JP2001040292A

JP2001040292A - 黒色被膜組成物、樹脂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

Info

Publication number: JP2001040292A
Application number: JP21988299A
Authority: JP
Inventors: Manabu Kawasaki; 学川崎; Jun Tsukamoto; 遵塚本; Fumio Tomita; 文雄冨田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1999-08-03
Filing date: 1999-08-03
Publication date: 2001-02-13
Anticipated expiration: 2019-08-03
Also published as: JP4411697B2

Abstract

(57)【要約】【課題】遮光性、抵抗性ともに優れた黒色被膜組成物、
樹脂ブラックマトリックスを得、さらに表示特性、遮光
性に優れたカラーフィルタおよび液晶表示装置を提供す
る。【解決手段】ハンターの色差式における明度指数Ｌ値が
小さいチタン酸窒化物粉末と樹脂とを含有する黒色被膜
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】液晶表示装置は基本的には２枚の基板間
に液晶層が挟み込まれた構造を取っている。液晶表示装
置内部の液晶層が外場印加に伴って示す電気光学応答を
利用することにより明暗が表現できる。色選択性を有す
る画素から成るカラーフィルターなどを用いることによ
り明暗の表示も可能である。

【０００４】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の防止が必要な部分には遮光膜と
してブラックマトリックスが用いられる。遮光剤として
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。これらの金属遮光剤を用い
た遮光膜の成膜方法としては、蒸着法、スパッタ法が一
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
では、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。

【０００５】一方、金属以外の遮光剤としてはカーボン
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しパターニングすることによっ
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剤としていること、からプロセス
の低コスト化が図れるとともに、金属遮光膜と比較して
反射率を低減できること等の特長を有する。

【０００６】液晶表示装置内の液晶構造としては、現在
Twisted Nematic（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
板に平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、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
させることによって透過光量を調節する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ＩＰＳ方
式では電界が液晶層面内方向にかかるため、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、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。したがって、ＩＰＳ方式の
液晶表示装置に用いるブラックマトリックスは高い遮光
性を有するだけでなく高い抵抗値を示す必要がある。

【０００９】従来からブラックマトリックス用遮光剤と
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は難しい。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
ないという問題がある。一方、高い電気抵抗を有する遮
光剤として酸化チタン（ＴｉｘＯｙ、一般にｘ／ｙは１
／２より大）あるいはチタン酸窒化物（ＴｉＮｘＯｙ、
一般に０≦ｘ＜１．２５、０．１６＜ｙ＜２．０）を用
いた遮光膜などが公知である(特開昭６４−２６８２
０、特開平１−１４１９６３など)。一般的にチタン酸
窒化物の方が酸化チタンよりも遮光性は優れているの
で、チタン酸窒化物はブラックマトリックス用遮光剤と
してより適している。しかしながら、チタン酸窒化物の
遮光性は酸素あるいは窒素成分の含有量によって変化す
る。したがって、遮光性の高いブラックマトリックスを
得るためには、遮光剤であるチタン酸窒化物の遮光性を
何らかの方法で評価する必要がある。

【００１０】

【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成分として含有する
黒色被膜組成物であって、該チタン酸窒化物のハンター
の色差式における明度指数Ｌ値が１２．０以下である黒
色被膜組成物、これらの黒色被膜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からなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の黒色被膜組成物は遮光剤
であるチタン酸窒化物を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ＴｉＮ
ｘＯｙ（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６１−２
０１６１０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６１−２０１６１０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
索し鋭意検討した結果、Ｌ値が１２．０以下、より好ま
しくは１１．０以下のチタン酸窒化物が高い遮光性を持
ち、該チタン酸窒化物を成分として含有する黒色被膜組
成物が高い遮光性を示すことを見出した。ここで、Ｌ値
はＪＩＳ−Ｚ８７３０に規定されるように、ハンターの
色差式における明度指数を意味しており、ＪＩＳ−Ｚ８
７２２に規定されているように、試料に白色光を照射し
た時の分光反射率を例えば顕微分光器（大塚電子製MCPD
2000）を用いてＹ値を測定し、以下の式により算出され
る。Ｙ＝１００の時、Ｌ＝１００である。Ｌ値＝１０Ｙ^1/2 一方、ＩＰＳ液晶表示素子においてムラのない均一な表
示を行うためには樹脂ブラックマトリックスの体積抵抗
率が10⁹Ω・cm以上、より好ましくは10¹⁰Ω・cm以上で
あることが必要である。ここで、黒色被膜組成物の体積
電気抵抗率（ρ）は、単位面積、単位長さあたりの抵抗
値を示す。ρはガードリング付きの三端子法で黒色被覆
組成物膜の上下に設けられた電極面に所定の電圧を印加
し、その時の電流から求められる。または、基板状に形
成された対向する電極を黒色被覆組成物で覆い、該対向
電極に所定の電圧を印加して電流値および電極形状をも
とに求めてもよい。

【００１２】本発明の黒色被覆組成物の光学濃度（opti
cal density、ＯＤ値）は波長４３０〜６４０ｎｍの可
視光域において膜厚１μｍあたり３．０以上、より好ま
しく３．５以上である。ここでＯＤ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。

【００１３】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
である。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。

【００１４】本発明に用いられる樹脂としては、感光
性、非感光性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、ケイ素酸含有ポリイ
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。チタ
ン酸窒化物／樹脂の重量組成比は、９０／１０〜４０／
６０の範囲が高抵抗かつ高い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組成物膜の体積抵抗率が低下傾
向となる。また、４０／６０未満となるとＯＤ値が急激
に低下する傾向となる。ただし、黒色被覆組成物膜の色
度調整のために、体積抵抗率や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に変えることも可能
である。

【００１５】樹脂のうちポリイミド樹脂は、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が保存安定
性に優れること、得られたブラックマトリックスが平坦
性、塗布性、耐熱性の点ですぐれていること、などの特
徴を有するので好ましく用いられる。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。

【００１６】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開環イミド化
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（１）で表される構造単位を主成分とする。

【００１７】

【化１】

【００１８】ここで上記式（１）中のｎ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に限定
されるものではない。Ｒ²は少なくとも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、Ｒ²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。Ｒ²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に限定されるものではな
い。上記式（１）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。

【００１９】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。

【００２０】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には、
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。その後、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１〜６
０分加熱するのが一般的である。

【００２１】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の可視光域における光学
濃度（ＯＤ値）が３．０以上である。さらに、遮光剤の
選択、あるいは膜厚の増大によりＯＤ値を３．５以上に
することも可能である。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等に光が入射した場合、薄膜
トランジスタの誤作動を生じる場合がある。

【００２２】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。

【００２３】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。また、画素の形成順は
必要に応じて任意に変更可能である。

【００２４】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１２、１３、１４、
１７、２０、２４、８３、８６、９３、９４、１０９、
１１０、１１７、１２５、１３７、１３８、１３９、１
４７、１４８、１５０、１５３、１５４、１６６、１７
３などが挙げられる。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、６５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、１６６、１６８、１
７７、１９０、１９２、２１５、２１６、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、１５：６など）、２
１、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、１０、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。

【００２５】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。

【００２６】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作動を防
止することができる。

【００２７】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、
このギャップ間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行程や、シール剤内にロ
ッド状のスペーサーを混練りする行程を省略することが
できる。

【００２８】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、電着などの方法でよって行われ
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。また、該スペーサーはＲ、Ｇ、Ｂ画素の作製時に
積層構造で形成してもＲ、Ｇ、Ｂ画素作製後に形成して
も良い。

【００２９】本発明においては、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。オーバーコート膜の形成は樹脂ブラックマトリック
ス形成後、あるいは画素形成後、あるいは固定されたス
ペーサー配置後のいずれであっても良い。

【００３０】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。

【００３１】

【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。

【００３２】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。

【００３３】上述したような二酸化チタンまたは水酸化
チタンを高温還元する方法により、チタン酸窒化物粉末
を得た。作製条件により還元を十分行わせた。あるチタ
ン酸窒化物Ａの粉末のＬ値を大塚電子製顕微分光器を用
いて測定したところ１１．８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１８．７ｇ、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
イザーを用いて、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、チタン酸窒化物
濃度１４重量％の分散液を得た。

【００３４】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３．６と高く、体積抵抗率は２×１０¹¹
Ω・ｃｍであった。

【００３５】実施例２遮光剤として、実施例１における粉末Ａと異なる条件で
チタン酸窒化物Ｂを調整した。Ｂ粉末のＬ値を大塚電子
製顕微分光器を用いて測定したところ１１．０であっ
た。遮光剤を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形成した。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であ
り、ＯＤ値は３．４であり、体積抵抗率は３×１０¹⁰Ω
・ｃｍであった。

【００３６】実施例３遮光剤として、実施例１および２における粉末Ａおよび
Ｂと異なる条件でチタン酸窒化物Ｃを調整した。Ｃ粉末
のＬ値を大塚電子製顕微分光器を用いて測定したところ
１０．５であった。遮光剤を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形成
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であり、ＯＤ値は４．０であり、体積抵抗率
は２×１０¹⁰Ω・ｃｍであった。

【００３７】実施例４実施例１で調整した分散液２０．６ｇに、同じく実施例
１で調整したポリマー濃度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、ソルフィットアセテート
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６０／４
０であった。得られた樹脂ブラックマトリックス用遮光
膜の厚みは１μｍであり、ＯＤ値は３．１、体積抵抗率
は２×１０¹²Ω・ｃｍであった。

【００３８】比較例１実施例１〜４における粉末Ａ〜Ｃと異なる条件でチタン
酸窒化物Ｄを調整した。得られた粉末の還元は充分に進
行していなかった。Ｄ粉末のＬ値を大塚電子製顕微分光
器を用いて測定したところ１２．２であった。このチタ
ン酸窒化物Ｄを３．２ｇ、アクリル共重合樹脂２．２
ｇ、エチレングリコールモノエチルエーテル２２．３
ｇ、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／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、ＯＤ値は２．４、体積抵抗率は２×１０¹²Ω・
ｃｍであった。

【００３９】実施例５（カラーフィルターの作製）実施例１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リソグラフ
ィー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。

【００４０】（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
て、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
色ペーストを得た。

【００４１】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。フォトリソグラフィーレジストを用
い、前記と同様な手段により、赤色画素を形成し、２９
０℃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（ベンジンイエロー）０．４ｇ、γ−ブチロラ
クトン３２ｇ、ブチルセロソルブ４ｇをガラスビーズ１
２０ｇとともにホモジナイザーを用いて、７０００ｒｐ
ｍ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、緑色カラーペース
トを得た。

【００４２】赤色ペーストを用いた時と同様にして、緑
色画素を形成し、２９０℃に加熱して熱硬化を行った。

【００４３】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３０ｇ、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、７０００ｒｐ
ｍ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。

【００４４】前記と同様の手順により、青色画素を形成
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。

【００４５】樹脂ブラックマトリックスのＯＤ値は３．
６であった。樹脂ブラックマトリックスの厚みは１μｍ
であった。

【００４６】（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ＩＰＳ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。

【００４７】比較例２比較例１で調整したブラックマトリックスを用いて実施
例５と同様の方法でＩＰＳ方式の液晶表示装置を作製し
たところ、遮光性が不十分なため良好な表示特性は得ら
れなかった。

【００４８】

【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ＩＰＳ方式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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H048 BA45 BB02 BB14 BB42 4J038 CG141 DB001 DJ021 DL001 EA011 HA316 PB08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チタン酸窒化物と樹脂を含有する黒色被膜
組成物であって、該チタン酸窒化物のハンターの色差式
における明度指数Ｌ値が１２．０以下である黒色被膜組
成物。
【請求項２】チタン酸窒化物と樹脂の組成重量比が、チ
タン酸窒化物／樹脂＝９０／１０〜４０／６０の範囲に
あることを特徴とする請求項１に記載の黒色被膜組成
物。
【請求項３】黒色被膜組成物の光学濃度（ＯＤ値）が、
膜厚１μｍあたり３．０以上でかつ体積抵抗率が１０¹⁰
Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１または２
に記載の黒色被膜組成物。
【請求項４】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ことを特徴と
する請求項１〜３のいずれかに記載の黒色被膜組成物。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の黒色被膜
組成物からなることを特徴とする樹脂ブラックマトリッ
クス。
【請求項６】請求項５記載の樹脂ブラックマトリックス
を使用してなることを特徴とする液晶表示用カラーフィ
ルター。
【請求項７】請求項６記載のカラーフィルターを用いた
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】インプレーンスイッチング方式であること
を特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。