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液晶显示元件用树脂黑底液

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CN1165304A
CN1165304A CN 96110340 CN96110340A CN1165304A CN 1165304 A CN1165304 A CN 1165304A CN 96110340 CN96110340 CN 96110340 CN 96110340 A CN96110340 A CN 96110340A CN 1165304 A CN1165304 A CN 1165304A
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井上敬二郎
富田文雄
后藤哲哉
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东丽株式会社
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Abstract

装有滤色器的液晶显示元件。滤色器含有将遮光剂分散在树脂中构成的树脂黑底和将遮光剂分散在树脂溶液中而成的黑色膏。遮光剂采用至少满足下述条件中一种的碳黑。(A)pH小于6.5(B)表面的羧基浓度[COOH]>0.001(C)表面的羟基浓度[OH]>0.001(D)表面的磺酸基浓度[SO

Description

液晶显示元件用树脂黑底液

本发明涉及液晶显示元件上滤色膜用的树脂黑底,特别是涉及用于显示特性优良滤色器上的树脂黑底。

一般,液晶显示用滤色器是由把在透光基板上形成的红、绿、蓝三原色的像素作为一个图像素的多个图像素构成的。而且,为了提高像素之间的反差,设置了具有一定宽度的遮光区域(在画面上一般呈现黑色,所以一般称为黑底)。

以往的滤色器,大多是利用光刻法预先制成的黑底,通过由微细的图形构成的金属薄膜形成的。用于这种黑底的金属有Cr、Ni、Al等,它的形成可以广泛使用溅射法,真空蒸镀法等真空薄膜成形法。接着,为了形成微细的图形,通过光刻法,形成光致抗蚀剂的图形后,将此抗蚀剂图形作为蚀刻掩膜,进行金属薄膜的蚀刻。通过此工序可以形成与光致抗蚀剂的微细图形一致的金属薄膜微细图形。

另外,作为形成像素的方法,有使用光刻法后,染色得出的可染介质的方法,使用感光性的颜料分散组合物的方法,蚀刻非感光性的颜料分散组合物的方法,利用制成图形的电极的电极沉积法等,此外,作为低成本的制作方法还有使用印刷法、喷墨法形成着色部分的方法。

可是,用金属薄膜形成的黑底方法,在形成金属薄膜的工序中制造成本高,这样也就引起滤色膜本身价格的提高。另外,作为黑底用金属膜一般使用Cr,因反射率高,所以在外来光强的地方从Cr面的反射光也强,特别是在透射型的显示屏中组装滤色器时,其显示品位会受到严重影响。为了降低黑底的反射率,有人曾提出在Cr和透光基板间设置氧化铬层的方法,但这又增加了黑底的制造成本,从降低成本上来说此方法是不可取的。

因此,又提出了以下的方法,即用遮光剂使着色的树脂图形化、形成黑底后,再形成像素制造滤色器的方法。可是与以往的金属薄膜相比还不能得到足够的遮光性。因此,在液晶显示中,存在着背射光穿过黑底泄漏到显示面的问题。特别是显示黑色或亮度低的颜色时,不能显示所期望的颜色。另一方面为了提高遮光性,可以将黑底的膜加厚,但这样一来,会使滤色器表面的平坦性降低,产生图象质量下降的新问题。

本发明是鉴于现有技术的各种缺点而创意发明的,其目的在于提供具有高遮光性的,而且组装在液晶显示元件中可以显示优质图象的树脂黑底。

本发明的目的可以通过用于制造以下的树脂黑底和滤色器的黑色膏、和以下的液晶元件用滤色器来达到。

也就是说,本发明滤色器的特征在于具有黑色膏和树脂黑底,所述的树脂黑底的特征是在使遮光剂分散在树脂中生成的树脂黑底中,作为遮光剂采用至少满足下述(A)-(D)中之一的碳黑;所述的黑色膏的特征是在使遮光剂分散在上述树脂黑底和树脂溶液中分散生成的黑色膏中,作为所述遮光剂利用至少满足下述的(A)-(D)中之一碳黑。

(A)PH值是6.5以下。

(B)表面的羧基浓度[COOH]用相当于全碳原子摩尔比表示为0.001<[COOH]。

(C)表面的羟基浓度[OH]用相当于全碳原子摩尔比表示为0.001<[OH]。

(D)表面的磺酸基浓度[SO3H]用相当于全碳原子摩尔比表示为0.001<[SO3H]。

以下详细地说明本发明作为本发明的黑底,是在树脂中分散了遮光刻的物质,而且作为遮光剂是使用上述(A)-(D)中至少一种碳黑。另外,作为黑色膏是在树脂溶液中分散了遮光剂物质,作为遮光剂使用下述(A)-(D)中至少一种碳黑。

(A)PH值是6.5以下。

(B)表面的羧基浓度[COOH]用相当于全碳原子摩尔比表示为0.001<[COOH]。

(C)表面的羟基浓度[OH]用相当于全碳原子摩尔比表示为0.001<[OH]。

(D)表面的磺酸基浓度[SO3H]用相当于全碳原子摩尔比表示为0.001<[SO3H]。

为了得到更高的遮光性,需要微粒分散碳黑,在本发明中,使用PH值6.5以下的碳黑。碳黑的PH值更优选的是4以下,最优选的是3以下。碳黑的PH值超过6.5时,则黑底的遮光性下降,除此之外,尺寸精度降低,或者膜易于剥落,所以不宜采用。此外,这里说的碳黑的PH值是指将10g碳黑和100g纯水用超声波充分混合后,在水不蒸发前提下煮沸10分钟后,冷却到室温,用PH计或氢离子浓度计测定上清液的PH值而得到的数据。

将碳黑的PH值控制在6.5以下的方法有,在制造出碳粉后,在高温下与游离氧接触的氧化方法、用臭氧、NO2等离化剂的氧化方法用臭氧和水在常压或加压下处理的方法,用硝酸和硫酸等氧化性溶液氧化的方法,这样可以在碳黑的粉体表面上生成羧基、羟基等酸性基。此外,这些方法也可以组合使用。进而,也可通过发烟硫酸的磺化等化学反应来生成磺基等的酸性基。通过适度调节这些处理,可以控制碳黑的PH值。

本发明中使用表面羧基浓度[COOH]、表面羟基浓度[OH]、表面磺酸基浓度[SO3H]中的至少一个,相当于全碳原子摩尔比大于0.001的碳黑都可以达到同样的效果。

从分散稳定性来看,表面羧基浓度[COOH]较优选的是0.002以上,更优选的是0.003以上。虽然对上限没有特别的限制,但通常规定[COOH]=0.1作为制造碳黑的上限。

另一方面,从分散稳定性来看,表面的羟基浓度[OH]较优选的是0.002以上,更优选的是0.003以上。作为羟基,有显示中性的醇性羟基和显示酸性的酚性羟基,但酚性羟基量是致关重要的。因此,酚性羟基的浓度最好为羟基浓度的50%以上。优选的酚性羟基浓度是0.005以上。此外,表面羟基浓度[OH]的上限虽然没有特别的限制,但通常[OH]=0.1是作为制造碳黑的上限。

从分散稳定性观点看,表面磺酸基浓度[SO3H]较优选的是0.002以上,更优选的是0.003以上。虽然对于上限没有特别的限制,但通常[SO3H]=0.1是作为制造碳黑的上限。

作为定量碳黑表面的羟基浓度,羧基浓度、磺酸基浓度的定量分析方法,可以使用被称为XPS或ESCA的X线光电分光法。特别是与化学修饰法组合后,使用X线光电分光法更为有效。例如,在区别羧基和羟基时,可以使无水三氟乙酸等与羟基反应,通过用X线光电分光法检测的FIS峰强度进行标记,可以定量羟基的浓度。另外,使三氟乙醇等和羧基反应,标记化,通过用X线光电分光法检测的FIS峰强度,可以定量羧基的浓度。

碳黑有可以通过被称为烟道碳黑、滚筒碳黑、圆盘碳黑的接触法来制造的、被称作煤气炉黑、油炉黑的炉式法制造的、被称作热碳黑、乙炔碳黑的热法制造的,但优选的是通道碳黑、煤气炉黑、油炉黑,更优选的是炉黑。

为了提高黑底的遮光性,最好使用粒径小的碳黑,优选的是1次平均粒径为5-40nm,更优选的是6-35nm,最优选的是8-30nm。

黑底中的碳黑结构,是由微细的碳黑凝集后,形成碳黑的二次粒子,将此粒径的平均值作为平均二次粒径时,最好形成平均二次粒径很小的微分散,理想的是不形成二次粒子,用一次粒子进行稳定的分散。平均二次粒径优选的是5-100nm,较优选的是6-88nm,更优选的是8-75nm。大于上述值时,就不能得到足够的遮光性,是不理想的。作为求出平均一次粒径、平均二次粒径的方法,可以通过透射型或扫描型电子显微镜等观测碳黑,而后按照JIS-R6002基准求出平均粒径。

这种方法得到的粒径小的碳黑,大多具有茶系的色调。为此最好在碳黑中掺入互补色颜料,制成无彩色的。作为树脂黑底,最好是在树脂中分散由碳黑和对该碳黑作为互补色颜料的遮光剂。作为茶色的互补色有蓝、或紫色。作为互补色用颜料有蓝色颜料或紫色颜料,进而也可以使用蓝色颜料和紫色颜料的混合物。但是使用着色树脂时,要使用对于树脂碳黑的混色能补色的颜料。代表性颜料的具体例可用色度指数(CI)号表示。作为蓝色颜料或紫色颜料最好使用着色力高的有机颜料,作为蓝色颜料例可举出颜料蓝15、15∶1、15∶2、15∶3、15∶4、15∶6、16、21、22、60、64等。作为紫色颜料例可以举出颜料紫罗蓝19、23、29、31、32、33、36、37、39、43、50等,特别是颜料紫罗蓝23、31、33、43、50是优选的。

除此之外,作为遮光剂,只要在不降低遮光性的范围内就可以添加各种的遮光剂,但为了得到很高的遮光性,最好碳黑在遮光剂中的比例是50重量%以上,更优选的是60重量%以上。最优选的是70重量%以上,作为碳黑以外的遮光剂可以使用氧化钛、四氧化铁等的金属氧化物粉、金属硫化物粉金属粉,也可以使用红、蓝、绿色等的颜料混合物。

本发明的非彩色树脂黑底,在XYZ显色系中,在C光源或F10光源中测定的树脂黑底的透射光及反射光的色度坐标(X,Y),对于该光源的色度坐标(X°,Y°),优选的是满足(X-X°)2+(Y-Y°)2≤0.01,更优选的是(X-X°)2+(Y-Y°)2<0.0025,最优选的是(X-X°)2+(Y-Y°)2<0.004。

另外,彩色液晶显示元件,通常为提高视辨性而设置背照光源。本发明的树脂黑底,在背照光照射时,在液晶显示元件上,通过树脂黑底漏光的XYZ显色系的色度坐标(X、Y),对于背照光的色度坐标(X°、Y°),优选的是(X-Y°)2+(Y-Y°)2≤0.01,更优选的是(X-X°)2+(Y-Y°)2<0.0025,最优选的是(X-X°)2+(Y-Y°)2<0.0004。

另外,背照光,通常使用在滤色器的红色、蓝色、绿色像素透射光谱峰上集中能量的三波长光源。三波长光源,在可视区域(400-700nm),特定的三波长中,有光的能量强的峰,称其为主波长。作为主波长的定义,是将波长400-490nm范围的蓝色系光能量最高的峰取在中心±10nm范围,波长490-580nm范围的绿色系光能量最高的峰取在中心±10nm范围、波长580-675nm范围的红色系光能量最高的峰取在中心±10nm范围。通常,是440-460nm、530-550nm、600-620nm范围。

作为这些各主波长的树脂黑底的透射率,它们的最大值,优选的是不超过最小值的4倍、极优选的是不超过2倍,最优选的是不超过1.5倍。若大于以上差值,则由于通过三波长光源漏的光着色,而损坏显示图象质量。但是,作为各主波长的树脂黑底的透射率,将能量最高的峰取作距中心+10nm、-10nm的三点的平均值。

黑底在波长430-640nm的可视光区域中,每1μm黑底膜厚的光学密度,优选的是具有2.3以上的遮光性,更优选的是3.1以上,最优选的是3.5以上0以下,在波长430-640nm的可视光区域中,将每1μm膜厚的光学密度定义为遮光性。为了使遮光性提高,提高遮光剂的分散及分散稳定性是重要的。另外,为了得到这样高的遮光性,希望将含在黑底中的碳黑比例,优选的作成35重量%以上,更优选的作成45重量%以上,最优选的制成60重量%以上。

另外,波长400-700nm的可视光区域的黑底的XYZ显色系的原刺激Y,优选的是0.50以下,更优选的是0.079以下,最优选的是0.025以下。

作为黑底的膜厚,优选的是1μm以下,更优选的是0.75μm以下,最优选的是0.5μm以下。黑底的膜厚越薄,在滤色器上的表面遮断差越小,为好。另外,通过将黑底的膜厚制成0.5μm以下,可省略保护层,特别好。作为下限,没有特别的限制,但黑底的强度,从图像尺寸精度等点考虑,以0.3μm以上为优选。

作为黑底用的树脂,可举出聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、PVA、明胶、聚酯、聚乙烯树酯等。优选的是比使用像素及保护膜的树脂具有高的耐热性的,最优选的是具有250℃以上耐热性的聚酰亚胺树脂。作为聚酰亚胺树脂,也包括聚酰胺亚胺,没有特殊的限制,但通常将用通式(1)表示的结构单元作为主成分的聚酰亚胺前体(n=1-2),最好使用通过加热或用适当的催化剂进行亚胺化。

(n=1-2)上述通式(1)中,R1至少是具有2个以上碳原子的3价或4价的有机基。从耐热性看,R1含有环状烃、芳香族环或芳香族杂环,而且最好是碳原子数6-30的3价或4价基。

作为R1的例子,可举出苯基、二苯基、三苯基、萘基、基、二苯醚基、二苯磺酸基、二苯丙烷基、苯酮基、二苯三氟丙烷基、环丁基、环戊基等,但不限于这些。

R2是至少具有2个以上的碳原子的2价有机基,但从耐热性考虑,R2以含有环状烃、芳香族环或芳香族杂环,且碳原子数6-30的2价基等优选。

作为R2的例子,可举出苯基、二苯基、基、萘基、苝基、二苯醚基、二苯磺酸基、二苯丙烷基、苯酮基、二苯三氟丙烷基、二苯甲烷基、二环己基甲烷基等,但不限于这些。

以结构单元(1)为主成分的聚合物,R1、R2也可分别由这些之中的1种构成,也可以分别是由2种以上构成的共聚物。进而,为了提高与基板的粘合性,在不降低耐热性的范围内,作为二胺的成分,最好是将具有硅氧烷结构的双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷进行共聚。

作为以结构单元(1)为主成分的聚合物的具体例子,可举出从苯均四酸二酐、3、3′,4、4′-苯酮四羧酸二酐、3、3′,4、4′-二苯基三氟丙烷四羧酸二酐、3、3′,4、4′-二苯基磺酸四羧酸二酐、2,3,5,-三羧基环戊基乙酸二酐组成的群中选择的1种以上羧酸二酐和,从对本二胺、3、3′-二氨基二苯基醚、4、4′-二氨基二苯基醚、3、4′-二氨基二苯基醚、3、3′-二氨基二苯基磺酸、4、4′-二氨基二苯基磺酸、4、4′-二氨基二环己基甲烷、4、4′-二氨基二苯基甲烷等群中选择1种以上的二胺合成的聚酰亚胺前体,但不限于这些。这些聚酰亚胺前体,是通过公知的方法,即将四羧酸二酐及二胺选择地进行组合,在溶剂中进行反应而合成的。

另外,通常,为了终止聚酰亚胺前体的分子末端,停止聚合,而添加无水马来酸等的二羧酸酐。但是,聚酰亚胺树脂的分子末端是氨基,对于提高遮光剂的分散性更好。分子末端是氨基的比例,优选的是50%以上,更优选的是80%以上,最优选的是90%以上,为了使聚酰亚胺树脂的分子末端成为氨基,在聚酰亚胺前体合成时,最好是对于四羧酸二酐的摩尔数,使二胺的摩尔数稍多地在溶剂中进行反应。具体地,对于二胺100摩尔,四羧酸二酐,优选的是100-90摩尔,更优选的是98-93摩尔,最优选的是97-95摩尔。

在这些聚酰亚胺树脂中,特别是在可见光范围的波长上光吸收高的那种物质,即,膜厚2μm的聚酰亚胺膜中,优选的在波长400-700nm可视光中的XYZ显色系的原刺激Y,使用96以下的聚酰亚胺树脂,更优选的是90以下,最优选的是80以下。

具体地,例如作为四羧酸二酐,最好是酸二酐残基吸电子性高的,具有苯酮基类的酮型的,二苯醚基类的醚型的、具有苯基的、二苯磺酸基类的磺酸基的。例如,是苯均四酸二酐、3、3′,4、4′-苯酮四羧酸二酐、3、3′,4、4′-二苯基四羧酸二酐等。作为二胺,优选的是二胺残基给电子性强的,具有二苯基,P-,P-取代或m-,P-取代结构的二氨基二苯基醚、二苯氨基甲烷、萘基、苝基等的类型、4、4′、或3、4′二氨基二苯基醚、对苯二胺等。另外,优选的是具有这些芳香族环上被硝基取代的结构的。

作为树脂黑底,可以使用在树脂溶液中分散由特定的碳黑生成的遮光剂的黑膏,用涂敷法而形成。

所谓的用于本发明的黑膏的特定碳黑,至少使用下述(A)-(D)中的一种碳黑。

(A)PH值是6.5以下。

(B)表面的羧基浓度[COOH]用相当于全碳原子摩尔比表示为0.001<[COOH]。

(C)表面的羟基浓度[OH]用相当于全碳原子摩尔比表示为0.001<[OH]。

(D)表面的磺酸基浓度[SO3H]用相当于全碳原子摩尔比表示为0.001<[SO3H]。使用PH计或氢离子浓度计测定的碳黑PH值,优选的是4以下,更优选的是3以下,碳黑的PH值比6.5高时,除了黑底的遮光性下降之外,尺寸精度降低,或者膜容易剥落,这是不宜采用的。

本发明的黑膏中,使用表面羧基浓度[COOH],表面羟基浓度[OH]、表面磺酸基浓度(SO3H]中的至少一种相当于全碳原子摩尔比大于0.001的碳黑都可以达到同样的效果。

从分散稳定性来看,表面羧基浓度[COOH]优选的是0.002以上,更优选的是0.003以上。对于上限没有特定的限制,但通常以[COOH]=0.1作为碳黑的制造上限。

另外,表面的羟基浓度[OH],从分散稳定性考虑,优选的是0.002以上,最优选的是0.003以上。作为羟基,有表示中性的醇性的羟基及表示酸性的酚性羟基,但酚性的羟基量是重要的。因此,酚性的羟基浓度,优选的是羟基浓度的50%以上。酚性的羟基浓度优选的是0.005以上。另外,表面的羟基浓度[OH]的上限没有特别的限制,但通常[OH]=0.1是碳黑制造上的上限。

另外,表面的磺酸浓度[SO3H],从分散稳定性考虑,更优选的是0.002以上,最优选的是0.003以上。对于上限,没有特别的限制,但通常[SO3H]=0.1是碳黑的制造上的上限。

作为将碳黑表面的羟基浓度、羧基浓度、磺酸基浓度定量化的方法,可以使用上述的被称为XPS或ESCA的X线电子分光法。

碳黑的平均1次粒径,优选的是5-40nm,更优选的是6-35nm,最优选的是8-30nm。树脂黑底中的碳黑结构,是微细的碳黑凝集后,形成碳黑的二次粒子。  若将该粒子径的平均值作为平均二次粒径,优选的是平均二次粒径变小地进行微分散,以不形成二次粒子的一次粒子稳定地分散是理想的。作为平均二次粒径,优选的是5-100nm、更优选的是6-88nm、最优选的是8-75nm。作为测定平均一次粒径、平均二次粒径的方法,例如,将黑色膏状物涂敷干燥后,用透射型或扫描型电子显微镜等观测碳黑,按照JIS-R6002,求出平均粒径。

另外,对于碳黑,最好混合互补色的颜料,作成非彩色,作为本发明的黑色膏,优选的是在树脂溶液中,分散碳黑和对于该碳黑具有由互补色颜料组成的遮光剂。例如,可使用蓝色颜料或紫色颜料,进而使用蓝颜料及紫色颜料的混合物,特别是使用着色力高的有机颜料为好。

此外,作为遮光剂,在不降低遮光性的范围内,也可添加各种遮光剂,但为了得到高遮光性,遮光剂中的碳黑比例,优选的是50重量%以上,更优选的是60重量%以上,最优选的是70重量%以上。作为碳黑以外的遮光剂。除了氧化钛、四氧化铁等的金属氧化物粉、金属硫化物粉、金属粉之外,还可使用红、蓝、绿等颜料的混合物。

另外,作为本发明的黑色膏的透射光的颜色,使用C光源或F10光源,在XYZ显色系中,在原刺激Y为0.03≤Y≤0.3的条件下,色度坐标(X,Y),对于光源的色度坐标(X°、Y°),优选的是(X-X°)2+(Y-Y°)2≤0.01、更优选的是(X-X°)2+(Y-Y°)2<0.0025、最优选的是(X-X°)2+(Y-Y°)2<0.0004。

作为黑色膏的透射光的颜色测定方法,首先测定光线透射率。将黑色膏,以规定量涂敷在玻璃上,用分光光度计测定透射率的方法,将黑色膏放到玻璃色池中,用分光光度计测定透射率的方法。由光线透射光谱,计算C光源或F10光源的原刺激X、Y、Z,计算色度坐标。

作为树脂溶液可使用聚酰亚胺前体、丙烯酸树脂、PVA、明胶、聚酯、聚乙烯树脂等的溶液。优选的是具有比用于像素及保护膜的树脂高的耐热性,具有250℃以上的耐热性的聚酰亚胺前体溶液是可取的。作为聚酰亚胺前体,最好是使用上述聚酰亚胺前体。

因此,在聚酰亚胺前体中,最好使在可见光波长范围内的光吸能力高从而使黑底的遮光性能也变高。即,在膜厚2μm的聚酰乙胺膜中,XYZ显色系的原刺激Y,优选的是使用96以下的聚酰亚胺树脂的,更优选的是90以下,最优选的是80以下。这些值,可通过测定在波长400-700nm的可视光的聚酰亚胺膜的光成透射率光谱来计算。具体地说,例如,作为四羧酸二酐,酸二酐残基的吸电子性越高越好,优选的是具有苯酮基类的酮型的、二苯醚基类的醚型的,具有苯基的,具有二苯磺酸基类的磺酸基型的。例如,苯均四酸二酐、3、3′,4、4′-苯酮四羧酸二酐、3、3′,4、4′-二苯基四羧酸二酐等。作为二胺,二胺残基的给电子性越强越好、优选的是具有二苯基、P-,P-取代或m-,p-取代结构的二氨基二苯基醚、二苯氨基甲烷、萘基、苝基等的,4、4′,或3、4′二氨基二苯基醚、对苯二胺等。另外,  优选的是在这些芳香族环上具有取代硝基的结构。

作为黑色膏溶剂,通常,适宜使用N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺,N,N-二甲基甲酰胺等的酰胺系极性溶剂、内酯系极性溶剂、二甲基磺化酰胺等,但为了提高碳黑的分散效果,优选的是使用至少含有酰胺系极性溶剂的,更优选的是使用酰胺系极性溶剂是主要成分的或酰胺系极性溶剂单元组成的溶剂的。在此,所谓的酰胺系极性溶剂是主成分的溶剂,是指由n种溶剂组成的混合溶剂的情况下,含有比(1/n)×100重量%多的溶剂。例如,在两成分系的溶剂的情况下,是指酰胺系极性溶剂含有比50重量%多的情况,在三成分系的溶剂的情况下,是指酰胺系极性溶剂比33重量%多的情况。

进而,添加碳黑以外的遮光剂时,为了提高遮光剂的分散效果,优选的是至少再含有内酯系极性溶剂。特别是使用松香树脂酸作为分散剂时特别有效。所谓内酯类,是指脂肪族环酯中碳原子数3-12的化合物,具体的例子,可举出β-丙内酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯、γ-己内酯、ε-己内酯等,但特别从聚酰亚胺前体的溶解性考虑,优选的是γ-丁内酯。为此,更优选的是作成酰胺系极性溶剂和内酯系极性溶剂的混合溶剂。

作为除此以外的溶剂,为了提高涂敷性,优选的是添加甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、甲基卡必醇、乙基卡必醇、丙醇酸乙酯等蒸发速度更快的溶剂和表面张力为26-33达因/厘米的乙二醇或丙二醇的醚乙酸酯溶剂,优选的是添加总溶剂的1-25重量%、更优选的是添加5-20重量%。具体地,有丙二醇甲基醚乙酸酯、3-甲基-3-甲氧丁基乙酸酯、乙二醇乙基醚乙酸酯、3-甲氧丁基乙酸酯等。另外更可取的是在添加了这些溶剂的溶液中,分散碳黑等遮光剂,可使分散时的发热变小,难于产生凝胶化,提高了分散性。

作为使碳黑等的遮光剂分散的方法,例如有使混合遮光剂、分散剂在树脂溶液中混合后在三根辊机、砂磨机、球磨机等的分散机中分散的方法等。在使用碳黑以外的遮光剂的情况下,分别单独分散各遮光剂后使这些混合的方法或者使碳黑与其他遮光剂分开、分别分散、调合的方法等。另外,作为树脂,使用聚酰亚胺前体的情况下,为了防止分散中的聚酰亚胺前体间的反应、由于遮光剂和聚酰亚胺前体的反应引起的粘度上升、凝胶化等,更优选的是首先遮光剂在溶剂中混合并进行前分散后、再使聚酰亚胺前体混合或分散的方法。进而,最优选的是将碳黑或碳黑以外的遮光剂分别用适宜分散的溶剂、或含有其溶剂的聚酰亚胺前体进行分散或混合的方法。另外,为了微分散遮光剂,优选的是适宜地调节分散强度,分散时间等。

作为黑色膏的流变特性,优选的是用Casson流动方程的屈服值为0.1Pa以下,更优选的是0.01Pa以下,最优选的是0.001Pa以下。若遮光剂的分散稳定性差,屈服值变大,遮光剂产生凝集,碳黑的遮光性降低,所以不可取。本发明的黑色膏,由于使用规定的碳黑,所以可得到低屈服值。若S=剪切应力、D=剪切速度、τo=屈服值、μo=Casson粘度,流动方程式用式1表示时,屈服值可用S1/2对于D1/2图的S1/2轴的截距的平方求出:[数1]S=TO+μO·D]]>粘度应根据涂敷方式适当地调制,优选的是5-1000cP、更优选的是8-150cP、最优选的是10-100cP。

另外,对于黑色膏,为提高遮光剂的分散性、可添加各种添加剂。除此以外,为了提高涂敷性及均匀性,可添加各种添加剂、表面活性剂等。

接着,以在光透射性基板上,顺次叠层树脂黑底、像素、保护膜构成液晶显示元件用滤色器为例,加以说明。首先将黑色膏涂敷在光透射性基板上。作为光透射性基板,没有特别限制,可使用石英玻璃-硼硅酸玻璃、表面涂硅层的碱石灰玻璃等的无机玻璃类、有机塑料膜或片等。涂敷方法,除了浸渍涂敷、辊涂之外,可使用抹涂机、旋转器等的旋转涂敷法。然后,通过热风干燥器、热板等进行干燥、半熟化。半熟化条件根据使用的聚酰亚胺前体的种类及涂敷量,而有若干不同,但通常是在100-180℃下,加热1-60分钟。在使用非感光性的聚酰亚胺前体时,涂敷光致抗蚀膜,进行预焙、使用光学掩膜进行曝光。然后,使用显像液,用浸渍、喷淋、浆液法等,连续进行抗蚀膜的显像及黑底图形化。然后使用剥离液,用浸渍、喷淋、浆液法等进行抗蚀膜的剥离。最后,为了酰亚胺化,在200-400℃下热1-60分钟,进行熟化。另外,在黑底间,通常设置20-200μm左右的开口部,在后工序中,在该膏上形成像素。

接着,在黑底的开口部形成复数色的像素。通常各像素的颜色是红、蓝、绿3色,通过着色剂进行着色。作为用于像素的着色剂,可适宜地使用有机颜料、无机颜料、染料等。作为有机颜料,可适宜地使用酞花青系,アジレ-キ系、缩合偶氮系、喹吖系、蒽醌系、苝系、苝酮系等。另外,作为用于像素的树脂,可使用环氧系树脂、丙烯酸系、聚酰亚胺系树脂、氨基甲酸乙酯系树脂、聚酯系树脂、聚乙烯系树脂、明胶等可染色的动物性蛋白树脂等的感光性或非感光性的材料,优选的是将着色剂分散或溶解在这些树脂中,进行着色。

首先,涂敷含有着色剂的树脂膏。除了浸渍涂敷,辊涂之外,可适宜地使用抹涂机、旋转器等的旋转涂敷法。然后,通过用热风及热板等进行干燥,在黑底上,全面地形成第1色着色层法。通常由于滤色器由复色的像素组成,所以用光刻法、除去不必要的部分,形成所希望的第1色的像素图形。像素膜厚为0.5-3μm左右。再对该像素只进行必要色的像素重复,形成由复数色组成的像素,制造滤色器。

然后,按照需要,使保护膜形成叠层。作为保护膜,有丙烯酸树脂,环氧树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂,没有特别限制。

另外,除此以外,有预先在光透射性基板上形成图形化的像素后,涂敷感光性的黑色膏,从先透射性基板侧曝光,以像素作为掩膜使用,在像素间形成黑底的方法的所谓曝光方式等。

最后,根据需要,可以用公知的方法形成ITO透明电极的叠层和图形等。

另外,本发明的液晶显示元件用树脂黑底如上所述,除了设在液晶显示元件的滤色器侧上外,也可设在相反方向的基板侧。例如,在TFT-LCD情况下,设在TFT矩阵变换电路阵列基板侧,而在MIM-LCD情况下,设在MIM矩阵变换电路阵列基板侧、在STN-LCD的情况下,也可设在相反方向的条状电极基板侧。

在制造装设具有这样制造的树脂黑底的滤色器的液晶显示元件时,可通过以下方法进行。首先在滤色器上形成液晶定向膜,进行抛光处理。同样地形成定向膜,与进行抛光处理的相对的电极组合。然后,通过在电极间注入液晶,进行液晶池的组装,得到在液晶盒内部具有上述滤色器的彩色液晶显示元件。

这样制造的液晶显示元件,与其他的黑底比较,主要是其黑底的反射率低,另外,由于中性黑作用,表示了如下优良显示特性:(1)即使在明光的场所,显示的反差也不降低(容易看见)。

(2)可鲜明地看到红、绿、蓝的着色。

(3)略带黑色。

(4)映入背景的色少。

(5)没有反射的色。

以下通过实施例详细说明本发明,但是本发明的解释不受这些实施例的限制。聚酰亚胺前体溶液的制造。

将3、3′,4、4′-二苯基四羧酸二酐147g与N-甲基-2-吡咯烷酮775g一起同时加入到反应器中,而后添加4、4′-二氨基二苯基醚95.10g及双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷6.2g,在60℃下反应3小时,得到粘度600泊(25℃)的聚酰亚胺的前体溶液。平均聚合度约27,两末端具有氨基。将其放置在无碱玻璃基板上(日本电气(株)制、OA-2R),用旋转器加工,涂成2μm厚的膜,在80℃下热风干燥10分钟后,在120℃下进行20分钟半熟化,在300℃下进行30分钟熟化。此聚酰亚胺膜的原刺激Y是95。

实施例1将具有下述组成的碳黑粉基料,蓝颜料粉基料用均化器以7000rpm进行30分钟分散后,分别混合全量,通过过滤除去玻璃珠,调制成黑色膏。黑色膏的粘度是30cP、屈服值是2.0×10-4Pa。作为遮光剂,对于茶色碳黑的互补色颜料使用蓝色颜料。

(1)碳黑粉基料碳黑(PH值2.8,平均一次粒径28nm、平均二次粒径55nm,炉黑)               4.6份聚酰亚胺前体溶液                     23.0份N-甲基吡咯烷酮                       61.4份玻璃珠                                 90份(2)蓝色颜料粉基料颜料蓝-15                             2.2份聚酰亚胺前体溶液                     23.0份Abieticacid                           0.2份γ-丁内酯                            63.6份玻璃珠                               90.0份无碱玻璃基板上(日本电气(株)制.OA-2),用旋转器加工,在80℃下热风干燥10分钟后,在120℃下进行20分钟半熟化。而后用旋转器涂布正片型保护膜(Shipley Microposit Rc100 30cp)后,在80℃下干燥20分钟。使用加能(株)制曝光机PLA-501F通过光掩膜进行曝光,用碱性显像液(Shipley Microposit 351)同时进行正片型保护膜显像及聚酰亚胺前体的刻蚀后,用甲基溶纤醋酸酯进行剥离。进而在300℃下进行30分钟熟化,这样设置成0.98μm厚,开口部为纵向240μm,横向60μm的格子状黑底。

接着,作为红、绿、蓝颜料是分别使用用Color Inder No.65300 Pigment Red 177表示的二蒽醌系颜料、用Color Inder No.74265 Pigment Green 36表示的酞花青绿系颜料、用ColorInder No.74160 Pigment Blue 154表示的酞花青蓝系颜料。在聚酰亚胺前体溶液中分别混合分散上述颜料后,得到红、绿、蓝三种着色膏状物。首先,在光透射性的玻璃基板上形成黑底面侧涂布绿色膏,在80℃下热风干燥10分钟后,在120℃下进行20分钟半熟化。而后,用旋转器涂布正片型保护膜(Shipley MicropositRC100 30 cp)后,在80℃下干燥20分钟。通过光掩膜进行曝光,用碱性显像液(Shipley Microposit 351)  同时进行正片型保护膜显像及聚酰亚胺前体的刻蚀后,用甲基溶纤醋酸酯剥离正片型保护膜、得到宽约90μm,宽向间距300μm的纵方向为条状的绿色像素。进而,在300℃下进行30分钟熟化,这样设置成1.5μm厚的像素层。水洗后,同样地形成三色像素间隔10μm的条状红、蓝的像素。

接着,叠层保护膜。作为保护膜是通过以下方法得到:即在甲基三甲氧基硅烷中加入醋酸,加水分解得到有机硅烷缩合物。将3,3′,4,4′-苯酮四羧酸二酐和3-氨基丙基三乙氧基硅烷在与N-甲基-2-吡咯烷酮溶剂中以1∶2的摩尔比混合,进行反应得到具有亚氨基的缩合物。将上述有机硅烷缩合物和具有亚氨基的缩合物及N-甲基-2-吡咯烷酮以5∶2∶4重量比的混合物涂布在形成红、绿、蓝有机色层的基体上,熟化后得到由聚酰亚胺改性有机硅聚合物组成的3.0μm厚的保护层。

此外,黑底的遮光性几乎不依赖于浓度,在波长430-640nm中,是2.5-2.8(光学密度/μm),此时在波长400-700nm的原刺激值是0.40。实施例2将具有下述组成的碳黑粉基料、紫颜料粉基料、蓝颜料粉基料分别用均化器以7000rpm进行30分钟分散后,分别混合全量,通过过滤除去玻璃珠,调制成黑色膏。黑色膏的粘度是33cp、屈服值是1.0×10-4pa。作为遮光剂,对于茶色碳黑的互补色颜料使用蓝色颜料。

(1)碳黑分基料炉黑(pH值3.5、平均一次粒径32nm、平均二次粒径60nm)2.3份聚酰亚胺前体溶液                            8.0份N-甲基吡咯烷酮                             61.2份玻璃珠                                     71.5份(2)紫颜料粉基料紫罗蓝-23                                    0.3份聚酰亚胺前体溶液                             1.2份γ-内酯                                      2.2份玻璃珠                                       3.7份

(3)蓝颜料粉基料颜料蓝-15                                    1.1份Abieticacid                                  0.1份聚酰亚胺前体溶液                             4.9份γ-内酯                                       8.8份玻璃珠                                      14.9份以下与实施例同样地得到滤色器,但是黑底的膜厚是0.75μm。黑底的遮光性几乎与波长无关,波长430-640nm中,是3.10-3.4(光学密度/μm)此时在波长400-700nm的原刺激值Y是0.32。

实施例3将具有下述组成的碳黑粉基料、紫颜料粉基料、蓝颜料粉基料分别用均化器以7000rpm进行30分钟分散后,分别混合全量,通过过滤除去玻璃珠,调制成黑色膏。黑色膏的粘度是25cp、屈服值是4.7×10-4pa。作为遮光剂,对于茶色碳黑的互补色颜料使用蓝色颜料。

(1)碳黑粉基料碳黑(pH值6.0、平均一次粒径26nm、平均二次粒径5nm、炉黑)                                           2.3份聚酰亚胺前体溶液                            6.6份N-甲基吡咯烷酮                             61.2份玻璃珠                                     71.5份

(2)紫颜料粉基料紫罗蓝-23                                 0.3份聚酰亚胺前体溶液                          1.0份γ-内酯                                   2.2份玻璃珠                                    3.7份(3)蓝颜料粉基料颜料蓝-15                                 1.1份Abieticacid                               0.1份聚酰亚胺前体溶液                          4.0份γ-内酯                                   8.8份玻璃珠                                   14.9份以下与实施例1同样地得到滤色器。但是黑底的膜厚是0.66μm。黑底的遮光性几乎与波长无关,波长430-640nm中,是3.5-3.8(光学密度/μm)此时在波长400-700nm的原刺激值Y是0.33。

实施例4与实施例3同样地得到滤色器。但是黑底的膜厚是0.95μm。黑底的遮光性几乎与波长无关,波长430-640nm中,是3.5-3.8(光学密度/μm)此时在波长400-700nm的原刺激值Y是0.25。

实施例5将具有下述组成的碳黑粉基料、蓝颜料粉基料用均化器以7000rpm进行30分钟分散后,分别混合全量,通过过滤除去玻璃珠,调制成黑色膏。黑色膏的粘度是32cp、屈服值是1.0×10-4pa。作为遮光剂,对于茶色碳黑的互补色颜料使用蓝色颜料。

(1)碳黑粉基料碳黑([COOH]=0.004、平均一次粒径26nm、平均二次粒径57nm、炉黑)                                4.6份聚酰亚胺前体溶液                      23.0份N-甲基吡咯烷酮                        61.4份玻璃珠                                90.0份(2)蓝颜料粉基料颜料蓝-15                              2.2份聚酰亚胺前体溶液                      23.0份Abieticacid                            0.2份γ-丁内酯                             63.6份玻璃珠                                90.0份以下与实施例1同样地得到滤色器。但是黑底的遮光性几乎与波长无关,波长430-640nm中,是2.5-2.8(光学密度/μm)此时在波长400-700nm的原刺激值Y是0.40。

实施例6将具有下述组成的碳黑粉基料、紫颜料粉基料、蓝颜料粉基料分别用均化器以7000rpm进行30分钟分散后,分别混合全量,通过过滤除去玻璃珠,调制成黑色膏。黑色膏的粘度是25cp、屈服值是5.0×10-5pa。作为遮光剂,对于茶色碳黑的互补色颜料使用蓝色颜料。

(1)碳黑粉基料碳黑([COOH]=0.005、平均一次粒径30nm、平均二次粒径60nm、炉黑)                                 2.3份聚酰亚胺前体溶液                        8.0份N-甲基吡咯烷酮                         61.2份玻璃珠                                 71.5份(2)紫颜料粉基料紫罗蓝-23                               0.3份聚酰亚胺前体溶液                        1.2份γ-内酯                                 2.2份玻璃珠                                  3.7份(3)蓝颜料粉基料颜料蓝-15                               1.1份Abieticacid                             0.1份聚酰亚胺前体溶液                        4.9份γ-内酯                                 8.8份玻璃珠                                 14.9份以下与实施例1同样地得到滤色器但是黑底的膜厚是0.75μm。黑底的遮光性几乎与波长无关,波长430-640nm中,是3.1-3.4(光学密度/μm)此时在波长400-700nm的原刺激值Y是0.32。

实施例7除了变更成具有下列组成的碳黑粉基料外,其他与实施例6相同调制成黑色膏。黑色膏的粘度是27cp、屈服值是7.0×10-4pa。

(1)碳黑粉基料碳黑([SO3H]=0.005、平均一次粒径25nm、平均二次粒径55nm、炉黑)                                2.3份聚酰亚胺前体溶液                         8.0份N-甲基吡咯烷酮                          61.2份玻璃珠                                  71.5份以下与实施例1同样地得到滤色器。但是黑度的遮光性几乎与波长无关,波长430-640nm中,是3.1-3.4(光学浓度/μm)此时在波长400-700nm的原刺激值Y是0.32。

比较例1除了使用下述碳黑以外,与实施例1同样地得到滤色器。

碳黑(pH值8.0、平均一次粒径30nm、平均二次粒径80nm、炉黑)4.6份黑色膏的粘度是55cp、屈服值是0.25pa。与实施例1相比黑底的遮光性,在波长430-640nm中,是1.9-2.3(光学浓度/μm),增加了波长的依赖性,而且遮光性也下降,是不合格的。此时在波长400-700nm的原刺激值Y是0.70。

比较例2将具有下述组成的碳黑粉基料用均化器以7000rpm进行30分钟分散后,分别混合全量,通过过滤除去玻璃珠,调制成黑色膏。黑色膏的粘度是55cp、屈服值是0.2pa。作为遮光剂,只使用茶色的碳黑。

(1)碳黑粉基料碳黑(pH值2.8、平均一次粒径30nm、平均二次粒径80nm、炉黑)                                       4.6份聚酰亚胺前体溶液                       57.0份N-甲基吡咯烷酮                        120.0份玻璃珠                                180.0份与实施例1同样地得到滤色器。但是黑底的膜厚是1.4μm。黑底的遮光性与波长的依赖性很强,长波长侧的遮光性下降,波长430-640nm的遮光性是1.5-2.2(光学密度/μm),为不合格。此时在波长400-700nm的原刺激值Y是0.3。

比较例3除了使用下述碳黑以外,与实施例1同样地得到滤色器碳黑([COOH]≤0.001、[OH]≤0.001、[SO3H]≤0.001、平均一次粒径55nm、平均二次粒径110nm、炉黑)4.6份黑色膏的粘度是60cp、屈服值是0.30Pa。与实施例1相比黑底的遮光性,在波长430-640nm中,是1.9-2.3(光学密度/μm),遮光性下降,不合格。此时在波长400-700nm的原刺激值Y是0.80。

比较例4将具有下述组成的碳黑粉基料用均化器以7000rpm进行30分钟分散后,分别混合全量,通过过滤除去玻璃珠,调制成黑色膏。黑色膏的粘度是500cp、屈服值是0.2pa。作为遮光剂,只使用茶色的碳黑。

(1)碳黑粉基料碳黑([COOH]≤0.001、[OH]≤0.001、[SO3H]≤0.001、平均一次粒径55nm、平均二次粒径110nm、炉黑)      4.6份聚酰亚胺前体溶液                       57.0份N-甲基吡咯烷酮                        120.0份玻璃珠                                180.0份与实施例1同样地得到滤色器。但是黑底的膜厚是1.4μm。黑底的遮光性与波长的依赖性很强,长波长侧的遮光性下降,波长430-640nm中的遮光性1.5-2.2(光学密度/μm),为不合适。此时在波长400-700nm的原刺激值Y是0.3。

表1-1中列举了各实施例、比较例所使用的碳黑pH值、平均一次粒径、平均二次粒径、有无互补色颜料以及得到的黑膏粘度、屈服值、单位膜厚遮光性、遮光性与波长的依赖性。

表1-2中列举了各实施例、比较例所使用的碳黑的羧基浓度[COOH]、羟基浓度[OH]、磺酸基浓度[SO3H]、平均一次粒径、平均二次粒径、有无互补色颜料以及得到的黑膏粘度、屈服值、单位膜厚遮光性、遮光性与波长的依赖性。

表2表示在C光源中各树脂黑底的透射光色度坐标。

表3表示从背后照射光时各树脂黑底的透射光色度坐标。

表4表示从背后照射光时在各主波长的各树脂黑底的光线透射率。

表5表示在C光源中各黑色膏的透射光色度坐标。

表1-2<

><p>表2

C光源黑底(xo-x)2+(yo-y)2xoxoxy实施例10.310.320.320.370.003实施例20.310.320.300.310.000实施例30.310.320.300.310.000实施例40.310.320.290.300.001实施例50.310.320.320.370.003实施例60.310.320.300.310.000实施例70.310.320.300.310.000比较例20.310.320.500.420.046比较例40.310.320.500.420.046</table> </tables>

表3

背照光黑底(xo-x)2+(yo-y)2xoyoxy实施例10.340.370.350.420.003实施例20.340.370.360.360.001实施例30.340.370.360.360.001实施例40.340.370.370.370.001实施例50.340.370.350.420.003实施例60.340.370.360.360.001实施例70.340.370.360.360.001比较例20.340.370.490.440.027比较例40.340.370.490.440.027</table> </tables>

表4

<p>比较装有用上述方法制造的树脂黑底滤色器的液晶显示元件(TFT(薄膜晶体管)型)和铬黑底、二层铬黑底及作为比较的CRT(彩色阴极射线管)的反差比(易见度;一般是以白亮度/黑亮度来定义的,但是有反射光时要用(白亮度+反射)/(黑亮度+反射)表示)对于室内照度的依赖性(第1图)。亮度是用トプコン黑底-5或黑底-7进行测定。室内照度高时,装有树脂黑度滤色器的液晶显示元件的反差比下降少,在明亮的场所也很容易看见显示。这种装有用上述视感的树脂黑底滤色器的液晶显示元件,其特征如下:(1)可以鲜明地看见红、绿、蓝的着色、(2)略带黑色、(3)映入背景的色少、(4)没有反射的色。

另外,100名人员进行了监视调查,从统计数字上证实了装有用上述视感的树脂黑底滤色器的液晶显示元件的特征。

本发明的滤色器,通过在上述树脂中分散特定的遮光剂,可以得到具有色特性优良黑底液晶显示元件的滤色器,得到显示高的液晶显示元件。

Claims (21)

1.一种树脂黑底,其特征是在使遮光剂分散在树脂中的树脂黑底中,作为遮光剂使用下述(A)-(D)中至少一种碳黑:(A)pH值是6.5以下。(B)表面的羧基浓度[COOH],用相当于全碳原子摩尔比表示为0.001<[COOH]。(C)表面的羟基浓度[OH]用相当于全碳原子摩尔比表示为0.001<[OH](D)表面的磺酸基浓度[SO3H],用相当于全碳原子摩尔比表示为0.001<[SO3H]。
2.根据权利要求1所述的树脂黑底,其特征是该遮光剂的平均一次粒径是5至40nm。
3.根据权利要求1所述的树脂黑底,其特征是该遮光剂的平均二次粒径是5至100nm。
4.根据权利要求1所述的树脂黑底,其特征是作为该遮光剂是含有碳黑和对于碳黑有互补色的颜料。
5.根据权利要求4所述的树脂黑底,其特征是对于碳黑有互补色的颜料是蓝色和/或紫色颜料。
6.根据权利要求1所述的树脂黑底,其特征是碳黑在遮光剂中占有的比例是50重量%以上。
7.根据权利要求1所述的树脂黑底,其特征是该树脂为聚酰亚胺。
8.一种黑色膏,其特征是在使遮光剂分散在树脂中的黑色膏中,作为遮光剂使用下述(A)-(D)中至少一种碳黑,(A)pH值是6.5以下。(B)表面的羧基浓度[COOH]用相当于全碳原子摩尔比表示为0.001<[COOH]。(C)表面的羟基浓度[OH]用相当于全碳原子摩尔比表示为0.001<[OH]。(D)表面的磺酸基浓度[SO3H]用相当于全碳原子摩尔比表示为0.001<[SO3H]。
9.根据权利要求8所述的黑色膏,其特征是该遮光剂的平均一次粒径是5至40nm。
10.根据权利要求8所述的黑色膏,其特征是该遮光剂的平均二闪粒径是5至100nm。
11.根据权利要求8所述的黑色膏,其特征是作为该遮光剂是含有碳黑和对于碳黑有互补色的颜料。
12.根据权利要求8所述的黑色膏,其特征是对于碳黑有互补色的颜料是蓝色和/或紫色颜料。
13.根据权利要求8所述的黑色膏,其特征是碳黑在遮光剂中占有的比例是50重量%以上。
14.根据权利要求8所述的黑色膏,其特征是该树脂为聚酰亚胺。
15.根据权利要求8所述的黑色膏,其特征是以N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中选出的胺系极性溶剂作为溶剂的主成分。
16.根据权利要求8所述的黑色膏,其特征是至少含有内酯系溶剂。
17.根据权利要求8所述的黑色膏,其特征是至少含有表面张力为26至33达因/cm的乙二醇或丙二醇的醚乙酸酯溶剂。
18.根据权利要求8所述的黑色膏,其特征是按照Casson的流动方程式,屈服值是0.1pa以下。
19.根据权利要求11所述的黑色膏,其特征是粘度是5-1000cp。
20.一种滤色器,其特征是含有权利要求1所述的树脂黑底。
21.一种液晶显示元件,其特征是装有权利要求20所述的滤色器。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1329749C (zh) * 2003-06-20 2007-08-01 东洋油墨制造株式会社 感光性黑色组合物、使用该组合物的黑底基板和滤色器
CN100397106C (zh) 2002-08-07 2008-06-25 精工爱普生株式会社 滤色片基板及其制造方法及其应用
CN1918515B (zh) 2004-02-16 2010-12-08 三菱化学株式会社 可固化树脂组合物、滤色器和液晶显示装置
CN101398497B (zh) 2007-09-28 2012-06-27 富士胶片株式会社 滤色器及其制造方法

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6900855B1 (en) * 1995-10-12 2005-05-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device having resin black matrix over counter substrate
JPH09105953A (ja) 1995-10-12 1997-04-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置
US8446537B2 (en) 1995-10-12 2013-05-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device having resin layer contacts a transparent conductive film
KR100209277B1 (ko) * 1996-04-25 1999-07-15 구자홍 박막트랜지스터 어레이 기판 및 그 제조방법
WO1998005712A1 (fr) * 1996-08-02 1998-02-12 Toppan Printing Co., Ltd. Composition de resine photosensible noire, filtre couleur produit a l'aide de celle-ci et son procede de production
JPH10268292A (ja) * 1997-01-21 1998-10-09 Sharp Corp カラーフィルタ基板およびカラー液晶表示素子
US6760086B2 (en) * 1998-03-26 2004-07-06 Tomoegawa Paper Co., Ltd. Attachment film for electronic display device
US6770502B2 (en) * 2002-04-04 2004-08-03 Eastman Kodak Company Method of manufacturing a top-emitting OLED display device with desiccant structures
US7288589B2 (en) * 2002-12-16 2007-10-30 E. I. Du Pont De Nemours & Company Pigment dispersions for solventborne coatings with improved rheology
US7006175B2 (en) * 2003-02-27 2006-02-28 Innolux Display Corp. Color filter and method for manufacturing the same
US7189291B2 (en) * 2003-06-02 2007-03-13 Entegris, Inc. Method for the removal of airborne molecular contaminants using oxygen gas mixtures
JP5181419B2 (ja) * 2003-10-15 2013-04-10 東レ株式会社 黒色組成物、黒色被膜組成物、樹脂ブラックマトリクス、液晶表示装置用カラーフィルターおよび液晶表示装置
JP2005316277A (ja) * 2004-04-30 2005-11-10 Seiko Epson Corp 液晶表示装置の製造方法、製造装置、液晶表示装置及び電子機器
JP2006133338A (ja) 2004-11-04 2006-05-25 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 遮光膜形成用感光性組成物、該遮光膜形成用感光性組成物で形成されたブラックマトリクス
JP4611724B2 (ja) 2004-12-03 2011-01-12 東京応化工業株式会社 遮光膜形成用感光性組成物、該遮光膜形成用感光性組成物で形成されたブラックマトリクス
JP4837297B2 (ja) * 2005-03-09 2011-12-14 富士フイルム株式会社 遮光画像付き基板及び遮光画像の形成方法、転写材料、カラーフィルター、並びに表示装置
KR20080034492A (ko) * 2005-08-03 2008-04-21 엔테그리스, 아이엔씨. 이송 용기
US7826048B2 (en) * 2006-12-28 2010-11-02 Lexmark International, Inc. Apparatus for measuring doctor blade geometric deviations
US7953560B2 (en) * 2006-12-28 2011-05-31 Lexmark International, Inc. Method for measuring doctor blade geometric deviations
CN101688070B (zh) * 2007-04-24 2014-02-12 卡伯特公司 引入了低结构炭黑的涂料组合物和由其形成的器件
KR20080095385A (ko) * 2007-04-24 2008-10-29 엘지전자 주식회사 플라즈마 디스플레이 패널 및 그 제조방법
JP2009237157A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Fuji Xerox Co Ltd ポリアミック酸組成物、ポリイミド無端ベルト及びその製造方法、画像形成装置
US8755010B2 (en) * 2011-11-17 2014-06-17 Apple Inc. Displays with multilayer masks and color filters
JP6063782B2 (ja) 2013-03-12 2017-01-18 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置及び表示装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3519452A (en) * 1967-03-09 1970-07-07 Cabot Corp Sulfonated carbon black pigmented compositions
DE3118503C2 (zh) * 1981-05-09 1985-12-12 Fa. J.S. Staedtler, 8500 Nuernberg, De
JPH0518339B2 (zh) * 1985-07-08 1993-03-11 Bridgestone Corp
JP2909143B2 (ja) * 1989-04-27 1999-06-23 シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー ポリケトン重合体組成物
JPH04156402A (en) * 1990-10-19 1992-05-28 Dainippon Printing Co Ltd Color filter

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100397106C (zh) 2002-08-07 2008-06-25 精工爱普生株式会社 滤色片基板及其制造方法及其应用
CN1329749C (zh) * 2003-06-20 2007-08-01 东洋油墨制造株式会社 感光性黑色组合物、使用该组合物的黑底基板和滤色器
CN1918515B (zh) 2004-02-16 2010-12-08 三菱化学株式会社 可固化树脂组合物、滤色器和液晶显示装置
CN101398497B (zh) 2007-09-28 2012-06-27 富士胶片株式会社 滤色器及其制造方法

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