脂としては、ネガ型ジアゾ樹脂とバインダーからなる感光性樹脂、光重合性樹脂組成物、アジド化合物とバインダーとからなる感光性樹脂組成物、桂皮酸型感光性樹脂組成物等が挙げられる。その中でも特に好ましいのは光重合開始剤、光重合性モノマーおよびバインダーを基本構成要素として含む光重合性樹脂組成物である。該光重合性樹脂組成物には、特開平１１−１３３６００号公報記載の「重合性化合物Ｂ」「重合開始剤Ｃ」「界面活性剤」「接着助剤」や、その他の組成物が利用できる。
ネガ型感光性樹脂で、アルカリ水溶液現像可能な感光性樹脂は、好ましくは主成分としてアルカリ可溶バインダーと光の照射によって付加重合することのできるエチレン性不飽和二重結合含有モノマーと光重合開始剤を含んでいる。
ネガ型感光性樹脂で、アルカリ水溶液現像可能な感光性樹脂は、好ましくは主成分としてアルカリ可溶バインダーと光の照射によって付加重合することのできるエチレン性不飽和二重結合含有モノマーと光重合開始剤を含んでいる。
アルカリ可溶なバインダーとしては、側鎖にカルボン酸基を有するポリマー、例えば、特開昭５９−４４６１５号公報、特公昭５４−３４３２７号公報、特公昭５８−１２５７７号公報、特公昭５４−２５９５７号公報、特開昭５９−５３８３６号公報、及び特開昭５９−７１０４８号公報に記載されているようなメタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体などを挙げることができる。また側鎖にカルボン酸基を有するセルロース誘導体も挙げることができる。この他にも水酸基を有するポリマーに環状酸無水物を付加したものも好ましく使用することができる。特に、米国特許第４１３９３９１号明細書に記載のベンジル（メタ）アクリレートと（メタ）アクリル酸の共重合体やベンジル（メタ）アクリレートと（メタ）アクリル酸と他のモノマーとの多元共重合体も挙げることができる。
感光性樹脂層に用いられるアルカリ可溶なバインダーは、３０〜４００ｍｇＫＯＨ／ｇの範囲の酸価と１０００〜３０００００の範囲の重量平均分子量を有するものを選択して使用される。以上の他に、種々の性能、例えば、硬化膜の強度を改良するために、現像性等に悪影響を与えない範囲で、アルカリ不溶性のポリマーを添加することができる。これらのポリマーとしては、アルコール可溶性ナイロンあるいはエポキシ樹脂を挙げることができる。
アルカリ可溶なバインダーは、感光性樹脂組成物の全固形分に対して通常、１０〜９５質量％、さらに２０〜９０質量％が好ましい。１０〜９５質量％の範囲では、感光性樹脂層の粘着性が高すぎることもなく、形成される層の強度及び光感度が劣ることもない。
アルカリ可溶なバインダーは、感光性樹脂組成物の全固形分に対して通常、１０〜９５質量％、さらに２０〜９０質量％が好ましい。１０〜９５質量％の範囲では、感光性樹脂層の粘着性が高すぎることもなく、形成される層の強度及び光感度が劣ることもない。
光重合開始剤としては、米国特許第２３６７６６０号明細書に開示されているビシナルポリケタルドニル化合物、米国特許第２４４８８２８号明細書に記載されているアシロインエーテル化合物、米国特許第２７２２５１２号明細書に記載のα−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第３０４６１２７号及び同第２９５１７５８号の各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−アミノケトンの組合せ、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挙げられる。特に好ましくはトリハロメチル−ｓ−トリアジン、トリハロメチルオキサジアゾール、トリアリールイミダゾール二量体である。
感光性樹脂組成物において、全固形分に対する光重合開始剤の含有量は、０．５〜２０質量％が一般的で、１〜１５質量％が好ましい。０．５質量％未満では光感度や画像の強度が低く、２０質量％を超えて添加しても性能向上への効果は特になく、析出等が問題となることがある。
感光性樹脂組成物において、全固形分に対する光重合開始剤の含有量は、０．５〜２０質量％が一般的で、１〜１５質量％が好ましい。０．５質量％未満では光感度や画像の強度が低く、２０質量％を超えて添加しても性能向上への効果は特になく、析出等が問題となることがある。
光の照射によって付加重合することのできるエチレン性不飽和二重結合含有モノマーとしては、沸点が常圧で１００℃以上の化合物を挙げることができる。例えば、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）アクリレート等の単官能（メタ）アクリレート；ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（アクリロイルオキシプロピル）エーテル、トリ（アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、トリ（アクリロイルオキシエチル）シアヌレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンもしくはグリセリン等の多官能アルコールにエチレンオキシドやプロピレンオキシドを付加反応させた後で（メタ）アクリレート化したもの等の多官能（メタ）アクリレートを挙げることができる。
さらに、特公昭４８−４１７０８号、同５０−６０３４号、特開昭５１−３７１９３号の各公報に開示されているウレタンアクリレート類、特開昭４８−６４１８３号、特公昭４９−４３１９１号、同５２−３０４９０号の各公報に開示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トやメタクリレートを挙げることができる。これらの中で、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）アクリレートが好ましい。これらモノマーは、単独でも２種類以上を混合して用いても良く、その感光性樹脂組成物の全固形分に対する含有量は、５〜５０質量％が一般的で、１０〜４０質量％が好ましい。５〜５０質量％の範囲では光感度や画像の強度も低下せず、感光性遮光層の粘着性が過剰になることもない。
感光性樹脂組成物は、上記成分の他に更に熱重合防止剤を含むことが好ましい。熱重合防止剤の例としては、例えば、ハイドロキノン、ｐ−メトキシフェノール、ｐ−ｔ−ブチルカテコール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、β−ナフトール、ピロガロール等の芳香族ヒドロキシ化合物、ベンゾキノン、ｐ−トルキノン等のキノン類、ナフチルアミン、ピリジン、ｐ−トルイジン、フェノチアジン等のアミン類、Ｎ−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンのアルミニウム塩またはアンモニウム塩、クロラニール、ニトロベンゼン、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等が挙げられる。
感光性樹脂組成物は、更に必要に応じて公知の添加剤、例えば、可塑剤、界面活性剤、密着促進剤、分散剤、可塑剤、垂れ防止剤、レベリング剤、消泡剤、難燃化剤、光沢剤、溶剤等を添加することができる。
密着促進剤としては、例えばアルキルフェノール／ホルムアルデヒドノボラック樹脂、ポロビニルエチルエーテル、ポリビニルイソブチルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリイソブチレン、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ブチルゴム、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ゴム、アクリル樹脂系粘着剤、芳香族系、脂肪族系または脂環族系の石油樹脂、シランカップリング剤等が挙げられる。
密着促進剤としては、例えばアルキルフェノール／ホルムアルデヒドノボラック樹脂、ポロビニルエチルエーテル、ポリビニルイソブチルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリイソブチレン、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ブチルゴム、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ゴム、アクリル樹脂系粘着剤、芳香族系、脂肪族系または脂環族系の石油樹脂、シランカップリング剤等が挙げられる。
また、前記銀コロイドのように金属微粒子を水分散物として用いる場合には、前記感光性樹脂組成物としては水系のものが必要である。このような感光性樹脂組成物としては特開平８−２７１７２７号公報の段落0015ないし0023に記載のものの他、市販のものとしては例えば、東洋合成工業（株）製の「ＳＰＰ−Ｍ２０」等が挙げられる。
［ブラックマトリックス作製用感光性転写材料］
本発明においては、前記の感光性を有するブラックマトリックス作製用着色組成物を用いて、感光性転写材料を作製し、これを用いてブラックマトリックスを作製することができる。
前記感光性転写材料は、仮支持体に少なくとも前記の感光性を有するブラックマトリックス作製用着色組成物からの感光性遮光層を設けたものである。感光性遮光層の膜厚は０．２〜２μｍの範囲が好ましく、特に０．２〜０．９μｍの範囲が好ましい。
本発明の仮支持体としてはポリエステル、ポリスチレン等の公知の支持体を用いる事ができる。中でも２軸延伸したポリエチレンテレフタレートはコスト、耐熱性、寸法安定性の観点から好ましい。仮支持体の厚みは１５から２００μｍ程度、より好ましくは３０から１５０μｍ程度が好ましい。厚みが１５μｍ未満の場合はラミネーション工程時に熱によりトタン板状のしわが発生するという欠点がある。逆に厚みが２００μｍを超える場合はコスト上不利である。
また仮支持体には必要に応じて特開平１１−１４９００８に記載されている導電性層を設けてもよい。
本発明においては、前記の感光性を有するブラックマトリックス作製用着色組成物を用いて、感光性転写材料を作製し、これを用いてブラックマトリックスを作製することができる。
前記感光性転写材料は、仮支持体に少なくとも前記の感光性を有するブラックマトリックス作製用着色組成物からの感光性遮光層を設けたものである。感光性遮光層の膜厚は０．２〜２μｍの範囲が好ましく、特に０．２〜０．９μｍの範囲が好ましい。
本発明の仮支持体としてはポリエステル、ポリスチレン等の公知の支持体を用いる事ができる。中でも２軸延伸したポリエチレンテレフタレートはコスト、耐熱性、寸法安定性の観点から好ましい。仮支持体の厚みは１５から２００μｍ程度、より好ましくは３０から１５０μｍ程度が好ましい。厚みが１５μｍ未満の場合はラミネーション工程時に熱によりトタン板状のしわが発生するという欠点がある。逆に厚みが２００μｍを超える場合はコスト上不利である。
また仮支持体には必要に応じて特開平１１−１４９００８に記載されている導電性層を設けてもよい。
（熱可塑性樹脂層）
また、支持体と感光性遮光層、又は支持体と中間層の間に、熱可塑性樹脂層を設けることが好ましい。
熱可塑性樹脂層は、下地表面の凹凸（既に形成されている画像などによる凹凸等も含む）を吸収することができるようにクッション材としての役割を担うものであるため、当該凹凸に応じて変形しうる性質を有していることが好ましい。
また、支持体と感光性遮光層、又は支持体と中間層の間に、熱可塑性樹脂層を設けることが好ましい。
熱可塑性樹脂層は、下地表面の凹凸（既に形成されている画像などによる凹凸等も含む）を吸収することができるようにクッション材としての役割を担うものであるため、当該凹凸に応じて変形しうる性質を有していることが好ましい。
熱可塑性樹脂層に含まれる樹脂としては、アルカリ可溶な熱可塑性樹脂が好ましく、エチレンとアクリル酸エステル共重合体とのケン化物、スチレンと（メタ）アクリル酸エステル共重合体とのケン化物、ビニルトルエンと（メタ）アクリル酸エステル共重合体とのケン化物、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、及び（メタ）アクリル酸ブチルと酢酸ビニル等との（メタ）アクリル酸エステル共重合体等のケン化物、等より選ばれる少なくとも１種であることが好ましいが、さらに「プラスチック性能便覧」（日本プラスチック工業連盟、全日本プラスチック成形工業連合会編著、工業調査会発行、１９６８年１０月２５日発行）による有機高分子のうちアルカリ水溶液に可溶なものを使用することもできる。また、これらの熱可塑性樹脂の内、軟化点が８０℃以下のものが好ましい。尚、本願明細書において、「（メタ）アクリル酸」とは、アクリル酸及びメタクリル酸を総称し、その誘導体の場合も同様である。
これらの樹脂の中で、重量平均分子量５万〜５０万（Ｔｇ＝０〜１４０℃）の範囲で、更に好ましくは重量平均分子量６万〜２０万（Ｔｇ＝３０〜１１０℃）の範囲で選択して使用することができる。これらの樹脂の具体例としては、特公昭５４−３４３２７号、特公昭５５−３８９６１号、特公昭５８−１２５７７号、特公昭５４−２５９５７号、特開昭６１−１３４７５６号、特公昭５９一４４６１５号、特開昭５４−９２７２３号、特開昭５４−９９４１８号、特開昭５４−１３７０８５号、特開昭５７−２０７３２号、特開昭５８−９３０４６号、特開昭５９−９７１３５号、特開昭６０−１５９７４３号、ＯＬＳ３５０４２５４号、特開昭６０−２４７６３８号、特開昭６０−２０８７４８号、特開昭６０−２１４３５４号、特開昭６０−２３０１３５号、特開昭６０−２５８５３９号、特開昭６１−１６９８２９号、特開昭６１−２１３２１３号、特開昭６３−１４７１５９号、特開昭６３−２１３８３７号、特開昭６３−２６６４４８号、特開昭６４−５５５５１号、特開昭６４一５５５５０号、特開平２−１９１９５５号、特開平２−１９９４０３号、特開平２−１９９４０４号、特開平２−２０８６０２号、特願平４一３９６５３号の各公報明細書に記載されているアルカリ水溶液に可溶な樹脂を挙げることができる。特に好ましいのは、特開昭６３−１４７１５９号明細書に記載されたメタクリル酸／２一エチルヘキシルアクリレート／ベンジルメタクリレート／メチルメタクリレート共重合体である。
また、上記した種々の樹脂の中から、好ましくは重量平均分子量３千〜３万（Ｔｇ＝３０〜１７０℃）の範囲で、更に好ましくは重量平均分子量４千〜２万（Ｔｇ＝６０〜１４０℃）の範囲で選択して使用することができる。好ましい具体例は、上記の特許明細書に記載されているものの中から選ぶことができるが、特に好ましくは、特公昭５５−３８９６１号、特開平５−２４１３４０号明細書の各公報に記載のスチレン／（メタ）アクリル酸共重合体が挙げられる。
また、これらの有機高分子物質中に支持体との接着力を調節するために、各種可塑剤、各種ポリマーや過冷却物質、密着改良剤あるいは界面活性剤、離型剤等を加えることが可能である。好ましい可塑剤の具体例としては、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ジオクチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジブチルフタレート、トリクレジルフォスフェート、クレジルジフェニルフォスフェート、ビフェニルジフェニルフォスフェート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、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モノ（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、エポキシ樹脂とポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートとの付加反応生成物、有機ジイソシアナートとポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートとの付加反応生成物、有機ジイソシアナートとポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレートとの付加反応生成物、ビスフェノールＡとポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートとの縮合反応生成物等を挙げることができる。アルカリ可溶な熱可塑性樹脂層中の可塑剤の量は、該熱可塑性樹脂に対して、２００質量％以下が一般的で、好ましくは２０〜１００質量％である。アルカリ可溶な熱可塑性樹脂層の厚みは６μｍ以上が好ましい。熱可塑性樹脂の厚みが６μｍ以上であれば、下地表面の凹凸を完全に吸収することができる。また、上限については、現像性、製造適性から約１００μｍ以下が一般的であり、好ましくは約５０μｍ以下である。
また、これらの有機高分子物質中に支持体との接着力を調節するために、各種可塑剤、各種ポリマーや過冷却物質、密着改良剤あるいは界面活性剤、離型剤等を加えることが可能である。好ましい可塑剤の具体例としては、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ジオクチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジブチルフタレート、トリクレジルフォスフェート、クレジルジフェニルフォスフェート、ビフェニルジフェニルフォスフェート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、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モノ（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、エポキシ樹脂とポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートとの付加反応生成物、有機ジイソシアナートとポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートとの付加反応生成物、有機ジイソシアナートとポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレートとの付加反応生成物、ビスフェノールＡとポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートとの縮合反応生成物等を挙げることができる。アルカリ可溶な熱可塑性樹脂層中の可塑剤の量は、該熱可塑性樹脂に対して、２００質量％以下が一般的で、好ましくは２０〜１００質量％である。アルカリ可溶な熱可塑性樹脂層の厚みは６μｍ以上が好ましい。熱可塑性樹脂の厚みが６μｍ以上であれば、下地表面の凹凸を完全に吸収することができる。また、上限については、現像性、製造適性から約１００μｍ以下が一般的であり、好ましくは約５０μｍ以下である。
本発明において、熱可塑性樹脂層の溶媒としてはこの層を構成する樹脂を溶解するものであれば特に制限なく使用でき、例えばメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ｎ−プロパノール、 ｉ−プロパノール等が挙げられる。
（中間層）
本発明の感光性転写材料は、仮支持体と感光性遮光層との間に中間層を設けてもよい。
中間層を構成する樹脂としてはアルカリ可溶であれば特に制限はない。樹脂の例としてポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルピロリドン系樹脂、セルロース系樹脂、アクリルアミド系樹脂、ポリエチレンオキサイド系樹脂、ゼラチン、ビニルエーテル系樹脂、ポリアミド樹脂、及びこれらの共重合体を挙げる事ができる。またポリエステルのように通常はアルカリ可溶性でない樹脂にカルボキシル基やスルホン酸基を持つモノマーを共重合した樹脂も用いる事ができる。
これらの中で好ましいものはポリビニルアルコールである。ポリビニルアルコールとしては鹸化度が８０％以上のものが好ましく、８３から９８％のものがより好ましい。
中間層を構成する樹脂は２種類以上を混合して使用する事が好ましく、特にポリビニルアルコールとポリビニルピロリドンを混合して用いる事が特に好ましい。両者の重量比はポリビニルピロリドン／ポリビニルアルコール＝１／９９から７５／２５、より好ましくは１０／９０から５０／５０の範囲が好ましい。この比が１／９９以下になると中間層の面状の悪化、上に塗設した感光性樹脂層との密着不良といった問題が生じる。逆に比が７５／２５を超えると中間層の酸素遮断性が低下して感度が低下する。
中間層には必要に応じて界面活性剤などの添加剤を添加してもよい。
中間層の厚みは０．１から５μm、より好ましくは０．５から３μｍの範囲が好ましい。厚みが０．１μｍ以下の場合酸素遮断性の低下が、５μｍ以上の場合は現像時の中間層除去時間の増大するという問題が起こる。
中間層の塗布溶媒としては上記の樹脂が溶解すれば、特にその他の制限はないが、水が好ましい。水に前述の水混和性有機溶剤を混合した混合溶媒も好ましい。好ましい具体例としては次のようなものがある。水、水／メタノール＝９０／１０、水／メタノール＝７０／３０、水／メタノール＝５５／４５、水／エタノール＝７０／３０、水／１−プロパノール＝７０／３０、水／アセトン＝９０／１０、水／メチルエチルケトン＝９５／５(ただし比は重量比を表す。)。
本発明の感光性転写材料は、仮支持体と感光性遮光層との間に中間層を設けてもよい。
中間層を構成する樹脂としてはアルカリ可溶であれば特に制限はない。樹脂の例としてポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルピロリドン系樹脂、セルロース系樹脂、アクリルアミド系樹脂、ポリエチレンオキサイド系樹脂、ゼラチン、ビニルエーテル系樹脂、ポリアミド樹脂、及びこれらの共重合体を挙げる事ができる。またポリエステルのように通常はアルカリ可溶性でない樹脂にカルボキシル基やスルホン酸基を持つモノマーを共重合した樹脂も用いる事ができる。
これらの中で好ましいものはポリビニルアルコールである。ポリビニルアルコールとしては鹸化度が８０％以上のものが好ましく、８３から９８％のものがより好ましい。
中間層を構成する樹脂は２種類以上を混合して使用する事が好ましく、特にポリビニルアルコールとポリビニルピロリドンを混合して用いる事が特に好ましい。両者の重量比はポリビニルピロリドン／ポリビニルアルコール＝１／９９から７５／２５、より好ましくは１０／９０から５０／５０の範囲が好ましい。この比が１／９９以下になると中間層の面状の悪化、上に塗設した感光性樹脂層との密着不良といった問題が生じる。逆に比が７５／２５を超えると中間層の酸素遮断性が低下して感度が低下する。
中間層には必要に応じて界面活性剤などの添加剤を添加してもよい。
中間層の厚みは０．１から５μm、より好ましくは０．５から３μｍの範囲が好ましい。厚みが０．１μｍ以下の場合酸素遮断性の低下が、５μｍ以上の場合は現像時の中間層除去時間の増大するという問題が起こる。
中間層の塗布溶媒としては上記の樹脂が溶解すれば、特にその他の制限はないが、水が好ましい。水に前述の水混和性有機溶剤を混合した混合溶媒も好ましい。好ましい具体例としては次のようなものがある。水、水／メタノール＝９０／１０、水／メタノール＝７０／３０、水／メタノール＝５５／４５、水／エタノール＝７０／３０、水／１−プロパノール＝７０／３０、水／アセトン＝９０／１０、水／メチルエチルケトン＝９５／５(ただし比は重量比を表す。)。
本発明の感光性転写材料を作製するには、支持体に、本発明の感光性を有するブラックマトリックス作製用着色組成物の溶液を、例えば、スピナー、ホワイラー、ローラーコーター、カーテンコーター、ナイフコーター、ワイヤーバーコーター、エクストルーダー等の塗布機を用いて塗布・乾燥させることにより形成することができる。アルカリ可溶性熱可塑性樹脂の層を設ける場合には同様にして形成される。
本発明の感光性転写材料は、前記のごとき着色組成物からの感光性遮光層を設けているため、これからは、薄膜でかつ光学濃度が高い遮光層を備えたブラックマトリックスを作製することができる。
［ブラックマトリックス及びその作製方法］
本発明のブラックマトリックスは、前記着色組成物又は感光性転写材料を用いて作製される遮光層を有する。前記遮光層の膜厚は０．２〜２．０μｍ程度、好ましくは０．９μｍ以下である。本発明のブラックマトリックスにおける遮光層は金属微粒子及び顔料微粒子を分散させたものであるため、前記のごとき薄膜でも十分な光学濃度（３以上）を有する。
感光性を有する着色組成物を用いてブラックマトリックスを作製する方法は、光透過性基板に、感光性を有し金属微粒子及び顔料微粒子を含有する着色組成物を塗布して形成される層に（塗布方法は前記感光性転写材料を作製する際の方法が同様に用いられる）、常法により、ブラックマトリックス用フォトマスクを介して露光し、その後現像することにより遮光層を形成する方法である。
また、着色組成物が感光性をもたない場合は、光透過性基板に、金属微粒子及び顔料微粒子を含有する着色組成物を塗布して形成した層の上に、現像可能な感光性樹脂組成物からの層を形成し、常法により、ブラックマトリックス用フォトマスクを介して露光し、次いで、現像、エッチングすることにより遮光層を形成することができる。
前記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、前記感光性転写材料を、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、次に、感光性転写材料と光透過性基板との積層体から支持体を剥離し、その後、ブラックマトリックス用フォトマスクを介して前記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である。
本発明のブラックマトリックスの製造方法は、煩瑣な工程を行うことを必要とせず、低コストである。
本発明のブラックマトリックスは、前記着色組成物又は感光性転写材料を用いて作製される遮光層を有する。前記遮光層の膜厚は０．２〜２．０μｍ程度、好ましくは０．９μｍ以下である。本発明のブラックマトリックスにおける遮光層は金属微粒子及び顔料微粒子を分散させたものであるため、前記のごとき薄膜でも十分な光学濃度（３以上）を有する。
感光性を有する着色組成物を用いてブラックマトリックスを作製する方法は、光透過性基板に、感光性を有し金属微粒子及び顔料微粒子を含有する着色組成物を塗布して形成される層に（塗布方法は前記感光性転写材料を作製する際の方法が同様に用いられる）、常法により、ブラックマトリックス用フォトマスクを介して露光し、その後現像することにより遮光層を形成する方法である。
また、着色組成物が感光性をもたない場合は、光透過性基板に、金属微粒子及び顔料微粒子を含有する着色組成物を塗布して形成した層の上に、現像可能な感光性樹脂組成物からの層を形成し、常法により、ブラックマトリックス用フォトマスクを介して露光し、次いで、現像、エッチングすることにより遮光層を形成することができる。
前記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、前記感光性転写材料を、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、次に、感光性転写材料と光透過性基板との積層体から支持体を剥離し、その後、ブラックマトリックス用フォトマスクを介して前記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である。
本発明のブラックマトリックスの製造方法は、煩瑣な工程を行うことを必要とせず、低コストである。
［カラーフィルター］
本発明のカラーフィルターは、光透過性基板の上に、着色層からなり、互いに異なる色を呈する２以上の画素群を有し、前記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有し、該ブラックマトリックスは、本発明の前記ブラックマトリックス作製用着色組成物又は感光性転写材料を用いて作製される。画素群は２つでも、３つでも４つ以上でもよい。例えば３つの場合は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３つの色相が用いられる。赤、緑、青の３種の画素群を配置する場合は、モザイク型、トライアングル型等の配置が好ましく、４種以上の画素群を配置する場合ではどのような配置であってもよい。
前記光透過性基板としては、表面に酸化珪素皮膜を有するソーダガラス板、低膨張ガラス板、ノンアルカリガラス板、石英ガラス板等の公知のガラス板あるいはプラスチックフィルム等が用いられる。
カラーフィルターを作製するには、光透過性の基板に常法により２以上の画素群を形成した後、前記のようにしてブラックマトリックスを形成しても、或いは最初にブラックマトリックスを形成し、その後２以上の画素群を形成してもよい。
本発明のカラーフィルターは前記のごときブラックマトリックスを備えているため、表示コントラストが高くまた平坦性に優れている。
本発明のカラーフィルターは、光透過性基板の上に、着色層からなり、互いに異なる色を呈する２以上の画素群を有し、前記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有し、該ブラックマトリックスは、本発明の前記ブラックマトリックス作製用着色組成物又は感光性転写材料を用いて作製される。画素群は２つでも、３つでも４つ以上でもよい。例えば３つの場合は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３つの色相が用いられる。赤、緑、青の３種の画素群を配置する場合は、モザイク型、トライアングル型等の配置が好ましく、４種以上の画素群を配置する場合ではどのような配置であってもよい。
前記光透過性基板としては、表面に酸化珪素皮膜を有するソーダガラス板、低膨張ガラス板、ノンアルカリガラス板、石英ガラス板等の公知のガラス板あるいはプラスチックフィルム等が用いられる。
カラーフィルターを作製するには、光透過性の基板に常法により２以上の画素群を形成した後、前記のようにしてブラックマトリックスを形成しても、或いは最初にブラックマトリックスを形成し、その後２以上の画素群を形成してもよい。
本発明のカラーフィルターは前記のごときブラックマトリックスを備えているため、表示コントラストが高くまた平坦性に優れている。
［液晶表示素子］
本発明の液晶表示素子の１つは、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、液晶層および液晶駆動手段（単純マトリックス駆動方式及びアクティブマトリックス駆動方式を含む）を少なくとも備えたもので、前記カラーフィルターとして、前記のごとき複数の画素群を有し、前記画素群を構成する各画素が、互いに本発明によるブラックマトリックスにより離画されているカラーフィルターを用いるものである。前記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素子は、カラーフィルターと基板との間にセルギャップムラが発生せず、色ムラ等の表示不良が発生することがない。
また、本発明の液晶表示素子の別の態様のものは、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、液晶層および液晶駆動手段を少なくとも備え、前記液晶駆動手段がアクティブ素子（例えばＴＦＴ）を有し、かつ各アクティブ素子の間に本発明のブラックマトリックス作製用着色組成物又は感光性転写材料を用いて作製されるブラックマトリックスが形成されているものである。
本発明の液晶表示素子の１つは、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、液晶層および液晶駆動手段（単純マトリックス駆動方式及びアクティブマトリックス駆動方式を含む）を少なくとも備えたもので、前記カラーフィルターとして、前記のごとき複数の画素群を有し、前記画素群を構成する各画素が、互いに本発明によるブラックマトリックスにより離画されているカラーフィルターを用いるものである。前記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素子は、カラーフィルターと基板との間にセルギャップムラが発生せず、色ムラ等の表示不良が発生することがない。
また、本発明の液晶表示素子の別の態様のものは、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、液晶層および液晶駆動手段を少なくとも備え、前記液晶駆動手段がアクティブ素子（例えばＴＦＴ）を有し、かつ各アクティブ素子の間に本発明のブラックマトリックス作製用着色組成物又は感光性転写材料を用いて作製されるブラックマトリックスが形成されているものである。
［ブラックマトリックス基板］
本発明のブラックマトリックス基板は、光透過性基板の上に設けられた遮光層を有し、前記遮光層が金属微粒子及び/又は金属化合物微粒子並びに黒色顔料微粒子を分散させた層であることを特徴とする。金属微粒子及び/又は金属化合物微粒子は、特許第３３１８３５３号明細書に開示の粒径０．０１〜０．０５μｍ（１０〜５０ｎｍ）の場合、黄色から赤色の着色が発生し黒色が得られないが、顔料微粒子と併用することにより遮光層として十分な黒色が得られる。
また、本発明のブラックマトリックス基板は、カラーフィルターの作製のために用いることができる。
このブラックマトリックス基板における遮光層の膜厚は０．２〜２．０μｍが好ましく、特に０．２〜０．９μｍが好ましい。本発明のブラックマトリックス基板における遮光層は金属微粒子及び/又は金属化合物微粒子を分散させたものであるため、前記のごとき薄膜でも十分な光学濃度を有する。
本発明のブラックマトリックス基板は、光透過性基板の上に設けられた遮光層を有し、前記遮光層が金属微粒子及び/又は金属化合物微粒子並びに黒色顔料微粒子を分散させた層であることを特徴とする。金属微粒子及び/又は金属化合物微粒子は、特許第３３１８３５３号明細書に開示の粒径０．０１〜０．０５μｍ（１０〜５０ｎｍ）の場合、黄色から赤色の着色が発生し黒色が得られないが、顔料微粒子と併用することにより遮光層として十分な黒色が得られる。
また、本発明のブラックマトリックス基板は、カラーフィルターの作製のために用いることができる。
このブラックマトリックス基板における遮光層の膜厚は０．２〜２．０μｍが好ましく、特に０．２〜０．９μｍが好ましい。本発明のブラックマトリックス基板における遮光層は金属微粒子及び/又は金属化合物微粒子を分散させたものであるため、前記のごとき薄膜でも十分な光学濃度を有する。
［表示装置］
本発明の表示装置は前記カラーフィルタを用いて作製することを特徴とするものである。該カラーフィルタを用いる以外は、公知の表示装置の構成要素を本発明の表示装置の構成要素として用いることができる。
また、本発明の液晶表示装置は、前記液晶表示素子を用いて作製した液晶表示装置であり、前記液晶表示素子を用いる以外は、特に限定されるものではなく、公知の液晶表示装置の構成要素を用いることができる。
本発明の表示装置は前記カラーフィルタを用いて作製することを特徴とするものである。該カラーフィルタを用いる以外は、公知の表示装置の構成要素を本発明の表示装置の構成要素として用いることができる。
また、本発明の液晶表示装置は、前記液晶表示素子を用いて作製した液晶表示装置であり、前記液晶表示素子を用いる以外は、特に限定されるものではなく、公知の液晶表示装置の構成要素を用いることができる。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。「部」、「％」及び「分子量」はそれぞれ「質量部」、「質量％」及び「質量分子量」を表す。
（実施例１）
−処方−
＜カーボンブラック分散液の調製＞
モーターミルＭ５０（アイガー社製）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（共重合モル比＝20:80） 10部
・ソルスパース２００００（ゼネカ（株）） 1部
・カーボンブラック（カーボンブラックMA100、三菱化学（株）） 20部
（実施例１）
−処方−
＜カーボンブラック分散液の調製＞
モーターミルＭ５０（アイガー社製）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（共重合モル比＝20:80） 10部
・ソルスパース２００００（ゼネカ（株）） 1部
・カーボンブラック（カーボンブラックMA100、三菱化学（株）） 20部
＜銀粒子組成物の調製＞
平均アスペクト比５４．７のロッド状銀微粒子２０．０ｇとポリビニルピロリドン２．０ｇとノルマルプロパノール８８．０ｇを混合し、超音波分散機（商品名：Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｍｏｄｅｌ ＵＳ−６０００ ｃｃｖｐ、ｎｉｓｓｅｉ社製）を用いて分散し、銀粒子組成物を得た。
平均アスペクト比５４．７のロッド状銀微粒子２０．０ｇとポリビニルピロリドン２．０ｇとノルマルプロパノール８８．０ｇを混合し、超音波分散機（商品名：Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ｍｏｄｅｌ ＵＳ−６０００ ｃｃｖｐ、ｎｉｓｓｅｉ社製）を用いて分散し、銀粒子組成物を得た。
前記ロッド状銀微粒子は、Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．２００４，８４，１９７−２０４に記載されている微粒子の調製方法を基本として、銀塩還元時のｐＨ、反応温度を変化させることにより、ロッド状銀微粒子の分散液として調製し、得られた分散液に遠心分離処理（１００００ｒｐｍ、２０分）を行い、上澄み液を捨て、適宜、濃縮を行ってロッド状銀微粒子を得た。
＜遮光画像形成組成物の調整＞
上記顔料分散液を用いて下記遮光画像形成組成物を作製した。
・ノルマルプロパノール 10部
・メタクリル酸/アリルメタクリレート共重合体（共重合モル比＝20:80） 0.44部
・上記カーボンブラック分散液 3.3部
・上記銀粒子組成物 2.5部
・フッ素系界面活性剤（商品名：Ｆ７8０、大日本インキ化学工業（株）製） 0.8部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ
日本化薬社製） 0.7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 0.035部
上記顔料分散液を用いて下記遮光画像形成組成物を作製した。
・ノルマルプロパノール 10部
・メタクリル酸/アリルメタクリレート共重合体（共重合モル比＝20:80） 0.44部
・上記カーボンブラック分散液 3.3部
・上記銀粒子組成物 2.5部
・フッ素系界面活性剤（商品名：Ｆ７8０、大日本インキ化学工業（株）製） 0.8部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ
日本化薬社製） 0.7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 0.035部
＜遮光画像の形成＞
無アルカリガラス基板を、ＵＶ洗浄装置で洗浄後、洗浄剤を用いてブラシ洗浄し、更に超純水で超音波洗浄した。該基板を１２０℃３分熱処理して表面状態を安定化させた。
該基板を冷却し２３℃に温調後、スリット状ノズルを有すガラス基板用コーター（エフ・エー・エス・ジャパン社製、商品名：ＭＨ−１６００）にて、上記に記載の組成よりなる遮光画像形成用組成物を塗布した。引き続きＶＣＤ（真空乾燥装置；東京応化社製）で３０秒間、溶媒の一部を乾燥して塗布層の流動性を無くした後、ＥＢＲ（エッジ・ビード・リムーバー）にて基板周囲の不要な塗布液を除去し、１２０℃３分間プリベークして所望膜厚の遮光層を得た。
次に、下記処方P1からなる中間層用塗布液を前記遮光層上に塗布して乾燥させ、乾燥膜厚１．６μｍの中間層を設けた。
無アルカリガラス基板を、ＵＶ洗浄装置で洗浄後、洗浄剤を用いてブラシ洗浄し、更に超純水で超音波洗浄した。該基板を１２０℃３分熱処理して表面状態を安定化させた。
該基板を冷却し２３℃に温調後、スリット状ノズルを有すガラス基板用コーター（エフ・エー・エス・ジャパン社製、商品名：ＭＨ−１６００）にて、上記に記載の組成よりなる遮光画像形成用組成物を塗布した。引き続きＶＣＤ（真空乾燥装置；東京応化社製）で３０秒間、溶媒の一部を乾燥して塗布層の流動性を無くした後、ＥＢＲ（エッジ・ビード・リムーバー）にて基板周囲の不要な塗布液を除去し、１２０℃３分間プリベークして所望膜厚の遮光層を得た。
次に、下記処方P1からなる中間層用塗布液を前記遮光層上に塗布して乾燥させ、乾燥膜厚１．６μｍの中間層を設けた。
超高圧水銀灯を有すプロキシミティー型露光機（日立電子エンジニアリング社製）で、基板とマスク（格子状の画像パターンを有す石英露光マスク）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１００μｍに設定し、露光量５０ｍＪ／ｃｍ 2 でパターン露光した。
次に、純水をシャワーノズルにて噴霧して、該遮光層表面を均一に湿らせた後、ＫＯＨ系現像液（ＫＯＨ、ノニオン界面活性剤含有、商品名：ＣＤＫ−１、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ）を純水で100倍に薄めたものにて２３℃８０秒、フラットノズル圧力０．０４ＭＰａでシャワー現像しパターニング画像を得た。引き続き、超純水を、超高圧洗浄ノズルにて９．８ＭＰａの圧力で噴射して残渣除去を行い、遮光画像を得た。
次に、純水をシャワーノズルにて噴霧して、該遮光層表面を均一に湿らせた後、ＫＯＨ系現像液（ＫＯＨ、ノニオン界面活性剤含有、商品名：ＣＤＫ−１、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ）を純水で100倍に薄めたものにて２３℃８０秒、フラットノズル圧力０．０４ＭＰａでシャワー現像しパターニング画像を得た。引き続き、超純水を、超高圧洗浄ノズルにて９．８ＭＰａの圧力で噴射して残渣除去を行い、遮光画像を得た。
[カラーフィルタの作製]
実施例１で得た格子状遮光画像に対し、特開平１１−６４６２１号公報に記載の転写型の感光性樹脂フィルムを用いて赤色、緑色、青色の所定サイズ、形状の着色パターンを形成しカラーフィルタを作製した。
実施例１で得た格子状遮光画像に対し、特開平１１−６４６２１号公報に記載の転写型の感光性樹脂フィルムを用いて赤色、緑色、青色の所定サイズ、形状の着色パターンを形成しカラーフィルタを作製した。
（実施例２〜実施例７）
実施例１における銀粒子組成物の添加量（２．５０部）をそれぞれ表１における銀粒子組成物添加量とした他は、実施例１と同様にしてカラーフィルターを作製した。
実施例１における銀粒子組成物の添加量（２．５０部）をそれぞれ表１における銀粒子組成物添加量とした他は、実施例１と同様にしてカラーフィルターを作製した。
（実施例８）
＜転写材料の作製＞
厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム支持体の上に、スリット状ノズルを用いて、乾燥厚みが５μｍになるように下記の処方Ｈ１からなる熱可塑性樹脂層塗布液を塗布し、１００℃で３分間乾燥させた。
次に、下記処方Ｐ１から成る中間層塗布液を上記で作製した熱可塑性樹脂層の上に乾燥厚みが１．５μｍになるようにスリットコーターで塗布し、１００℃で３分間乾燥させた。
さらに、実施例１で用いた遮光画像形成用組成物を所望の乾燥膜厚となるようにスリットコーターを用いて塗布を行い、１００℃で３分間乾燥させた。
こうして支持体と熱可塑性樹脂層、中間層（酸素遮断膜）、遮光層となったフィルムを作製し、その上に保護フイルム（厚さ１２μｍのポリプロピレンフィルム）を圧着させ、転写材料とした。
＜転写材料の作製＞
厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム支持体の上に、スリット状ノズルを用いて、乾燥厚みが５μｍになるように下記の処方Ｈ１からなる熱可塑性樹脂層塗布液を塗布し、１００℃で３分間乾燥させた。
次に、下記処方Ｐ１から成る中間層塗布液を上記で作製した熱可塑性樹脂層の上に乾燥厚みが１．５μｍになるようにスリットコーターで塗布し、１００℃で３分間乾燥させた。
さらに、実施例１で用いた遮光画像形成用組成物を所望の乾燥膜厚となるようにスリットコーターを用いて塗布を行い、１００℃で３分間乾燥させた。
こうして支持体と熱可塑性樹脂層、中間層（酸素遮断膜）、遮光層となったフィルムを作製し、その上に保護フイルム（厚さ１２μｍのポリプロピレンフィルム）を圧着させ、転写材料とした。
（Ｈ１：熱可塑性樹脂層塗布液処方）
・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（共重合体組成比＜モル比＞５４／１２／５／２９、分子量８００００） 58部
・スチレン／アクリル酸（７０／３０の共重合体、分子量７０００） 136部
・２，２−ビス〔４−（メタクリロキシポリエトキシ）フェニル〕
（新中村化学工業（株）製、多官能アクリレート） 90部
・Ｆ７８０Ｆ（大日本インキ化学工業（株）製、フッ素系界面活性剤３０％
のMEK溶液） 1部
・メチルエチルケトン 541部
・１−メトキシ−２−プロパノール 63部
・メチルアルコール 111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（共重合体組成比＜モル比＞５４／１２／５／２９、分子量８００００） 58部
・スチレン／アクリル酸（７０／３０の共重合体、分子量７０００） 136部
・２，２−ビス〔４−（メタクリロキシポリエトキシ）フェニル〕
（新中村化学工業（株）製、多官能アクリレート） 90部
・Ｆ７８０Ｆ（大日本インキ化学工業（株）製、フッ素系界面活性剤３０％
のMEK溶液） 1部
・メチルエチルケトン 541部
・１−メトキシ−２−プロパノール 63部
・メチルアルコール 111部
（Ｐ１：中間層塗布液処方）
・ポリビニルアルコール（（株）クラレ製、ＰＶＡ２０５） 3.0部
・ポリビニルピロリドン
（アイエスピ−・ジャパン（株）製 K-30） 1.3部
・蒸留水 50.5部
・メチルアルコール 45.0部
・ポリビニルアルコール（（株）クラレ製、ＰＶＡ２０５） 3.0部
・ポリビニルピロリドン
（アイエスピ−・ジャパン（株）製 K-30） 1.3部
・蒸留水 50.5部
・メチルアルコール 45.0部
＜転写による遮光画像付き基板の作成（転写法）＞
無アルカリガラス基板に調整したガラス洗浄剤液をシャワーにより２０秒間吹き付けながらナイロン毛を有する回転ブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液（Ｎ−β（アミノエチル）γ-アミノプロピルトリメトキシシラン０．３％水溶液、商品名：ＫＢＭ６０３、信越化学工業社製）をシャワーにより２０秒間吹き付け、純水シャワー洗浄した。この基板を基板予備加熱装置で１００℃２分加熱した。
前記材料の保護フィルムを剥離後、ラミネーター（株式会社日立インダストリイズ社製（LamicII型））を用い、前記１００℃で２分間加熱した基板に、ゴムローラー温度１３
０℃、線圧１００Ｎ／ｃｍ、搬送速度２．２ｍ／分でラミネートした。次いで、ポリエチレンテレフタレートフィルム支持体を剥離した。
続いて、超高圧水銀灯を有するプロキシミティー型露光機（日立電子エンジニアリング製）で、マスク（格子状の画像パターンを有す石英露光マスク）と該マスク側が前記熱可塑性樹脂層となるようにガラス基板とを並行に垂直に立てた状態で、該露光マスク面と該樹脂層の間の距離を１００μｍに設定し、塗布面側から露光量２００ｍＪ／ｃｍ2でパターン露光した。
無アルカリガラス基板に調整したガラス洗浄剤液をシャワーにより２０秒間吹き付けながらナイロン毛を有する回転ブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液（Ｎ−β（アミノエチル）γ-アミノプロピルトリメトキシシラン０．３％水溶液、商品名：ＫＢＭ６０３、信越化学工業社製）をシャワーにより２０秒間吹き付け、純水シャワー洗浄した。この基板を基板予備加熱装置で１００℃２分加熱した。
前記材料の保護フィルムを剥離後、ラミネーター（株式会社日立インダストリイズ社製（LamicII型））を用い、前記１００℃で２分間加熱した基板に、ゴムローラー温度１３
０℃、線圧１００Ｎ／ｃｍ、搬送速度２．２ｍ／分でラミネートした。次いで、ポリエチレンテレフタレートフィルム支持体を剥離した。
続いて、超高圧水銀灯を有するプロキシミティー型露光機（日立電子エンジニアリング製）で、マスク（格子状の画像パターンを有す石英露光マスク）と該マスク側が前記熱可塑性樹脂層となるようにガラス基板とを並行に垂直に立てた状態で、該露光マスク面と該樹脂層の間の距離を１００μｍに設定し、塗布面側から露光量２００ｍＪ／ｃｍ2でパターン露光した。
次に、トリエタノールアミン系現像液（２．５％のトリエタノールアミン含有、ノニオン界面活性剤含有、ポリプロピレン系消泡剤含有、商品名：Ｔ−ＰＤ１、富士写真フイルム株式会社製）にて３０℃５０秒、フラットノズル圧力０．０４ＭＰａでシャワー現像し熱可塑性樹脂層と中間層を除去した。
次に、純水をシャワーノズルにて噴霧して、該遮光層表面を均一に湿らせた後、ＫＯＨ系現像液（ＫＯＨ、ノニオン界面活性剤含有、商品名：ＣＤＫ−１、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ）を純水で100倍に薄めたものにて２３℃８０秒、フラットノズル圧力０．０４ＭＰａでシャワー現像しパターニング画像を得た。引き続き、超純水を、超高圧洗浄ノズルにて９．８ＭＰａの圧力で噴射して残渣除去を行い、遮光画像を得た。
次に、純水をシャワーノズルにて噴霧して、該遮光層表面を均一に湿らせた後、ＫＯＨ系現像液（ＫＯＨ、ノニオン界面活性剤含有、商品名：ＣＤＫ−１、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ）を純水で100倍に薄めたものにて２３℃８０秒、フラットノズル圧力０．０４ＭＰａでシャワー現像しパターニング画像を得た。引き続き、超純水を、超高圧洗浄ノズルにて９．８ＭＰａの圧力で噴射して残渣除去を行い、遮光画像を得た。
[カラーフィルタの作製]
実施例１と同様に格子状遮光画像に対し、特開２００５−３８６１号公報に記載の方法を参照してカラーフィルタを作製した。
実施例１と同様に格子状遮光画像に対し、特開２００５−３８６１号公報に記載の方法を参照してカラーフィルタを作製した。
（実施例９）
実施例１における銀粒子の代わりに硫化銀粒子を用いた他は、実施例１と同様にしてカラーフィルターを作製した。
実施例１における銀粒子の代わりに硫化銀粒子を用いた他は、実施例１と同様にしてカラーフィルターを作製した。
（比較例１）
実施例１において、遮光画像形成組成物中に銀粒子組成物を含有しない他は、実施例１と同様にしてカラーフィルターを作製した。
実施例１において、遮光画像形成組成物中に銀粒子組成物を含有しない他は、実施例１と同様にしてカラーフィルターを作製した。
（比較例２）
実施例１において、遮光画像形成組成物中にカーボンブラック分散液を含有しない他は、実施例１と同様にしてカラーフィルターを作製した。
実施例１において、遮光画像形成組成物中にカーボンブラック分散液を含有しない他は、実施例１と同様にしてカラーフィルターを作製した。
（比較例３）
実施例１における銀粒子組成物の添加量（２．５０部）を１５．００部とした他は、実施例１と同様にしてカラーフィルターを作製した。
実施例１における銀粒子組成物の添加量（２．５０部）を１５．００部とした他は、実施例１と同様にしてカラーフィルターを作製した。
［評価］
上記より得られたカラーフィルターを用いて、特開２０００−１４７２３４号公報段落番号[００８２]〜[００８６]に記載の方法を用いて液晶表示装置を作製した。偏光板は光透過率４５％以上、バックライトは４５０００cd/m2のものを用いた。偏光板表面に反射防止フィルム（リアルック8200UV、日本油脂（株）製）を貼付した液晶表示装置を形成し
た。比較例のカラーフィルタを用いた液晶表示装置と比較して、実施例のカラーフィルタを用いた液晶表示装置は、表示ムラがなく明室コントラストの高い表示装置であった。
上記より得られたカラーフィルターを用いて、特開２０００−１４７２３４号公報段落番号[００８２]〜[００８６]に記載の方法を用いて液晶表示装置を作製した。偏光板は光透過率４５％以上、バックライトは４５０００cd/m2のものを用いた。偏光板表面に反射防止フィルム（リアルック8200UV、日本油脂（株）製）を貼付した液晶表示装置を形成し
た。比較例のカラーフィルタを用いた液晶表示装置と比較して、実施例のカラーフィルタを用いた液晶表示装置は、表示ムラがなく明室コントラストの高い表示装置であった。
−金属/顔料体積比の測定−
透過型電子顕微鏡を用いてブラックマトリクスの電顕写真を撮影し、画像の濃淡を分析し、その面積から顔料と金属の比を計算した。
透過型電子顕微鏡を用いてブラックマトリクスの電顕写真を撮影し、画像の濃淡を分析し、その面積から顔料と金属の比を計算した。
−表示ムラの測定−
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。ムラがまったく観察されなかったものを○、ムラがわずかに確認できたものを△、ムラが顕著に確認できたものを×とした。
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。ムラがまったく観察されなかったものを○、ムラがわずかに確認できたものを△、ムラが顕著に確認できたものを×とした。
−明室コントラスト測定−
３０ｗｘ６基の蛍光灯を３×2列で取り付けた３ｍ×５ｍ×２ｍの部屋の中心部（2列に並んだ蛍光灯同士の例の間隔が１ｍ、その真中の０．７ｍの高さの机に上に、天井との法線方向に対し傾きが１０°となるように設置）にディスプレイを配置し、そのディスプレイ中心を測定できるように、天井と並行に輝度計を設置した。
白色表示の輝度と黒色表示の輝度を明室（700Lux）の条件下で輝度計CS-1000（ミノルタ（株））を用いて正面より測定した。明室コントラストは、（白色表示の輝度/黒色表示の輝度）：１であらわす。明室コントラストが50:1以上であれば、ディスプレイとして蛍光灯等の写りこみが、気にならないレベルであった。
３０ｗｘ６基の蛍光灯を３×2列で取り付けた３ｍ×５ｍ×２ｍの部屋の中心部（2列に並んだ蛍光灯同士の例の間隔が１ｍ、その真中の０．７ｍの高さの机に上に、天井との法線方向に対し傾きが１０°となるように設置）にディスプレイを配置し、そのディスプレイ中心を測定できるように、天井と並行に輝度計を設置した。
白色表示の輝度と黒色表示の輝度を明室（700Lux）の条件下で輝度計CS-1000（ミノルタ（株））を用いて正面より測定した。明室コントラストは、（白色表示の輝度/黒色表示の輝度）：１であらわす。明室コントラストが50:1以上であれば、ディスプレイとして蛍光灯等の写りこみが、気にならないレベルであった。
ディスプレイの目視評価
明室(700Lux)条件下でディスプレイの目視評価を行った。
○：蛍光灯のディスプレイへの写りこみが見られない
△：蛍光灯のディスプレイへの写りこみがよくみると確認できる
×：蛍光灯がディスプレイに写りこみため、かなり見にくい。
結果を表１に示す。
明室(700Lux)条件下でディスプレイの目視評価を行った。
○：蛍光灯のディスプレイへの写りこみが見られない
△：蛍光灯のディスプレイへの写りこみがよくみると確認できる
×：蛍光灯がディスプレイに写りこみため、かなり見にくい。
結果を表１に示す。
表１から明かなように、ブラックマトリックス中に金属微粒子および/または金属化合物微粒子と黒色顔料微粒子とを所望の範囲で含有するカラーフィルターは、透過光学濃度が高く、明室コントラストが５０：1 以上の値を示し、且つ、ブラックマトリックスの膜厚を低く抑えることができ、しかも表示ムラが生じていない。
Claims (5)
- 光透過性の基板の上に着色層からなり、互いに異なる色を呈する２つ以上の着色画素群を有し、前記着色画素群を構成する各着色画素が互いに遮光画像により離画されているカラーフィルタにおいて、前記遮光画像が少なくとも高分子化合物と金属微粒子および/または金属化合物微粒子ならびに黒色顔料微粒子を含有し、前記カラーフィルタを組み込んだ表示装置において明室コントラストが５０：１以上であることを特徴とするカラーフィルタ。
- 前記黒色顔料微粒子と金属微粒子および/または金属化合物微粒子との体積比が０．０２以上０．８以下であることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ。
- 前記黒色顔料微粒子がカーボンブラックまたは黒鉛であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカラーフィルタ。
- 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のカラーフィルタを有することを特徴とする液晶表示素子。
- 請求項４に記載の液晶表示素子を用いて作製したことを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005159265A JP2006337485A (ja) | 2005-05-31 | 2005-05-31 | カラーフィルター，液晶表示素子、及び液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005159265A JP2006337485A (ja) | 2005-05-31 | 2005-05-31 | カラーフィルター，液晶表示素子、及び液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006337485A true JP2006337485A (ja) | 2006-12-14 |
Family
ID=37558129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005159265A Pending JP2006337485A (ja) | 2005-05-31 | 2005-05-31 | カラーフィルター，液晶表示素子、及び液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006337485A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009008740A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Fujifilm Corp | 隔壁、カラーフィルタ及び表示装置 |
| JP2009058871A (ja) * | 2007-09-03 | 2009-03-19 | Fujifilm Corp | 離画壁、カラーフィルタ及び表示装置 |
| WO2010137263A1 (ja) * | 2009-05-29 | 2010-12-02 | パナソニック株式会社 | 液晶表示装置 |
-
2005
- 2005-05-31 JP JP2005159265A patent/JP2006337485A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009008740A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Fujifilm Corp | 隔壁、カラーフィルタ及び表示装置 |
| JP2009058871A (ja) * | 2007-09-03 | 2009-03-19 | Fujifilm Corp | 離画壁、カラーフィルタ及び表示装置 |
| WO2010137263A1 (ja) * | 2009-05-29 | 2010-12-02 | パナソニック株式会社 | 液晶表示装置 |
| JPWO2010137263A1 (ja) * | 2009-05-29 | 2012-11-12 | パナソニック株式会社 | 液晶表示装置 |
| US8379172B2 (en) | 2009-05-29 | 2013-02-19 | Panasonic Corporation | Liquid crystal display device |
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