JP2000143985A - 黒色被覆組成物、樹脂ブラックマトリックス、カラ―フィルタ―および液晶表示装置 - Google Patents

黒色被覆組成物、樹脂ブラックマトリックス、カラ―フィルタ―および液晶表示装置

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JP2000143985A
JP2000143985A JP23823599A JP23823599A JP2000143985A JP 2000143985 A JP2000143985 A JP 2000143985A JP 23823599 A JP23823599 A JP 23823599A JP 23823599 A JP23823599 A JP 23823599A JP 2000143985 A JP2000143985 A JP 2000143985A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】遮光性、抵抗性ともに優れた黒色被覆組成物、
樹脂ブラックマトリックスを得、さらに表示性、遮光性
に優れたカラーフィルタ、液晶表示装置を提供する。 【解決手段】ポリイミド樹脂とX線強度比Rの高いチタ
ン酸窒化物粉末とを含有する黒色被覆組成物、ブラック
マトリックス、、カラーフィルター、および液晶表示装
置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高抵抗黒色被覆膜
組成物、樹脂ブラックマトリックス液晶表示用カラーフ
ィルターおよび液晶表示装置に関する。
【0002】液晶表示装置は、液晶の電気光学応答を用
いることにより、画像や文字の表示や、情報処理などに
用いられるものであり、具体的には、パソコン、ワード
プロセッサー、ナビゲーションシステム、液晶テレビ、
ビデオなどの表示画面や、液晶プロジェクター、液晶空
間変調素子などに用いられる。
【0003】
【従来の技術】液晶表示において、画素間、あるいは駆
動回路部分など光の透過を防止することが望ましい部分
には遮光膜としてブラックマトリックスが必要となる。
遮光膜の材質としては、クロム、ニッケル、アルミニウ
ム等の消衰係数の大きな素材が採用されている。これら
の金属を用いた遮光膜の製膜方法としては、蒸着法、ス
パッタ法、真空製膜が一般的であり、該遮光膜のパター
ン化は、フォトリソグラフィー法によって行われる。典
型例としては、上記方法で成膜された金属薄膜上にフォ
トレジストを塗布、乾燥した後、フォトマスクを介して
紫外線を照射してレジストパターンを形成後、エッチン
グ、レジスト剥離の工程を経て製造される。しかしなが
らこの方法では工程の煩雑さから製造コストが高くな
り、従ってカラーフィルター自体のコストが高くなる。
さらに、この金属薄膜により形成されたブラックマトリ
ックスを有する液晶表示装置用基板を搭載した場合、金
属薄膜表面の反射率が高いため、強い外光に照射される
と、反射光が強く表示品位が著しく低下するという問題
が生じる。
【0004】一方、金属以外の遮光材としてはカーボン
ブラックが利用されており、特開平9−15403号公
報に示されるごとく、樹脂とカーボンブラックからなる
組成物を適当な溶剤に分散してペーストを作成し、該ペ
ーストを液晶基板に塗布することによってブラックマト
リックスが形成される。この場合においても遮光膜のパ
ターン化は上述のフォトリソグラフィーと同様の方法に
よって行われる。該ブラックマトリックスはペースト塗
布法で成膜されること、反射率の低いカーボンブラック
を遮光材としていること、からプロセス上に低コストが
図れるとともに、金属遮光材と比較して反射率を低減で
きること等の特長を有する。
【0005】従来の液晶表示装置の構造は、基本的には
ブラックマトリックスを有する電極基板と、透明基板上
に透明導電膜を形成した対向電極基板、および前記2枚
の基板間に挟まれた液晶層からなるものである。特に、
これら液晶表示装置を用いてカラー表示を行うには、ブ
ラックマトリックスに加え、色選択性を有する画素から
なるカラーフィルターを基板上に形成する方法が採られ
ている。該液晶層には前もって所定の構造を取らせてあ
り、2枚の基板間に印加された電界によって構造が制御
され、この構造変化にともなって液晶層を透過する光量
が調節されることによって表示が行われる。
【0006】所定の液晶構造としては、現在Twisted Ne
matics(TN)構造と呼ばれる液晶構造、すなわち厚み
方向にわたってねじれた構造をとらせる方式が最も一般
的である。しかし、TN方式による液晶表示では視野角
が狭いという問題があり、視野角拡大フィルム等を用い
て視野角を拡げているのが現状である。
【0007】一方、最近、広い視野角が得られる液晶表
示方式として特開平7−159786号公報にあるよう
なインプレーンスイッチング(IPS)方式と呼ばれる
方式が注目されている。本方式では、液晶分子を電極基
板に並行に配向させるとともに、一方の基板上にのみ櫛
形状の電極を対向させて形成し、対向電極間に電界を加
え、すなわち液晶層面内方向に電界を加えて液晶を層面
内で回転さることによって透過光量を調節する。
【0008】しかし、電界が液晶層面内方向にかかる上
記IPS方式では対向基板のブラックマトリックスの電
気抵抗が低いと、電界が正常に印加されず、そのために
液晶配向に乱れが発生して表示ムラの原因となるという
問題が生じる。
【0009】また、従来からブラックマトリックス用遮
蔽剤として知られているカーボンブラックは遮光性は高
いものの、電気抵抗が低いため高抵抗化には適していな
い。カーボンブラックの組成比率を減少させることによ
って高抵抗化を図ることは可能であるが、その際には高
い遮光性を保てないという課題がある。高い電気抵抗を
有する遮蔽剤の一つとしてとしては、酸化チタン(Ti
xOy、一般にx/yは1/2より大)が知られている
(特開昭64−26820など号公報)。また、遮光特
性がより優れたものとして、チタン酸窒化物を用いた高
抵抗遮蔽膜が公知である(特開平1−141963号公
報)。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記チタン化
合物いずれも遮光性が十分ではないという課題がある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明はチタン酸窒化物と樹脂を必須成分として含有
する黒色被覆組成物であって、CuKα線をX線源とし
た場合のチタンブラックの回折角2θが25°〜26°
での最大回折線強度I1 、27°〜28°での最大回
折線強度I2、36°〜38°での最大回折線強度I3
した場合に次式(1)で示されるX線強度比R、 R=I3/[I3 +1.8×(I1+1.8×I2)] (1) が0.24以上である黒色被覆組成物、これらの黒色被
覆組成物からなる樹脂ブラックマトリックス、これらの
樹脂ブラックマトリックスを使用してなる液晶表示用カ
ラーフィルター並びにこれらのカラーフィルターを用い
た液晶表示装置を提供する。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の黒色被覆組成物とは基板
上に形成された遮光性を有する黒色薄膜状形態を持ち、
遮光材としてチタン酸窒化物を必須成分として含有す
る。本発明で遮光剤として使用されるチタン酸窒化物は
一般にTiNxOy(ただし、0<x<2.0、0.1
<y<2.0)の組成からなり、以下の方法で製造され
るが、特にこれらに限定されるものではない。(1) 二酸
化チタンまたは水酸化チタンをアンモニア存在下で高温
還元する方法(特開昭60−65069号公報、特開昭
61−201610号公報)。(2) 二酸化チタンまたは
水酸化チタンにバナジウム化合物を付着させ、アンモニ
ア存在下で高温還元する方法(特開昭61−20161
0号公報)。発明者らはより遮光性の高いチタン酸窒化
物を探索する検討を鋭意検討した結果、X線回折強度を
もとにした上記式(1)で示されるX線強度比Rが0.
24以上、より好ましくは0.28以上、さらに好まし
くは0.3以上のチタン酸窒化物が高い遮光性を持つこ
とを見出した。ここで、X線強度比Rは以下の方法で求
められる。すなわち、チタン酸窒化物のX線回折スペク
トルを通常のX線回折装置を用いて、CuKα線をX線
源として測定する。図1に示したように、回折角2θが
25°〜26°での最大回折線強度をI1、27°〜2
8°での最大回折線強度をI2、36〜38°の付近で
の最大回折線強度をI3とした場合に、上記式(1)か
ら求められる。なお、回折線強度とは回折線のピーク位
置におけるX線回折強度である。
【0013】一方、表示品質向上の上でブラックマトリ
ックスの高抵抗化が必要とされており、特にインプレー
ン・スイッチング液晶表示素子においてはムラのない均
一な表示には樹脂ブラックマトリックスの体積抵抗が1
9Ω・cm以上が必要である。本発明においては黒色
被覆組成物の電気抵抗が109Ω・cmであることが好
ましく、より好ましくは1010Ω・cm以上である。
【0014】ここで黒色被覆組成物の電気抵抗とは体積
電気抵抗(ρ)を言い、この体積電気抵抗はガードリン
グ付きの3端子法で黒色被覆膜の上下に設けられた電極
面に電圧を印加し、流れた電流から求められる。また
は、基板上に形成された対向する電極を黒色被覆膜で覆
い、該対向電極に電圧を印加して電流および電極形状を
もとに求めてもよい。
【0015】本発明の黒色被覆組成物の光学濃度(OD
値)は膜圧1μmあたり3.0以上であることが好まし
い。ここで光学濃度OD(optical density)値は例えば
顕微分光器(大塚電子製MCPD2000)を用いて下記の関係
式より求めたものである。 OD値 = log10 (I0/I) ここでI0 は入射光強度、Iは透過光強度である。な
お、OD値は膜厚に比例するので、遮光性の大きさを本
発明では1μmあたりのOD値として示している。
【0016】本発明に使用されるチタン酸窒化物の一次
粒子径は100nm以下、より好ましくは60nm以下
が好ましい。一次粒子径は、電子顕微鏡による算術平均
により求めることができる。
【0017】本発明に用られる樹脂としては、感光性、
非感光性樹脂のいずれも使用され、具体的にはエポキシ
樹脂、アクリルエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シロキサ
ンポリマ系樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素含有ポリイミ
ド樹脂、ポリイミドシロキサン樹脂、ポリマレイミド樹
脂等のポリイミド系樹脂が好ましく用いられる。特にポ
リイミド樹脂は樹脂の前駆体樹脂とチタン酸窒化物から
製造される塗液は保存安定性に優れ、また得られたブラ
ックマトリックスは平坦性、塗布性、耐熱性の点ですぐ
れている。
【0018】以下、ポリイミド樹脂を使用した場合につ
いて具体的に述べる。チタン酸窒化物/ポリイミド樹脂
の重量組成比は、90/10〜40/60の範囲が高抵
抗かつ高い光学濃度(OD値)を有する上で好ましい。
重量比率が90/10を越えると、チタン酸窒化物が多
すぎるため黒色被覆膜の電気抵抗が低下傾向となる。ま
た、40/60未満となると光学濃度(OD値)が急激
に低下する傾向となる。ただし、チタン酸窒化物からな
る該黒色被覆膜は青みを帯やすいので色度調整等のため
に、電気抵抗や光学濃度(OD値)が低下しない範囲で
チタン酸窒化物の一部を他の顔料、例えば赤顔料で代え
ることも可能である。
【0019】本発明で使用されるポリイミド樹脂は例え
ば、前駆体としてのポリアミック酸を加熱閉環イミド化
することによって形成される。ポリアミック酸は、通常
次の一般式(2)で表される構造単位を主成分とする。
【0020】
【化1】 ここで上記式(2)中のnは0あるいは1〜4の数であ
る。R1は酸成分残基であり、R1は少なくとも2個の炭
素原子を有する3価または4価の有機基を示す。耐熱性
の面から、R1は環状炭化水素、芳香族環または芳香族
複素環を含有し、かつ炭素数6から30の3価または4
価の基が好ましい。R1の例として、フェニル基、ビフ
ェニル基、ターフェニル基、ナフタレン基、ペリレン
基、ジフェニルエーテル基、ジフェニルスルフォン基、
ジフェニルプロパン基、ベンゾフェノン基、ビフェニル
トリフルオロプロパン基、シクロブチル基、シクロペン
チル基などから誘導された基が挙げられるがこれらに限
定されるものではない。R 2は少なくなくとも2個の炭
素原子を有する2価の有機基を示す。耐熱性の面から、
2は環状炭化水素、芳香族環または芳香族複素環を含
有し、かつ炭素数6から30の2価の基が好ましい。R
2の例として、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニ
ル基、ナフタレン基、ペリレン基、ジフェニルエーテル
基、ジフェニルスルフォン基、ジフェニルプロパン基、
ベンゾフェノン基、ビフェニルトリフルオロプロパン
基、ジフェニルメタン基、シクロヘキシルメタン基など
から誘導された基が挙げられるがこれらに限定されるも
のではない。上記式(2)で表される構造単位を主成分
とするポリマーはR1、R2がこれらの内各々1個から構
成されていても良いし、各々2種以上から構成される共
重合体であっても良い。
【0021】本発明においては、この黒色被覆組成物を
樹脂ブラックマトリックスとして使用する。一般に樹脂
ブラックマトリックスの塗液を基板上に、ディップ法、
ロールコータ法、スピナー法、ダイコーティング法、ワ
イヤーバーによる方法などによって塗布し、この後、オ
ーブンやホットプレートを用いて加熱乾燥および硬化を
行う。加熱条件は、使用する樹脂、溶媒、塗布量により
異なるが、通常50〜400℃で、1〜300分加熱す
ることが好ましい。
【0022】こうして得られた塗布膜は、通常、フォト
リソグラフィーなどの方法を用いてパターン加工され
る。すなわち、樹脂が非感光性の樹脂である場合は、そ
の上にフォトレジストの被膜を形成した後に、また、樹
脂が感光性の樹脂である場合は、そのままかあるいは酸
素遮断膜を形成した後に露光現像を行い所望のパターン
にする。また、必要に応じて、フォトレジストまたは酸
素遮断膜を除去した後、加熱し硬化させる。熱硬化条件
は、樹脂により異なるが、前駆体からポリイミド系樹脂
を得る場合には、通常200〜350℃で1〜60分加
熱するのが一般的である。
【0023】こうして得られる樹脂ブラックマトリック
スは、波長430〜640nmの可視光域において光学
濃度(OD値)が3.0以上であることが好ましい。よ
り好ましくは3.5以上、さらに好ましくは4.0以上
である。光学濃度(OD値)が2.5以下である場合、
液晶駆動時の表示のコントラストが低下し、表示品位が
著しく低下する傾向となる。すなわちブラックマトリッ
クスにより十分に遮光されず、液晶表示装置内に形成さ
れた薄膜トランジスター等に光が入射した場合、薄膜ト
ランジスタの誤動作を生じる場合がある。
【0024】樹脂ブラックマトリックスの膜厚として
は、ブラックマトリックスとして使用可能な範囲であれ
ば特に限定されないが、好ましくは、0.5〜2.0μ
m、より好ましくは0.7〜1.5μmである。
【0025】本発明においては、この樹脂ブラックマト
リックスを使用して液晶表示用カラーフィルターを製造
することができる。本発明の樹脂ブラックマトリックス
を液晶表示用カラーフィルターに用いる場合、通常の製
造工程としては、例えば特公平2−1311号公報に示
されているように、まず透明基板上にブラックマトリッ
クス、次いで赤(R)、緑(G)、青(B)の色選択性
を有する画素を形成せしめ、この上に必要に応じてオー
バーコート膜を形成させるものである。なお、画素の具
体的な材質としては、任意の光のみを透過するように膜
厚制御された無機膜や、染色、染料分散あるいは顔料分
散された着色樹脂膜などがある。
【0026】本発明のカラーフィルターの画素に用いら
れる顔料には特に制限はないが、耐光性、耐熱性、耐薬
品性に優れた物が望ましい。代表的な顔料の具体的な例
をカラーインデックス(CI)ナンバーで示す。黄色顔
料の例としてはピグメントイエロー20、24、83、
86、93、94、109、110、117、125、
137、138、139、147、148、153、1
54、166、173などがあげられる。橙色顔料の例
としてはピグメントオレンジ13、31、36、38、
40、42、43、51、55、59、61、64、6
5などが挙げられる。赤色顔料の例としてはピグメント
レッド9、97、122、123、144、149、1
66、168、177、190、192、215、21
6、224などが挙げられる。紫色顔料の例としてはピ
グメントバイオレット19、23、29、32、33、
36、37、38などが挙げられる。青色顔料の例とし
てはピグメントブルー15(15:3、15:4、1
5:6など)、21,22、60、64などが挙げられ
る。緑色顔料の例としてはピグメントグリーン7、1
0、36、47などが挙げられる。なお、顔料は必要に
応じて、ロジン処理,酸性基処理,塩基性基処理などの
表面処理が施されている物を使用してもよい。また、樹
脂ブラックマトリックスの密着力を向上させるために、
必要に応じて顔料表面を樹脂で被覆したものを用いても
よい。
【0027】着色樹脂膜として用いられる樹脂に特に制
限は無く、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリ
アミド、ポリイミドなどを使用することができる。製造
プロセスの簡便さや、耐熱性、耐光性などの面から画素
としては顔料分散された樹脂膜を用いることが好まし
い。パターン形成の容易さの点からは顔料分散された感
光性のアクリル樹脂を用いることが好ましい。しかし、
耐熱性、耐薬品性の面からは、顔料分散されたポリイミ
ド膜を用いることが好ましい。
【0028】液晶表示装置用基板カラーフィルターで
は、画素間に該遮光膜からなるブラックマトリックスが
配置される。ブラックマトリックスの配置により、液晶
表示装置のコントラストを向上させることができること
に加え、光による液晶表示装置の駆動素子の誤動作を防
止することができる。
【0029】本発明の液晶表示装置用基板上に固定され
たスペーサーを形成してもよい。固定されたスペーサー
とは、特開平4−318816号公報に示されるように
液晶表示装置用基板の特定の場所に固定され、液晶表示
装置を作製した際に対向基板と接するものである。これ
により対向基板との間に、一定のギャップが保持され
る。このギャップに、液晶が注入される。固定されたス
ペーサーを配することにより、液晶表示装置の製造工程
において球状スペーサーを散布する工程や、シール剤内
にロッド状のスペーサーを混練りする工程を省略するこ
とができる。
【0030】固定されたスペーサーの形成は、フォトリ
ソグラフィーや印刷、電着などの方法によって行われ
る。スペーサーを容易に設計通りの位置に形成できるの
で、フォトリソグラフィーによって形成することが好ま
しい。
【0031】本発明においては、基板上に樹脂ブラック
マトリックスを形成した後又は画素を形成した後又は固
定されたスペーサーを配した後に、オーバーコート膜を
形成してなるカラーフィルターであることがより好まし
い。
【0032】加熱硬化後の該オーバーコートの厚みは、
凹凸のある基板上に塗布された場合、オーバーコート剤
のレベリング性により、凹部(周囲より低い部分)では
厚く、凸部(周囲より高い部分)では薄くなる傾向があ
る。本発明においてのオーバーコートの厚みには、特に
制限がないが、0.01〜5μm、好ましくは0.03
〜4μm、さらに好ましくは0.04〜3μmである。
【0033】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき、さらに具体
的に説明する。もっとも、本発明は下記実施例に限定さ
れるものではない。
【0034】実施例1 γ−ブチロラクトン(3825g)溶媒中で、ピロメリ
ット酸二無水物(149.6g)、ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸二無水物(225.5g)、3,3′−ジ
アミノジフェニルスルフォン(69.5g)、4,4´
−ジアミノジフェニルエーテル(210.2g)、ビス
−3−(アミノプロピル)テトラメチルシロキサン(1
7.4g)を60℃、3時間反応させた後、無水マレイ
ン酸(2.25g)を添加し、更に60℃1時間反応さ
せることによって、前駆体であるポリアミック酸溶液
(ポリマー濃度15重量%)を得た。
【0035】遮光剤としてのチタン酸窒化物Aの粉末を
理学電機製X線回折装置を用いて回折スペクトルを測定
したところ、I1、I2、I3として15cps、35c
ps、98cpsが得られ、X線強度比Rは0.411
であった。このチタン酸窒化物を11.2g、前記のポ
リマー濃度15重量%のポリアミック酸溶液18.7
g、N−メチル−2−ピロリドン57.2g、3−メチ
ル−3−メトキシブチルアセテート12.9gをガラス
ビーズ100gとともにホモジナイザーを用い、700
0rpmで30分間分散処理後、ガラスビーズを濾過に
より除去し、チタン酸窒化物濃度14重量%の分散液を
得た。
【0036】この分散液27.5gに、前記のポリマー
濃度15重量%ポリアミック酸溶液3.7g、γ−ブチ
ロラクトン1.0g、N−メチル−2−ピロリドン6.
0g、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート1.
8gを添加混合し、黒色ペーストを作製した。このペー
ストを無アルカリガラス基板上に塗布後、145℃でプ
リベークを行い、ポリイミド前駆体黒色着色膜を形成し
た。次に該ポリイミド前駆体黒色着色膜を290℃に加
熱して熱硬化を行い、ポリイミドに転換して樹脂ブラッ
クマトリックスを形成した。この時のチタン酸窒化物/
ポリイミド樹脂の重量比は70/30であった。得られ
た樹脂ブラックマトリックス用遮光膜の厚みは1μmで
あり、OD値は3.72と高く、電気抵抗は9×109
Ω・cmであった。
【0037】実施例2 遮光剤として、チタン酸窒化物Bの粉末を理学電機製X
線回折装置を用いて回折スペクトルを測定したところ、
1、I2、I3として54cps、37cps、85c
psが得られ、X線強度比Rは0.288であった。遮
光剤をチタン酸窒化物Bとした以外は実施例1と同様の
方法で樹脂ブラックマトリックス用遮光膜を作成した。
得られた樹脂ブラックマトリックス用遮光膜の厚みは1
μmであり、OD値は3.20、電気抵抗は3×1010
Ω・cmであった。
【0038】実施例3 遮光剤として、チタン酸窒化物Cの粉末を理学電機製X
線回折装置を用いて回折スペクトルを測定したところ、
1、I2、I3として85cps、18cps、91c
psが得られ、X線強度比Rは0.301であった。チ
タン酸窒化物Cとした以外は実施例1と同様の方法で樹
脂ブラックマトリックス用遮光膜を作成した。得られた
樹脂ブラックマトリックス用遮光膜の厚みは1.1μm
であり、1μmあたりのOD値は3.35であり、電気
抵抗は2×1010Ω・cmであった。
【0039】実施例4 遮光剤として、チタン酸窒化物Dの粉末を理学電機製X
線回折装置を用いて回折スペクトルを測定したところ、
1、I2、I3として21cps、42cps、89c
psが得られ、X線強度比Rは0.339であった。チ
タン酸窒化物Dとした以外は実施例1と同様の方法で樹
脂ブラックマトリックス用遮光膜を作成した。得られた
樹脂ブラックマトリックス用遮光膜の厚みは1μm、O
D値は3.58、電気抵抗は1×1010Ω・cmであっ
た。
【0040】実施例5 遮光剤として、チタン酸窒化物Eの粉末を理学電機製X
線回折装置を用いて回折スペクトルを測定したところ、
1、I2、I3として100cps、13cps、80
cpsが得られ、X線強度比Rは0.265であった。
チタン酸窒化物Eとした以外は実施例1と同様の方法で
樹脂ブラックマトリックス用遮光膜を作成した。得られ
た樹脂ブラックマトリックス用遮光膜の厚みは1μm、
OD値は3.02、電気抵抗は5×1010Ω・cmであ
った。
【0041】実施例6 遮光剤として、チタン酸窒化物Fの粉末を理学電機製X
線回折装置を用いて回折スペクトルを測定したところ、
1、I2、I3として52cps、39cps、74c
psが得られ、X線強度比Rは0.252であった。チ
タン酸窒化物Fとした以外は実施例1と同様の方法で樹
脂ブラックマトリックス用遮光膜を作成した。得られた
樹脂ブラックマトリックス用遮光膜の厚みは1μm、O
D値は3.00、電気抵抗は5×1010Ω・cmであっ
た。
【0042】比較例1 遮光剤としてのチタン酸窒化物Gの粉末を理学電機製X
線回折装置を用いて回折スペクトルを測定したところ、
1、I2、I3として118cps、20cps、83
cpsが得られ、X線強度比Rは0.230であった。
このチタン酸窒化物Gを3.2g、アクリル共重合樹脂
2.2g、エチレングリコールモノエチルエーテル2
2.3g、キシレン22.3gをコボールミルで15分
間分散してペーストを作製した。この時のチタン酸窒化
物/アクリル樹脂の重量比率は60/40であった。 得
られた樹脂ブラックマトリックス用遮光膜の厚みは1.
5μmであり、1μmあたりのOD値は2.4、体積抵
抗は1×1011Ω・cmであった。
【0043】比較例2 遮光剤としてのチタン酸窒化物Hの粉末を理学電機製X
線回折装置を用いて回折スペクトルを測定したところ、
1、I2、I3として80cps、57cps、91c
psが得られ、X線強度比Rは0.220であった。こ
のチタン酸窒化物Hと、アクリル共重合樹脂から比較例
1と同様の方法で遮光性薄膜を作製した。なお、この時
のチタン酸窒化物/アクリル樹脂の重量比率は70/3
0であった。 得られた樹脂ブラックマトリックス用遮光
膜の1μmあたりのOD値は2.75、体積抵抗は7×
1010Ω・cmであった。
【0044】実施例7 実施例4で調製した分散液20.6gに、同じく実施例
1で調製したポリマー濃度15重量%ポリアミック酸溶
液6.4g、γ−ブチロラクトン0.4g、N−メチル
−2−ピロリドン9.7g、3−メチル−3メトキシブ
チルアセテート2.8gを添加混合し、黒色ペーストを
作製した。本ペーストを実施例1と同様に無アルカリガ
ラス基板上に塗布後、145℃でプリベークを行い、ポ
リイミド前駆体黒色着色膜を形成した。次に該ポリイミ
ド前駆体黒色着色膜を290℃に加熱して熱硬化を行
い、ポリイミドに転換して樹脂ブラックマトリックスを
形成した。この時のチタン酸窒化物/ポリイミド樹脂の
重量比は60/40であった。得られた樹脂ブラックマ
トリックス用遮光膜の厚みは1.2μmであり、1μm
あたりのOD値は2.95、体積抵抗は6×1010Ω・
cmであった。
【0045】実施例8 (カラーフィルターの作製)実施例4と同様の方法でポ
リイミド前駆体黒色着色膜を形成後、冷却し、ポジ型フ
ォトレジストを塗布して、90℃で加熱乾燥してフォト
レジスト被膜を形成した。これを紫外線露光機を用い
て、フォトマスクを介して露光した。露光後、アルカリ
現像液に浸漬し、フォトレジストの現像、ポリイミド前
駆体黒色着色膜のエッチングを同時に行い、開口部を形
成した。エッチング後、不要となったフォトレジスト層
をメチルセルソルブアセテートにて剥離した。エッチン
グされたポリイミド前駆体黒色着色膜を290℃に加熱
して熱硬化を行い、ポリイミドに転換して樹脂ブラック
マトリックスを形成した。
【0046】[画素の作製]γ−ブチロラクトンとN−メ
チル−2−ピロリドンの混合溶媒中で、ピロメリット酸
二無水物(0.5モル当量)、ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸二無水物(0.49モル当量)、4,4´−ジ
アミノジフェニルエーテル(0.95モル当量)、ビス
−3−(アミノプロピル)テトラメチルシロキサン
(0.05モル当量)を反応させ、ポリアミック酸溶液
(ポリマー濃度20重量%)を得た。このポリアミック
酸溶液を200g取り出し、それにγ−ブチロラクトン
186g、ブチルセロソルブ64gを添加して、ポリマ
ー濃度10重量%の画素用ポリアミック酸溶液を得た。
ピグメントレッド177(アントラキノンレッド)4
g、γ−ブチロラクトン40g、ブチルセロソルブ6g
をガラスビーズ100gとともにホモジナイザーを用
い、7000rpmで30分間分散処理後、ガラスビー
ズを濾過により除去し、顔料濃度8重量%の顔料分散液
を得た。顔料分散液30gに、前記のポリマー濃度10
重量%の画素用ポリアミック酸溶液30gを添加混合
し、赤色ぺーストを得た。
【0047】樹脂ブラックマトリックス上に赤色ペース
トを塗布し、プリベークを行い、ポリイミド前駆体赤色
着色膜を形成した。フォトレジストを用い、前記と同様
な手段により、赤色画素の形成し、290℃に加熱して
熱硬化を行った。ピグメントグリーン7(フタロシアニ
ングリーン)3.6g、ピグメントイエロー83(ベン
ジジンイエロー)0.4g、γ−ブチロラクトン32
g、ブチルセロソルブ4gをガラスビーズ120gとと
もにホモジナイザーを用い、7000rpmで30分間
分散処理後、ガラスビーズを濾過により除去し、顔料濃
度10重量%の顔料分散液を得た。顔料分散液32g
に、前記のポリマー濃度10重量%の画素用ポリアミッ
ク酸溶液30gを添加混合し、緑色カラーぺーストを得
た。
【0048】赤色ぺーストを用いた時と同様にして、緑
色画素の形成し、290℃に加熱して熱硬化を行った。
前記のポリマー濃度10重量%の画素用ポリアミック酸
溶液60gと、ピグメントブルー15(フタロシアニン
ブルー)2.8g、N−メチル−2−ピロリドン30
g、ブチルセロソルブ10gをガラスビーズ150gと
ともにホモジナイザーを用い、7000rpmで30分
間分散処理後、ガラスビーズを濾過により除去し、青色
カラーペーストを得た。前記と同様な手順により、青色
画素の形成し、290℃に加熱して熱硬化を行った。こ
のようにしてカラーフィルターを作製した。樹脂ブラッ
クマトリックスの膜厚は1.2μmであり、1μmあた
りのOD値は3.57であった。
【0049】(カラー液晶表示素子の作製と評価)この
カラーフィルター上にポリイミド系の配向膜を設け、ラ
ビング処理を施した。また、同様に、TFT素子および
対向する櫛形電極群からなる液晶表示素子用基板につい
ても、ポリイミド系の配向膜を設け、ラビング処理を施
した。この2枚の基板を樹脂ブラックマトリックスにか
かるようにシール剤を塗布し貼り合わせた。次にシール
部に設けられた注入口から液晶を注入した。液晶を注入
後、注入口を封止し、さらに偏光板を基板の外側に貼り
合わせることによってインプレーンスィッチング方式の
液晶表示装置を作製したところ、特に遮光性に優れた液
晶表示装置を得ることができた。
【0050】
【発明の効果】本構成によれば、高遮光性、高体積抵抗
共に優れた黒色被膜組成物を得ることができ、高遮光
性、高体積抵抗共に優れた樹脂ブラックマトリックスが
製造可能となり、さらに表示の優れたカラーフィルター
を得ることができ、特にインプレーン・スイッチング素
子による液晶表示装置において遮光性の優れた良好な表
示を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】チタンブラックのX線回折強度を示すグラフで
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02F 1/1335 500 G02F 1/1335 505 505 C08L 101/00

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】チタン酸窒化物と樹脂を必須成分として含
    有する黒色被覆組成物であって、CuKα線をX線源と
    した場合のチタン酸窒化物の回折角2θが25°〜26
    °での最大回折線強度をI1 、27°〜28°での最
    大回折線強度をI2、36°〜38°での最大回折線強
    度をI3とした場合に次式(1)で示されるX線強度比
    R R=I3/[ I3 +1.8×(I1+1.8×I2)] (1) が0.24以上である黒色被覆組成物。
  2. 【請求項2】X線強度比Rが0.28以上である請求項
    1記載の黒色被覆組成物。
  3. 【請求項3】樹脂がエポキシ樹脂、アクリル樹脂、アク
    リルエポキシ樹脂、シロキサンポリマ系樹脂、ポリイミ
    ド樹脂から選ばれる少なくとも一種である請求項1また
    は2記載の黒色被覆組成物。
  4. 【請求項4】チタン酸窒化物とポリイミド樹脂の組成重
    量比が、チタン窒酸化物/ポリイミド樹脂=90/10
    〜40/60の範囲にあることを特徴とする請求項3記
    載の黒色被覆組成物。
  5. 【請求項5】黒色被覆組成物の光学濃度(OD値)が、
    膜厚1μmあたり3.0以上でかつ電気抵抗が109Ω
    ・cm以上である請求項1〜4のいずれかに記載の黒色
    被覆組成物。
  6. 【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載の黒色被覆
    組成物からなる樹脂ブラックマトリックス。
  7. 【請求項7】請求項6に記載の樹脂ブラックマトリック
    スを使用してなる液晶表示用カラーフィルター。
  8. 【請求項8】請求項7に記載のカラーフィルターを用い
    た液晶表示装置。
  9. 【請求項9】液晶表示装置がインプレーンスイッチング
    方式である請求項8に記載の液晶表示装置。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005037926A1 (ja) * 2003-10-15 2005-04-28 Toray Industries, Inc. 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
WO2008123097A1 (ja) * 2007-03-20 2008-10-16 Toray Industries, Inc. 黒色樹脂組成物、樹脂ブラックマトリクス、カラーフィルターおよび液晶表示装置
US7785501B2 (en) 2004-12-28 2010-08-31 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Black resin composition for display device, and member for display device
US8129494B2 (en) 2006-12-26 2012-03-06 Asahi Kasei E-Materials Corporation Resin composition for printing plate
WO2018096874A1 (ja) * 2016-11-22 2018-05-31 三菱マテリアル電子化成株式会社 黒色膜形成用混合粉末及びその製造方法
KR20190100231A (ko) 2016-12-08 2019-08-28 샤프 가부시키가이샤 블랙 매트릭스용 조성물, 블랙 매트릭스, 및 블랙 매트릭스의 제조 방법
CN111511680A (zh) * 2017-12-26 2020-08-07 三菱综合材料电子化成株式会社 黑色遮光膜形成用粉末及其制备方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2221665A3 (en) 2009-02-19 2011-03-16 Fujifilm Corporation Dispersion composition, photosensitive resin composition for light- shielding color filter, light-shielding color filter, method of producing the same, and solid-state image sensor having the color filter
TWI519899B (zh) 2009-07-07 2016-02-01 富士軟片股份有限公司 遮光薄膜用著色組成物、遮光圖案、其形成方法、固態影像感應裝置及其製造方法
JP5501175B2 (ja) 2009-09-28 2014-05-21 富士フイルム株式会社 分散組成物及びその製造方法、遮光性カラーフィルタ用感光性樹脂組成物及びその製造方法、遮光性カラーフィルタ及びその製造方法、並びに固体撮像素子
TWI516450B (zh) 2009-10-19 2016-01-11 富士軟片股份有限公司 鈦黑分散物、感光性樹脂組成物、晶圓級透鏡、遮光膜及其製造方法、以及固態攝像元件
CN104317164B (zh) 2009-12-11 2018-03-30 富士胶片株式会社 黑色可固化组合物

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8476351B2 (en) 2003-10-15 2013-07-02 Toray Industries, Inc. Black composition, black coating composition, resin black matrix, color filter for liquid crystal display and liquid crystal display
KR101112521B1 (ko) * 2003-10-15 2012-03-13 도레이 카부시키가이샤 흑색 조성물, 흑색 피막 조성물, 수지 블랙 매트릭스,액정표시장치용 컬러필터 및 액정표시장치
WO2005037926A1 (ja) * 2003-10-15 2005-04-28 Toray Industries, Inc. 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
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
US7785501B2 (en) 2004-12-28 2010-08-31 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Black resin composition for display device, and member for display device
US8129494B2 (en) 2006-12-26 2012-03-06 Asahi Kasei E-Materials Corporation Resin composition for printing plate
US8263730B2 (en) 2006-12-26 2012-09-11 Asahi Kasei E-Materials Corporation Resin composition for printing plate
EP2567995A2 (en) 2006-12-26 2013-03-13 Asahi Kasei E-materials Corporation Resin composition for printing plate
WO2008123097A1 (ja) * 2007-03-20 2008-10-16 Toray Industries, Inc. 黒色樹脂組成物、樹脂ブラックマトリクス、カラーフィルターおよび液晶表示装置
JP2008260927A (ja) * 2007-03-20 2008-10-30 Toray Ind Inc 黒色樹脂組成物、樹脂ブラックマトリクス、カラーフィルターおよび液晶表示装置
US8329068B2 (en) 2007-03-20 2012-12-11 Toray Industries, Inc. Black resin composition, resin black matrix, color filter and liquid crystal display
KR101485436B1 (ko) 2007-03-20 2015-01-23 도레이 카부시키가이샤 흑색 수지 조성물, 수지 블랙 매트릭스, 컬러 필터 및 액정표시장치
JP2018083730A (ja) * 2016-11-22 2018-05-31 三菱マテリアル電子化成株式会社 黒色膜形成用混合粉末及びその製造方法
WO2018096874A1 (ja) * 2016-11-22 2018-05-31 三菱マテリアル電子化成株式会社 黒色膜形成用混合粉末及びその製造方法
US10870578B2 (en) 2016-11-22 2020-12-22 Mitsubishi Materials Electronic Chemicals Co., Ltd. Black-film-forming mixed powder
KR20190100231A (ko) 2016-12-08 2019-08-28 샤프 가부시키가이샤 블랙 매트릭스용 조성물, 블랙 매트릭스, 및 블랙 매트릭스의 제조 방법
US11028270B2 (en) 2016-12-08 2021-06-08 Merck Patent Gmbh Black matrix composition, black matrix, and black matrix production method
CN111511680A (zh) * 2017-12-26 2020-08-07 三菱综合材料电子化成株式会社 黑色遮光膜形成用粉末及其制备方法
CN111511680B (zh) * 2017-12-26 2023-10-24 三菱综合材料电子化成株式会社 黑色遮光膜形成用粉末及其制备方法
US11835679B2 (en) 2017-12-26 2023-12-05 Mitsubishi Materials Electronic Chemicals Co., Ltd. Powder for forming black light-shielding film and method for manufacturing same

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