JPH09265006A - Resin black matrix, black paste and color filter - Google Patents

Resin black matrix, black paste and color filter

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JPH09265006A
JPH09265006A JP7280796A JP7280796A JPH09265006A JP H09265006 A JPH09265006 A JP H09265006A JP 7280796 A JP7280796 A JP 7280796A JP 7280796 A JP7280796 A JP 7280796A JP H09265006 A JPH09265006 A JP H09265006A
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浩行 佐々木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a black matrix excellent in electric insulating property and light shielding property, having such superior characteristics as low reflectance and high resolution and having an almost neutral black hue by dispersing a specified light shielding material in a resin and imparting specified specific resistance or above. SOLUTION: A light shielding material is dispersed in a resin to obtain the objective black matrix having >=7×10<4> Ω.cm specific resistance or >=1×10<8> Ω.cm surface resistance per 1μm thickness. The light shielding material is carbon black in which at least one of the concns. of COOH, OH and SO3 H groups in the surface has a molar ratio of >=0.005 to all carbon atoms and/or carbon black surface-grafted with a high molecular compd.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置のカ
ラーフィルタなどに使用される樹脂ブラックマトリック
ス、それを製造するための黒色ペーストおよびそれを用
いたカラーフィルタに関するものであリ、更に詳しくは
電気絶縁性と遮光性に優れ、低反射性、高解像度等の優
れた特性を有し、色相もほぼニュートラルブラックであ
る樹脂ブラックマトリックス、それを製造するための黒
色ペーストおよびそれを用いたカラーフィルタに関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin black matrix used for a color filter of a liquid crystal display device, a black paste for producing the same, and a color filter using the same. A resin black matrix with excellent electrical insulation and light-shielding properties, low reflectivity, high resolution, and almost neutral black hue, a black paste for producing the same, and a color filter using the same It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示用装置等に使用される色分解の
カラーフィルタは光透過性基板上に形成された赤、緑、
青の三原色の画素から構成されている。そして、各画素
に一定の幅を持つ遮光領域(一般にブラックマトリック
スと称されている)を有するカラーフィルタは知られて
おり、例えば特開昭62−254103号公報に示され
ている。
2. Description of the Related Art Color filters for color separation used in liquid crystal display devices and the like are composed of red, green, and
It is composed of pixels of the three primary colors of blue. A color filter having a light-shielding region (generally called a black matrix) having a constant width in each pixel is known, and is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-254103.

【0003】液晶表示用装置等におけるカラーフィルタ
のブラックマトリックスは液晶セルに対して各フィルタ
画素毎に電圧印加を行う必要上、遮光性および電気絶縁
性を兼ね備えている必要がある。
A black matrix of a color filter in a liquid crystal display device or the like is required to have a light-shielding property and an electrical insulating property in order to apply a voltage to each liquid crystal cell for each filter pixel.

【0004】このブラックマトリックスとして、真空蒸
着法またはスパッタ法を用いて形成されたCr、Ni、
Al等の金属単層構造薄膜、あるいは金属、金属酸化
物、および金属窒化物等からなる多層構造薄膜をフォト
エッチングによりパターンニングする方法、例えば特開
昭62−14103号公報に示されているように透明樹
脂をフォトリソグラフィ法によりパターンニングした
後、黒色染料で染色する方法、例えば特開平2−196
284号公報、特開平2−239204号公報に示され
ているようにカーボンブラック等の黒色色素を含むバイ
ンダー樹脂を用いて、フォトリソグラフィ法によりパタ
ーンニングする方法、例えば特開平4−13105号公
報に示されているように、樹脂中に互いに補色関係にあ
る顔料を少なくとも二色以上分散し、フォトリソグラフ
ィ法によりパターンニングする方法、さらには特開平7
−181474号公報に示されているように、遮光層を
二層構造とし、遮光層の第一層には蒸着、スパッタ等に
よる導電性膜、あるいはポリマ中に導電性粒子を分散し
た膜で高遮光性を付与し、第二層にはポリマ中に有機顔
料や電気絶縁性の酸化物粒子を分散した膜で高絶縁性を
付与する方法、またストライプ画素においては各色画素
の両端を一部重ねることで遮光領域を形成する色重ね方
法等が知られている。
As the black matrix, Cr, Ni, which is formed by the vacuum deposition method or the sputtering method,
A method for patterning a metal single-layer structure thin film such as Al or a multi-layer structure thin film composed of a metal, a metal oxide, a metal nitride or the like by photoetching, for example, as disclosed in JP-A-62-14103. A transparent resin is patterned by photolithography and then dyed with a black dye, for example, JP-A-2-196.
No. 284 and JP-A-2-239204, a method of patterning by a photolithography method using a binder resin containing a black dye such as carbon black is disclosed in JP-A-4-13105. As shown, at least two or more pigments having a complementary color relationship with each other are dispersed in a resin, and patterning is performed by a photolithography method.
As disclosed in JP-A-181474, the light-shielding layer has a two-layer structure, and the first layer of the light-shielding layer is a conductive film formed by vapor deposition, sputtering, or a film in which conductive particles are dispersed in a polymer. A method of providing light-shielding property and a method of providing high insulation with a film in which organic pigments or electrically insulating oxide particles are dispersed in a polymer in the second layer, and in a stripe pixel, both ends of each color pixel are partially overlapped. Therefore, a color overlapping method and the like for forming a light-shielding area is known.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】カラーフィルタに用い
られるブラックマトリックスの目的は、第1に表示され
た画像のコントラストを向上させることで液晶表示用装
置の表示品質を改善することにある。そのためブラック
マトリックスには高い遮光性が要求されている。
The purpose of the black matrix used in the color filter is to improve the display quality of the liquid crystal display device by first improving the contrast of the displayed image. Therefore, the black matrix is required to have a high light-shielding property.

【0006】近年各分野に用途展開が進んでいる、各画
素に非線形素子(スイッチング素子)が配置された例え
ばTFT(薄膜トランジスタ)によるアクティブマトリ
ックス駆動方式では、ブラックマトリックスは光リーク
電流によるスイッチング素子の誤作動を抑止する目的に
も使用され、この場合のブラックマトリックスにも高い
遮光性が要求されている。また、視野角を改善したスー
パーTFTとも称されるIPS(In−Plane S
witching)駆動方式は、TFTアレイ側のガラ
ス基板に表示電極および共通電極を配置し、ガラス基板
に平行方向の横電解で液晶を駆動し広視野角を得る方式
のため、液晶の配向不良防止には基板に垂直な縦電解を
抑制する必要があるため、カラーフィルタ側基板のブラ
ックマトリックスには高い遮光性の他、電気絶縁性が要
求される。
In an active matrix driving system using a TFT (thin film transistor) in which a non-linear element (switching element) is arranged in each pixel, which has been developed in various fields in recent years, the black matrix causes an error of the switching element due to a light leak current. It is also used for the purpose of suppressing the operation, and the black matrix in this case is also required to have a high light-shielding property. In addition, an IPS (In-Plane S) also called a super TFT with an improved viewing angle.
In the driving method, the display electrode and the common electrode are arranged on the glass substrate on the TFT array side, and the liquid crystal is driven by the horizontal electrolysis in the parallel direction on the glass substrate to obtain a wide viewing angle. Since it is necessary to suppress vertical electrolysis perpendicular to the substrate, the black matrix of the color filter side substrate is required to have high light shielding properties and electrical insulation properties.

【0007】更に、時分割で駆動する単純マトリックス
駆動方式および各画素に非線形素子としてMIM(Me
tal Insulator Metal)が配置され
たアクティブマトリックス駆動方式では、カラーフィル
タ上の透明電極がストライプ状に形成されており、この
場合には、透明電極とブラックマトリックス間の導通あ
るいは対向電極との間の導通で画像不良を起しやすい。
従って、ブラックマトリックスは、遮光性と共に高い電
気絶縁性が要求されている。
Furthermore, a simple matrix driving method in which time division driving is performed, and MIM (Me
In the active matrix driving method in which a total insulator (Tal Insulator Metal) is arranged, the transparent electrodes on the color filter are formed in stripes. In this case, the conduction between the transparent electrode and the black matrix or the conduction between the counter electrode is performed. It is easy to cause defective images.
Therefore, the black matrix is required to have high light insulation and high electrical insulation.

【0008】上述の金属単層構造薄膜、あるいは金属多
層構造薄膜をフォトエッチングによりパターンニングす
る方法においては、高い遮光性が得られるものの、製造
コストが高いこと、電気絶縁性が不足し、透明電極とブ
ラックマトリックス間の導通あるいは対向電極との間の
導通で画像不良を起しやすい問題がある。
In the above-mentioned method of patterning a metal single-layer structure thin film or a metal multi-layer structure thin film by photoetching, a high light-shielding property is obtained, but the manufacturing cost is high and the electrical insulation is insufficient, so that the transparent electrode There is a problem that image defects are likely to occur due to conduction between the black matrix and the black matrix or conduction between the counter electrode and the black matrix.

【0009】黒色染料で染色する方法、および色画素の
両端を一部重ねることで遮光領域を形成する色重ね方法
においては、高い電気絶縁性が得られるものの、遮光性
が不足し、画像のコントラスト改善が不十分となる問題
がある。色重ね方法においては、更にカラーフィルタの
表面平坦化が難しく、色ムラが発生し易い等の問題もあ
る。
In the method of dyeing with a black dye and the color superimposing method of forming a light-shielding region by partially overlapping both ends of color pixels, although high electric insulation is obtained, the light-shielding property is insufficient and the image contrast is reduced. There is a problem that improvement is insufficient. In the color overlapping method, there are problems that it is more difficult to flatten the surface of the color filter and color unevenness easily occurs.

【0010】カーボンブラック等の黒色色素を含むバイ
ンダー樹脂をパターンニングする方法においては、低反
射かつ高遮光性のブラックマトリックスが得られるもの
の、例えばカーボンブラックでは、その導電性のため電
気絶縁性が不足する問題がある。また遮光層を二層構造
とし、第一層で遮光性、第二層で電気絶縁性を付与する
方法においては、製造コストが高いこと、製造工程が煩
雑になる問題がある。
In the method of patterning a binder resin containing a black pigment such as carbon black, a black matrix having low reflection and high light-shielding properties can be obtained, but carbon black, for example, has insufficient electrical insulation because of its conductivity. I have a problem to do. Further, in the method in which the light-shielding layer has a two-layer structure and the first layer has a light-shielding property and the second layer has an electrical insulating property, there are problems that the manufacturing cost is high and the manufacturing process is complicated.

【0011】本発明は、かかる技術の諸欠点に鑑み創案
されたもので、その目的とするところは高い遮光性と電
気絶縁性を有し、低反射性、高解像度、色相もほぼニュ
ートラルブラックである等の優れた特性を有し、液晶表
示装置に組み込んだ場合に優れた画像を表示できる樹脂
ブラックマトリックス、それを製造するための黒色ペー
ストおよびそれを用いたカラーフィルタに関するもので
あり、低製造コストでこれらの目的を達成することにあ
る。
The present invention was devised in view of the drawbacks of such a technique, and its purpose is to have a high light-shielding property and an electrical insulating property, a low reflectivity, a high resolution, and a hue of almost neutral black. The present invention relates to a resin black matrix which has excellent characteristics such as certain characteristics and can display an excellent image when incorporated in a liquid crystal display device, a black paste for producing the same, and a color filter using the same, and a low production rate. To achieve these goals at cost.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は樹脂中に遮光剤を分散せしめてなるブラ
ックマトリックスであって、比抵抗率が7×104 Ω・
cm以上、もしくは膜厚1μmあたりの面抵抗値が1×
108 Ω/cm2 以上であることを特徴とする樹脂ブラ
ックマトリックス、および、該樹脂ブラックマトリック
スを用いることを特徴とするカラーフィルターからな
る。
In order to achieve the above object, the present invention is a black matrix in which a light-shielding agent is dispersed in a resin and has a specific resistivity of 7 × 10 4 Ω.
cm or more, or the sheet resistance value per 1 μm film thickness is 1 ×
It is composed of a resin black matrix having a resistance of 10 8 Ω / cm 2 or more and a color filter using the resin black matrix.

【0013】また、本発明は樹脂中に分散せしめる遮光
剤として、表面のカルボキシル基濃度[COOH]、表
面の水酸基濃度[OH]、表面のスルホン酸基濃度[S
3H]の少なくとも1つが、全炭素原子あたりのモル
比で、0.005より大きいカーボンブラック、および
/または表面が高分子化合物によってグラフト化された
カーボンブラックを用いることを特徴とする黒色ペース
トからなる。
In the present invention, as a light-shielding agent to be dispersed in a resin, surface carboxyl group concentration [COOH], surface hydroxyl group concentration [OH], surface sulfonic acid group concentration [S].
At least one of O 3 H] is a carbon black having a molar ratio per total carbon atoms of more than 0.005 and / or carbon black grafted with a polymer compound on the surface. Consists of.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明のブラックマトリックス
は、高い電気絶縁性と遮光性および低反射性を得るため
に、樹脂中に遮光剤として特定のカーボンブラックを微
分散したものである。特定のカーボンブラックとは、表
面のカルボキシル基濃度[COOH]、表面の水酸基濃
度[OH]、表面のスルホン酸基濃度[SO3 H]の少
なくとも1つが、全炭素原子あたりのモル比で、0.0
05より大きいカーボンブラック、さらに好ましくは
0.01より大きいカーボンブラック、および/または
アジリジン基、オキサゾリン基、N−ヒドロキシアルキ
ルアミド基、イソシアネート基、エポキシ基、ビニル
基、アクリル基、メタクリル基等の中から1種類または
2種類以上の反応性基を含有する高分子化合物によっ
て、表面がグラフト化されたカーボンブラックである。
グラフト反応させるに際しては、前記重合体以外のポリ
マ成分、モノマ、有機溶剤等の物質が存在しても良い。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The black matrix of the present invention is obtained by finely dispersing a specific carbon black as a light-shielding agent in a resin in order to obtain high electrical insulation, light-shielding properties and low reflectivity. The specific carbon black means that at least one of the surface carboxyl group concentration [COOH], the surface hydroxyl group concentration [OH], and the surface sulfonic acid group concentration [SO 3 H] is 0 in molar ratio per total carbon atom. .0
Carbon black larger than 05, more preferably larger than 0.01, and / or aziridine group, oxazoline group, N-hydroxyalkylamide group, isocyanate group, epoxy group, vinyl group, acryl group, methacryl group, etc. To carbon black whose surface is grafted with a polymer compound containing one or more reactive groups.
In carrying out the graft reaction, substances other than the above-mentioned polymers such as polymer components, monomers, organic solvents may be present.

【0015】カーボンブラック表面のカルボキシル基濃
度、水酸基濃度、スルホン酸基濃度を定量化する方法と
しては、XPSあるいはESCAと呼ばれているX線光
電子分光法を用いることができる。特に化学修飾法と組
み合わせてX線光電子分光法を用いると有効である。例
えば、トリフルオロエタノール等とカルボキシル基と反
応させることによってラベル化させ、X線光電子分光法
により検出されたF1Sピーク強度により、カルボキシル
基の濃度を定量化することができる。
As a method for quantifying the carboxyl group concentration, hydroxyl group concentration and sulfonic acid group concentration on the surface of carbon black, X-ray photoelectron spectroscopy called XPS or ESCA can be used. It is particularly effective to use X-ray photoelectron spectroscopy in combination with the chemical modification method. For example, it is possible to quantify the concentration of the carboxyl group based on the F1S peak intensity detected by X-ray photoelectron spectroscopy by labeling by reacting trifluoroethanol or the like with the carboxyl group.

【0016】カーボンブラックの表面に、カルボキシル
基、水酸基を設ける方法としては、カーボン粉を製造
後、高温下で遊離酸素と接触させ酸化させる方法、オゾ
ン、NO2 などの酸化剤によって酸化させる方法、臭素
および水によって、常圧下または加圧下で処理する方
法、硝酸や硫酸など酸化性の溶液で酸化する方法などが
あり、カーボンブラックの粉体表面にカルボキシル基、
フェノール性水酸基などの酸性基を設ける。また、これ
らの方法を組み合わせても良い。さらに、発煙硫酸によ
るスルホン化等の化学反応によってスルホン酸基を設け
ることも出来る。これらの処理の程度を調整することに
よって、カーボンブラック表面のカルボキシル基濃度、
水酸基濃度、スルホン酸基濃度を制御できる。
As a method for providing a carboxyl group and a hydroxyl group on the surface of carbon black, after the carbon powder is produced, it is contacted with free oxygen at a high temperature to oxidize it, or it is oxidized with an oxidizing agent such as ozone or NO 2 , With bromine and water, there is a method of treating under normal pressure or under pressure, a method of oxidizing with an oxidizing solution such as nitric acid or sulfuric acid, and a carboxyl group on the powder surface of carbon black,
Provide acidic groups such as phenolic hydroxyl groups. Also, these methods may be combined. Further, the sulfonic acid group can be provided by a chemical reaction such as sulfonation with fuming sulfuric acid. By adjusting the degree of these treatments, the concentration of carboxyl groups on the surface of carbon black,
The hydroxyl group concentration and sulfonic acid group concentration can be controlled.

【0017】カーボンブラックは、チャネルブラック、
ローラーブラック、ディスクブラックと呼ばれているコ
ンタクト法で製造されたもの、ガスファーネストブラッ
ク、オイルファーネストブラックと呼ばれているファー
ネスト法で製造されたもの、サーマルブラック、アセチ
レンブラックと呼ばれているサーマル法で製造されたも
のなどを用いることができるが、チャネルブラック、ガ
スファーネストブラック、オイルファーネストブラック
が好ましく、特にファーネストブラックがより好まし
い。
Carbon black is channel black,
Roller black, those produced by the contact method called Disk Black, those produced by the Farnest method called Gas Furnest Black, Oil Farnest Black, thermal black, called acetylene black The one produced by the thermal method may be used, but channel black, gas farnest black and oil farnest black are preferable, and farnest black is particularly preferable.

【0018】遮光剤として、前記特定のカーボンブラッ
ク以外にも、遮光性を低下させない範囲で種々の遮光剤
を添加してもよいが、高い遮光性を得るためには、遮光
剤中にしめる前記特定のカーボンブラックの割合を40
重量%以上にすることが好ましく、より好ましくは50
重量%以上、さらに好ましくは60重量%以上が望まし
い。
As the light-shielding agent, other than the above-mentioned specific carbon black, various light-shielding agents may be added as long as the light-shielding property is not deteriorated. 40% of carbon black
It is preferably at least 50% by weight, more preferably 50
It is desirable that the content be at least wt%, more preferably at least 60 wt%.

【0019】本発明で用いる二種類の特定のカーボンブ
ラックについては、単独で用いても、あるいは併用して
もよい。二種類のカーボンブラックを併用する場合、酸
性基濃度を高めたカーボンブラックは、全カーボンブラ
ックの50重量%以上、さらに好ましくは60重量%以
上が望ましい。
The two types of specific carbon blacks used in the present invention may be used alone or in combination. When two kinds of carbon blacks are used in combination, it is desirable that the amount of carbon black having an increased acidic group concentration is 50% by weight or more, and more preferably 60% by weight or more of the total carbon black.

【0020】カーボンブラック以外の遮光剤としては、
酸化チタン、四酸化鉄などの金属酸化物粉、金属硫化物
粉、金属粉の他に、赤、青、緑、紫色等の顔料の混合物
などを用いることができる。
As a light-shielding agent other than carbon black,
In addition to metal oxide powders such as titanium oxide and iron tetroxide, metal sulfide powders, and metal powders, a mixture of pigments such as red, blue, green, and purple can be used.

【0021】樹脂ブラックマトリックスの遮光性を向上
させるためには、粒径の小さいカーボンブラックを用い
るのが好ましく、平均1次粒径では5〜40nm、樹脂
ブラックマトリックス中のカーボンブラックの平均2次
粒径では5〜100nmが望ましい。前記特定カーボン
ブラックにおいては、樹脂ブラックマトリックス中での
カーボンブラックの凝集が少なく、平均2次粒径は平均
1次粒径に近似している。
In order to improve the light-shielding property of the resin black matrix, it is preferable to use carbon black having a small particle diameter, the average primary particle diameter is 5 to 40 nm, and the average secondary particle of carbon black in the resin black matrix is used. The diameter is preferably 5 to 100 nm. In the specific carbon black, the aggregation of carbon black in the resin black matrix is small, and the average secondary particle size is close to the average primary particle size.

【0022】このような粒径の小さい特定カーボンブラ
ックは、主として茶系統の色調を有する。そこで、特定
カーボンブラックに対して補色の顔料を混合させ、色相
をニュートラルブラックにするのが好ましい。ブラック
マトリックスが樹脂中に、特定カーボンブラックと該特
定カーボンブラックに対して補色の顔料からなる遮光剤
を分散させてなるのが好ましい。茶色の補色としては青
または紫系の色である。補色用の顔料としては、青色顔
料または紫色顔料、さらには青色顔料と紫色顔料の混合
物を用いることができる。ただし、着色した樹脂を用い
る場合は、樹脂と特定カーボンブラックの混色に対して
補色の顔料を用いる。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。青色顔料また
は紫色顔料としては、着色力の高い有機顔料が特に好ま
しく、青色顔料の例としてはピグメントブルー15、1
5:1、15:2、15:3、15:4、15:5、1
5:6、16、21、22、60、64などが挙げられ
るが、特にピグメントブルー15、15:1、15:
2、15:6が好ましい。紫色顔料の例としては、ピグ
メントバイオレット19、23、29、31、32、3
3、36、37、39、43、50などが挙げられる
が、特にピグメントバイオレット23、31、33、4
3、50が好ましい。
The specific carbon black having such a small particle size mainly has a brownish color tone. Therefore, it is preferable to mix a pigment having a complementary color with the specific carbon black so that the hue becomes neutral black. It is preferable that the black matrix is a resin in which a specific carbon black and a light-shielding agent composed of a pigment having a complementary color to the specific carbon black are dispersed. The complementary color of brown is blue or purple. As a complementary color pigment, a blue pigment or a purple pigment, or a mixture of a blue pigment and a purple pigment can be used. However, when a colored resin is used, a pigment complementary to the color mixture of the resin and the specific carbon black is used. Specific examples of typical pigments are indicated by color index (CI) numbers. As a blue pigment or a violet pigment, an organic pigment having a high tinting strength is particularly preferable.
5: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 5, 1,
5: 6, 16, 21, 22, 60, 64 and the like, but especially Pigment Blue 15, 15: 1, 15:
2, 15: 6 is preferred. Examples of purple pigments include pigment violet 19, 23, 29, 31, 32, 3
3, 36, 37, 39, 43, 50 and the like, but especially Pigment Violet 23, 31, 33, 4
3,50 is preferable.

【0023】以下、特に断わらない限り、波長430〜
640nmの可視光域におけるブラックマトリックスの
膜厚1μmあたりの光学濃度を遮光性と定義すると、ブ
ラックマトリックスは2.3以上の遮光性を有している
のが好ましい。このような高い遮光性を得るには、ブラ
ックマトリックス中の樹脂および遮光剤中に含まれる特
定カーボンブラックの割合を、好ましくは35重量%以
上、より好ましくは45重量%以上、さらに好ましくは
60重量%以上とするのが望ましい。
The wavelengths 430 to 430 will be described below unless otherwise specified.
When the optical density per 1 μm of the film thickness of the black matrix in the visible light region of 640 nm is defined as the light shielding property, it is preferable that the black matrix has a light shielding property of 2.3 or more. In order to obtain such a high light-shielding property, the ratio of the resin in the black matrix and the specific carbon black contained in the light-shielding agent is preferably 35% by weight or more, more preferably 45% by weight or more, and further preferably 60% by weight. It is desirable to set it to be at least%.

【0024】ブラックマトリックスの膜厚としては、1
μm未満にするのが好ましく、より好ましくは0.75
μm以下、さらに好ましくは0.5μm以下である。ブ
ラックマトリックスの膜厚を薄くするほど、カラーフィ
ルタ上での表面段差が小さくなり好ましい。また、ブラ
ックマトリックスの膜厚を0.75μm以下にすること
によって、保護層を省略することもでき、特に好まし
い。下限としては特に限定されないが、ブラックマトリ
ックスの強度、パターンの寸法精度などの点から0.3
μm以上が好ましい。
The thickness of the black matrix is 1
It is preferably less than μm, more preferably 0.75
It is not more than μm, more preferably not more than 0.5 μm. The thinner the thickness of the black matrix, the smaller the surface step on the color filter, which is preferable. Further, by setting the film thickness of the black matrix to 0.75 μm or less, the protective layer can be omitted, which is particularly preferable. The lower limit is not particularly limited, but is 0.3 in view of the strength of the black matrix and the dimensional accuracy of the pattern.
μm or more is preferred.

【0025】ブラックマトリックス用の樹脂としては、
ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、PVA、ゼラチン、ポ
リエステル樹脂、ポリビニル樹脂等が挙げられる。カラ
ーフィルタの加工において、ブラックマトリックスは最
初に加工されることが多い。そのため、これらの樹脂の
中では画素や保護膜に用いる樹脂よりも高い耐熱性を有
するのが好ましく、250℃以上の耐熱性を有するポリ
イミド樹脂が好ましい。さらに、高解像度のカラーフィ
ルタを得るためには、微細加工精度にも優れているとい
う点でポリイミド樹脂が好ましい。ポリイミド樹脂とし
ては、ポリアミドイミドも含まれ、特に限定されない
が、通常一般式(1)で表わされる構造単位を主成分と
するポリイミド前駆体(n=1〜2)を、加熱もしくは
適当な触媒によってイミド化するものが好適に用いられ
る。
As the resin for the black matrix,
Examples thereof include polyimide resin, acrylic resin, PVA, gelatin, polyester resin, polyvinyl resin and the like. In the processing of color filters, the black matrix is often processed first. Therefore, among these resins, it is preferable to have higher heat resistance than the resin used for the pixel or the protective film, and a polyimide resin having heat resistance of 250 ° C. or higher is preferable. Further, in order to obtain a high-resolution color filter, a polyimide resin is preferable because it is also excellent in fine processing precision. The polyimide resin also includes polyamide-imide and is not particularly limited, but a polyimide precursor (n = 1 to 2) containing a structural unit represented by the general formula (1) as a main component is usually heated or heated with a suitable catalyst. Those that are imidized are preferably used.

【0026】[0026]

【化1】 上記一般式(1)中、R1 は少なくとも2個以上の炭素
原子を有する3価または4価の有機基である。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6〜30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、ジフェニルスルホン基、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
などが挙げられるが、これらに限定されない。
Embedded image In the general formula (1), R 1 is a trivalent or tetravalent organic group having at least 2 carbon atoms. From the viewpoint of heat resistance, R 1 is preferably a trivalent or tetravalent group containing a cyclic hydrocarbon, an aromatic ring or an aromatic heterocycle and having 6 to 30 carbon atoms. Examples of R 1 include phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, naphthalene group, perylene group,
Examples thereof include, but are not limited to, a diphenyl ether group, a diphenyl sulfone group, a diphenyl propane group, a benzophenone group, a biphenyl trifluoropropane group, a cyclobutyl group and a cyclopentyl group.

【0027】R2 は少なくとも2個以上の炭素原子を有
する2価の有機基であるが、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6〜30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
ニルスルホン基、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、ジシクロヘキシルメタン基などが挙げられる
が、これらに限定されない。構造単位(1)を主成分と
するポリマは、R1 、R2 がこれらのうち各々1種から
構成されていても良いし、各々2種以上から構成される
共重合体であつてもよい。さらに、基板との接着性を向
上させるために、耐熱性を低下させない範囲でジアミン
成分として、シロキサン構造を有するビス(3−アミノ
プロピル)テトラメチルジシロキサンを共重合するのが
好ましい。
R 2 is a divalent organic group having at least 2 carbon atoms, but from the viewpoint of heat resistance, R 2 contains a cyclic hydrocarbon, an aromatic ring or an aromatic heterocycle, and A divalent group having 6 to 30 carbon atoms is preferable. Examples of R 2 include phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, naphthalene group, perylene group, diphenyl ether group, diphenyl sulfone group, diphenylpropane group, benzophenone group, biphenyltrifluoropropane group, diphenylmethane group, dicyclohexylmethane group, etc. Examples include, but are not limited to: In the polymer having the structural unit (1) as a main component, R 1 and R 2 may each be composed of one type of them, or may be a copolymer composed of two or more types of each. . Further, in order to improve the adhesiveness to the substrate, it is preferable to copolymerize bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane having a siloxane structure as a diamine component within a range that does not lower the heat resistance.

【0028】構造単位(1)を主成分とするポリマの具
体的な例として、ピロメリット酸二無水物、3,3´,
4,4´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、
3,3´,4,4´−ビフェニルトリフルフォロプロパ
ンテトラカルボン酸二無水物、3,3´,4,4´−ビ
フェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,3,
5,−トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物など
からなる群から選ばれた1種以上のカルボン酸二無水物
と、パラフェニレンジアミン、3,3´−ジアミノジフ
ェニルエーテル、4,4´−ジアミノジフェニルエーテ
ル、3,4´ジアミノジフェニルエーテル、3,3´−
ジアミノジフェニルスルホン、4,4´−ジアミノジフ
ェニルスルホン、4,4´−ジアミノジシクロヘキシル
メタン、4,4´−ジアミノジフェニメタンなどの群か
ら選ばれた1種以上のジアミンから合成されたポリイミ
ド前駆体が挙げられるが、これらに限定されない。これ
らのポリイミド前駆体は公知の方法すなわち、テトラカ
ルボン酸二無水物とジアミンを選択的に組み合わせ、溶
媒中で反応させることにより合成される。
Specific examples of the polymer having the structural unit (1) as a main component include pyromellitic dianhydride, 3,3 ',
4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride,
3,3 ′, 4,4′-biphenyltrifluropropanepropanecarboxylic acid dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenylsulfonetetracarboxylic acid dianhydride, 2,3,3
One or more carboxylic acid dianhydrides selected from the group consisting of 5, -tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride and the like, and paraphenylenediamine, 3,3'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3 , 4 'diaminodiphenyl ether, 3,3'-
Polyimide precursor synthesized from at least one diamine selected from the group consisting of diaminodiphenyl sulfone, 4,4′-diaminodiphenyl sulfone, 4,4′-diaminodicyclohexylmethane, 4,4′-diaminodiphenylmethane But is not limited to these. These polyimide precursors are synthesized by a known method, that is, by selectively combining tetracarboxylic dianhydride and diamine and reacting them in a solvent.

【0029】また、通常、ポリイミド前駆体の分子末端
を封止し、重合を停止するために無水マレイン酸等のジ
カルボン酸無水物を添加する。しかし、ポリイミド樹脂
の分子末端がアミン基である方が、遮光剤の分散性が向
上し、さらに好ましい。分子末端がアミン基である割合
は、好ましくは50%以上、より好ましくは80%以
上、さらに好ましくは90%以上である。ポリイミド樹
脂の分子末端をアミン基にするためには、ポリイミド前
駆体の合成時に、テトラカルボン酸二無水物のモル数に
対してジアミンのモル数をやや多くするようにして、溶
媒中で反応させることが好ましい。具体的には、ジアミ
ン100モルに対して、テトラカルボン酸二無水物を好
ましくは100〜90モル、より好ましくは98〜93
モル、さらに好ましくは97〜95モルにする。
Further, a dicarboxylic acid anhydride such as maleic anhydride is usually added to seal the molecular end of the polyimide precursor and stop the polymerization. However, it is more preferable that the molecular end of the polyimide resin is an amine group because the dispersibility of the light-shielding agent is improved. The ratio of the amine terminal at the molecular end is preferably 50% or more, more preferably 80% or more, still more preferably 90% or more. In order to make the terminal of the molecule of the polyimide resin an amine group, when the polyimide precursor is synthesized, the number of moles of the diamine is slightly increased relative to the number of moles of the tetracarboxylic dianhydride, and the reaction is carried out in a solvent. It is preferable. Specifically, tetracarboxylic dianhydride is preferably 100 to 90 mol, and more preferably 98 to 93, relative to 100 mol of diamine.
Mol, more preferably 97 to 95 mol.

【0030】これらポリイミド樹脂の中でも、特に、可
視光域の波長での光吸収の高いものの方がブラックマト
リックスの遮光性も高くなり、より好ましい。具体的に
は、例えばテトラカルボン酸二無水物としては、酸二無
水物残基の電子吸引性が高い程好ましく、ベンゾフェノ
ン基のようなケトンタイプのもの、ジフェニルエーテル
基のようなエーテルタイプのもの、フェニル基を有する
もの、ジフェニルスルホン基のようなスルホン基を有す
るものなどが好ましい。例えば、ピロメリット酸二無水
物、3,3´,4,4´−ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸二無水物、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラ
カルボン酸2無水物などである。ジアミンとしてはジア
ミン残基の電子供与性が強い程好ましく、ビフェニル
基、p−,p−置換またはm−,p−置換構造のジアミ
ノジフェニルエーテル、メチレンジアニリン、ナフタレ
ン基、ペリレン基などを有するものが好ましく、4,4
´,または3,4´ジアミノジフェニルエーテル、パラ
フェニレンジアミンなどである。また、これらの芳香族
環にニトロ基が置換された構造を有するのも好ましい。
Among these polyimide resins, one having a higher light absorption at a wavelength in the visible light region is more preferable because the light-shielding property of the black matrix becomes higher. Specifically, for example, as the tetracarboxylic dianhydride, the higher the electron withdrawing property of the acid dianhydride residue, the more preferable, a ketone type such as a benzophenone group, an ether type such as a diphenyl ether group, Those having a phenyl group, those having a sulfone group such as a diphenyl sulfone group, and the like are preferable. For example, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and the like. As the diamine, the stronger the electron donating property of the diamine residue is, the more preferable, and those having a biphenyl group, a diaminodiphenyl ether having a p-, p-substituted or m-, p-substituted structure, methylenedianiline, a naphthalene group, a perylene group, and the like. Preferably 4,4
'Or 3,4' diaminodiphenyl ether, para-phenylenediamine and the like. It is also preferable that these aromatic rings have a structure in which a nitro group is substituted.

【0031】樹脂ブラックマトリックスとしては、樹脂
溶液中に主として特定のカーボンブラックからなる遮光
剤を分散した黒色ペーストを用い、種々の塗布法で形成
することができる。
The resin black matrix can be formed by various coating methods using a black paste in which a light shielding agent mainly made of specific carbon black is dispersed in a resin solution.

【0032】黒色ペースト溶媒としては、通常、N−メ
チル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミ
ド、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド系極性
溶媒、ラクトン系極性溶媒、ジメチルスルフォキシドな
どが好適に使用されるが、特定のカーボンブラックの分
散効果を高めるためには、少なくともアミド系極性溶媒
を含むものが好ましく、より好ましくはアミド系極性溶
媒が主成分もしくはアミド系極性溶媒単独からなる溶媒
を用いるのが好ましい。ここでアミド系極性溶媒が主成
分である溶媒とは、n種類の溶媒からなる混合溶媒の場
合、(1/n)×100重量%よりも多く含むことを言
う。例えば2成分系の溶媒の場合、アミド系極性溶媒が
50重量%より多く含有されていることをいい、3成分
系の溶媒の場合、アミド系極性溶媒が33重量%より多
く含有されていることをいう。
The black paste solvent is usually an amide-based polar solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide or N, N-dimethylformamide, a lactone-based polar solvent or dimethyl sulfoxide. It is preferably used, but in order to enhance the dispersion effect of the specific carbon black, it is preferable to contain at least an amide polar solvent, and more preferably a solvent in which the amide polar solvent is the main component or the amide polar solvent alone. Is preferably used. Here, the solvent having an amide-based polar solvent as a main component means that a mixed solvent composed of n kinds of solvents contains more than (1 / n) × 100% by weight. For example, in the case of a two-component solvent, the amide polar solvent is contained in an amount of more than 50% by weight. In the case of a ternary solvent, the amide polar solvent is contained in an amount of more than 33% by weight. Say.

【0033】また、特定のカーボンブラック以外の遮光
剤も添加する場合は、遮光剤の分散効果を高めるために
は、ラクトン系極性溶媒を少なくとも含むことが好まし
い。特に、分散剤としてロジン樹脂酸を用いた場合、特
に有効に作用する。ラクトン類とは、脂肪族環状エステ
ルで炭素数3〜12の化合物をいい、具体的な例とし
て、β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−
バレロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラク
トン、ε−カプロラクトンなどが挙げられるが、特にポ
リイミド前駆体の溶解性の点で、γ−ブチロラクトンが
好ましい。このため、アミド系極性溶媒とラクトン系極
性溶媒の混合溶媒にするのがより好ましい。
When a light-shielding agent other than the specific carbon black is added, it is preferable to contain at least a lactone polar solvent in order to enhance the dispersion effect of the light-shielding agent. In particular, when rosin resin acid is used as a dispersant, it works particularly effectively. The lactones are aliphatic cyclic esters having 3 to 12 carbon atoms, and specific examples thereof include β-propiolactone, γ-butyrolactone, and γ-.
Examples thereof include valerolactone, δ-valerolactone, γ-caprolactone, ε-caprolactone and the like, and γ-butyrolactone is particularly preferable from the viewpoint of solubility of the polyimide precursor. For this reason, it is more preferable to use a mixed solvent of an amide polar solvent and a lactone polar solvent.

【0034】これら以外の溶媒としては、塗布性向上の
ため、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルカ
ルビトール、エチルカルビトール、エチルラクテートな
ど蒸発速度のより速い溶媒や、表面張力が26〜33ダ
イン/cmのエチレングリコール系もしくはプロピレン
グリコール系のエーテルアセテート溶媒を添加するのが
好ましく、好ましくは全溶媒中1〜25重量%、さらに
好ましくは5〜20重量%混合させるのが望ましい。具
体的にはプロピレングリコールメチルエーテルアセテー
ト、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、エチ
レングリコールエチルエーテルアセテート、3−メトキ
シブチルアセテートなどがある。また、これらの溶媒を
添加した溶液中で特定カーボンブラック等の遮光剤を分
散させる方が、分散時の発熱が小さくなり、ゲル化が生
じにくくなったり、分散性が向上したりして、より好ま
しい。
As solvents other than these, solvents having a higher evaporation rate such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl carbitol, ethyl carbitol, and ethyl lactate, and surface tensions of 26 to 33 dynes / cm are used for improving coating properties. It is preferable to add an ethylene glycol-based or propylene glycol-based ether acetate solvent, preferably 1 to 25% by weight, more preferably 5 to 20% by weight, based on the total solvent. Specific examples include propylene glycol methyl ether acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, ethylene glycol ethyl ether acetate, and 3-methoxybutyl acetate. Further, it is better to disperse a light-shielding agent such as specific carbon black in a solution to which these solvents are added, heat generation during dispersion is reduced, gelation is less likely to occur, or dispersibility is improved, preferable.

【0035】特定カーボンブラック等の遮光剤を分散さ
せる方法としては、例えば、樹脂溶液中に遮光剤、分散
剤を混合させた後、三本ロール、サンドグラインダー、
ボールミル等の分散機中で分散させる方法などがある
が、特定カーボンブラック以外の遮光剤も用いる場合
は、各遮光剤をそれぞれ単独で分散させた後、これらを
混合させる方法がより好ましい。また、樹脂としてポリ
イミド前駆体を用いる場合、分散中におけるポリイミド
前駆体間の反応、遮光剤とポリイミド前駆体の反応によ
る粘度上昇、ゲル化等の防止のため、まず溶媒中に遮光
剤を混合して、前分散を行なわせた後、ポリイミド前駆
体を後から混合または分散させる方法がより好ましい。
さらには、特定カーボンブラックや特定カーボンブラッ
ク以外の遮光剤を、それぞれ分散に適した溶媒、または
その溶媒を含むポリイミド前駆体で分散または混合させ
る方法がより好ましい。また、遮光剤を微分散させるた
めに、分散強度、分散時間等は、適宜調整するのが好ま
しい。
As a method of dispersing a light-shielding agent such as specific carbon black, for example, a light-shielding agent and a dispersant are mixed in a resin solution, and then three rolls, a sand grinder,
Although there is a method of dispersing in a dispersing machine such as a ball mill, when a light-shielding agent other than the specific carbon black is used, a method of dispersing each light-shielding agent alone and then mixing them is more preferable. When a polyimide precursor is used as the resin, a light shielding agent is first mixed in a solvent to prevent a reaction between the polyimide precursor during dispersion, an increase in viscosity due to a reaction between the light shielding agent and the polyimide precursor, and prevention of gelation. Then, a method of mixing or dispersing the polyimide precursor after the pre-dispersion is more preferable.
Further, a method of dispersing or mixing the specific carbon black and the light-shielding agent other than the specific carbon black with a solvent suitable for dispersion or a polyimide precursor containing the solvent is more preferable. In order to finely disperse the light-shielding agent, it is preferable to appropriately adjust the dispersion intensity, the dispersion time, and the like.

【0036】黒色ペーストのレオロジー特性としては、
Cassonの流動方程式による降伏値が0.1Pa以
下であることが好ましく、より好ましくは0.01Pa
以下、さらに好ましくは0.001Pa以下である。遮
光剤の分散安定性が悪いと、これよりも降伏値が大きく
なり、遮光剤の凝集が起こり、ブラックマトリックスの
遮光性が低下したりするので、好ましくない。本発明の
黒色ペーストは、特定のカーボンブラックを用いるた
め、低い降伏値が得られる。S=ずり応力、D=ずり速
度、τ0 =降伏値、μ0 =Casson粘度とすると、
流動方程式は式1で表わされ、降伏値は(D)1/2 に対
する(S)1/2 のグラフにおける(S)1/ 2 軸の切片の
2乗で求められる。
The rheological properties of the black paste are as follows:
The yield value according to Casson's flow equation is preferably 0.1 Pa or less, more preferably 0.01 Pa.
Hereafter, it is more preferably 0.001 Pa or less. If the dispersion stability of the light-shielding agent is poor, the yield value will be higher than this, aggregation of the light-shielding agent will occur, and the light-shielding property of the black matrix will decrease, which is not preferable. Since the black paste of the present invention uses a specific carbon black, a low yield value is obtained. S = shear stress, D = shear velocity, τ0 = yield value, μ0 = Casson viscosity,
Flow equation is expressed by Equation 1, the yield value is calculated by the square of the intercept of (S) 1/2-axis in (S) 1/2 of graph for 1/2 (D).

【0037】[0037]

【数1】 粘度は、塗布方式にあわせて適宜調製されるが、5〜1
000cPが好ましく、より好ましくは8〜150c
P、さらに好ましくは10〜100cPである。
[Equation 1] The viscosity is appropriately adjusted according to the coating method, but it is 5 to 1
000 cP is preferable, and more preferably 8 to 150 c
P, and more preferably 10 to 100 cP.

【0038】また、黒色ペーストには、遮光剤の分散性
向上を目的に種々の添加剤を加えることができる。これ
以外にも、塗布性やレベリング性向上を目的に種々の添
加剤を加えることができる。
Various additives may be added to the black paste for the purpose of improving the dispersibility of the light shielding agent. In addition, various additives can be added for the purpose of improving coating properties and leveling properties.

【0039】次に、光透過性基板上に、樹脂ブラックマ
トリックス、画素、保護膜をこの順に積層せしめてなる
液晶表示素子用カラーフィルタを例にして説明する。ま
ず最初に、黒色ペーストを光透過性基板上に塗布する。
光透過性基板としては、特に限定されるものではなく、
石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、表面をシリカコートし
たソーダライムガラスなどの無機ガラス類、有機プラス
チックのフィルムまたはシートなどが好ましく用いられ
る。塗布方法は、ディップ塗布、ロールコータの他に、
ホエラー、スピナーなどの回転塗布法が好適に用いられ
る。この後、熱風オーブン、ホットプレート等により乾
燥し、セミキュアする。セミキュア条件は、用いたポリ
イミド前駆体の種類や塗布量によって若干異なるが、通
常100〜180℃で1〜60分加熱するのが一般的で
ある。非感光性のポリイミド前駆体を用いた場合は、こ
の後フォトレジストを塗布し、プリベークし、光学マス
クを用いて露光する。この後、現像液を用い、ディッ
プ、シャワー、パドル法等でレジストの現像とブラック
マトリックスのパターン化を連続して行なう。この後、
剥離液を用いてディップ、シャワー、パドル法等でレジ
ストを剥離する。最後に、イミド化するため、200〜
400℃で1〜60分加熱し、キュアする。なお、ブラ
ックマトリックス間には通常20〜200μm程度の開
口部が設けられており、後工程でこのスペースに画素が
形成される。
Next, a color filter for a liquid crystal display element, which is formed by laminating a resin black matrix, pixels and a protective film in this order on a light transmissive substrate, will be described as an example. First, a black paste is applied on a light transmissive substrate.
The light transmissive substrate is not particularly limited,
Quartz glass, borosilicate glass, inorganic glass such as soda lime glass whose surface is coated with silica, or an organic plastic film or sheet is preferably used. The coating method is dip coating, roll coater,
Spin coating methods such as whalers and spinners are preferably used. After that, it is dried in a hot air oven, a hot plate or the like and semi-cured. The semi-curing conditions are slightly different depending on the kind and the amount of the polyimide precursor used, but it is general that heating is usually performed at 100 to 180 ° C. for 1 to 60 minutes. If a non-photosensitive polyimide precursor is used, then a photoresist is applied, pre-baked, and exposed using an optical mask. After that, the development of the resist and the patterning of the black matrix are continuously carried out by using a developing solution by a dip, shower, paddle method or the like. After this,
The resist is peeled off by a dip, shower, paddle method or the like using a peeling solution. Finally, for imidization, 200 to
Heat at 400 ° C. for 1-60 minutes to cure. An opening of about 20 to 200 μm is usually provided between the black matrices, and pixels are formed in this space in a later step.

【0040】次に、複数色の画素をブラックマトリック
スの開口部に形成する。通常、各画素の画素の色は、
赤、青、緑の3色であり、着色剤によって着色されてい
る。画素に用いられる着色剤としては、有機顔料、無機
顔料、染料などを好適に用いることができる。有機顔料
としては、フタロシアニン系、アジレーキ系、縮合アゾ
系、キナクリドン系、アントラキノン系、ペリレン系、
ペリノン系などが好適に用いられる。また、画素に用い
られる樹脂としては、エポキシ系樹脂、アクリル系、ポ
リイミド系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹
脂、ポリビニル系樹脂、ゼラチン等染色可能な動物性タ
ンパク樹脂などの感光性または非感光性の材料を用いる
ことができ、着色剤をこれらの樹脂中に分散もしくは溶
解させて着色するのが好ましい。
Next, pixels of a plurality of colors are formed in the openings of the black matrix. Usually, the color of each pixel is
The colors are red, blue and green, and are colored by a coloring agent. As a coloring agent used for a pixel, an organic pigment, an inorganic pigment, a dye, or the like can be preferably used. As organic pigments, phthalocyanine-based, azilake-based, condensed azo-based, quinacridone-based, anthraquinone-based, perylene-based,
Perinones and the like are preferably used. The resin used for the pixel may be a photosensitive or non-photosensitive resin such as an epoxy resin, an acrylic resin, a polyimide resin, a urethane resin, a polyester resin, a polyvinyl resin, and a dyeable animal protein resin such as gelatin. It is preferable to disperse or dissolve a coloring agent in these resins to perform coloring.

【0041】まず、着色剤を含む樹脂ペーストを塗布す
る。ディップ塗布、ロールコータの他に、ホエラー、ス
ピナーなどの回転塗布法が好適に用いられる。この後、
熱風やホットプレート等で乾燥することよって、ブラッ
クマトリックス上に第1色目の着色層が全面にわたって
形成される。通常カラーフィルタは複数色の画素からな
るので、不必要な部分をフォトリソグラフィ法で除去
し、所望の第1色目の画素パターンを形成する。画素膜
厚としては0.5〜3μm程度である。これを必要な色
の画素だけ繰り返し、複数の色からなる画素を形成し、
カラーフィルタを製造する。
First, a resin paste containing a colorant is applied. In addition to dip coating and roll coater, spin coating methods such as whalers and spinners are preferably used. After this,
The first colored layer is formed on the entire surface of the black matrix by drying with hot air or a hot plate. Since the color filter usually includes pixels of a plurality of colors, unnecessary portions are removed by photolithography to form a desired first color pixel pattern. The pixel film thickness is about 0.5 to 3 μm. Repeat this only for the pixels of the required color to form pixels of multiple colors,
Manufacture color filters.

【0042】この後、必要に応じて保護膜を積層する。
保護膜としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコ
ーン樹脂、ポリイミド樹脂などがあり、特に限定されな
い。
After that, a protective film is laminated if necessary.
Examples of the protective film include acrylic resin, epoxy resin, silicone resin, and polyimide resin, and are not particularly limited.

【0043】また、これ以外にも、あらかじめ光透過性
基板上にパターン化された画素を形成した後、感光性の
黒色ペーストを塗布して、光透過性基板側から露光し、
画素をマスクとして用いて画素間にブラックマトリック
スを形成する方法、いわゆる裏露光方式などがある。
Besides this, after forming patterned pixels on the light transmissive substrate in advance, a photosensitive black paste is applied and exposed from the light transmissive substrate side.
There is a method of forming a black matrix between pixels using the pixels as a mask, a so-called back exposure method, and the like.

【0044】最後に、必要に応じてITO透明電極の積
層およびパターンニング等を一般的な方法により行なう
ことができる。
Finally, if necessary, lamination and patterning of ITO transparent electrodes can be carried out by a general method.

【0045】以下、実施例によって本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

【0046】[0046]

【実施例】【Example】

ポリイミド前駆体溶液の製造 3,3´,4,4´−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物 147gをN−メチル−2−ピロリドン 775
gと共に仕込み、4,4´−ジアミノジフェニルエーテ
ル 95.10gおよびビス(3−アミノプロピル)テ
トラメチルジシロキサン 6.20gを添加し、60℃
で3時間反応させ、粘度600ポアズ(25℃)のポリ
イミド前駆体溶液を得た。平均重合度は約27で、両末
端はアミン基を有していた。これを、無アルカリガラス
(日本電気ガラス社製”OA−2”)基板上にスピナー
で仕上がり膜厚が2μmになるように塗布、80℃10
分熱風乾燥した後、100℃で20分間セミキュア、3
00℃で30分間キュアした。このポリイミド膜の原刺
激Yは95であった。
Preparation of Polyimide Precursor Solution 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride 147 g N-methyl-2-pyrrolidone 775
It was charged together with g, 95.10 g of 4,4′-diaminodiphenyl ether and 6.20 g of bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane were added, and the mixture was added at 60 ° C.
At room temperature for 3 hours to obtain a polyimide precursor solution having a viscosity of 600 poise (25 ° C.). The average degree of polymerization was about 27, and both ends had amine groups. This was applied to a non-alkali glass (“OA-2” manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) substrate with a spinner so that the finished film thickness was 2 μm, and the temperature was 80 ° C. 10
After drying with hot air for 30 minutes, semi-cure at 100 ° C for 3 minutes
It was cured at 00 ° C. for 30 minutes. The original stimulation Y of this polyimide film was 95.

【0047】実施例1 下記の組成を有するカーボンブラックミルベース、青色
顔料ミルベースおよび紫色顔料ミルベースをホモジナイ
ザーを用いて、7000rpm で1時間分散後、ガラスビーズ
を瀘過により除去し、それぞれ全量混合後、黒色ペース
トを調製した。黒色ペーストの粘度は、20cPであ
り、降伏値は1.4×10-4Paであった。遮光剤とし
ては、茶色のカーボンブラックとその補色顔料として青
色顔料と紫顔料の混合系を用いた。
Example 1 A carbon black mill base, a blue pigment mill base, and a purple pigment mill base having the following compositions were dispersed for 1 hour at 7,000 rpm using a homogenizer, glass beads were removed by filtration, and after mixing the whole amount, black A paste was prepared. The black paste had a viscosity of 20 cP and a yield value of 1.4 × 10 −4 Pa. As the light-shielding agent, brown carbon black and a mixed system of a blue pigment and a purple pigment as its complementary color pigment were used.

【0048】 (1)カーボンブラックミルベース カーボンブラック 5.0部 ([COOH]=0.012 、[SO3 H]=0.002 、[OH]=0.003 ) ポリイミド前駆体溶液 22.4部 N−メチル−2−ピロリドン 22.6部 ガラスビーズ 50.0部 (2)青色顔料ミルベース ビグメントブルー15 2.3部 ポリイミド前駆体溶液 22.4部 N−メチル−2−ピロリドン 25.3部 ガラスビーズ 50.0部 (3)紫色顔料ミルベース ピグメントバイオレット2 1.0部 ポリイミド前駆体溶液 22.9部 N−メチル−2−ピロリドン 26.1部 ガラスビーズ 50.0部 無アルカリガラス(日本電気ガラス社製”OA−2”)
基板上にスピナーで塗布、80℃10分熱風乾燥した
後、120℃で20分間セミキュアした。この後、ポジ
型レジスト(Shipley "Microposit" RC100 30cp )をス
ピナーで塗布後、80℃で20分乾燥した。露光機PL
A−501F(キャノン社製)を用い、フォトマスクを
介して露光し、アルカリ現像液(Shipley "Microposit"
351)でポジ型レジストの現像およびポリイミド前駆体
のエッチングを同時に行なった後、ポジ型レジストをメ
チルセルソルブアセテートで剥離した。さらに、300
℃で30分間キュアした。このようにして、厚み0.8
μmのブラックマトッリクスのラインアンドスペースの
テストパターンを得た。
(1) Carbon Black Mill Base Carbon Black 5.0 parts ([COOH] = 0.012, [SO 3 H] = 0.002, [OH] = 0.003) Polyimide precursor solution 22.4 parts N-methyl-2- Pyrrolidone 22.6 parts Glass beads 50.0 parts (2) Blue pigment Millbase Pigment Blue 15 2.3 parts Polyimide precursor solution 22.4 parts N-methyl-2-pyrrolidone 25.3 parts Glass beads 50.0 parts (3) Purple Pigment Millbase Pigment Violet 2 1.0 part Polyimide precursor solution 22.9 parts N-methyl-2-pyrrolidone 26.1 parts Glass beads 50.0 parts Alkali glass ("OA-" manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) 2 ")
It was applied on a substrate with a spinner, dried with hot air at 80 ° C. for 10 minutes, and then semi-cured at 120 ° C. for 20 minutes. Then, a positive type resist (Shipley "Microposit" RC100 30cp) was applied by a spinner and dried at 80 ° C. for 20 minutes. Exposure machine PL
A-501F (manufactured by Canon Inc.) was used to expose through a photomask, and an alkaline developer (Shipley "Microposit") was used.
351), the positive resist was developed and the polyimide precursor was etched at the same time, and then the positive resist was stripped with methyl cellosolve acetate. In addition, 300
It was cured at 30 ° C. for 30 minutes. In this way, the thickness 0.8
A black and matrice line and space test pattern of μm was obtained.

【0049】本実施例のブラックマトリックスの遮光性
はほとんど波長依存性がなく、波長430〜640nm
において、2.3〜2.6(光学濃度/μm)であっ
た。また、樹脂ブラックマトリックスの比抵抗値率は
5.0×105 Ω・cm以上、面抵抗値1.0×109
Ω/cm2 以上であった。また、このブラックマトリッ
クスのテストパターンにより得られた解像度は1.0μ
mであった。また、アルミ蒸着板(シグマ光機社製”T
FA〓−20S03”)をリファレンスとして測定した
反射率は7.6であった。
The light-shielding property of the black matrix of this embodiment has almost no wavelength dependence, and the wavelength is 430 to 640 nm.
Was 2.3 to 2.6 (optical density / μm). The specific resistance value ratio of the resin black matrix is 5.0 × 10 5 Ω · cm or more, and the sheet resistance value is 1.0 × 10 9
Ω / cm 2 or more. The resolution obtained by this black matrix test pattern is 1.0μ.
m. In addition, aluminum vapor deposition plate ("T" manufactured by Sigma Koki Co., Ltd.)
The reflectance was 7.6 as measured with FA -20 S03 ") as a reference.

【0050】実施例2 実施例1で用いたカーボンブラックミルベースを下記組
成に変更した以外は、実施例1と同様の組成とした。黒
色ペーストの粘度は、18cPであり、降伏値は2.4
×10-5Paであった。遮光剤としては、茶色のカーボ
ンブラックとその補色顔料として青色顔料と紫顔料の混
合系を用いた。
Example 2 The same composition as in Example 1 was used, except that the carbon black mill base used in Example 1 was changed to the following composition. The black paste has a viscosity of 18 cP and a yield value of 2.4.
It was × 10 -5 Pa. As the light-shielding agent, brown carbon black and a mixed system of a blue pigment and a purple pigment as its complementary color pigment were used.

【0051】 (1)カーボンブラックミルベース カーボンブラック(アクリル基含有高分子化合物によるグラフト処理) 3.6部 ポリイミド前駆体溶液 24.4部 N−メチル−2−ピロリドン 22.0部 ガラスビーズ 50.0部 (3)青色顔料および紫顔料混合ミルベース ビグメントブルー15 2.5部 ピグメントバイオレット2 1.1部 ポリイミド前駆体溶液 24.4部 γ−ブチルラクトン 22.0部 ガラスビーズ 50.0部 以下、実施例1と同様にして格子状の樹脂ブラックマト
リックスを得た。ブラックマトリックスの遮光性はほと
んど波長依存性がなく、波長430〜640nmにおい
て、2.4〜2.5(光学濃度/μm)であった。ま
た、樹脂ブラックマトリックスの比抵抗率は5.0×1
5 Ω・cm以上、、面抵抗値1.0×109 Ω/cm
2 以上であった。また、このブラックマトリックスのテ
ストパターンにより得られた解像度は1.0μmであ
り、反射率は7.0であった。
(1) Carbon black mill base Carbon black (grafting treatment with an acrylic group-containing polymer) 3.6 parts Polyimide precursor solution 24.4 parts N-methyl-2-pyrrolidone 22.0 parts Glass beads 50.0 Parts (3) Blue pigment and purple pigment mixed mill base Pigment Blue 15 2.5 parts Pigment Violet 2 1.1 parts Polyimide precursor solution 24.4 parts γ-Butyl lactone 22.0 parts Glass beads 50.0 parts or less, In the same manner as in Example 1, a lattice-shaped resin black matrix was obtained. The light-shielding property of the black matrix has almost no wavelength dependence, and was 2.4 to 2.5 (optical density / μm) at a wavelength of 430 to 640 nm. Moreover, the specific resistance of the resin black matrix is 5.0 × 1.
0 5 Ω · cm or more, surface resistance value 1.0 × 10 9 Ω / cm
2 or more. The resolution obtained by the test pattern of this black matrix was 1.0 μm, and the reflectance was 7.0.

【0052】実施例3 実施例1で用いた黒色ペーストを下記の二種類のカーボ
ンブラックミルベースを混合して用いた以外は、実施例
1と同様である。黒色ペーストの粘度は、18cPであ
り、降伏値は2.4×10-6Paであった。遮光剤とし
ては、茶色のカーボンブラックとその補色顔料として青
色顔料と紫顔料の混合系を用いた。
Example 3 The same as Example 1 except that the black paste used in Example 1 was mixed with the following two types of carbon black mill bases. The black paste had a viscosity of 18 cP and a yield value of 2.4 × 10 −6 Pa. As the light-shielding agent, brown carbon black and a mixed system of a blue pigment and a purple pigment as its complementary color pigment were used.

【0053】 (1)カーボンブラックミルベース1 カーボンブラック 5.5部 ([COOH]=0.012 、[SO3 H]=0.002 、[OH]=0.003 ) ポリイミド前駆体溶液 22.5部 N−メチル−2−ピロリドン 22.0部 ガラスビーズ 50.0部 (2)カーボンブラックミルベース2 カーボンブラック(アクリル基含有高分子化合物によるグラフト処理) 2.5部 ポリイミド前駆体溶液 23.5部 N−メチル−2−ピロリドン 24.0部 ガラスビーズ 50.0部 (3)青色顔料および紫色顔料混合ミルベース ビグメントブルー15 3.3部 ピグメントバイオレット2 1.1部 ポリイミド前駆体溶液 23.4部 N−メチル−2−ピロリドン 22.2部 ガラスビーズ 50.0部 以下、実施例1と同様にして格子状の樹脂ブラックマト
リックスを得た。ブラックマトリックスの遮光性はほと
んど波長依存性がなく、波長430〜640nmにおい
て、2.4〜2.5(光学濃度/μm)であった。ま
た、樹脂ブラックマトリックスの比抵抗値は5.0×1
5 Ω・cm以上、、面抵抗値1.0×109 Ω/cm
2 以上であった。また、このブラックマトリックスのテ
ストパターンにより得られた解像度は1.0μmであ
り、反射率は7.4であった。
[0053] (1) Carbon black mill base 1 Carbon black 5.5 parts ([COOH] = 0.012, [ SO 3 H] = 0.002, [OH] = 0.003) polyimide precursor solution 22.5 parts N- methyl-2 -Pyrrolidone 22.0 parts Glass beads 50.0 parts (2) Carbon black mill base 2 Carbon black (grafting treatment with acrylic group-containing polymer) 2.5 parts Polyimide precursor solution 23.5 parts N-methyl-2- Pyrrolidone 24.0 parts Glass beads 50.0 parts (3) Blue pigment and purple pigment mixed mill base Pigment Blue 15 3.3 parts Pigment Violet 2 1.1 parts Polyimide precursor solution 23.4 parts N-methyl-2- Pyrrolidone 22.2 parts Glass beads 50.0 parts In the same manner as in Example 1 below, lattice-shaped resin black I got a matrix. The light-shielding property of the black matrix has almost no wavelength dependence, and was 2.4 to 2.5 (optical density / μm) at a wavelength of 430 to 640 nm. Moreover, the specific resistance value of the resin black matrix is 5.0 × 1.
0 5 Ω · cm or more, surface resistance value 1.0 × 10 9 Ω / cm
2 or more. The resolution obtained by the test pattern of this black matrix was 1.0 μm, and the reflectance was 7.4.

【0054】実施例4 下記の組成を有するミルベースをホモジナイザーを用い
て、7000rpm で1時間分散後、ガラスビーズを瀘過によ
り除去する。
Example 4 A mill base having the following composition was dispersed for 1 hour at 7,000 rpm using a homogenizer, and then glass beads were removed by filtration.

【0055】 (1)ミルベース1 カーボンブラック 4.6部 ([COOH]=0.012 、[SO3 H]=0.002 、[OH]=0.003 ) ビグメントレッド177 7.3部 ピグメントグリーン7 7.3部 ピグメントブルー15 3.4部 アクリル樹脂(”マープルーフ” 日本油脂社製) 8.0部 ブチルセルソルブ 34.4部 ガラスビーズ 35.0部 次に、下記の組成を有する光感光性樹脂化合物を調整す
る。
(1) Millbase 1 carbon black 4.6 parts ([COOH] = 0.0012, [SO 3 H] = 0.002, [OH] = 0.003) Pigment Red 177 7.3 parts Pigment Green 7 7.3 parts Pigment Blue 15 3.4 parts Acrylic resin ("Marproof" manufactured by NOF CORPORATION) 8.0 parts Butylcellosolve 34.4 parts Glass beads 35.0 parts Next, a photosensitive resin compound having the following composition is used. adjust.

【0056】 (2)光重合性モノマー(”TMP−A” 共栄社油脂社製) 3.5部 光重合性オリゴマー(”EB3700”ダイセルUCB社製)2.2部 光重合開始剤(”イルガキュア 907”チバガイギー社製)1.0部 光重合開始剤(”イルガキュア 369”チバガイギー社製)1.0部 アクリル樹脂(”マープルーフ” 日本油脂社製) 6.0部 ブチルセルソルブ 86.3部 このようにして作製したミルベースおよび光感光性組成
物を全量混合し、黒色ペーストを得た。この黒色ペース
トを無アルカリガラス(日本電気ガラス社製、”OA−
2”)基板上にスピナーで塗布、80℃で10分熱風乾
燥した。この後、露光機PLA−501F(キャノン社
製)を用い、フォトマスクを介して露光し、モノエタノ
ールアミンを用いてエッチングを行なった後、250℃
で30分間キュアした。このようにして、厚み0.8μ
mのブラックマトリックスのラインアンドスペースのテ
ストパターンを得た。
(2) Photopolymerizable monomer (“TMP-A” manufactured by Kyoeisha Oil & Fat Co., Ltd.) 3.5 parts Photopolymerizable oligomer (“EB3700” manufactured by Daicel UCB) 2.2 parts Photopolymerization initiator (“IRGACURE 907” "Ciba Geigy Co., Ltd.) 1.0 part Photopolymerization initiator (" Irgacure 369 "Ciba Geigy Co., Ltd.) 1.0 part Acrylic resin (" Marproof "manufactured by NOF Corporation) 6.0 parts Butyl Cellsolve 86.3 parts This The mill base thus prepared and the photosensitive composition were all mixed to obtain a black paste. This black paste is used as alkali-free glass (“DEN” manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.
2 ") coated on a substrate with a spinner and dried with hot air for 10 minutes at 80 ° C. After that, exposure was performed through a photomask using an exposure device PLA-501F (manufactured by Canon Inc.), and etching was performed using monoethanolamine. After performing,
It was cured for 30 minutes. In this way, the thickness is 0.8μ
m black matrix line and space test pattern was obtained.

【0057】本実施例のブラックマトリックスの遮光性
はほとんど波長依存性がなく、波長430〜640nm
において、1.6〜2.2(光学濃度/μm)であっ
た。また、樹脂ブラックマトリックスの比抵抗値は5.
0×105 Ω・cm以上、面抵抗値1.0×109 Ω/
cm2 以上であった。また、このブラックマトリックス
のテストパターンにより得られた解像度は2.0μmで
あり、反射率は7.9であった。
The light-shielding property of the black matrix of this embodiment has almost no wavelength dependence, and the wavelength is 430 to 640 nm.
Was 1.6 to 2.2 (optical density / μm). Further, the specific resistance value of the resin black matrix is 5.
0 × 10 5 Ω · cm or more, surface resistance value 1.0 × 10 9 Ω /
It was at least cm 2 . The resolution obtained by the test pattern of this black matrix was 2.0 μm, and the reflectance was 7.9.

【0058】比較例1 カーボンブラックを下記に変更した以外は、実施例1と
同様にして樹脂ブラックマトリックスの単色板を得た。
Comparative Example 1 A monochromatic plate of a resin black matrix was obtained in the same manner as in Example 1 except that the carbon black was changed to the following.

【0059】カーボンブラック 3.6部 ([COOH]=0.004 、[SO3 H]=0.002 、[O
H]=0.002 ) 黒色ペーストの粘度は、32cPであり、降伏値は1.
0×10-4Paであった。実施例1に比べ、ブラックマ
トリックスの遮光性は、波長430〜640nmにおい
て2.6〜2.9(光学濃度/μm)であり、高い遮光
性が得られたが、このときの比抵抗値は2.8×102
Ω・cm、面抵抗値3.5×106 Ω/cm2 であっ
た。また、このブラックマトリックスのテストパターン
により得られた解像度は1.0μmであり、反射率は
5.8であった。
Carbon black 3.6 parts ([COOH] = 0.004, [SO 3 H] = 0.002, [O]
H] = 0.002) The viscosity of the black paste is 32 cP, and the yield value is 1.
It was 0 × 10 −4 Pa. Compared with Example 1, the light-shielding property of the black matrix was 2.6 to 2.9 (optical density / μm) at a wavelength of 430 to 640 nm, and a high light-shielding property was obtained, but the specific resistance value at this time was 2.8 x 10 2
Ω · cm and a surface resistance value of 3.5 × 10 6 Ω / cm 2 . The resolution obtained by the test pattern of this black matrix was 1.0 μm, and the reflectance was 5.8.

【0060】比較例2 カーボンブラックを下記のもの用いたこと以外は、実施
例4と同様にして感光性アクリル樹脂ブラックマトリッ
クスの単色板を得た。
Comparative Example 2 A monochromatic plate of a photosensitive acrylic resin black matrix was obtained in the same manner as in Example 4 except that the following carbon black was used.

【0061】カーボンブラック 3.6部 ([COOH]=0.004 、[SO3 H]=0.002 、[O
H]=0.002 ) 黒色ペーストの粘度は、16cPであり、降伏値は1.
0×10-5Paであった。実施例1に比べ、ブラックマ
トリックスの遮光性は、波長430〜640nmにおい
て1.8〜2.1(光学濃度/μm)であり遮光性も低
く、比抵抗率は3.2×102 Ω・cm、面抵抗値4.
0×106 Ω/cm2 であった。また、このブラックマ
トリックスのテストパターンにより得られた解像度は
2.0μmであり、反射率は6.1であった。
3.6 parts of carbon black ([COOH] = 0.004, [SO 3 H] = 0.002, [O]
H] = 0.002) The viscosity of the black paste is 16 cP, and the yield value is 1.
It was 0 × 10 −5 Pa. Compared with Example 1, the black matrix has a light-shielding property of 1.8 to 2.1 (optical density / μm) at a wavelength of 430 to 640 nm, a low light-shielding property, and a specific resistivity of 3.2 × 10 2 Ω ·. cm, sheet resistance value 4.
It was 0 × 10 6 Ω / cm 2 . The resolution obtained by the test pattern of this black matrix was 2.0 μm, and the reflectance was 6.1.

【0062】表1に実施例および比較例に使用したカー
ボンブラックについてまとめた。
Table 1 summarizes the carbon blacks used in Examples and Comparative Examples.

【0063】[0063]

【表1】 表2に各樹脂ブラックマトリックスの比抵抗率、面抵抗
値、光学濃度、色相、解像度についてまとめた。
[Table 1] Table 2 summarizes the specific resistance, surface resistance, optical density, hue, and resolution of each resin black matrix.

【0064】[0064]

【表2】 [Table 2]

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明の樹脂ブラックマトリックスは、
樹脂中に遮光剤として特定のカーボンブラックを分散す
ることによって、電気絶縁性と遮光性に優れ、低反射
性、高解像度等の優れた特性を有し、色相もほぼニュー
トラルブラックである樹脂ブラックマトリックスを得る
ことができ、表示特性の優れた液晶表示装置が得られ
る。また樹脂溶液中に特定のカーボンブラックを分散す
ることによって得られた黒色ペーストを塗布することに
よって、優れた樹脂ブラックマトリックスが得られる。
The resin black matrix of the present invention is
By dispersing a specific carbon black as a light-shielding agent in the resin, it has excellent properties such as excellent electrical insulation and light-shielding properties, low reflectivity, high resolution, etc., and a resin black matrix whose hue is almost neutral black. And a liquid crystal display device having excellent display characteristics can be obtained. An excellent resin black matrix can be obtained by applying a black paste obtained by dispersing a specific carbon black in the resin solution.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02F 1/1335 500 G02F 1/1335 500 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G02F 1/1335 500 G02F 1/1335 500

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】遮光剤を含む樹脂からなるブラックマトリ
ックスであって、比抵抗率が、7×104 Ω・cm以上
であることを特徴とする樹脂ブラックマトリックス。
1. A resin black matrix comprising a resin containing a light-shielding agent and having a specific resistance of 7 × 10 4 Ω · cm or more.
【請求項2】遮光剤を含む樹脂からなるブラックマトリ
ックスであって、膜厚1μmあたりの面抵抗値が1×1
8 Ω/cm2 以上であることを特徴とする樹脂ブラッ
クマトリックス。
2. A black matrix made of a resin containing a light-shielding agent, having a surface resistance value of 1 × 1 per 1 μm of film thickness.
A resin black matrix having a resistance of at least 8 Ω / cm 2 .
【請求項3】遮光剤として表面のカルボキシル基濃度
[COOH]、表面の水酸基濃度[OH]、表面のスル
ホン酸基濃度[SO3 H]の少なくとも1つが、全炭素
原子あたりのモル比で、0.005より大きいカーボン
ブラックを用いることを特徴とする請求項1または請求
項2記載の樹脂ブラックマトリックス。
3. At least one of a surface carboxyl group concentration [COOH], a surface hydroxyl group concentration [OH], and a surface sulfonic acid group concentration [SO 3 H] as a light-shielding agent, in a molar ratio per total carbon atom, The resin black matrix according to claim 1 or 2, characterized in that carbon black larger than 0.005 is used.
【請求項4】遮光剤として表面がアジリジン基、オキサ
ゾリン基、N−ヒドロキシアルキルアミド基、イソシア
ネート基、エポキシ基、ビニル基、アクリル基、メタク
リル基等の中から1種類または2種類以上の反応性基を
含有する高分子化合物によって、表面がグラフト化され
たカーボンブラックを用いることを特徴とする樹脂ブラ
ックマトリックス。
4. A light-shielding agent whose surface has one or more types of reactivity among aziridine group, oxazoline group, N-hydroxyalkylamide group, isocyanate group, epoxy group, vinyl group, acryl group, methacryl group and the like. A resin black matrix comprising carbon black whose surface is grafted with a polymer compound containing a group.
【請求項5】遮光剤として、請求項3および請求項4記
載のカーボンブラックを混合して用いることを特徴とす
る請求項1または請求項2に記載の樹脂ブラックマトリ
ックス。
5. The resin black matrix according to claim 1 or 2, wherein the carbon black according to claim 3 or 4 is mixed and used as a light shielding agent.
【請求項6】遮光剤として、カーボンブラックと該カー
ボンブラックに対して補色の顔料を含むことを特徴とす
る請求項1または請求項2に記載の樹脂ブラックマトリ
ックス。
6. The resin black matrix according to claim 1 or 2, wherein carbon black and a pigment having a complementary color to the carbon black are contained as a light shielding agent.
【請求項7】カーボンブラックに対して補色の顔料が、
青色および/または紫色の顔料であることを特徴とする
請求項6記載の樹脂ブラックマトリックス。
7. A pigment complementary to carbon black,
The resin black matrix according to claim 6, which is a blue and / or purple pigment.
【請求項8】遮光剤に占めるカーボンブラックの割合が
40重量%以上であることを特徴とする請求項1または
請求項2に記載の樹脂ブラックマトリックス。
8. The resin black matrix according to claim 1, wherein the proportion of carbon black in the light-shielding agent is 40% by weight or more.
【請求項9】ブラックマトリックスの膜厚1μmあたり
の光学濃度が、波長430〜640nmの可視域におい
て2.3以上であることを特徴とする請求項1または請
求項2に記載の樹脂ブラックマトリックス。
9. The resin black matrix according to claim 1, wherein the optical density per 1 μm of the film thickness of the black matrix is 2.3 or more in the visible range of wavelength 430 to 640 nm.
【請求項10】XYZ表色系において、C光源またはF
10光源における樹脂ブラックマトリックスの透過光お
よび反射光の色度座標(x,y)が、該光源の色度座標
(x0 ,y0 )に対して、(x−x0 2 +(y−
0 2 ≦0.01であることを特徴とする請求項1ま
たは請求項2に記載の樹脂ブラックマトリックス。
10. A C light source or an F in an XYZ color system.
The chromaticity coordinates (x, y) of transmitted light and reflected light of the resin black matrix in 10 light sources are (x−x 0 ) 2 + (y) with respect to the chromaticity coordinates (x 0 , y 0 ) of the light source. −
The resin black matrix according to claim 1 or 2, wherein y 0 ) 2 ≦ 0.01.
【請求項11】樹脂がポリイミド樹脂であることを特徴
とする請求項1または請求項2に記載の樹脂ブラックマ
トリックス。
11. The resin black matrix according to claim 1 or 2, wherein the resin is a polyimide resin.
【請求項12】ポリイミド樹脂の分子末端がアミン基を
有することを特徴とする請求項11に記載の樹脂ブラッ
クマトリックス。
12. The resin black matrix according to claim 11, wherein the molecular end of the polyimide resin has an amine group.
【請求項13】樹脂溶液中に遮光剤を分散せしめてなる
黒色ペーストにおいて、該遮光剤として請求項3ないし
請求項5のいずれかに記載のカーボンブラックを用いる
ことを特徴とする黒色ペースト。
13. A black paste obtained by dispersing a light-shielding agent in a resin solution, wherein the carbon black according to any one of claims 3 to 5 is used as the light-shielding agent.
【請求項14】遮光剤として、カーボンブラックと該カ
ーボンブラックに対して補色の顔料を含むことを特徴と
する請求項13に記載の黒色ペースト。
14. The black paste according to claim 13, comprising carbon black and a pigment having a complementary color to the carbon black as a light shielding agent.
【請求項15】カーボンブラックに対して補色の顔料
が、青色および/または紫色の顔料であることを特徴と
する請求項14に記載の黒色ペースト。
15. The black paste according to claim 14, wherein the pigment complementary to carbon black is a blue and / or purple pigment.
【請求項16】遮光剤に占めるカーボンブラックの割合
が40重量%以上であることを特徴とする請求項13に
記載の黒色ペースト。
16. The black paste according to claim 13, wherein the proportion of carbon black in the light shielding agent is 40% by weight or more.
【請求項17】XYZ表色系において、C光源またはF
10光源における黒色ペースト透過光の色度座標(x,
y)が、原刺激Yが0.03≦Y≦0.3となる条件に
おいて、該光源の色度座標(x0 ,y0 )に対して、
(x−x0 2 +(y−y0 2 ≦0.01であること
を特徴とする請求項13に記載の黒色ペースト。
17. A C light source or an F in an XYZ color system.
Chromaticity coordinates (x,
y) with respect to the chromaticity coordinates (x 0 , y 0 ) of the light source under the condition that the original stimulus Y is 0.03 ≦ Y ≦ 0.3,
(X-x 0) 2 + (y-y 0) 2 ≦ 0.01 black paste according to claim 13, characterized in that.
【請求項18】樹脂がポリイミド樹脂であることをを特
徴とする請求項13に記載の黒色ペースト。
18. The black paste according to claim 13, wherein the resin is a polyimide resin.
【請求項19】ポリイミド樹脂の分子末端がアミン基を
有することを特徴とする請求項18に記載の黒色ペース
ト。
19. The black paste according to claim 18, wherein the molecular end of the polyimide resin has an amine group.
【請求項20】N−メチル−2−ピロリドン、ジメチル
ホルムアミド、ジメチルアセトアミドの中から選ばれた
アミド系極性溶媒を溶剤の主成分とすることを特徴とす
る請求項13に記載の黒色ペースト。
20. The black paste according to claim 13, wherein an amide-based polar solvent selected from N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, and dimethylacetamide is a main component of the solvent.
【請求項21】少なくともラクトン系溶媒を含むことを
特徴とする請求項13に記載の黒色ペースト。
21. The black paste according to claim 13, which contains at least a lactone solvent.
【請求項22】少なくとも表面張力が26〜33ダイン
/cmのエチレングリコール系またはプロピレングリコ
ール系のエーテルアセテート溶媒を含むことを特徴とす
る請求項13に記載の黒色ペースト。
22. The black paste according to claim 13, further comprising an ethylene glycol-based or propylene glycol-based ether acetate solvent having a surface tension of 26 to 33 dynes / cm.
【請求項23】透明基板上に、光透過性着色パターンが
形成されており、各パターン間に遮光剤を含む樹脂から
なるブラックマトリックスを有するカラーフィルタであ
って、該ブラックマトリックスが請求項1または請求項
2に記載の樹脂ブラックマトリックスであることを特徴
とするカラーフィルタ。
23. A color filter having a light-transmitting colored pattern formed on a transparent substrate and having a black matrix made of a resin containing a light-shielding agent between the patterns, wherein the black matrix is the color filter of claim 1. A color filter comprising the resin black matrix according to claim 2.
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