JPH11271748A - 液晶表示装置用基板及び液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】セル中への外気の混入や、セル外への液晶の漏
れが発生しにくい液晶表示装置用基板を提供し、液晶表
示装置製造の生産性を上がるともに表示品位の低下を防
止することが出来る液晶表示装置用基板及びそれを有す
る液晶表示装置を提供する。 【解決手段】基板上に形成された樹脂ブラックマトリッ
クスの密着強度が１０ＭＰａ以上であることを特徴とす
る液晶表示装置用基板及びそれを有する液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂ブラックマト
リックスを有する液晶表示装置用基板およびかかる液晶
表示装置用基板を有する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】ブラックマトリックスは通常、ガラス基
板上に微小なパターンの金属薄膜として形成される。金
属薄膜の材質としては、クロム、ニッケル、アルミニウ
ム等が採用されており、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る。金属薄膜のパター
ン化は、フォトリソグラフィー法により行われる。典型
例としては、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
を経て製造する方法がある。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。更に、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、液晶表示装置に搭載した場合、金属
薄膜の表面の反射率が高いため、強い外光が液晶表示装
置用基板に照射されると、反射光が強いために表示品位
が著しく低下するという問題が生じる。

【０００４】そこで、金属薄膜以外の他の材料で形成す
るブラックマトリックスが提案されている。例えば、特
開平９−１５４０３に示されるごとく、樹脂にカーボン
ブラックを分散した組成物を用いてブラックマトリック
スを形成する方法が提案されている。

【０００５】従来の液晶表示装置のセルの構造は、基本
的にはブラックマトリックスを有する液晶表示装置用基
板と透明基板上に導電膜を形成した対向基板からなって
いるものである。この２枚の基板間に液晶を介在させ注
入し、液晶を電気的に駆動させることで表示を行うもの
である。また、特開平７−１５９７８６にあるように、
液晶の駆動が一方の液晶表示装置用基板上に形成された
ストライプ状の電極によって形成される電界によってな
されるセルの構造も提案されている。このセル構造は、
一般にインプレーンスイッチングと呼ばれる。

【０００６】特に、これら液晶表示装置を用いてカラー
表示を行う場合には、ブラックマトリックスの他に画素
を液晶表示装置用基板上に形成したカラーフィルターを
もちいる方法が提案されている。

【０００７】ここでカラーフィルターの通常の製造工程
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クス、次
いで赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画素を形成せし
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。この後必要に応じて、液晶を電界で駆動
させるために導電膜が形成される。

【０００８】また、特開平４−３１８８１６には、固定
されたスペーサーを有するカラーフィルターが提案され
ている。

【０００９】この液晶表示装置用基板上に液晶分子が配
向するような処理を施し、また同様に対向する液晶表示
素子用基板についても、液晶分子が配向するような処理
を施す。この２枚の液晶表示装置用基板を張り合わせ、
液晶を注入し、液晶表示装置を作製する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】樹脂ブラックマトリッ
クスを用いて液晶表示装置を作製する場合の問題点とし
て、セル組立工程あるいはモジュール化の工程で、液晶
セル中に外気が混入し液晶の配向不良が発生する場合
や、液晶がセル外に漏れる場合があった。

【００１１】本発明の課題は、樹脂ブラックマトリック
スを有する液晶表示装置用基板において、セル中への外
気の混入や、セル外への液晶の漏れが発生しにくい液晶
表示装置用基板を提供し、液晶表示装置製造の生産性を
上げるとともに表示品位の低下を防止することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は次の構成を有する。

【００１３】基板上に樹脂ブラックマトリックスを形成
してなる液晶表示装置用基板において、樹脂ブラックマ
トリックスの密着強度が１０ＭＰａ以上であることを特
徴とする液晶表示装置用基板、およびこれを有する液晶
表示装置である。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明においては樹脂ブラックマ
トリックスの密着強度が１０ＭＰａ以上、好ましくは１
５ＭＰａ以上、より好ましくは２０ＭＰａ以上であるこ
とが重要である。セル中への外気の混入や、セル外への
液晶の漏れの原因を鋭意研究した結果、特に張り合わせ
部となる外縁部周辺において樹脂ブラックマトリックス
が基板から剥がれ、セル中への外気の混入や、セル外へ
の液晶の漏れるためである。

【００１５】液晶表示への影響を最小限に押さえるため
通常液晶表示装置の画面の縁（額縁部）のブラックマト
リックス上に掛かるようにシール剤を塗布する。僅かな
シール剤塗布面積で大きな２枚の基板を固定する必要が
あるため、シール部のブラックマトリックスには大きな
力がかかる。またシール剤の硬化収縮によっても大きな
力がかかる。このような大きな力により樹脂ブラックマ
トリックスと基板との間に剥がれが生じる。更に研究し
た結果、セル組立工程あるいはモジュール化の工程で、
樹脂ブラックマトリックスに負荷される応力は、平均８
ＭＰａ程度であることを見いだした。従って、樹脂ブラ
ックマトリックスが、上記密着強度を有することで、樹
脂ブラックマトリックスの基板からの剥がれが低減さ
れ、セル中への外気の混入や、セル外への液晶の漏れが
低減し、液晶表示装置製造の生産性を上げるとともに表
示品位の低下を防止することが出来る。

【００１６】本発明における、樹脂ブラックマトリック
スの密着強度は次のようにして測定することができる。

【００１７】すなわち、樹脂ブラックマトリックス上に
シール剤を接着し、シール径を測定後、引っ張り試験を
行う。破壊が起こるまで、引っ張り荷重をかけ、得られ
た最大点荷重とシール径から、密着強度を求めた。

【００１８】シール剤は室温に戻した後、ガラス基板上
に形成された樹脂ブラックマトリックス上に滴下し、シ
ール剤のセミキュアを行う。滴下するシール剤は、液晶
表示装置用基板の周辺シール剤として用いられている、
エポキシ系の熱硬化型の周辺シール剤を用いる。例え
ば、該シール剤としては、”STRUCT BOND”XN-21-S-B
（三井東圧化学）が好ましい。セミキュア温度および時
間としては、用いるシール剤によって異なるが、”STRU
CT BOND”XN-21-S-B（三井東圧化学製）の場合には、９
０℃で３０分程度行う。セミキュア後室温まで冷却し、
シール剤厚みを一定にするためにスペーサーフィルムを
シール剤の周辺におき、透明ガラス（サイズ１８×１０
mm、厚み1.1mm）を被せ、加熱硬化させる。樹脂ブラッ
クマトリックス上に固定されたスペーサーを有する場合
には、固定されたスペーサーによりシール剤厚みが一定
になるため、スペーサーフィルムを用いなくてもよい。

【００１９】加熱硬化温度および時間としては、用いる
シール剤によって異なるが、”STRUCT BOND”XN-21-S-B
（三井東圧化学製）の場合には、１６０℃で９０分行
う。

【００２０】加熱硬化させたシール剤の形状が円状であ
り、シール剤中に気泡の発生のないものについて、シー
ル剤の直径を測長し面積を求める。シール剤の直径が、
１．３〜１．７mmの範囲内にあるものについて引っ張り
試験を行う。

【００２１】引っ張り試験を行うために、透明ガラス上
に六角ナット等を接着し、六角ナットを引っ張り、樹脂
ブラックマトリックスに引っ張り荷重をかけてもよい。

【００２２】破壊が起こるまで、引っ張り荷重をかけ、
得られた最大点荷重とシール径から、密着強度を求め
る。

【００２３】引っ張り荷重は、市販の引っ張り試験機を
用いる。”テンシロン”RTM-100（オリエンテック製）
が好ましい。

【００２４】引っ張り速度としては、５〜20mm／min程
度で行う。

【００２５】上記のような試験を１０回行い、各々最大
点荷重をシール面積で除した平均値を樹脂ブラックマト
リックスの密着強度とした。

【００２６】本発明の樹脂ブラックマトリックスに用い
る樹脂は、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の樹脂、ポ
リイミド樹脂、ケイ素含有ポリイミド樹脂、ポリイミド
シロキサン樹脂等があげられるが、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であることが
好ましい。これらのブラックマトリックスは平坦性、塗
布性、耐熱性の点でよりすぐれているからである。

【００２７】樹脂ブラックマトリックスの密着力が１０
ＭＰａ以上であるためには、樹脂ブラックマトリックス
のガラス転移温度が３００℃以下、より好ましくは２５
０℃以下であることが好ましい。樹脂ブラックマトリッ
クスのガラス転移温度は、おおよそ用いる樹脂で決まる
ため、上記樹脂の内でガラス転移温度が３００℃以下で
あることが好ましい。

【００２８】ポリイミド系高分子膜を形成する方法のひ
とつとして、ポリアミック酸をイミド化して用いる方法
がある。ポリアミック酸は、通常一般式（１）で表され
る構造単位を主成分とする。

【００２９】

【化１】 ここで一般式（１）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。

【００３０】Ｒ²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、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らに限定されるものではない。
一般式（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。

【００３１】ポリイミド系樹脂の場合、ポリマー主鎖に
占めるイミド構造比率を下げることで密着力の高い樹脂
を得ることも出来るが、イミド主鎖構成成分を選択する
ことで密着力の高いポリイミド系樹脂を得る手法が容易
である。

【００３２】ポリイミド系高分子膜の密着力が１０ＭＰ
ａ以上であるためには、分子中に柔軟な分子骨格を含有
することが好ましい。たとえば、脂肪族エーテル結合あ
るいは脂環族エーテル結合を含む分子骨格を有すること
が好ましく、Ｒ²の少なくとも一部が脂肪族エーテル結
合あるいは脂環族エーテル結合を有する多価アミン残基
であることが好ましい。脂肪族エーテル結合あるいは脂
環族エーテル結合を有するジアミンとしては特に限定さ
れるものではないが、例えばビス[２−（３−アミノプ
ロポキシ）エチル]エーテル、１，４−ビス（３−アミ
ノプロポキシ）ブタン、３，９−ビス（３−アミノプロ
ピル）−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ[５，
５]ウンデカン、ジエチレングリコール−ビス（３−ア
ミノプロピル）エーテル等が挙げられる。

【００３３】樹脂ブラックマトリックスには、通常チタ
ンや鉄などの金属やおよびその酸化物、窒化物、硫化物
やカーボンブラック、グラファイト、赤、青、緑色の顔
料等の遮光剤を分散させた樹脂膜が用いられる。

【００３４】密着力が１０ＭＰａ以上であるためには、
樹脂ブラックマトリックス中に空隙が少ない若しくは無
いことが好ましい。樹脂ブラックマトリックス中に空隙
があると、その箇所に応力が集中し、密着強度の低下を
生じさせる。空隙を無くす手段としては、遮光剤に対し
て樹脂の比率を増加させることや遮光剤の表面処理をす
ること等が挙げられる。

【００３５】中でも金属化合物では、チタン酸化物、チ
タン窒酸化物、鉄酸化物、ニッケル酸化物、銅酸化物、
ニッケル酸化物、銅酸化物、マンガン酸化物などの金属
酸化物およびそれらの複合酸化物、銅硫化物、銀硫化
物、鉄硫化物などの金属硫化物、が好ましく用いられ
る。特に好ましい金属化合物としては、チタン酸化物、
チタン酸窒化物、マンガン酸化物などがある。

【００３６】カーボンブラックは、チャンネルブラッ
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、特にチャンネルブラッ
ク、ガスファーネストブラック、オイルファーネストブ
ラックが好ましい。

【００３７】金属酸化物の一次粒子径は５００ｎｍ以下
より好ましくは２００ｎｍ以下さらに好ましくは１００
ｎｍ以下が密着性の観点から好ましい。カーボンブラッ
クの一次粒子径が４０ｎｍ以下より好ましくは３０ｎｍ
以下さらに好ましくは２０ｎｍ以下が密着性の観点から
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。

【００３８】またカーボンブラック１００ｇ当たりのジ
ブチルフタレート吸収量が２００立方センチメートル以
下、より好ましくは１５０立方センチメートル以下、さ
らに好ましくは１３０立方センチメートル以下であるこ
とが好ましい。ジブチルフタレート吸収量は、アブソー
プメーターを使用し、カーボンブラックにジブチルフタ
レートを添加したときの最大トルクの７０％から求めた
ジブチルフタレートの吸収量（ＪＩＳ Ｋ ６２２１
Ａ法）である。

【００３９】本発明においては樹脂ブラックマトリック
スのガラス転移温度が３００℃以下であることが密着強
度の点から好ましい。ただし樹脂ブラックマトリックス
のガラス転移温度が低すぎる場合には、セル組立工程で
変形する場合があるので、好ましくは１００〜２５０℃
の範囲にあることが望ましく、さらに好ましくは１５０
〜２００℃の範囲にあることが望ましい。

【００４０】本発明における、樹脂ブラックマトリック
スのガラス転移温度は次のようにして測定することがで
きる。すなわち、基板上に形成された樹脂ブラックマト
リックスを掻き取り、示差熱走査熱量測定（ＤＳＣ）装
置等の市販の熱分析装置を用いて測定する。ＤＳＣによ
るガラス転移温度の測定は、日本工業規格（Ｋ７１２１
−１９８７）に従って行えばよい。ただし、ガラス転移
温度のピークが明確に現れないときには、昇温速度を１
０〜８０℃／ｍｉｎの範囲で設定し測定してもよい。

【００４１】本発明での画素およびブラックマトリクス
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、２
４、８３、８６、９３、９４、１０９、１１０、１１
７、１２５、１３７、１３８、１３９、１４７、１４
８、１５３、１５４、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、３
１、３６、３８、４０、４２、４３、５１、５５、５
９、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、１７７、１９０、１
９２、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（１
５：３、１５：４、１５：６など）、２１，２２、６
０、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。

【００４２】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。又、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もちいてもよい。

【００４３】これらのブラックマトリクスは、いずれも
好適に用いられるが、低コストで製造でき、かつ低反射
化が容易なことから、ポリイミドなどの樹脂中にカーボ
ンブラックなどを分散した樹脂膜からなるブラックマト
リクスを用いることが好ましい。

【００４４】樹脂ブラックマトリックスを形成する樹脂
を基板上に塗布する方法としては、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が好適に用いられ、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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】以上のプロセスにより、樹脂膜からなるブ
ラックマトリクスが、基板上に形成される。

【００４８】本発明で言うところのカーボンブラック等
の遮光剤が分散されたポリイミド樹脂膜の形成方法の一
つに、遮光剤を分散したポリアミック酸溶液（ペース
ト）を基板上に塗布する方法がある。ポリアミック酸
は、上記（１）で表される構造単位を主成分とする。遮
光剤が分散されたポリアミック酸膜を湿式エッチングに
よりパターン加工を行う場合、ポリイミド前駆体の分子
量がおおき過ぎると、現像に要する時間が長くなり過ぎ
るという問題がある。このため通常重合度は、５から１
０００の範囲にすることが望ましい。

【００４９】このような顔料が分散されたポリアミック
酸からなる膜を、化学処理または加熱処理し，イミド環
やその他の環状構造を有するポリマ（ポリイミド、ポリ
アミドイミド）となすことにより顔料分散ポリイミド膜
が得られる。このほか、ポリアミック酸エステルなどか
らポリイミド膜を得ることもできる。

【００５０】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
学濃度が３．０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。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。

【００５１】樹脂ブラックマトリックスの膜厚として
は、０．３μｍから２μｍ、より好ましくは、０．５〜
１．５μｍ、さらに好ましくは０．７〜１．３μｍであ
る。ブラックマトリックスと画素間との段差を小さくす
るため、樹脂ブラックマトリックスの厚みは、２μm以
下が好ましい。また、パターン形成、光学濃度の確保の
点から、０．３μm以上であることが好ましい。

【００５２】本発明の液晶表示装置用基板がカラーフィ
ルターである場合の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。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。

【００５３】本発明の液晶表示装置用基板がカラーフィ
ルターである場合においては、画素間にブラックマトリ
クスを配置することが望ましい。ブラックマトリクスの
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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】本発明における固定されたスペーサーの構
成には特に制限はないが、製造の容易さから画素を形成
する着色層の積層または単層を含むことが好ましい。特
に、着色ペースト膜を塗布後にフォトリソグラフィーな
どにより、画素とスペーサーの形成を同時に行うことが
好ましい。固定されたスペーサーを有しないカラーフィ
ルターと同工程数で、固定されたスペーサーをカラーフ
ィルター上に形成することができるからである。

【００５７】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。

【００５８】こうして得られた、加熱硬化後のオーバー
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。

【００５９】本発明においては必要に応じて、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又はオーバーコート
膜を形成後に、液晶を駆動させるために必要な導電膜を
形成してもよい。導電膜は、ディッピング法、化学気相
成長、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーテ
ィング法のいずれかの方法を経て作成され、主として液
晶を駆動させるために用いられるのである。本発明に使
用される導電膜としては、抵抗値が低く、透明性が高
く、カラー表示特性を損なわれないものが好ましい。代
表的な導電膜の具体例を示すと、酸化インジウムスズ
（ＩＴＯ）、酸化亜鉛、酸化スズ等及びその合金を用い
ることができる。このような導電膜の厚みは、０．０１
〜１μm、好ましくは０．０３〜０．５μmである。

【００６０】

【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。

【００６１】実施例１ 本実施例により得られたカラーフィルターの断面図を図
１に、液晶表示装置の断面図を図２に示す。

【００６２】（カラーフィルターの作製） [ブラックマトリックスの作製]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）、３，９−
ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１０−テト
ラスピロー５，５−ウンデカン（０．６モル当量）、
４，４´−ジアミノジフェニルエーテル（０．３５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。

【００６３】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％のポリ
アミック酸溶液を得た。

【００６４】カーボンブラック４ｇ、Ｎ−メチル−２−
ピロリドン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、７０００ｒ
ｐｍ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。用いた
カーボンブラックの一次粒子径は３０ｎｍ、ジブチルフ
タレート吸油量は１００立方センチメートルであった。

【００６５】顔料分散液３０ｇに、前記のポリマー濃度
１０重量％のポリアミック酸溶液２８ｇを添加混合し、
黒色ペーストを作製した。本ペーストを無アルカリガラ
ス基板上に塗布後、１２５℃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。冷却後、ポジ型フ
ォトレジストを塗布し、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
リクスを形成した。

【００６６】[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。

【００６７】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。

【００６８】ピグメントレッド１７７（アントラキノン
レッド）４ｇ、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。

【００６９】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。

【００７０】樹脂ブラックマトリ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。

【００７１】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３２ｇ、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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】この遮光層と赤画素、緑画素、青画素を有
する無アルカリガラス基板上に、スパッタリング法にて
導電膜としてＩＴＯ層を形成し、カラーフィルターを得
た。

【００７７】樹脂ブラックマトリックスの遮光性は殆ど
波長依存性がなく光学濃度は、波長４３０〜６４０ｎｍ
において３．２〜３．５であった。樹脂ブラックマトリ
ックスの膜厚は１．３μmであった。

【００７８】（密着強度の測定）シール剤（”STRUCT B
OND”XN-21-S-B（三井東圧化学））を室温に戻した後、
ガラス基板上に形成された樹脂ブラックマトリックス上
に滴下した。これを、９０℃で３０分セミキュアを行っ
た。セミキュア後室温まで冷却し、シール剤厚みを一定
にするためにスペーサーフィルムをシール剤の周辺にお
き、透明ガラス（１７３７（コーニング）サイズ１８×
１０mm、厚み1.1mm）を被せ、加熱硬化させる。

【００７９】加熱硬化は、１６０℃で９０分行った。加
熱硬化させたシール剤の形状が円状であり、シール剤中
に気泡の発生のないものについて、シール剤の直径を測
長し面積を求めた。シール剤の直径が、１．３〜１．７
mmの範囲内にあるものについて引っ張り試験を行った。

【００８０】引っ張り試験を行うために、透明ガラス上
に六角ナット等を接着し、六角ナットを引っ張り、樹脂
ブラックマトリックスに引っ張り荷重をかけた。

【００８１】引っ張り荷重は、市販の引っ張り試験
機（”テンシロン”RTM-100（オリエンテック））をも
ちいた。引っ張り速度としては、10mm／minで行った。
測定雰囲気は、２３±２℃、５０±５％ＲＨで行った。
試験後、光学顕微鏡で観察したところ、剥がれは基板と
樹脂ＢＭの間で起こっていた。上記試験を１０回行い、
各々最大点荷重をシール面積で除した平均値を樹脂ブラ
ックマトリックスの基板に対する密着強度としたとこ
ろ、２５ＭＰａであった。

【００８２】また、別途樹脂ブラックマトリックスのガ
ラス転移温度を測定したところ２５０℃であった。

【００８３】（カラー液晶表示素子の作製と評価）この
カラーフィルターのＩＴＯ膜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、同様に対向する
薄膜トランジスタを備えた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
合わせ液晶表示装置を作製した。

【００８４】このような手法に基づき、一定の公知の製
造工程を経て、１００個の液晶表示装置を作製したとこ
ろ、特に問題点がない液晶表示装置を得ることが出来
た。これらの液晶表示装置の表示品位を評価した。表示
品位は良好であった。

【００８５】実施例２ （カラーフィルターの作製） [ブラックマトリックスの作製]実施例１と同様に、ブラ
ックマトリクスを形成した。樹脂ブラックマトリックス
の膜厚は、１．２μｍであった。用いたカーボンブラッ
クの一次粒子径は２０ｎｍ、ジブチルフタレート吸油量
は１０３立方センチメートルであった。

【００８６】[画素およびスペーサーの作製]樹脂ブラッ
クマトリックス基板上に実施例１と同様の青ペーストを
塗布し、８０℃で１０分間熱風乾燥し、１２０℃２０分
間セミキュアした。この後、レジストをスピナーで塗布
後、８０℃で２０分間乾燥した。画素及びスペーサーが
描画されたマスクを用いて露光し、アルカリ現像液に基
板をディップし、同時に基板を揺動させながら、レジス
トの現像及びポリイミド前駆体のエッチングを同時に行
った。その後、レジストをメチルセルソルブアセテート
で剥離し、さらに、３００℃で３０分間キュアした。着
色画素部の膜厚は２．２μｍであった。このパターニン
グにより青色画素の形成とともに樹脂ブラックマトリッ
クス上に２５μｍ×２０μｍ角のスぺーサーの１段目を
形成した。

【００８７】水洗後、同様にして、緑色画素の形成とと
もに樹脂ブラックマトリックス上に１段目と同サイズの
フォトマスクパターンを使用してスぺーサーの２段目を
形成した。緑色画素部の膜厚は２．２μｍであった。

【００８８】さらに水洗後、同様にして赤色画素の形成
とともに樹脂ブラックマトリックス上に１５μｍ×１０
μｍ角のフォトマスクパターンを使用してスぺーサーの
３段目を形成し、カラーフィルターを作製した。赤色画
素部の膜厚は２．２μｍであった。この樹脂ブラックマ
トリックスと赤画素、緑画素、青画素を有する無アルカ
リガラス基板上に、スパッタリング法にて導電膜として
ＩＴＯ層を形成し、カラーフィルターを得た。

【００８９】樹脂ブラックマトリックス光学濃度は、波
長４３０〜６４０ｎｍにおいて３．２〜３．３であっ
た。

【００９０】（密着強度の測定）シール剤（”STRUCT B
OND”XN-21-S-B（三井東圧化学））を室温に戻した後、
ガラス基板上に形成された樹脂ブラックマトリックス上
に滴下した。これを、９０℃で３０分セミキュアを行っ
た。セミキュア後室温まで冷却し、透明ガラス（１７３
７（コーニング）サイズ１８×１０mm、厚み1.1mm）を
被せ、加熱硬化させる。実施例１と異なり、スペーサー
フィルムは用いなかった。

【００９１】実施例１と同様にシール剤の加熱硬化、シ
ール剤の面積を求め引っ張り試験を行った。試験を１０
回行い、各々最大点荷重をシール面積で除した平均値を
樹脂ブラックマトリックスの密着強度としたところ、２
５ＭＰａであった。試験後、光学顕微鏡で観察したとこ
ろ、剥がれは基板と樹脂ＢＭの間で起こっていた。また
別途樹脂ブラックマトリックスのガラス転移温度を測定
したところ２００℃であった。

【００９２】（カラー液晶表示素子の作製と評価）この
カラーフィルターのＩＴＯ膜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、同様に対向する
薄膜トランジスタを備えた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。シール剤が樹
脂ブラックマトリックスに掛かる幅は、４ｍｍであっ
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液晶表示装置を作製した。

【００９３】このような手法に基づき、一定の公知の製
造工程を経て、１００個の液晶表示装置を作製したとこ
ろ、特に問題点がない液晶表示装置を得ることが出来
た。これらの液晶表示装置の表示品位を評価した。表示
品位は良好であった。

【００９４】実施例３ （カラーフィルターの作製） [ブラックマトリックスの作製]実施例１と同様に、ブラ
ックマトリクス形成後、画素を形成した。但し、実施例
１とは異なり、ブラックマトリックスには、ジアミンの
３，９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１
０−テトラスピロー５，５−ウンデカンの代わりにビス
[２−（３−アミノプロポキシ）エチル]エーテルを使用
したポリアミック酸溶液を用い、顔料分散液を作製し
た。この顔料分散液を用いて樹脂ブラックマトリックス
を作製した。

【００９５】[画素の作製]実施例１と同様にして、樹脂
ブラックマトリクス上に赤色画素、緑色画素、青色画素
の形成した。

【００９６】この樹脂ブラックマトリックスと赤画素、
緑画素、青画素を有する無アルカリガラス基板上に、ス
パッタリング法にて導電膜としてＩＴＯ層を形成し、カ
ラーフィルターを得た。

【００９７】樹脂ブラックマトリックス光学濃度は、波
長４３０〜６４０ｎｍにおいて３．１〜３．２であっ
た。樹脂ブラックマトリックスの膜厚は１．１μmであ
った。

【００９８】（密着強度の測定）実施例１と同様にして
測定を行ったところ、密着強度は、２０ＭＰａであっ
た。試験後、光学顕微鏡で観察したところ、剥がれは基
板と樹脂ＢＭの間で起こっていた。 （カラー液晶表示素子の作製と評価）このカラーフィル
ターのＩＴＯ膜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、同様に対向する薄膜トランジ
スタを備えた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、実施例１と同様にシール剤を塗布、貼り合わ
せた後に、シール部に設けられた注入口から液晶を注入
した。シール剤が樹脂ブラックマトリックスに掛かる幅
は、３ｍｍであった。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液晶表示装置を
作製した。

【００９９】このような手法に基づき、一定の公知の製
造工程を経て、１００個の液晶表示装置を作製したとこ
ろ、特に問題点がない液晶表示装置を得ることが出来
た。これらの液晶表示装置の表示品位を評価した。表示
品位は良好であった。

【０１００】実施例４ （カラーフィルターの作製） [ブラックマトリックスの作製]実施例１と同様に、ブラ
ックマトリクス形成後、画素を形成した。但し、実施例
１とは異なり、ブラックマトリックスには、ジエチレン
グリコール−ビス（３−アミノプロピル）エーテルをジ
アミンとして使用したポリアミック酸溶液を用い、顔料
分散液を作製した。この顔料分散液を用い、樹脂ブラッ
クマトリックスを作製した。

【０１０１】[画素の作製]実施例１と同様にして、樹脂
ブラックマトリクス上に赤色画素、緑色画素、青色画素
の形成した。

【０１０２】次に、 この基板上に、γ−アミノプロピ
ルメチルジエトキシシランの加水分解物およびｐ−フェ
ニレンジアミンと、３，３’，４，４’−ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物とを反応させることにより得ら
れる硬化性組成物（ポリイミドシロキサン前駆体）の溶
液をスピンコートし、２８０℃で４０分熱処理を行い、
ポリイミドシロキサンからなる厚さ１．０μｍのオーバ
ーコート膜を形成した。

【０１０３】この樹脂ブラックマトリックスと赤画素、
緑画素、青画素、オーバーコート膜を有する無アルカリ
ガラス基板上に、スパッタリング法にて導電膜としてＩ
ＴＯ層を形成し、カラーフィルターを得た。

【０１０４】樹脂ブラックマトリックスの光学濃度は、
波長４３０〜６４０ｎｍにおいて３．３〜３．５であっ
た。樹脂ブラックマトリックスの膜厚は１．５μmであ
った。

【０１０５】（密着強度の測定）実施例１と同様にして
測定を行ったところ、密着強度は、１５ＭＰａであっ
た。試験後、光学顕微鏡で観察したところ、剥がれは基
板と樹脂ＢＭの間で起こっていた。 （カラー液晶表示素子の作製と評価）このカラーフィル
ターのＩＴＯ膜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、同様に対向する薄膜トランジ
スタを備えた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、実施例１と同様にシール剤を塗布、貼り合わ
せた後に、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液晶表示装置を作製した。シー
ル剤が樹脂ブラックマトリックスに掛かる幅は、６ｍｍ
であった。

【０１０６】このような手法に基づき、一定の公知の製
造工程を経て、１００個の液晶表示装置を作製したとこ
ろ、特に問題点がない液晶表示装置を得ることが出来
た。これらの液晶表示装置の表示品位を評価した。表示
品位は良好であった。

【０１０７】実施例５ 実施例４と同様にしてカラーフィルターを得た。但し、
ＩＴＯ層は形成しなかった。実施例１と同様にして測定
を行ったところ、密着強度は、１５ＭＰａであった。試
験後、光学顕微鏡で観察したところ、剥がれは基板と樹
脂ＢＭの間で起こっていた。 （カラー液晶表示素子の作製と評価）このカラーフィル
ターのオーバーコート膜上にインプレーンスイッチング
用配向膜を設け、ラビング処理を施した。また、同様に
対向する薄膜トランジスタを備えた液晶表示素子用基板
についても、同様の配向膜を設け、ラビング処理を施し
た。この２枚の基板を、実施例１と同様にシール剤を塗
布、貼り合わせた後に、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液晶表示装置を作
製した。シール剤が樹脂ブラックマトリックスに掛かる
幅は、３ｍｍであった。

【０１０８】このような手法に基づき、一定の公知の製
造工程を経て、１００個の液晶表示装置を作製したとこ
ろ、特に問題点がない液晶表示装置を得ることが出来
た。これらの液晶表示装置の表示品位を評価した。表示
品位は良好であった。

【０１０９】実施例６ （カラーフィルターの作製） [ブラックマトリックスの作製]アクリル樹脂（メタクリ
ル酸／メタクリル酸メチル／スチレンの共重合体）と黒
色顔料と３−エトキシプロピオン酸エチルを用いて分散
した。これに顔料／ポリマー比４５／５５になるよう
に、上記アクリル樹脂と光開始剤と増感剤（ジエチルチ
オキサントン）とアクリルモノマー（ペンタエリスリト
ールテトラアクリレート）を加え、黒色ペーストを作製
した。無アルカリガラス基板上に黒色ペーストを塗布し
乾燥させた。８０℃で１０分間熱風乾燥後、ポリビニル
アルコール５％溶液を塗布し酸素遮断膜とした。８０℃
で１０分間乾燥後、マスクを用いて露光し、現像液（炭
酸ナトリウム水溶液）で、エッチングを行った。水洗乾
燥後、２３０℃で６０分間加熱した。

【０１１０】[画素の作製]実施例１と同様にして、樹脂
ブラックマトリクス上に赤色画素、緑色画素、青色画素
を形成した。

【０１１１】この樹脂ブラックマトリックスと赤画素、
緑画素、青画素を有する無アルカリガラス基板上に、ス
パッタリング法にて導電膜としてＩＴＯ層を形成し、カ
ラーフィルターを得た。

【０１１２】樹脂ブラックマトリックスの光学濃度は、
波長４３０〜６４０ｎｍにおいて３．１〜３．２であっ
た。樹脂ブラックマトリックスの膜厚は０．９５μmで
あった。

【０１１３】（密着強度の測定）実施例１と同様にして
測定を行ったところ、密着強度は、１０ＭＰａであっ
た。試験後、光学顕微鏡で観察したところ、剥がれは基
板と樹脂ＢＭの間で起こっていた。 （カラー液晶表示素子の作製と評価）このカラーフィル
ターのＩＴＯ膜上にポリイミド系の配向膜を設け、ラビ
ング処理を施し実施例１と同様に液晶表示装置を作製し
た。

【０１１４】このような手法に基づき、一定の公知の製
造工程を経て、１００個の液晶表示装置を作製したとこ
ろ、特に問題点がない液晶表示装置を得ることが出来
た。これらの液晶表示装置の表示品位を評価した。表示
品位は良好であった。

【０１１５】実施例７ （カラーフィルターの作製） [ブラックマトリックスの作製]実施例１と同様に、ブラ
ックマトリクス形成後、画素を形成した。但し、実施例
１とは異なり、ブラックマトリックスには、カーボンブ
ラックの代わりにチタン窒酸化物を用い、顔料分散液を
作製した。この顔料分散液を用いて樹脂ブラックマトリ
ックスを作製した。用いたチタン窒酸化物の一次粒子径
は９０ｎｍであった。

【０１１６】[画素の作製]実施例１と同様にして、樹脂
ブラックマトリクス上に赤色画素、緑色画素、青色画素
の形成した。

【０１１７】この樹脂ブラックマトリックスと赤画素、
緑画素、青画素を有する無アルカリガラス基板上に、ス
パッタリング法にて導電膜としてＩＴＯ層を形成し、カ
ラーフィルターを得た。

【０１１８】樹脂ブラックマトリックス光学濃度は、波
長４３０〜６４０ｎｍにおいて２．８〜３．０であっ
た。樹脂ブラックマトリックスの膜厚は１．１μmであ
った。

【０１１９】（密着強度の測定）実施例１と同様にして
測定を行ったところ、密着強度は、１１ＭＰａであっ
た。試験後、光学顕微鏡で観察したところ、剥がれは基
板と樹脂ＢＭの間で起こっていた。 （カラー液晶表示素子の作製と評価）このカラーフィル
ターのＩＴＯ膜上にポリイミド系の配向膜を設け、ラビ
ング処理を施し実施例１と同様に液晶表示装置を作製し
た。

【０１２０】このような手法に基づき、一定の公知の製
造工程を経て、１００個の液晶表示装置を作製したとこ
ろ、特に問題点がない液晶表示装置を得ることが出来
た。これらの液晶表示装置の表示品位を評価した。表示
品位は良好であった。

【０１２１】比較例１ （カラーフィルターの作製） [ブラックマトリックスの作製]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。

【０１２２】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％のポリ
アミック酸溶液を得た。

【０１２３】カーボンブラック５．５ｇ、Ｎ−メチル−
２−ピロリドン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、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、顔料濃度８重量％の顔料分散液を得た。

【０１２４】顔料分散液３０ｇに、前記のポリマー濃度
１０重量％のポリアミック酸溶液２８ｇを添加混合し、
黒色ペーストを作製した。本ペーストを無アルカリガラ
ス基板上に塗布後、１２５℃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。冷却後、ポジ型フ
ォトレジストを塗布し、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
リクスを形成した。

【０１２５】[画素の作製]実施例１と同様にして、樹脂
ブラックマトリクス上に赤色画素、緑色画素、青色画素
の形成した。

【０１２６】この樹脂ブラックマトリックスと赤画素、
緑画素、青画素を有する無アルカリガラス基板上に、ス
パッタリング法にて導電膜としてＩＴＯ層を形成し、カ
ラーフィルターを得た。樹脂ブラックマトリックスの光
学濃度は、波長４３０〜６４０ｎｍにおいて３．３〜
３．６であった。樹脂ブラックマトリックスの膜厚は
１．１μmであった。

【０１２７】（密着強度の測定）実施例１と同様にして
測定を行ったところ、密着強度は、５ＭＰａであった。
試験後、光学顕微鏡で観察したところ、剥がれは基板と
樹脂ＢＭの間で起こっていた。 （カラー液晶表示素子の作製と評価）このカラーフィル
ターのＩＴＯ膜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、同様に対向する薄膜トランジ
スタを備えた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
の基板をエポキシ接着材をシール剤として用いて貼り合
わせた後に、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液晶表示装置を作製した。

【０１２８】このような手法に基づき、実施例１と同様
の製造工程を経て、１００個の液晶表示装置を作製した
ところ、１５個の液晶表示装置においてセル外への液晶
の漏れの微量の液晶の漏れが観察され、その内１０個の
液晶表示装置においてセル中への外気の混入が光学顕微
鏡で観察された。セル外への液晶の漏れの微量の液晶の
漏れが観察された液晶表示装置では、表示のコントラス
トの異常が確認され、表示品位の低下が認められた。

【０１２９】比較例２ （カラーフィルターの作製） [ブラックマトリックスの作製]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。

【０１３０】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％のポリ
アミック酸溶液を得た。

【０１３１】カーボンブラック４ｇ、Ｎ−メチル−２−
ピロリドン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、７０００ｒ
ｐｍ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。

【０１３２】顔料分散液３０ｇに、前記のポリマー濃度
１０重量％のポリアミック酸溶液２８ｇを添加混合し、
黒色ペーストを作製した。本ペーストを無アルカリガラ
ス基板上に塗布後、１２５℃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。冷却後、ポジ型フ
ォトレジストを塗布し、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
リクスを形成した。

【０１３３】[画素の作製]実施例１と同様にして、樹脂
ブラックマトリクス上に赤色画素、緑色画素、青色画素
の形成した。

【０１３４】この樹脂ブラックマトリックスと赤画素、
緑画素、青画素を有する無アルカリガラス基板上に、ス
パッタリング法にて導電膜としてＩＴＯ層を形成し、カ
ラーフィルターを得た。樹脂ブラックマトリックスの光
学濃度は、波長４３０〜６４０ｎｍにおいて３．２〜
３．５であった。樹脂ブラックマトリックスの膜厚は
１．２μmであった。

【０１３５】（密着強度の測定）実施例１と同様にして
測定を行ったところ、密着強度は、８ＭＰａであった。
試験後、光学顕微鏡で観察したところ、剥がれは基板と
樹脂ＢＭの間で起こっていた。 （カラー液晶表示素子の作製と評価）このカラーフィル
ターのＩＴＯ膜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、同様に対向する薄膜トランジ
スタを備えた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
の基板をエポキシ接着材をシール剤として用いて貼り合
わせた後に、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液晶表示装置を作製した。

【０１３６】このような手法に基づき、実施例１と同様
の製造工程を経て、１００個の液晶表示装置を作製した
ところ、１３個の液晶表示装置においてセル外への液晶
の漏れの微量の液晶の漏れが観察され、その内５個の液
晶表示装置においてセル中への外気の混入が光学顕微鏡
で観察された。セル外への液晶の漏れの微量の液晶の漏
れが観察された液晶表示装置では、表示のコントラスト
の異常が確認され、表示品位の低下が認められた。

【０１３７】比較例３ （カラーフィルターの作製） [ブラックマトリックスの作製]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、７０００
ｒｐｍ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。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。

【０１３８】 （１）カーボンブラックミルベース 酸性カーボンブラック ９．８部 （［ＣＯＯＨ］＝0.005 、［ＳＯ₃ Ｈ］＝0.002 、［ＯＨ］＝0.007 ） ポリイミド前駆体溶液 ３２．１部 Ｎ−メチル−２−ピロリドン ６８．１部 ガラスビーズ １１０．０部 （２）青色顔料ミルベース ビグメントブルー１５ ３．２部 ポリイミド前駆体溶液 ８．２部 Ｎ−メチル−２−ピロリドン １８．６部 ガラスビーズ ３０．０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 ３．２部 Ｎ−メチル−２−ピロリドン ５．７部 ガラスビーズ １０．０部 無アルカリガラス（日本電気硝子（株）製“ ＯＡ−２"
、ＮＨテクノグラス（株）製“ ＮＡ−３５" 、コーニ
ング（株）製“ １７３７" ）基板、シリカコートした
アルカリガラス（日本板硝子（株）製）基板、およびシ
リカガラス（コーニング（株）製“ ７９１３" ）基板
などのそれぞれの基板上にスピナーで塗布、８０℃１０
分熱風乾燥した後、１２０℃で１０分間セミキュアし
た。この後、ポジ型レジスト（シュプレイ（株）“ Mic
roposit" RC100 30cp）をスピナーで塗布後、８０℃で
２０分乾燥した。露光機ＰＬＡ−５０１Ｆ（キャノン
（株）製）を用い、光学マスクを介して露光し、アルカ
リ現像液（シュプレイ（株）“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。

【０１３９】[画素の作製]実施例１と同様にして、樹脂
ブラックマトリクス上に赤色画素、緑色画素、青色画素
の形成した。

【０１４０】この樹脂ブラックマトリックスと赤画素、
緑画素、青画素を有する無アルカリガラス基板上に、ス
パッタリング法にて導電膜としてＩＴＯ層を形成し、カ
ラーフィルターを得た。樹脂ブラックマトリックスの光
学濃度は、波長４３０〜６４０ｎｍにおいて３．２〜
３．５であった。樹脂ブラックマトリックスの膜厚は
１．０μmであった。

【０１４１】（密着強度の測定）実施例１と同様にして
測定を行ったところ、密着強度は、５ＭＰａであった。
試験後、光学顕微鏡で観察したところ、剥がれは基板と
樹脂ＢＭの間で起こっていた。 （カラー液晶表示素子の作製と評価）このカラーフィル
ターのＩＴＯ膜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、同様に対向する薄膜トランジ
スタを備えた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
の基板をエポキシ接着材をシール剤として用いて貼り合
わせた後に、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液晶表示装置を作製した。

【０１４２】このような手法に基づき、実施例１と同様
の製造工程を経て、１００個の液晶表示装置を作製した
ところ、１６個の液晶表示装置においてセル外への液晶
の漏れの微量の液晶の漏れが観察され、その内８個の液
晶表示装置においてセル中への外気の混入が光学顕微鏡
で観察された。セル外への液晶の漏れの微量の液晶の漏
れが観察された液晶表示装置では、表示のコントラスト
の異常が確認され、表示品位の低下が認められた。

【０１４３】比較例４ （カラーフィルターの作製） [ブラックマトリックスの作製]比較例３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、比
較例３と同様の組成として黒色ペーストを調製した。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。

【０１４４】 （１）カーボンブラックミルベース グラフト化カーボンブラック ３．６部 （カーボンブラック１００部に対して、アクリル基含有高分子化合物を ５部グラフトしたもの） ポリイミド前駆体溶液 ２４．４部 Ｎ−メチル−２−ピロリドン １９．８部 プロピレングリコールメチルエーテルアセテート ２．２部 ガラスビーズ ５０．０部 （２）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−ブチロラクトン ２２．０部 ガラスビーズ ５０．０部 以下、比較例３と同様にしてブラックマトリックスを得
た。

【０１４５】[画素の作製]実施例１と同様にして、樹脂
ブラックマトリクス上に赤色画素、緑色画素、青色画素
の形成した。

【０１４６】この樹脂ブラックマトリックスと赤画素、
緑画素、青画素を有する無アルカリガラス基板上に、ス
パッタリング法にて導電膜としてＩＴＯ層を形成し、カ
ラーフィルターを得た。樹脂ブラックマトリックスの光
学濃度は、波長４３０〜６４０ｎｍにおいて３．３〜
３．５であった。樹脂ブラックマトリックスの膜厚は
１．０μmであった。

【０１４７】（密着強度の測定）実施例１と同様にして
測定を行ったところ、密着強度は、３ＭＰａであった。
試験後、光学顕微鏡で観察したところ、剥がれは基板と
樹脂ＢＭの間で起こっていた。 （カラー液晶表示素子の作製と評価）このカラーフィル
ターのＩＴＯ膜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、同様に対向する薄膜トランジ
スタを備えた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
の基板をエポキシ接着材をシール剤として用いて貼り合
わせた後に、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液晶表示装置を作製した。

【０１４８】このような手法に基づき、実施例１と同様
の製造工程を経て、１００個の液晶表示装置を作製した
ところ、２０個の液晶表示装置においてセル外への液晶
の漏れの微量の液晶の漏れが観察され、その内１２個の
液晶表示装置においてセル中への外気の混入が光学顕微
鏡で観察された。セル外への液晶の漏れの微量の液晶の
漏れが観察された液晶表示装置では、表示のコントラス
トの異常が確認され、表示品位の低下が認められた。

【０１４９】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置用基板を用いて、
液晶表示装置を作製した際、樹脂ブラックマトリックス
の密着強度が１０ＭＰａ以上であるために、セル中への
外気の混入や、セル外への液晶の漏れが発生しにくい液
晶表示装置用基板を提供し、液晶表示装置製造の生産性
を上がるともに表示品位の低下を防止することが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１におけるカラーフィルター基
板の断面図の一例である。

【図２】本発明の実施例１におけるカラーフィルター基
板を使用した液晶表示装置の断面図の一例である。

【符号の説明】

１ 青画素 ２ 緑画素 ３ 赤画素 ４ ブラックマトリクス ５ 透明基板 ６ ＩＴＯ膜 ７ 配向膜 ８ 画素電極 ９ 薄膜トランジスタ １０ 液晶層 １１ 球状スペーサー １２ シール剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 雅治 滋賀県大津市園山１丁目１番１号 東レ株 式会社滋賀事業場内

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】樹脂ブラックマトリックスの基板に対する
   密着強度が１０ＭＰａ以上であることを特徴とする液晶
   表示装置用基板。
2. 【請求項２】樹脂ブラックマトリックスの光学濃度が波
   長４３０〜６４０ｎｍの可視光域において３．０以上で
   あることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置用
   基板。
3. 【請求項３】樹脂ブラックマトリックスの厚みが０．３
   μｍから２μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１
   〜２のいずれかに記載の液晶表示装置用基板。
4. 【請求項４】樹脂ブラックマトリックスが顔料を分散さ
   せてなる樹脂からなることを特徴とする請求項１〜３の
   いずれかに記載の液晶表示装置用基板。
5. 【請求項５】樹脂ブラックマトリックス中にカーボンブ
   ラックを分散させてなる樹脂からなることを特徴とする
   請求項４に記載の液晶表示装置用基板。
6. 【請求項６】カーボンブラックの一次粒子径が４０ｎｍ
   以下であることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示
   装置用基板。
7. 【請求項７】カーボンブラック１００ｇ当たりのジブチ
   ルフタレート吸収量が２００立方センチメートル以下で
   あることを特徴とする請求項５〜６のいずれかに記載の
   液晶表示装置用基板。
8. 【請求項８】樹脂ブラックマトリックスが金属酸化物を
   分散させてなる樹脂からなることを特徴とする請求項１
   〜７のいずれかに記載の液晶表示装置用基板。
9. 【請求項９】金属酸化物の一次粒子径が５００ｎｍ以下
   であることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置
   用基板。
10. 【請求項１０】樹脂ブラックマトリックスのガラス転移
    温度が３００℃以下であることを特徴とする請求項１〜
    ９のいずれかに記載の液晶表示装置用基板。
11. 【請求項１１】樹脂ブラックマトリックスがポリイミド
    系高分子を含むことを特徴とする請求項１〜１０のいず
    れかに記載の液晶表示装置用基板。
12. 【請求項１２】ポリイミド系高分子が脂肪族エーテル結
    合または脂環族エーテル結合を含む分子骨格を有するポ
    リアミック酸を硬化することによって得られるものであ
    ることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置用
    基板。
13. 【請求項１３】樹脂ブラックマトリックス上にオーバー
    コート膜を有することを特徴とする請求項１〜１２のい
    ずれかに記載の液晶表示装置用基板。
14. 【請求項１４】液晶表示装置用基板が画素を有するカラ
    ーフィルターであることを特徴とする請求項１〜１３の
    いずれかに記載の液晶表示装置用基板。
15. 【請求項１５】樹脂ブラックマトリックス上にパターニ
    ングされたスペーサーを有することを特徴とする請求項
    １〜１４のいずれかに記載の液晶表示装置用基板。
16. 【請求項１６】請求項１〜１５のいずれかに記載の液晶
    表示装置用基板を有することを特徴とする液晶表示装
    置。
17. 【請求項１７】液晶の駆動が、一方の液晶表示装置用基
    板上に形成されたストライプ状の電極間に形成される電
    界によってなされることを特徴とする請求項１６に記載
    の液晶表示装置。
18. 【請求項１８】シール剤が樹脂ブラックマトリックスに
    掛かるように塗布されていることを特徴とする請求項１
    ６〜１７のいずれかに記載の液晶表示装置。
19. 【請求項１９】シール剤が樹脂ブラックマトリックスに
    掛かる幅が１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項
    １８に記載の液晶表示装置。