JP2007057746A - ブラックマトリックス、カラーフィルタ、及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】柱状スペーサを設けた液晶表示装置において、柱状スペーサに押し込み圧がかかった際の透明電極膜の破損に起因する表示不良の発生を抑制するブラックマトリックスを提供する。上記ブラックマトリックスを形成したカラーフィルタ、並びに液晶表示装置を提供する。
【解決手段】少なくとも黒色顔料、バインダ樹脂、光重合開始剤、光重合性モノマー、および溶剤を含有する感光性黒色樹脂組成物を用いて形成したブラックマトリックスであって、該ブラックマトリックスの光学濃度（ＯＤ）が２．９／μｍ以上であり、ダイナミック硬さ（ＤＨ）が５００ｍＮ／μｍ²以上であること。黒色顔料がカーボンブラックであること。
【選択図】なし

Description

本発明は、ブラックマトリックス、カラーフィルタ、および液晶表示装置に関する。

近年、カラー液晶表示装置はノートパソコン、モニター、携帯電話あるいは大画面テレビといった幅広い分野に応用が広がっている。一般に、カラー液晶表示装置は駆動回路を有するガラス基板とカラーフィルタの間に液晶分子を充填させ、両者をシール剤で貼り合せた構造をとっている。カラーフィルタは、ガラス基板上に形成された多数の画素部（通常はレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ））からなり、各画素間には、光漏れを防いでコントラストを向上させるためブラックマトリックスが設けられる。また、画素部およびブラックマトリックス上に透明保護膜が設けられる場合もある。

ブラックマトリックスとしては、これまでクロムやニッケルといった金属薄膜が用いられてきた。しかしながら、こうした金属薄膜により形成されたブラックマトリックスを用いた場合、反射率が大きいため表示品位が低下するという問題があった。更に、近年の環境問題への意識の高まりから、より環境負荷の少ない代替材料の開発が求められるようになってきていた。

そこで、黒色顔料を分散させた感光性樹脂組成物を用い、画素部と同様のフォトリソグラフィー法によって形成することができる樹脂ブラックマトリックス（例えば、特許文献１参照。）が近年幅広く採用されるようになってきている。

駆動回路を有する基板とカラーフィルタの間には液晶分子を充填する空間が必要となる。この空間、即ちセルギャップを保持するために従来ガラス又は樹脂製の透明球状体粒子（ビーズスペーサ）を散布する方法が用いられてきたが、近年では感光性樹脂組成物を用いてカラーフィルタ上に樹脂製の柱状スペーサを形成する方法（例えば、特許文献２及び３参照。）が主流になりつつある。

駆動回路を有する基板と柱状スペーサが設けられたカラーフィルタを貼り合わせる際には、両基板をできるだけ平行に保ちながら近づけシール部および柱状スペーサを圧着する。この際に柱状スペーサの機壊的強度が弱いとセルギャップが均一にならず、液晶表示装置の表示品位が劣化してしまう。このため、柱状スペーサは単位面積当たりの機械的強度をできるだけ高くする必要がある。

感光性樹脂組成物の改良により機械的強度の高い柱状スペーサを形成する方法（例えば、特許文献４参照。）が多数考案されている。しかしながら、そのような機械的強度の高い柱状スペーサを、透明電極膜を介してカラーフィルタの画素部および／またはブラックマトリックス上に設けた場合、柱状スペーサに押し込み圧がかかった際に透明電極膜が破損して表示不良が発生するという問題が生じていた。
特開平２−２３９２０４号公報 特開２００１−９１９５４号公報 特開２００１−９２１２８号公報 特開２００２−１３１９０２号公報

本発明は、このような課題に鑑みて考案されたものであり、駆動回路を有する基板と透明電極膜を介して柱状スペーサを設けたカラーフィルタとを貼り合わせてなる液晶表示装置において、柱状スペーサに押し込み圧がかかった際の透明電極膜の破損に起因する表示不良の発生を抑制することのできるブラックマトリックスを提供することを課題とする。また、上記ブラックマトリックスを形成したカラーフィルタ、並びに液晶表示装置を提供することを課題とする。

本発明は、少なくとも黒色顔料、バインダ樹脂、光重合開始剤、光重合性モノマー、および溶剤を含有する感光性黒色樹脂組成物を用いて形成したブラックマトリックスであって、該ブラックマトリックスの下記数式（１）で表される光学濃度（ＯＤ）が２．９／μｍ以上であり、下記数式（２）で表されるダイナミック硬さ（ＤＨ）が５００ｍＮ／μｍ²以上であることを特徴とするブラックマトリックスである。

また、本発明は、上記発明によるブラックマトリックスにおいて、前記黒色顔料がカーボンブラックであることを特徴とするブラックマトリックスである。

また、本発明は、請求項１又は請求項２記載のブラックマトリックス上に柱状スペーサが固定されていることを特徴とするカラーフィルタである。

また、本発明は、請求項３記載のカラーフィルタを具備することを特徴とする液晶表示装置である。

本発明のブラックマトリックスを用い、該ブラックマトリックス上に柱状スペーサを固定することにより、透明電極膜の破損に起因する表示不良の発生を抑制することができる。

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明者らは鋭意検討を進めた結果、柱状スペーサに押し込み圧がかかった際の透明電極膜の破損は、下地である画素部および／またはブラックマトリックスの膜硬度が小さいことに起因することを突き止めた。また、ブラックマトリックス中の黒色顔料の含有量を増加させると、ブラックマトリックスの光学濃度は高くなるが、黒色顔料の含有量の増加に伴ってブラックマトリックスの膜硬度も高くなることに着目し、黒色顔料の含有量を増加させた感光性黒色樹脂組成物を用い、膜硬度（ダイナミック硬さ）が５００ｍＮ／μｍ²以上のブラックマトリックスを形成し、該ブラックマトリックス上に柱状スペーサを固定することにより上記課題を解決した。

ブラックマトリックスの遮光性は光学濃度（ＯＤ）で示され、下記の数式（１）により定義される。本発明のブラックマトリックスの光学濃度（ＯＤ）は２．９／μｍ以上であることを特徴としている。ブラックマトリックスに高い光学濃度をもたせるために、黒色顔料の含有量を増加させるが、黒色顔料の含有量の増加に伴ってブラックマトリックスの膜硬度も高くなる。
黒色顔料の含有量を増加させ、ブラックマトリックスの膜厚１μｍあたり光学濃度（ＯＤ）を２．９／μｍ以上にすると、下記に示す膜硬度を達成することが出来る。

本発明における膜硬度とは、一定の荷重速度で徐々に荷重を加えながら稜間角１１５°の三角錐ダイアモンド圧子を膜面に押し込んだときの荷重を押し込み深さの２乗で除すことにより算出されるダイナミック硬さ（ＤＨ）であり、下記の数式（２）により定義される。
柱状スペーサを形成する膜面に求められる膜硬度（ダイナミック硬さ（ＤＨ））は５００ｍＮ／μｍ²以上、より好ましくは７００ｍＮ／μｍ²以上である。膜硬度が５００μｍ²以下である場合、柱状スペーサに押し込み圧がかかった際に透明電極膜が破損してしまう。

即ち、本発明のブラックマトリックスは、光学濃度（ＯＤ）が２．９／μｍ以上であり、ダイナミック硬さ（ＤＨ）が５００ｍＮ／μｍ²以上である。
以下、該ブラックマトリックスを形成できる感光性黒色樹脂組成物の具体例、該ブラックマトリックスを用いたカラーフィルタの形成法について詳細に説明する。

本発明において用いられる感光性黒色樹脂組成物は少なくとも黒色顔料、バインダ樹脂、光重合開始剤、光重合性モノマーおよび溶剤を含有してなる。黒色顔料としては、カーボンブラック、チタンブラック、グラファイトなどが挙げられるが、カーボンブラックが特に好ましい。

カーボンブラックとしては、三菱化学社製の＃２４００、＃２３５０、＃２３００、＃２２００、＃１０００、＃９８０、＃９７０、＃９６０、＃９５０、＃９００、＃８５０、ＭＣＧ８８、＃６５０、ＭＡ６００、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ１１、ＭＡ１００、ＭＡ２２０、ＩＬ３０Ｂ、ＩＬ３１Ｂ、ＩＬ７Ｂ、ＩＬ１１Ｂ、ＩＬ５２Ｂ、＃４０００、＃４０１０、＃５５、＃５２、＃５０、＃４７、＃４５、＃４４、＃４０、＃３３、＃３２、＃３０、＃２０、＃１０、＃５、ＣＧ９、＃３０５０、＃３１５０、＃３２５０、＃３７５０、＃３９５０、ダイヤブラックＡ、ダイヤブラックＮ２２０Ｍ、ダイヤブラックＮ２３４、ダイヤブラックＩ、ダイヤブラックＬＩ、ダイヤブラックＬＨ、ダイヤブラックＮ３３９、ダイヤブラックＳＨ、ダイヤブラックＳＨＡ、ダイヤブラックＬＨ、ダイヤブラックＨ、ダイヤブラックＨＡ、ダイヤブラックＳＧ，ダイヤブラックＮ５５０Ｍ、ダイヤブラックＥ、ダイヤブラックＧ、ダイヤブラックＲ、ダイヤブラックＮ７６０Ｍ、ダイヤブラックＬＲ、キャンカーブ社製のサーマックスＮ９９０、Ｎ９９１、Ｎ９０７、Ｎ９０８、Ｎ９９０、Ｎ９９１、Ｎ９０８、旭カーボン社製の旭＃８０、旭＃７０、旭＃７０Ｌ、旭Ｇ−２００、旭＃６６、旭＃６６Ｕ、旭＃５０、旭＃３５、旭＃１５、アサヒサーマル、デグザ社製のＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｇｗ２００、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｇｗ２、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｇｗ２Ｖ、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｇｗ１、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｇｗ１８、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｓ１７０、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ Ｓ１６０、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ６、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ５、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４Ａ、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ２５０、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ３５０、ＰｒｉｎｔｅｘＵ、ＰｒｉｎｔｅｘＶ、Ｐｒｉｎｔｅｘ１４０Ｕ、Ｐｒｉｎｔｅｘ１４０Ｖ（いずれも商品名）等が挙げられる。

樹脂としては、一般にブラックマトリックス形成に使用されているものを幅広く用いることができる。具体的には、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリジメチルアクリルアミド、これらの共重合体などのビニル重合系、あるいはエポキシ樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミドなどの脂溶性樹脂などが挙げられる。

光重合開始剤としては、従来既知の化合物を用いることが可能であり、例えば、ベンゾ
フェノン、フェニルビフェニルケトン、１−ヒドロキシ−１−ベンゾイルシクロヘキサン、ベンジル、ベンジルジメチルケタール、１−ベンジル−１−ジメチルアミノ−１−（４'−モルホリノベンゾイル）プロパン、２−モルホリル−２−（４'−メチルメルカプト）ベンゾイルプロパン、チオキサントン、１−クロル−４−プロポキシチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、エチルアントラキノン、４−ベンゾイル−４'−メチルジフェニルスルフィド、ベンゾインブチルエーテル、２−ヒドロキシ−２−ベンゾイルプロパン、２−ヒドロキシ−２−（４'−イソプロピル）ベンゾイルプロパン、４−ブチルベンゾイルトリクロロメタン、４−フェノキシベンゾイルジクロロメタン、ベンゾイル蟻酸メチル、１，７−ビス（９'−アクリジニル）ヘプタン、９−ｎ−ブチル−３，６−ビス（２'−モルホリノイソブチロイル）カルバゾール、２−メチル−１−[４−（メチルチオ）フェニル]−２−モルホリノプロパン−１−オン、２−メチル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−ナフチル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン等が挙げられる。

光重合性モノマーとしては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート等の水酸基を含むモノマーや、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（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、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、グリセロール（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステル類等が挙げられる
溶剤としては、メタノール、エタノール、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジグライム、シクロヘキサノン、エチルベンゼン、キシレン、酢酸イソアミル、酢酸nアミル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、液体ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、乳酸エステル、エチルエトキシプロピオネートなどが挙げられる。

本発明において用いられる感光性黒色樹脂組成物には、さらに連鎖移動剤、界面活性剤等を併用することができる。

上記連鎖移動剤としては、チオグリコール酸、チオリンゴ酸、チオサリチル酸、２−メルカプトプロピオン酸、３−メルカプトプロピオン酸、３−メルカプト酪酸、Ｎ−（２−メルカプトプロピオニル）グリシン、２−メルカプトニコチン酸、３−〔Ｎ−（２−メルカプトエチル）カルバモイル〕プロピオン酸、３−〔Ｎ−（２−メルカプトエチル）アミノ〕プロピオン酸、Ｎ−（３−メルカプトプロピオニル）アラニン、２−メルカプトエタ
ンスルホン酸、３−メルカプトプロパンスルホン酸、４−メルカプトブタンスルホン酸、ドデシル（４-メチルチオ）フェニルエーテル、２−メルカプトエタノール、３−メルカプト−１，２−プロパンジオール、１−メルカプト−２−プロパノール、３−メルカプト−２−ブタノール、メルカプトフェノール、２−メルカプトエチルアミン、２−メルカプトイミダゾール、２−メルカプト−３−ピリジノール、２−メルカプトベンゾチアゾール、メルカプト酢酸、トリメチロールプロパントリス（3-メルカプトプロピオネート）、ペンタエリスリトールテトラキス（3-メルカプトプロピオネート）等のメルカプト化合物、該メルカプト化合物を酸化して得られるジスルフィド化合物、ヨード酢酸、ヨードプロピオン酸、２−ヨードエタノール、２−ヨードエタンスルホン酸、３−ヨードプロパンスルホン酸等のヨード化アルキル化合物が挙げられる。

上記界面活性剤としては、パーフルオロアルキルリン酸エステル、パーフルオロアルキルカルボン酸塩等のフッ素界面活性剤、高級脂肪酸アルカリ塩、アルキルスルホン酸塩、アルキル硫酸塩等のアニオン系界面活性剤、高級アミンハロゲン酸塩、第四級アンモニウム塩等のカチオン系界面活性剤、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド等の非イオン界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等の界面活性剤を用いることができ、これらは組み合わせて用いてもよい。

本発明において用いられる感光性黒色樹脂組成物には、さらに熱可塑性有機重合体を用いることによって、硬化物の特性を改善することもできる。該熱可塑性有機重合体としては、例えば、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレート−エチルアクリレート共重合体、ポリ（メタ）アクリル酸、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、（メタ）アクリル酸−メチルメタクリレート共重合体、ポリビニルブチラール、セルロースエステル、ポリアクリルアミド、飽和ポリエステル等が挙げられる。

また、本発明において用いられる感光性黒色樹脂組成物には、必要に応じて、アニソール、ハイドロキノン、ピロカテコール、第三ブチルカテコール、フェノチアジン等の熱重合抑制剤；可塑剤；接着促進剤；充填剤；消泡剤；レベリング剤等の慣用の添加物を加えることができる。

ガラス基板上に本発明のブラックマトリックスおよびＲ、Ｇ、Ｂの画素部を形成し、ブラックマトリックス上に柱状スペーサを形成することにより本発明のカラーフィルタを作成することができる。

画素部の形成に用いられる顔料としては、従来のカラーフィルタ製造に使用されている公知のものをいずれも用いることが出来る。また、カラーフィルタの分光調整のために、複数の顔料を組み合わせて用いることもできる。以下に、有機顔料の具体例をカラーインデックス＜Ｃ．Ｉ．＞ナンバーで示す。
・Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ：
＜Ｃ．Ｉ＞１，１：２，１：ｘ，９：ｘ，１５，１５：１，１５：２，１５：３，１５：４，１５：５，１５：６，１６，２４，２４：ｘ，５６，６０，６１，６２
・Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ：
＜Ｃ．Ｉ＞１，１：ｘ，２，２：ｘ，４，７，１０，３６
・Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ
＜Ｃ．Ｉ＞２，５，１３，１６，１７：１，３１，３４，３６，３８，４３，４６，４８，４９，５１，５２，５９，６０，６１，６２，６４
・Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ
＜Ｃ．Ｉ＞１，２，３，４，５，６，７，９，１０，１４，１７，２２，２３，３１，３８，４１，４８：１，４８：２，４８：３，４８：４，４９，４９：１，４９：２，５２
：１，５２：２，５３：１，５７：１，６０：１，６３：１，６６，６７，８１：１，８１：３，８１：ｘ，８３，８８，９０，１１２，１１９，１２２，１２３，１４４，１４６，１４９，１６６，１６８，１６９，１７０，１７１，１７２，１７５，１７６，１７７，１７８，１７９，１８４，１８５，１８７，１８８，１９０，２００，２０２，２０６，２０７，２０８，２０９，２１０，２１６，２２４、２２６
・Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ：
＜Ｃ．Ｉ＞１，１：ｘ，３，３：３，３：ｘ，５：１，１９，２３，２７，３２，４２
・Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ
＜Ｃ．Ｉ＞１，３，１２，１３，１４，１６，１７，２４，５５，６０，６５，７３，７４，８１，８３，９３，９５，９７，９８，１００，１０１，１０４，１０６，１０８，１０９，１１０，１１３，１１４，１１６，１１７，１１９，１２０，１２６，１２７，１２８，１２９，１３８，１３９，１５０，１５１，１５２，１５３，１５４，１５６，１７５
また、画素部の形成に用いる感光性着色樹脂組成物の樹脂、開始剤、光重合性モノマー等に関しては、上記感光性黒色樹脂組成物で用いたものを適宜使用することができる。

柱状スペーサ形成用感光性樹脂組成物の樹脂、開始剤、光重合性モノマー等に関しては、上記感光性黒色樹脂組成物で用いたものを適宜使用することができる。

本発明のカラーフィルタは、具体的には、以下のようにして製造することができる。はじめに、基板上の全面に、スピンコート法などにより感光性黒色樹脂組成物層を形成する。次いで、所定のパターンのフォトマスクを介して感光性黒色樹脂組成物層を露光し、露光された部分の感光性黒色樹脂組成物層を光硬化する。次に、感光性黒色樹脂組成物層を現像して未露光領域を除去し、パターニングを完了する。次に、形成したパターンを加熱焼成することにより基板に固着（定着）させ、所定のパターンのブラックマトリックスを形成することができる。次いで、Ｒ、Ｇ、Ｂの顔料を分散させた感光性着色樹脂組成物を用いて同様の工程を繰り返すことにより、ブラックマトリックスを形成した基板上に画素部を形成することができる。最後に、透明膜形成用感光性樹脂組成物を用いて成膜、露光、現像、焼成を行うことにより、本発明のカラーフィルタを作製することができる。なお、柱状スペーサを形成する前に、必要に応じて透明電極膜が設けられる場合もある。

このように作製したカラーフィルタと駆動回路を有する基板とをシール剤を用いて貼り合せ、液晶を注入することにより、本発明の液晶表示装置を作製することができる。

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
＜実施例１＞
［感光性黒色樹脂組成物Ｎｏ．１の調製］ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂（新日鐵化学（株）製「Ｖ２５９−ＭＥ」）８ｇに対し、トリメチロールプロパントリアクリレート（新中村化学（株）製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）２ｇ、光重合開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「Ｉｒｇａｃｕｒｅ３６９」）２ｇ、カーボンブラック（三菱化学（株）製「ＭＡ１００」）２０ｇ及びエチルセロソルブ１００ｇを加えてよく攪拌し、感光性黒色樹脂組成物Ｎｏ．１を得た。

［画素部用感光性着色樹脂組成物の調製］メタクリル酸とベンジルメタクリレートの共重合体１００ｇに対して、赤色顔料Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２５４（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガーフォーレッド Ｂ−ＣＦ」）５ｇと、シクロヘキサノンを１００ｇと、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（東亜合成（株）製「Ｍ４００」）を２０ｇと、光重合開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「Ｉｒ
ｇａｃｕｒｅ３６９」）を３ｇと、ビイミダゾール誘導体（保土谷化学工業（株）製「Ｂ−ＣＩＭ」）５ｇとを加えて、感光性赤色樹脂組成物を得た。
また、赤色顔料に代えて、緑色顔料Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ３６（東洋インキ製造（株）製「リオノールグリーン ６ＹＫ」）を用いて感光性緑色樹脂組成物を得た。また同様に、青色顔料Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５（東洋インキ製造（株）製「リオノールブルーＥＳ」）を用いて感光性青色樹脂組成物を得た。

［柱状スペーサ形成用感光性樹脂組成物の調製］アクリレート樹脂（ダイセル化学工業（株）製：「サイクロマーＰ−ＡＣＡ２００Ｍ」）２０ｇに対して、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート６０ｇと、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（東亜合成（株）製「Ｍ４００」）を８ｇと、光重合開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７」）１ｇとを加えて、透明膜形成用感光性樹脂組成物を得た。

［ブラックマトリックスの形成］上記得られた感光性黒色樹脂組成物Ｎｏ．１をガラス基板に乾燥膜厚が１．５μｍになるようスピンコートし乾燥させた。７０℃で２０分間プリベークを行った後、所定のマスクを用い、光源として超高圧水銀ランプを用いて露光した。露光後、２．５重量％炭酸ナトリウム水溶液を用いて現像し、水洗した。乾燥後、２３０℃で１時間クリーンオーブンで焼成し、ブラックマトリックスを形成した。

［画素部および透明導電膜の形成］上記得られた赤色感光性樹脂組成物を、ブラックマトリックスを形成した基板に乾燥膜厚が２．３μｍになるようスピンコートし減圧乾燥した。所定のマスクを用い、光源として超高圧水銀ランプを用いて露光した。露光後、２．５重量％炭酸ナトリウム水溶液で現像して赤色画素部を形成し、２３０℃で１時間クリーンオーブンで焼成した。さらに同様にして、上記得られた感光性緑色樹脂組成物を用いて緑色画素部を形成し、また、上記得られた感光性青色樹脂組成物を用いて青色画素部を形成した。こうして、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の画素部とブラックマトリックスの形成されたカラーフィルタを製造した。このカラーフィルタに透明電極膜としてＩＴＯ（酸化インジウム−スズ）を一般的なスパッタリング法により、１５０ｎｍ形成した。

［柱状スペーサの形成］上記得られた柱状スペーサ形成用感光性樹脂組成物を、上述のＩＴＯ付きカラーフィルタ上に乾燥膜厚が４．０μｍになるようスピンコートし、９０℃で５分プリベークした。カラーフィルタのブラックマトリックス上に柱状スペーサを形成できるように設計されたマスクを用い、光源として超高圧水銀ランプを用いて露光した。露光後、２．５重量％炭酸ナトリウム水溶液で現像し、水洗した。乾燥後、２３０℃で１時間クリーンオーブンで焼成し、カラーフィルタ上に柱状スペーサを形成した。

［液晶表示装置の作製］柱状スペーサが設けられたカラーフィルタのＩＴＯ膜上にポリイミド系配向膜を設け、ラビング処理を施した。また、対向する駆動回路を有する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、この２枚の基板をエポキシ接着剤をシール剤として用い貼り合わせた。シール部に設けられた注入口から液晶を注入した。液晶注入後、注入口を封止し、偏光板を基板の外側に貼りあわせて液晶表示装置を作製した。
＜実施例２＞
［感光性黒色樹脂組成物Ｎｏ．２の調製］ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂（新日鐵化学（株）製「Ｖ２５９−ＭＥ」）６．４ｇに対し、トリメチロールプロパントリアクリレート（新中村化学（株）製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）１．６ｇ、光重合開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「Ｉｒｇａｃｕｒｅ３６９」）１．６ｇ、カーボンブラック（三菱化学（株）製「ＭＡ１００」）２０ｇ及びエチルセロソルブ９０ｇを加えてよく攪拌し、感光性黒色樹脂組成物Ｎｏ．２を得た。

実施例１の感光性黒色樹脂組成物Ｎｏ．１の代わりに感光性黒色樹脂組成物Ｎｏ．２を用いた以外は実施例１と同様にしてカラーフィルタを作製し、該カラーフィルタを用いて液晶表示装置を作製した。
＜比較例１＞
［感光性黒色樹脂組成物Ｎｏ．３の調製］ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂（新日鐵化学（株）製「Ｖ２５９−ＭＥ」）１２ｇに対し、トリメチロールプロパントリアクリレート（新中村化学（株）製「ＮＫエステルＡＴＭＰＴ」）３ｇ、光重合開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ製「Ｉｒｇａｃｕｒｅ３６９」）３ｇ、カーボンブラック（三菱化学（株）製「ＭＡ１００」）２０ｇ及びエチルセロソルブ１４０ｇを加えてよく攪拌し、感光性黒色樹脂組成物Ｎｏ．３を得た。

実施例１の感光性黒色樹脂組成物Ｎｏ．１の代わりに感光性黒色樹脂組成物Ｎｏ．３を用いた以外は実施例１と同様にしてカラーフィルタを作製し、該カラーフィルタを用いて液晶表示装置を作製した。
＜比較例２＞
柱状スペーサをカラーフィルタの画素部上に設けた以外は実施例１と同様にしてカラーフィルタを作製し、該カラーフィルタを用いて液晶表示装置を作製した。

［膜硬度測定］島津製作所製ダイナミック超微小硬度計ＤＵＨ−２００を用い、各実施例及び比較例で得られたカラーフィルタにおいて、柱状スペーサの下地となる画素部またはブラックマトリックスの膜硬度を測定した。稜間角１１５°の三角錐ダイアモンド圧子を用い、荷重１０ｍN、負荷速度０．２９ｍN／ｓｅｃ、保持時間１秒で測定した膜硬度を表１に示す。

［柱状スペーサの押し込み試験］膜硬度測定と同様に島津製作所製ダイナミック超微小硬度計ＤＵＨ−２００を用い、各実施例及び比較例で得られたカラーフィルタの柱状スペーサに押し込み圧力を掛けた際のＩＴＯ膜破損の有無を光学顕微鏡で観察した。Φ５０μｍの平坦圧子を用い、柱状スペーサが１μｍ押し込まれるように一定の速度で圧力を掛け、１秒間保持した後に圧力を開放してＩＴＯ膜の外観を観察し、ＩＴＯ膜に破損が認められなかったものを○、破損が認められたものを×とした。評価結果を膜硬度の測定結果と併せて表１に示す。

本発明の膜硬度（ダイナミック硬さ）が５００ｍＮ／μｍ²以上であるブラックマトリックス上に柱状スペーサが設けられたカラーフィルタを使用することにより、透明電極膜の破損に起因する表示不良の発生を抑制することができる。

Claims (4)

1. 少なくとも黒色顔料、バインダ樹脂、光重合開始剤、光重合性モノマー、および溶剤を含有する感光性黒色樹脂組成物を用いて形成したブラックマトリックスであって、該ブラックマトリックスの下記数式（１）で表される光学濃度（ＯＤ）が２．９／μｍ以上であり、下記数式（２）で表されるダイナミック硬さ（ＤＨ）が５００ｍＮ／μｍ²以上であることを特徴とするブラックマトリックス。
   

   
2. 前記黒色顔料がカーボンブラックであることを特徴とする請求項１記載のブラックマトリックス。
3. 請求項１又は請求項２記載のブラックマトリックス上に柱状スペーサが固定されていることを特徴とするカラーフィルタ。
4. 請求項３記載のカラーフィルタを具備することを特徴とする液晶表示装置。