(57)【要約】本発明は、十分な光学濃度を持ちながらも、反射率が低い樹脂ブラックマトリクスが形成された、樹脂ブラックマトリクス基板を提供することを課題とする。本発明は、順に、透明基板、遮光層（Ａ）及び遮光層（Ｂ）を有し、遮光層（Ａ）の厚み当たりの光学濃度が、遮光層（Ｂ）の厚み当たりの光学濃度よりも低く、遮光層（Ａ）が遮光材及び屈折率１．４〜１．８の微粒子を含む、ブラックマトリクス基板である。本発明のブラックマトリクス基板はその特徴からカラーフィルター、液晶表示装置に有用である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
順に、透明基板、遮光層（Ａ）及び遮光層（Ｂ）を有し、
遮光層（Ａ）の厚み当たりの光学濃度が、遮光層（Ｂ）の厚み当たりの光学濃度よりも低く、遮光層（Ａ）が遮光材及び屈折率１．４〜１．８の微粒子を含有する、ブラックマトリクス基板。
【請求項２】
屈折率１．４〜１．８の微粒子は、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸ストロンチウム及びメタケイ酸ナトリウムからなる群から選ばれる１種以上の微粒子である、請求項１記載のブラックマトリクス基板。
【請求項３】
屈折率１．４〜１．８の微粒子がＪＩＳ Ｐ８１４８（２００１）に準拠した方法で測定された白色度が３０％以上である請求項１又は２記載のブラックマトリクス基板
【請求項４】
透明基板が、ポリイミド樹脂からなることを特徴とする請求項１〜３いずれかのブラックマトリクス基板。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかのブラックマトリクス基板の遮光層（Ａ）及び遮光層（Ｂ）がパターン形状を有しており、パターンの存在しない部分に、着色している画素が存在している、カラーフィルター基板。
【請求項６】
請求項５記載のカラーフィルター基板及び発光素子を有する発光デバイス。
【請求項７】
発光素子が有機ＥＬ素子である請求項６記載の発光デバイス。
【請求項８】
順に、請求項５記載のカラーフィルター基板、液晶化合物及び対向基板を有する液晶表示装置。
【請求項９】
透明基板の上方に、
遮光材、及び屈折率１．４〜１．８の微粒子を含有する組成物の層を形成する工程、  その上方に、遮光材を含有する感光性樹脂組成物の層を形成する工程、
パターン露光を行い、現像液又は溶剤により上記２種の層をパターン加工する工程を有する請求項１〜４いずれかのブラックマトリクス基板の製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法によりブラックマトリクス基板を製造した後、パターンの存在しない部分に画素を設ける工程を有するカラーフィルターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置や発光デバイスに使用されるカラーフィルターに使用できるブラックマトリクス基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、２枚の基板間に液晶層が挟み込まれた構造をとっており、液晶層の電気光学応答を利用して明暗を表現するが、カラーフィルター基板を用いることでカラー表示も可能である。【０００３】
従来、カラーフィルター基板に形成され、遮光層となるブラックマトリクスは、クロム系材料からなる金属薄膜が主流であったが、コストや環境汚染低減のため、樹脂と遮光材とを含有する樹脂ブラックマトリクスが開発されている。カーボンブラック等の遮光材を含有する樹脂ブラックマトリクスを有するカラーフィルター基板を備える液晶表示装置は、屋内での視認性は優れるが、これを屋外で使用した場合に、ブラックマトリクスに由来する外光反射に起因する視認性の悪化が問題となっていた。【０００４】
このような背景から、光学濃度（以下「ＯＤ値」ということがある。）が高く、かつ透明基板側から見た場合の反射率が低い樹脂ブラックマトリクスを実現するために、種々の検討がなされている。例えば、絶縁性物質によって表面が被覆された黒色色剤微粒子を用いる方法（特許文献１）、酸窒化チタンにカーボンブラックを添加する方法（特許文献２）、チタン窒化物とチタン炭化物との混合物を使用する方法（特許文献３）、着色レリーフ層と黒色レリーフ層との２層構成とする方法（特許文献４）及び形状異方性金属微粒子を含む光吸収層と反射光吸収層との２層構成とする方法（特許文献５）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１８３５１１号公報
【特許文献２】特開２００６−２０９１０２号公報
【特許文献３】特開２０１０−９５７１６号公報
【特許文献４】特開平８−１４６４１０号公報
【特許文献５】特開２００６−２５１２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、高遮光性の材料は原理的に反射率が高いことから、樹脂ブラックマトリクスにおいて十分な光学濃度と低反射率の双方を達成することは極めて困難であった。さらには、樹脂ブラックマトリクスを２層構成とする方法についても、可視光の全領域に渡って低反射率を実現することが困難であるという問題があり、また金属微粒子を用いることで高伝導性となり、電界異常による表示不良を生じさせかねないものであった。【０００７】
そこで本発明は、十分な光学濃度を持ちながらも、反射率が低く、さらには高抵抗値を有し信頼性の高い、樹脂ブラックマトリクスが形成された、ブラックマトリクス基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下のブラックマトリクス基板等を提供する。
（１）  順に、透明基板、遮光層（Ａ）及び遮光層（Ｂ）を有し、
遮光層（Ａ）の厚み当たりの光学濃度が、遮光層（Ｂ）の厚み当たりの光学濃度よりも低く、遮光層（Ａ）が遮光材及び屈折率１．４〜１．８の微粒子を含有する、ブラックマトリクス基板。【０００９】
本発明は、上記発明の好ましい態様として以下のブラックマトリクス基板を提供する。
（２）  屈折率１．４〜１．８の微粒子は、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸ストロンチウム及びメタケイ酸ナトリウムからなる群から選ばれる１種以上の微粒子である前記ブラックマトリクス基板。
（３）屈折率１．４〜１．８の微粒子が、ＪＩＳ Ｐ８１４８（２００１）に準拠した方法で測定された白色度が３０％以上である前記いずれかのブラックマトリクス基板
（４）透明基板が、ポリイミド樹脂からなる前記いずれかのブラックマトリクス基板。【００１０】
また本発明は、上記ブラックマトリクス基板を使用した以下の物を提供する。
（５）前記いずれかのブラックマトリクス基板の遮光層（Ａ）及び遮光層（Ｂ）がパターン形状を有しており、パターンの存在しない部分に、着色している画素が存在している、カラーフィルター基板。
（６）前記カラーフィルター基板及び発光素子を有する発光デバイス。
（７）発光素子が有機ＥＬ素子である前記発光デバイス。
（８） 前記カラーフィルター基板、液晶化合物及び対向基板を有する液晶表示装置。【００１１】
また、本発明は、上記ブラックマトリクス基板及びカラーフィルターを製造するための好ましい方法を下記のとおり提供する。
（９）透明基板の上方に、
遮光材及び樹脂を含有する組成物の層を形成する工程、
その上方に、遮光材を含有する感光性樹脂組成物の層を形成する工程、
パターン露光を行い、現像液又は溶剤により上記２種の層をパターン加工する工程を有するブラックマトリクス基板の製造方法。
（１０）前記方法によりブラックマトリクス基板を製造した後、パターンの存在しないところに画素を設ける工程を有するカラーフィルターの製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のブラックマトリクス基板によれば、遮光層が、バックライトの光を通さないための十分な遮光性が実現でき、高コントラストで鮮明な画像が得られるばかりでなく、反射率が低いために外光下でも視認性に極めて優れ、かつ電気的な信頼性が高い液晶表示装置を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のブラックマトリクス基板のいくつかの実施形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明のブラックマトリクス基板の一実施形態を示す概略断面図である。
【図３】本発明の発光デバイスの一実施形態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のブラックマトリクス基板は、順に、透明基板上に形成された、遮光層（Ａ）及び遮光層（Ｂ）を有し、遮光層（Ａ）の厚みあたりの光学濃度が、遮光層（Ｂ）の厚みあたりの光学濃度よりも低く、遮光層（Ａ）が遮光材及び屈折率１．４〜１．８の微粒子を含有することを特徴とする。
【００１５】
通常、樹脂ブラックマトリクス（以下、「樹脂ＢＭ」という。）は厚み当たりの光学濃度（光学濃度を厚みで除した値。以下、「ＯＤ／Ｔ」という。）が大きくなればなるほど、反射率が高くなることが知られている。これは、下記の理由による。
【００１６】
一般に、相対する２種類の無色透明な物質が接している場合、その界面に入射した光の反射率Ｒは下記数式（１）のように屈折率差で表すことができる。
【００１７】
反射率  Ｒ＝（ｎ１−ｎ２）２／（ｎ１＋ｎ２）２    （１）  
（ここで、ｎ１、ｎ２はそれぞれ、任意の無色透明な物質ｎ１、ｎ２の屈折率を表す）
一方、金属等の無色透明ではない物質の場合、屈折率は複素屈折率で表す必要があり、
複素屈折率Ｎ＝ｎ−ｉκ（ｎは、物質ｎの屈折率の実数部を表し、κは消衰係数を表す）を用いる。無色透明な物質ｍと無色透明ではない物質ｎが接している場合、物質ｍ側からその界面に垂直に入射した光の反射率Ｒは下記数式（２）のように表すことができる。
【００１８】
反射率  Ｒ＝｛（ｍ−ｎ）２＋κ２｝／｛（ｍ＋ｎ）２＋κ２｝    （２）
（ここで、ｍは無色透明な物質ｍの屈折率を表し、ｎは物質ｎの屈折率の実数部を表し、κは物質ｎの消衰係数を表す）
この数式（２）に従えば、消衰係数κが大きくなるほど、反射率が大きくなることがわかる。なお仮に消衰係数κが０すなわち物質ｎが無色透明な場合は、数式（１）と同様の結果となる。
ところで、消衰係数はある波長における吸光係数αに比例する。また、吸光係数αは、ＯＤ／Ｔに定数を乗じたものに近似できる。すなわち、消衰係数κはＯＤ／Ｔの値に比例することになり、数式（２）を用いるとＯＤ／Ｔが大きくなればなるほど原理的に物質ｍと物質ｎの界面の反射率Ｒが高くなることがわかる。
【００１９】
本発明者らは、上記数式（２）の物質ｍを透明基板、物質ｎを樹脂ＢＭに当てはめ、樹脂ＢＭの特性として要求される低反射率と高遮光性は、一定の膜厚条件下ではトレードオフの関係にあると推定した。低反射化のためにはＯＤ／Ｔを小さくすることが有効であるが、この場合、十分な遮光性を確保するためにはブラックマトリクスの膜厚を大きくする必要がある。膜厚の大きいブラックマトリクスは、液晶の配向乱れの原因となりコントラストが低下する。そこで、このトレードオフを解決するため鋭意検討した結果、透明基板の上方にＯＤ／Ｔの小さい層、すなわち低光学濃度層といえる遮光層（Ａ）と、ＯＤ／Ｔが遮光層（Ａ）より大きい層、すなわち高光学濃度層といえる遮光層（Ｂ）とをこの順に有するブラックマトリクス基板が課題の解決に適していると考えるに至った。なおここでいう「遮光層」とは光を１００％遮断するものには限られない。このブラックマトリクス基板の構成によれば、遮光層（Ａ）が比較的低いＯＤ／Ｔを有するため、透明基板側から来た光に対しては、遮光層（Ａ）の透明基板側の界面での反射は低減する。遮光層（Ａ）の中でも光は減衰するため、遮光層（Ｂ）の遮光層（Ａ）側の界面での光の反射量も減る。その結果、本発明のブラックマトリクス基板は反射率が低くなる。さらに遮光層（Ｂ）を有しているため、遮光層（Ｂ）を透過してきた光に対しては十分な遮光性を持つことが可能となる。すなわちこのようなブラックマトリクス基板の構成により、透明基板側から来た光に対し、低反射と十分な遮光性を両立できると推察される。
【００２０】
ところが本発明者らの検討によると上記のような構成としただけでは、透明基板側から入射した光がＯＤ／Ｔの小さい層を通過し、ＯＤ／Ｔの大きい層の、ＯＤ／Ｔの小さい層側の界面での反射が存在し、所望の樹脂ＢＭの低反射化を実現することが簡単ではないことが判明した。そこで本発明者らは、かような構成を有するブラックマトリクス基板において、上記ＯＤ／Ｔが小さい層が、遮光材及び屈折率１．４〜１．８の微粒子を含有することで、十分な遮光性と低反射を両立することができることを見出し、本発明の完成に至った。
【００２１】
本発明の遮光層（Ａ）は、光学濃度が０ではなく実質的に透明ではない層構成のものであって、そのＯＤ／Ｔが、遮光層（Ｂ）のＯＤ／Ｔよりも小さい。また、本発明の遮光層（Ｂ）は光学濃度が０ではなく実質的に透明ではない層構成のものである。なお、本発明でいうＯＤ値は、波長３８０〜７００ｎｍの領域において
ＯＤ値  ＝  ｌｏｇ１０（Ｉ０／Ｉ）
Ｉ０：入射光強度
Ｉ：透過光強度
を用いて５ｎｍ刻みで求めた値の平均値を採用したものである。
【００２２】
＜＜遮光層（Ａ）＞＞
＜光学濃度＞
遮光層（Ａ）のＯＤ／Ｔは０．５μｍ−１以上、さらに１μｍ−１以上が好ましい。また、この値は、３μｍ−１以下、さらに２．５μｍ−１以下が好ましい。この値が小さすぎると、積層している樹脂ＢＭが所望のＯＤ値を得るためには膜厚を大きくしなくてはならなくなる。この値が、大きすぎると反射率が高くなる傾向がある。遮光層（Ｂ）のＯＤ／Ｔは３μｍ−１以上、さらに３．５μｍ−１以上が好ましい。また８μｍ−１以下、さらに６μｍ−１以下がより好ましい。この値が小さすぎると、樹脂ＢＭが所望のＯＤ値を得るためには膜厚が厚くなりすぎ、大きいと遮光材の添加量を多くしなければならず、パターン加工が困難となる場合がある。
【００２３】
本発明のブラックマトリクス基板に存在する遮光層全体のＯＤ値は３以上が好ましく、さらに、４以上が好ましい。また６以下、さらに５以下がより好ましい。全体のＯＤ値が低すぎると、バックライトの光が一部透過してコントラストが低下する場合がある。一方で、高すぎると、遮光層（Ｂ）だけでなく遮光層（Ａ）の遮光材の添加量も増やさなければならず、所望の膜厚にした場合に反射率が高くなる傾向がある。
【００２４】
遮光層（Ａ）のＯＤ値は、０．５以上、さらに０．８以上が好ましく、また２．０以下、さらに１．５以下好ましい。遮光層（Ｂ）のＯＤ値は、１．５以上、さらに２．０以上、一方５．０以下、さらに３．５以下がより好ましい。
＜微粒子＞
本発明でいう微粒子としては、実質的に着色しておらず、淡色、透明又は白色であるものが好ましい。黒色顔料や、赤、青、緑、紫、黄色、マゼンダ又はシアン等の顔料については後で述べる遮光材に分類する。
【００２５】
微粒子の成分としては、体質顔料又は白色顔料等の白色の微粒子の他、各種セラミック、各種樹脂等が挙げられる。ただし前述のとおり屈折率が１．４〜１．８であることが必要である。
ここでいう微粒子の屈折率とは可視光における屈折率であり、代表値としてナトリウムＤ線に相当する波長５８９ｎｍでの屈折率の値を採用することができる。屈折率の測定方法としては、微粒子そのもの又は微粒子と同一組成の物質を試料として、液浸法すなわちベッケ線法を用いて測定することができる。ベッケ線法にて屈折率を求める方法としては、目的とする微粒子の同一物質のサンプルを３０個準備し、一個ずつの屈折率を測定したうえで、それらの平均値により屈折率を算出することができる。
【００２６】
本発明で使用される微粒子の屈折率は、１．４〜１．８であることが必要であるが、１．５〜１．７であることが好ましい。屈折率が低いということは、原理的に微粒子を構成する物質の密度が低下することである。そのため、かような低密度の粒子は、遮光層を形成するときに分散媒として使用される有機溶剤に対して侵されやすいという問題がある。さらに完成したブラックマトリクス基板の耐溶剤性が不十分となる。一方で、屈折率が高すぎると、遮光層（Ａ）の屈折率が透明基板に比べて大きくなり過ぎるため、遮光層（Ａ）の透明基板側の表面での反射が大きくなり、結果としてブラックマトリクス基板の反射が高くなる傾向にある。本発明の構成によれば上記範囲の屈折率を有する微粒子が、ＯＤ／Ｔの小さい層に分散されていることで、入射光が微粒子により散乱される影響を最小限に抑えつつ、ＯＤ／Ｔの小さい層の屈折率を透明基板と近い値にすることができ、遮光材による遮光効果と相まって、反射光が減衰するものと推測される。
屈折率１．４〜１．８の微粒子としては、具体的にはアクリル樹脂やポリエチレン樹脂、シリコーン微粒子、フッ素樹脂等の樹脂製の微粒子が挙げられる。市販品としてはアクリル樹脂微粒子として、日本ペイント製ＦＳ−１０１、ＦＳ１０２、ＦＳ１０６、ＦＳ−１０７、ＦＳ−２０１、ＦＳ−３０１、ＦＳ−５０１、ＦＳ−７０１、ＭＧ−１５５Ｅ、ＭＧ−４５１、ＭＧ−３５１、東洋紡製の“タフチック”(登録商標）Ｆ−１２０、Ｆ−１６７等を挙げることができる。
【００２７】
上述のとおり、本発明で使用できる微粒子は、実質的に着色しておらず、淡色、透明又は白色のものが好ましく、白色のものが好ましい。屈折率が１．４〜１．８をもつものとしては、例えば、タルク、マイカ若しくはカオリンクレー等の鉱物、アルミナ（酸化アルミニウム）若しくはシリカ（酸化ケイ素）等の酸化物、硫酸バリウム若しくは硫酸カルシウム等の硫酸塩、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム若しくは炭酸ストロンチウム等の炭酸塩、メタケイ酸ナトリウム又はステアリン酸ナトリウムが挙げられるが、電気的信頼性の観点から、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸ストロンチウム及びメタケイ酸ナトリウムからなる群から選ばれる物質であることが好ましく、硫酸バリウムがより好ましい。なお、市販の硫酸バリウムとしては、例えば、“ＢＡＲＩＦＩＮＥ”（登録商標）  ＢＦ−１０、ＢＦ−１、ＢＦ−２０又はＢＦ−４０（以上、何れも堺化学工業社製）が挙げられる。本発明の屈折率１．４〜１．８の微粒子はＪＩＳ Ｐ８１４８（２００１）に準拠した方法で測定された白色度が３０％以上、さらに５０％以上であることが好ましい。微粒子の白色度の測定においては、白色度が一定の値となるように、微粒子に十分に圧力をかけて測定容器に充填して測定する。なお、本段落で示した上記微粒子はいずれも白色度が３０％以上のものである。
【００２８】
微粒子の形状としては、特に限定されないが、例えば、球状、楕円体状、針状、多角形状、星型状又は表面に凹凸若しくは細孔のある形状、あるいは、中空の形状が挙げられる。
【００２９】
微粒子の粒径は１μｍ以下のものが好ましいが、５〜５００ｎｍが好ましく、１０〜１００ｎｍがさらに好ましい。微粒子の粒径が小さすぎると、分散安定化が困難となる傾向がある。一方で、大きすぎると、光の散乱が大きくなって反射率が高くなる傾向がある。ここで微粒子の粒径とは、微粒子の一次粒子径をいう。微粒子の一次粒子径は、無作為に選択した微粒子１００個の一次粒子径を電子顕微鏡でそれぞれ観察して、その平均値を求めることにより算出することができる。形状が球形以外の場合は、ある１個の粒子について電子顕微鏡で観察される最大の幅と最小の幅の平均値をその粒子の一次粒子径として算定し、１００個の一次粒子径の平均値を求めることにより算出することができる。上記のような粒径の微粒子は、低光学濃度層に含まれる微粒子のうち９０質量％以上含まれることが好ましい。  
【００３０】
微粒子の製造方法としては、例えば、原料となる鉱物等の物質を粉砕して微細化する粉砕法、気相、液相若しくは固層における化学的方法又は物理的方法が挙げられる。粉砕法としては、例えば、ジェット法、ハンマー法又はミル法が挙げられる。気相における化学的方法としては、例えば、化学蒸着法（ＣＶＤ法）、電気炉法、化学炎法又はプラズマ法が挙げられる。液相における化学的方法としては、例えば、沈殿法、アルコキシド法又は水熱法が挙げられる。固相における化学的方法としては、例えば、晶析法が挙げられる。物理的方法としては、例えば、噴霧法、溶液燃焼法又は凍結乾燥法が挙げられる。中でも、微粒子の粒径を容易に制御可能であるため、沈殿法が好ましい。  
＜遮光層（Ａ）の組成＞
本発明のブラックマトリクス基板における遮光層（Ａ）は、遮光材、屈折率１．４〜１．８の微粒子を含有し、好ましくはさらに樹脂を含有する。
【００３１】
遮光材としては、例えば、黒色有機顔料、混色有機顔料及び無機顔料が挙げられる。黒色有機顔料としては、例えば、カーボンブラック、樹脂被覆カーボンブラック、ペリレンブラック又はアニリンブラックが挙げられる。混色有機顔料としては、例えば、赤、青、緑、紫、黄色、マゼンダ又はシアン等の顔料を混合して疑似黒色化したものが挙げられる。無機顔料としては、例えば、グラファイトが挙げられる。他の例としては、チタン、銅、鉄、マンガン、コバルト、クロム、ニッケル、亜鉛、カルシウム若しくは銀等の金属微粒子が挙げられる。また前に示した金属の酸化物、複合酸化物、硫化物、窒化物及び炭化物が挙げられる。酸化チタンが窒素還元された酸窒化チタンすなわちチタンブラック、窒化チタン、炭化チタン及びカーボンブラックから選ばれる１種以上が好ましい。なかでも酸窒化チタンがより好ましい。
【００３２】
ここで酸窒化チタンとは、ＴｉＮｘＯｙ（０＜ｘ＜２．０，０．１＜ｙ＜２．０）で表される化合物をいうが、酸素の含有量が多いと黒色度が低下するため、ｘ／ｙが０．１〜１０であることが好ましく、１〜３であることがより好ましい。
【００３３】
遮光材の粒径は、１０〜３００ｎｍが好ましく、３０〜１００ｎｍがより好ましい。ここで遮光材の粒径とは、遮光材の一次粒子径をいう。遮光材の一次粒子径は、微粒子の場合と同様の方法により算出することができる。遮光材の粒径が大きすぎると微細なパターン加工が困難となる傾向がある。一方で、粒径が小さすぎると、遮光材の粒子が凝集して反射率が高くなる傾向がある。
【００３４】
遮光層（Ａ）に占める遮光材の割合は、５質量％以上、さらに１０質量％以上が好ましい。またその割合は８０質量％以下が、さらに５０質量％以下が好ましい。遮光材の割合が少ないと、十分な光学濃度を得ることが困難となる。一方で、遮光材の割合が多いと、遮光層（Ａ）のパターニングが困難となる場合がある。
【００３５】
遮光層（Ａ）に占める微粒子の割合は、１質量％以上が好ましく、１０質量％以上がさらに好ましい。またその割合は、６０質量％以下が好ましく、さらに５０質量％以下がより好ましい。微粒子の割合が小さすぎると、本発明の効果が不十分な場合がある。一方で、微粒子の割合が大きすぎるとパターニングが困難となる傾向がある。
【００３６】
遮光層（Ａ）が含有できる樹脂の割合は１０質量％以上が好ましく、さらに３０質量％以上が好ましい。また、その割合は、９０質量％以下が好ましく、さらに７０質量％以下が好ましい。
【００３７】
樹脂は、波長５８９ｎｍにおける屈折率が１．４〜１．８であることが好ましく、１．５〜１．７であることがより好ましい。例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シロキサンポリマ系樹脂又はポリイミド樹脂が挙げられる。上記樹脂のなかでも塗膜の耐熱性が高いため、アクリル樹脂又はポリイミド樹脂が好ましく、ポリイミド樹脂がより好ましい。ここでポリイミド樹脂とは、完全既閉環構造を有するポリイミド樹脂以外にも、ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミック酸及びポリアミック酸が一部閉環したポリイミド樹脂を含む。
【００３８】
ポリイミド樹脂は前駆体としてのポリアミック酸を加熱閉環イミド化することによって形成される。ポリアミック酸は、一般に、酸無水物基を有する化合物とジアミン化合物とを４０〜１００℃で付加重合させることにより得られる。下記一般式（１）で表される繰り返し構造単位を有する。ポリアミック酸が一部閉環したポリイミド樹脂は、下記一般式（２）で表されるアミック酸構造、アミック酸構造が一部イミド閉環してなる下記一般式（３）で表される構造、及び、アミック酸構造が全てイミド閉環してなる下記一般式（４）で表されるイミド構造、を有する。
【００３９】
【化１】
2014136738.tif 000003
【００４０】
【化２】
2014136738.tif 000004
【００４１】
【化３】
2014136738.tif 000005
【００４２】
【化４】
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【００４３】
上記一般式（１）〜（４）において、Ｒ１は炭素数２〜２２の３価又は４価の有機基を示し、Ｒ２は炭素数１〜２２の２価の有機基を示し、ｎは１又は２の整数を示す。
【００４４】
ポリイミド樹脂の耐熱性及び絶縁性を高めるため、ポリアミック酸を得るために用いるジアミン化合物としては芳香族系ジアミン化合物が好ましく、酸無水物基を有する化合物としては酸二無水物が好ましい。
【００４５】
芳香族系ジアミン化合物としては、例えば、パラフェニレンジアミン、メタ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、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、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、３，３’−ジアミノジフェニルサルファイド、４，４’−ジアミノジフェニルサルファイド、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、２，２−ビス（トリフルオロメチル）ベンジジン、９，９’−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン４，４’−ジアミノジフェニルアミン、３，４’−ジアミノジフェニルアミン、３，３’−ジアミノジフェニルアミン、２，４’−ジアミノジフェニルアミン、４，４’−ジアミノジベンジルアミン、２，２’−ジアミノジベンジルアミン、３，４’−ジアミノジベンジルアミン、３，３’−ジアミノジベンジルアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス−（４−アミノ−３−メチルフェニル）エチレンジアミン、４，４’−ジアミノベンズアニリド、３，４’−ジアミノベンズアニリド、３，３’−ジアミノベンズアニリド、４，３’−ジアミノベンズアニリド、２，４’−ジアミノベンズアニリド、Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレンビス−ｐ−アミノベンズアミド、Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレンビス−ｍ−アミノベンズアミド、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビス−ｐ−アミノベンズアミド、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビス−ｍ−アミノベンズアミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレンビス−ｐ−アミノベンズアミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレンビス−ｍ−アミノベンズアミド、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレンビス−ｐ−アミノベンズアミド又はＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレンビス−ｍ−アミノベンズアミドが挙げられるが、パラフェニレンジアミン、メタ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、９，９’−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン又は４，４’−ジアミノベンズアニリドが好ましい。
【００４６】
芳香族テトラカルボン酸としては、例えば、４，４’−オキシジフタル酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホ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二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−パラターフェニルテトラカルボン酸二無水物又は３，３’，４，４’−メタターフェニルテトラカルボン酸二無水物等が挙げられるが、４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物又はピロメリット酸二無水物が好ましい。なお、４，４’−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸二無水物のようなフッ素系のテトラカルボン酸二無水物を用いると、短波長領域での透明性が良好なポリイミドを得ることができる。
【００４７】
ポリアミック酸を得るための、酸無水物基を有する化合物とジアミン化合物との付加重合においては、必要に応じて無水マレイン酸又は無水フタル酸等の酸無水物を末端封止剤として添加しても構わない。また、ガラス板又はシリコンウエハー等の無機物との接着性を向上させるため、ケイ素原子を有する酸無水物又はケイ素原子を有するジアミン化合物を用いても構わない。ケイ素原子を有するジアミンとしては、ビス−３−（アミノプロピル）テトラメチルシロキサン等のシロキサンジアミン化合物が好ましい。全ジアミン化合物に占めるケイ素原子を有するジアミンの割合は、１〜２０モル％が好ましい。シロキサンジアミン化合物が少ないと接着性向上効果が得られない。一方で、大きすぎると、膜の耐熱性が低下する傾向がある。また遮光層のパターン形成にはアルカリ性溶液で現像する場合があるが、量が多すぎると過度に密着性が高いことによりアルカリ現像の際、残膜という問題が生じることがある。
【００４８】
ポリアミック酸を得るための、酸無水物基を有する化合物とジアミン化合物としては、脂環式の酸二無水物又は脂環式のジアミンを用いても構わない。脂環式の酸二無水物又は脂環式のジアミンとしては、例えば、１，２，４，５−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ［２．２．２］オクト−７−エン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−エンド−３−エンド−５−エクソ−６−エクソ−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２−エクソ−３−エクソ−５−エクソ−６−エクソ−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ［２．２．１］ヘプタン−２，３，５，６−テトラカルボン酸二無水物若しくはデカハイドロ−ジメタノナフタレンテトラカルボン酸二無水物又はビス［２−（３−アミノプロポキシ）エチル］エーテル、１，４−ブタンジオール−ビス（３−アミノプロピル）エ−テル、３、９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１０−テトラスピロ−５，５−ウンデカン、１，２−ビス（２−アミノエトキシ）エタン、１，２−ビス（３−アミノプロポキシ）エタン、トリエチレングリコール−ビス（３−アミノプロピル）エーテル、ポリエチレングリコール−ビス（３−アミノプロピル）エーテル、３、９−ビス（３−アミノプロピル）−２，４，８，１０−テトラスピロ−５，５−ウンデカン若しくは１，４−ブタンジオール−ビス（３−アミノプロピル）エ−テルが挙げられる。
【００４９】
遮光層（Ａ）は、その他の添加剤として、密着性改良剤、高分子分散剤又は界面活性剤等を含有してもかまわない。密着改良剤としては、例えば、シランカップリング剤又はチタンカップリング剤が挙げられる。密着性改良剤は、ポリイミド樹脂やアクリル樹脂等の樹脂に対して０．２〜２０質量％添加するのが好ましい。高分子分散剤としては、例えば、ポリエチレンイミン系高分子分散剤、ポリウレタン系高分子分散剤又はポリアリルアミン系高分子分散剤が挙げられる。高分子分散剤は、遮光材に対して１〜４０質量％添加するのが一般的である。界面活性剤としては、例えば、ラウリル硫酸アンモニウム若しくはポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミン等の陰イオン界面活性剤、ステアリルアミンアセテート若しくはラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等の陽イオン界面活性剤、ラウリルジメチルアミンオキサイド若しくはラウリルカルボキシメチルヒドロキシエチルイミダゾリウムベタイン等の両性界面活性剤、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル若しくはソルビタンモノステアレート等の非イオン界面活性剤、ポリジメチルシロキサン等を主骨格とするシリコーン系界面活性剤又はフッ素系界面活性剤が挙げられる。界面活性剤は、顔料に対して０．００１〜１０質量％添加するのが一般的であるが、０．０１〜１質量％添加するのが好ましい。界面活性剤が少ないとであると、塗布性、着色被膜の平滑性又はベナードセルの防止効果が不十分となる場合がある。一方で、界面活性剤が多すぎると、塗膜物性が不良となる場合がある。上記各種の添加剤は、遮光層（Ａ）を設ける際の組成物に含まれるが、その後、加熱や光照射によって、樹脂と化学反応し、樹脂の化学構造にとりこまれていてもいい。
【００５０】
＜＜遮光層（Ｂ）＞＞
＜遮光層（Ｂ）の組成＞
本発明のブラックマトリクス基板における遮光層（Ｂ）は、遮光材を含有し、さらに好ましくは樹脂を含有する。
【００５１】
遮光層（Ｂ）が含有する遮光材としては、遮光層（Ａ）と同様のものが挙げられるが、ＯＤ／Ｔが大きいことから、カーボンブラック、酸窒化チタン、窒化チタン及び炭化チタンから選ばれる１種以上が好ましく、窒化チタン又はチタン窒化物がより好ましい。ここでチタン窒化物とは、主成分として窒化チタンを含み、副成分として酸化チタンＴｉＯ２、低次酸化チタンＴｉｎＯ２ｎ−１（１≦ｎ≦２０）又は酸窒化チタンを含有する物質をいう。チタン窒化物粒子は酸素原子を含有するが、より高いＯＤ／Ｔを得るため酸素原子は少ない方が好ましく、酸素原子の含有量が１２質量％以下であることがより好ましく、８質量％以下がさらに好ましい。
【００５２】
チタン窒化物粒子の合成としては、例えば、電気炉法又は熱プラズマ法等の気相反応法が挙げられる。なかでも、不純物の混入が少なく、粒子径が揃いやすく、生産性も高いため、熱プラズマ法が好ましい。熱プラズマを発生させる方法としては、例えば、直流アーク放電、多層アーク放電、高周波（ＲＦ）プラズマ又はハイブリッドプラズマ等が挙げられる。なかでも電極からの不純物の混入が少ないため、高周波プラズマが好ましい。
【００５３】
遮光材の粒径は、１０〜３００ｎｍが好ましく、３０〜１００ｎｍがより好ましい。ここで遮光材の粒径とは、遮光材の一次粒子径をいう。遮光材の一次粒子径は、微粒子の場合と同様の方法により算出することができる。遮光材の粒子径が３００ｎｍを超えると、微細なパターン加工が困難となる場合がある。一方で、１０ｎｍ未満であると、粒子の凝集が起こり易く、反射率が高くなる傾向がある。
【００５４】
遮光層（Ｂ）に占める遮光材の割合は、１０質量％以上が好ましく、さらに４０質量％以上がより好ましい。またその割合は９０質量％以下が好ましく、さらに８０質量％が好ましい。遮光材の割合が少ないと、十分な光学濃度を得ることが難しくなる。一方で、多すぎるとパターニングが難しくなる。
【００５５】
遮光層（Ｂ）が含有できる樹脂の割合は１０質量％以上が好ましく、さらに２０質量％以上が好ましい。また、その割合は、９０質量％以下が好ましく、さらに６０質量％以下が好ましい。
【００５６】
遮光層（Ｂ）が含有できる樹脂としては、遮光層（Ａ）が含有する樹脂と同様のものが挙げられるが、なかでもアクリル樹脂が好ましい。
【００５７】
アクリル樹脂としては、カルボキシル基を有するアクリル系ポリマーが好ましく、不飽和カルボン酸とエチレン性不飽和化合物との共重合体を好ましく用いることができる。
【００５８】
共重合体の原料となる不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸又はビニル酢酸が挙げられる。エチレン性不飽和化合物としては、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｓｅｃ−ブチル、メタクリル酸ｓｅｃ−ブチル、アクリル酸イソ−ブチル、メタクリル酸イソ−ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸ｎ−ペンチル、メタクリル酸ｎ−ペンチル、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート若しくはベンジルメタクリレート等の不飽和カルボン酸アルキルエステルが挙げられる。また他のエチレン性不飽和化合物としてはスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン若しくはα−メチルスチレン等の芳香族ビニル化合物が挙げられる。その他にはアミノエチルアクリレート等の不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル、グリシジルアクリレート若しくはグリシジルメタクリレート等の不飽和カルボン酸グリシジルエステル、酢酸ビニル若しくはプロピオン酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル等が挙げられる。また、末端に不飽和基を持つオリゴマーやポリマーをマクロモノマーとして共重合することによりグラフト化することもでき、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル若しくはα−クロルアクリロニトリル等のシアン化ビニル化合物、１，３−ブタジエン若しくはイソプレン等の脂肪族共役ジエン、それぞれの末端にアクリロイル基若しくはメタクリロイル基を有するポリスチレン、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート又はポリブチルメタクリレートを用いることができる。これらの共重合体成分のうち、メタクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸メチル、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート及びスチレンからなる群から選ばれるモノマーの２成分から４成分の共重合体が好ましい。樹脂ＢＭをパターン加工する際に現像操作を行うことが一般的である。よく利用されるアルカリ現像液に対する溶解速度を適切なものとするため、重量平均分子量Ｍｗ（テトラヒドロフランをキャリヤーとして温度２３℃にてゲルパーミェーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレンによる検量線を用いて換算したもの。）が２千〜１０万かつ酸価が７０〜１５０（ｍｇＫＯＨ／ｇ）であることがより好ましい。
【００５９】
また、側鎖にエチレン性不飽和基を有するアクリル樹脂を遮光層（Ｂ）の原料の段階で含有させておくことができる。この材料の含有によって、樹脂ＢＭをパターン加工するときの露光及び現像での感度が向上することができる。エチレン性不飽和基としては、アクリル基又はメタクリル基が好ましい。側鎖にエチレン性不飽和基を有するアクリル樹脂は、カルボキシル基を有するアクリル樹脂のカルボキシル基に、グリシジル基又は脂環式エポキシ基を有するエチレン性不飽和化合物を付加反応させて得ることができる。
【００６０】
側鎖にエチレン性不飽和基を有するアクリル樹脂としては、例えば、市販のアクリル樹脂であるサイクロマー（登録商標）Ｐ（ダイセル化学工業（株））又はアルカリ可溶性カルド樹脂が挙げられるが、エステル系溶媒やアルカリ現像液に対する溶解性を適切なものとするため、重量平均分子量（Ｍｗ）が２千〜１０万かつ酸価が７０〜１５０（ｍｇＫＯＨ／ｇ）であることが好ましい。
【００６１】
多官能アクリルモノマー又はその反応物をさらに遮光層（Ｂ）の原料に含有することができる。遮光層は後でパターン加工されるが、その加工はパターン露光及び現像の順に行うことが一般的である。上記化合物が露光により重合及び架橋し、現像液に不溶化する。多官能アクリルモノマーとしては、多官能のアクリル系モノマー又はオリゴマーが挙げられる。多官能のアクリル系モノマーとしては、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（メタ）アクリレート、ポリ（メタ）アクリレートカルバメート、変性ビスフェノールＡエポキシ（メタ）アクリレート、アジピン酸１，６−ヘキサンジオール（メタ）アクリル酸エステル、無水フタル酸プロピレンオキサイド（メタ）アクリル酸エステル、トリメリット酸ジエチレングリコール（メタ）アクリル酸エステル、ロジン変性エポキシジ（メタ）アクリレート、アルキッド変性（メタ）アクリレート、フルオレンジアクリレート系オリゴマー、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリアクリルホルマール、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、２，２−ビス［４−（３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）フェニル］プロパン、ビス［４−（３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）フェニル］メタン、ビス［４−（３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）フェニル］スルホン、ビス［４−（３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）フェニル］エーテル、４，４’−ビス［４−（３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）フェニル］シクロヘキサン、９，９−ビス［４−（３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）フェニル］フルオレン、９，９−ビス［３−メチル−４−（３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）フェニル］フルオレン、９，９−ビス［３−クロロ−４−（３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）フェニル］フルオレン、ビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジメタアクリレート、ビスクレゾールフルオレンジアクリレート及びビスクレゾールフルオレンジメタアクリレートが挙げられる。
【００６２】
これらの多官能のモノマー又はオリゴマーを適宜選択して組み合わせることができ、官能基が３以上の化合物が好ましく、官能基が５以上の化合物がより好ましく、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート又はジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートがさらに好ましい。
【００６３】
遮光層（Ｂ）は、含有する遮光材が可視光領域だけでなく光架橋に有効な紫外線をも吸収する傾向にあるため、少ない紫外線量でも感度良く硬化する多官能アクリルモノマーの組み合わせが好ましく、具体的にはジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート又はジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートに加えて、分子中に芳香環を多く含み撥水性が高いフルオレン環を有する、（メタ）アクリレートを併用することが好ましい。フルオレン環を有する（メタ）アクリレートは、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート及びジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート１０〜６０質量部に対して、９０〜４０質量部用いることが好ましい。
【００６４】
遮光層（Ｂ）の原料には光重合開始剤を含有することができる。例えば、ベンゾフェノン系化合物、アセトフェノン系化合物、オキサントン系化合物、イミダゾール系化合物、ベンゾチアゾール系化合物、ベンゾオキサゾール系化合物、オキシムエステル化合物、カルバゾール系化合物、トリアジン系化合物、リン系化合物又はチタネート等の無機系光重合開始剤が挙げられる。
【００６５】
より具体的には、例えば、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ’−テトラエチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４’−ジメチルアミノベンゾフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノ−１−プロパン、“イルガキュア”（登録商標）３６９（２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン）、同ＯＸＥ０１（１，２−オクタンジオン，１−［４−（フェニルチオ）−２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）］）、ＣＧＩ−１１３（２−［４−メチルベンジル］−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン、ｔ−ブチルアントラキノン）若しくはＣＧＩ−２４２（エタノン，１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−１−（Ｏ−アセチルオキシム））（以上、何れもチバ・スペシャルティ・ケミカル（株）製）、１−クロロアントラキノン、２，３−ジクロロアントラキノン、３−クロル−２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−フェナントラキノン、１，２−ベンゾアントラキノン、１，４−ジメチルアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール、４−（ｐ−メトキシフェニル）−２，６−ジ−（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン又は“アデカ”（登録商標）“オプトマー”(登録商標）Ｎ−１８１８若しくは同Ｎ−１９１９等のカルバゾール系化合物（何れも旭電化工業（株）製）が挙げられる。  遮光層（Ｂ）の原料には、その他の添加剤として、密着性改良剤、高分子分散剤又は界面活性剤等を含有してもかまわない。具体的には遮光層（Ａ）に含まれるものと同じのものが挙げられる。
＜＜樹脂ＢＭ＞＞
本発明のブラックマトリクス基板における遮光層（Ａ）及び遮光層（Ｂ）の膜厚は、それぞれ０．３μｍ以上、さらに０．４μｍ以上が好ましい。またそれぞれ、１．２μｍ以下、さらに１．０μｍ以下が好ましい。また、両層を合わせた樹脂ＢＭ全体の膜厚は、０．５μｍ以上、さらに１．０μｍ以上が好ましい。またこの膜厚は２．０μｍ以下、さらに１．５μｍ以下が好ましい。全体の膜厚が小さすぎると、適度な光学濃度が得られない場合がある。一方で、大きすぎると、液晶配向不良によるコントラストの低下が生じる場合がある。
【００６６】
本発明のブラックマトリクス基板に形成された樹脂ＢＭのパターン形状としては、例えば、矩形、ストライプ、正方形、多角形、波型又は凹凸のある形状が挙げられる。パターンの幅は、３〜３０μｍが好ましく、３〜１０μｍがより好ましく、３〜６μｍがさらに好ましい。パターン幅が大きすぎると、画素の開口部面積が小さくなり輝度が低下する場合がある。一方で、パターン幅が小さすぎると、加工時にパターンが欠けることがある。
【００６７】
本発明のブラックマトリクス基板を構成する遮光層（Ａ）のパターンと、遮光層（Ｂ）のパターンとは、画素の開口部面積を最大にして輝度を向上させるため、概略同一であることが好ましい。具体的には矩形又はストライプ等の遮光層（Ａ）及び遮光層（Ｂ）のパターン形状がほぼ同一であることがいい。パターン幅は厳密に同じである必要はないが、遮光層（Ａ）のパターン幅と遮光層（Ｂ）のパターン幅との差は、３μｍ以下が好ましく、１μｍ以下がより好ましく、０．５μｍ以下がさらに好ましい。
【００６８】
本発明のブラックマトリクス基板に形成された樹脂ＢＭの表面抵抗値（Ω／□）は、１０８（Ω／□）以上が好ましく、１０１５（Ω／□）以上がより好ましい。表面抵抗値が大きな樹脂ＢＭを形成することで、カラーフィルター基板の絶縁性が高くなり、電圧をかけた場合に電界が乱れることがなく、良好な液晶配向性をとり、その結果品位良好が良好な表示を有する液晶表示装置を得ることができる。
＜＜透明基板＞＞
透明基板としては、例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、表面をシリカコートしたソーダライムガラス等の無機ガラス類又は有機プラスチックのフィルム若しくはシートが挙げられ、屈折率１．４〜１．８であることが好ましく、１．５〜１．７であることがより好ましい。ここでいう透明とは、波長３８０〜７００ｎｍの全領域において透過率が８０％以上であることであり、好ましくは９０％以上である。
【００６９】
有機プラスチックのフィルムとしては、ポリイミド樹脂が好ましい。透明基板としてポリイミド樹脂を用いることで、耐熱性や寸法安定性に優れた、フレキシブルなブラックマトリクス基板及びカラーフィルター基板を得ることができる。
【００７０】
ポリイミド樹脂のフィルムは、ポリアミック酸等のポリイミド前駆体樹脂の溶液を仮基板上に塗布した後、乾燥及び加熱をすることにより作製することができる。
【００７１】
まず、ポリイミド前駆体樹脂組成物を、仮基板上に塗布する。仮基板の材質としては、例えば、シリコンウエハー、セラミックス類、ガリウムヒ素、ソーダ石灰ガラス又は無アルカリガラスが挙げられる。ポリイミド前駆体樹脂の溶液を仮基板上に塗布する方法としては、例えば、スリットコート法、スピンコート法、スプレーコート法、ロールコート法又はバーコート法が挙げられるが、スピンコート法又はスリットコート法が好ましい。次に、ポリイミド前駆体樹脂の溶液を塗布した仮基板を乾燥して、ポリイミド前駆体樹脂組成物膜を得る。乾燥の方法としては、例えば、ホットプレート、オーブン、赤外線若しくは真空チャンバー等を用いる方法が挙げられる。ホットプレートを用いる場合には、ホットプレート上又はホットプレート上に設置したプロキシピン等の治具上で仮基板を加熱して乾燥する。次に、ポリイミド前駆体樹脂組成物膜を１８０〜４００℃で加熱して、ポリイミド樹脂膜に変換する。
【００７２】
このポリイミド樹脂膜を仮基板から剥離する方法としては、例えば、機械的に剥離する方法、フッ酸等の薬液若しくは水に浸漬する方法、又は、レーザーをポリイミド樹脂膜と仮基板との界面に照射する方法が挙げられる。なお、ポリイミド樹脂膜を仮基板から剥離しないまま、ブラックマトリクス基板、液晶表示装置又は発光デバイスを製造し、その後にポリイミド樹脂膜を仮基板から剥離しても構わないが、寸法安定性の観点から、カラーフィルター基板等を製造した後に仮基板からの剥離をすることが好ましい。
＜＜遮光層（Ａ）及び遮光層（Ｂ）の形成方法＞＞
本発明の透明基材に遮光層（Ａ）及び遮光層（Ｂ）を形成する方法としては例えば以下の２つの方法が例示される。
１）フォトリソグラフィ工程を複数回繰り返す方法
透明基板の上にまだパターン化されていない遮光層（Ａ）を設け、その層をパターン化する。その後、さらにまだパターン化されていない遮光層（Ｂ）を設け、その層をパターン化する。
遮光層（Ａ）をパターン化する方法としては、フォトリソグラフィ法が例示される。感光性樹脂組成物を使用して遮光層（Ａ）を設け、パターン露光し、現像し、パターンを得る方法が例示される。別の方法として非感光性の樹脂組成物を使用して遮光層（Ａ）を設ける。その上にフォトレジストを設け、パターン露光し、現像してフォトレジストのパターンを形成する。その現像時と同時に遮光層（Ａ）もフォトレジストのパターンをマスクとして現像液でエッチングし、パターン化することができる。現像後のフォトレジストのパターンをマスクとして、遮光層（Ａ）を溶剤によってエッチングしパターン化することもできる。遮光層（Ｂ）のパターンも、上で説明した遮光層（Ａ）のパターン化方法と同様に形成することができる。
２）フォトリソグラフィ工程を１回で行う方法
透明基板の上にまだパターン化されていない遮光層（Ａ）を設け、さらにパターン化されていない遮光層（Ｂ）を設け、フォトリソグラフィ法により、遮光層（Ａ）及び遮光層（Ｂ）をパターン化する。フォトリソグラフィ法としては、遮光層（Ｂ）の上にフォトレジストを設け、パターン露光し、フォトレジストの現像と同時に、フォトレジストのパターンをマスクとして遮光層（Ｂ）及び遮光層（Ａ）をエッチングし、パターンを形成する。又はフォトレジストのパターンを形成した後、フォトレジストのパターンをマスクとして、溶剤によって遮光層（Ａ）及び遮光層（Ｂ）をパターン化することもできる。また別のフォトリソグラフィを1回で行う方法、としては、透明基板の上にまだパターン化されていない遮光層（Ａ）を設け、さらに感光性樹脂組成物からなるパターン化されていない遮光層（Ｂ）を設け、フォトリソグラフィ法により、遮光層（Ｂ）をパターン化し、さらに現像液又は溶剤で遮光層（Ａ）もパターン化する。この場合遮光層（Ａ）に感光性樹脂組成物を使用してもいい。
【００７３】
ブラックマトリクス基板における遮光層（Ａ）及び遮光層（Ｂ）のパターンを形成する方法の詳細について説明する。遮光層（Ａ）は、樹脂組成物を原料として透明基板に塗布することで得られる。樹脂組成物を透明基板上に塗布する方法としては、例えば、スピンコーター、バーコーター、ブレードコーター、ロールコーター、ダイコーター及びスクリーン印刷法が挙げられる。その他の方法としては、透明基板を黒色樹脂組成物中に浸漬する方法及び黒色樹脂組成物を基板に噴霧する方法が挙げられる。塗布性の向上のため、樹脂組成物はさらに溶剤を含有することができる。例えば、エステル類、脂肪族アルコール類、（ポリ）アルキレングリコールエーテル系溶剤、ケトン類、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド若しくはＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド系極性溶媒又はラクトン類が挙げられるが、遮光材である顔料の分散効果を高めるため、ラクトン類又はラクトン類を主成分とする混合溶媒が好ましい。ここでラクトン類を主成分とする溶媒とは、全溶媒に占めるラクトン類の質量比が最大である溶媒をいう。またラクトン類としては、炭素数３〜１２の脂肪族環状エステル化合物が好ましい。ラクトン類としては、例えば、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−カプロラクトン又はε−カプロラクトンが挙げられる。なかでもポリイミド前駆体の溶解性の観点から、γ−ブチロラクトンが好ましい。また、ラクトン類以外の溶媒としては、例えば、３−メチル−３−メトキシブタノール、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノ３級ブチルエーテル、イソブチルアルコール、イソアミルアルコール、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、メチルカルビトール、メチルカルビトールアセテート、エチルカルビトール及びエチルカルビトールアセテートが挙げられる。遮光層（Ａ）の形成に用いる黒色樹脂組成物に占める溶剤の割合は、塗工性及び乾燥性の観点から、７０〜９８質量％が好ましく、８０〜９５質量％がより好ましい。
【００７４】
遮光層（Ａ）の形成に用いる樹脂組成物の製造方法としては、例えば、分散機を用いて樹脂溶液中に直接遮光材及び微粒子を分散させる方法が挙げられる。他の方法としては、分散機を用いて水若しくは有機溶媒中に遮光材及び微粒子を分散させて分散液を作製し、その後、分散液と樹脂溶液とを混合する方法が挙げられる。遮光材及び微粒子の分散方法としては、例えば、ボールミル、サンドグラインダー、３本ロールミル又は高速度衝撃ミルが挙げられる。なかでも分散効率や微分散化の観点から、ビーズミルが好ましい。ビーズミルとしては、例えば、コボールミル、バスケットミル、ピンミル又はダイノーミルが挙げられる。ビーズミルのビーズとしては、例えば、チタニアビーズ、ジルコニアビーズ又はジルコンビーズが好ましい。分散に用いるビーズ径としては、０．０１〜５．０ｍｍが好ましく、０．０３〜１．０ｍｍがより好ましい。顔料の一次粒子径又は一次粒子が凝集して形成された二次粒子の粒子径が小さい場合には、分散に用いるビーズ径としては、０．０３〜０．１０ｍｍの微小な分散ビーズが好ましい。この場合、微小な分散ビーズと分散液とを分離することが可能な、遠心分離方式によるセパレーターを有するビーズミルを用いて分散することが好ましい。一方で、サブミクロン程度の粗大な粒子を含有する遮光材又は微粒子を分散させる場合には、十分な粉砕力を得るため、ビーズ径が０．１０ｍｍ以上の分散ビーズが好ましい。また、遮光材と微粒子とを別々に分散させても構わない。この場合、ソルベントショックによる凝集を予防するため、同一の溶剤を用いることが好ましい。
【００７５】
上記のような樹脂組成物を透明基板上に塗布することにより得られた塗布膜を、風乾、加熱乾燥又は真空乾燥等により乾燥して硬化させ、乾燥被膜を形成する。乾燥ムラ又は搬送ムラを抑制するため、黒色樹脂組成物を塗布した透明基板を、加熱装置を備えた減圧乾燥機で減圧乾燥した後、加熱して半硬化（セミキュア）させることが好ましい。
【００７６】
次に、上記の遮光層（Ａ）の乾燥膜上に遮光層（Ｂ）の形成させるため、遮光層（Ａ）よりもＯＤ／Ｔが大きくなるような遮光層（Ｂ）用の黒色組成物を塗布して乾燥させる。
【００７７】
遮光層（Ｂ）を形成するための黒色組成物としては、遮光材、樹脂、溶剤、多官能アクリルモノマー及び光重合開始剤を含有する感光性黒色樹脂組成物を用いて形成することが好ましい。
【００７８】
遮光層（Ｂ）の形成に用いる感光性黒色樹脂組成物が含有する溶剤としては、分散する遮光材の分散安定性及び添加する樹脂成分の溶解性に合わせて、水又は有機溶剤を適宜選択することができる。有機溶剤としては、例えば、エステル類、脂肪族アルコール類、（ポリ）アルキレングリコールエーテル系溶剤、ケトン類、アミド系極性溶媒及びラクトン系極性溶媒が挙げられる。エステル類としては、例えば、ベンジルアセテート（沸点２１４℃）、エチルベンゾエート（沸点２１３℃）、メチルベンゾエート（沸点２００℃）、マロン酸ジエチル（沸点１９９℃）、２−エチルヘキシルアセテート（沸点１９９℃）、２−ブトキシエチルアセテート（沸点１９２℃）、３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート（沸点１８８℃）、シュウ酸ジエチル（沸点１８５℃）、アセト酢酸エチル（沸点１８１℃）、シクロヘキシルアセテート（沸点１７４℃）、３−メトキシ−ブチルアセテート（沸点１７３℃）、アセト酢酸メチル（沸点１７２℃）、エチル−３−エトキシプロピオネート（沸点１７０℃）、２−エチルブチルアセテート（沸点１６２℃）、イソペンチルプロピオネート（沸点１６０℃）、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート（沸点１６０℃）、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート（沸点１５８℃）、酢酸ペンチル（沸点１５０℃）又はプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（沸点１４６℃）等が挙げられる。
【００７９】
また、上記以外の溶媒としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル（沸点１２４℃）、エチレングリコールモノエチルエーテル（沸点１３５℃）、プロピレングリコールモノエチルエーテル（沸点１３３℃）、ジエチレングリコールモノメチルエーテル（沸点１９３℃）、モノエチルエーテル（沸点１３５℃）、メチルカルビトール（沸点１９４℃）、エチルカルビトール（２０２℃）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（沸点１２０℃）、プロピレングリコールモノエチルエーテル（沸点１３３℃）、プロピレングリコールターシャリーブチルエーテル（沸点１５３℃）若しくはジプロピレングリコールモノメチルエーテル（沸点１８８℃）等の（ポリ）アルキレングリコールエーテル系溶剤、酢酸エチル（沸点７７℃）、酢酸ブチル（沸点１２６℃）若しくは酢酸イソペンチル（沸点１４２℃）等の脂肪族エステル類、ブタノール（沸点１１８℃）、３−メチル−２−ブタノール（沸点１１２℃）若しくは３−メチル−３−メトキシブタノール（沸点１７４℃）等の脂肪族アルコール類、シクロペンタノン若しくはシクロヘキサノン等のケトン類、キシレン（沸点１４４℃）、エチルベンゼン（沸点１３６℃）又はソルベントナフサ（石油留分：沸点１６５〜１７８℃）が挙げられる。
【００８０】
さらに、透明基板の大型化に伴いダイコーティング装置による塗布が主流になってきているので、適度な揮発性及び乾燥性を実現するため、沸点が１５０℃〜２００℃の溶媒を３０〜７５質量％含有する、混合溶媒が好ましい。
遮光層（Ｂ）の形成に用いることができる感光性樹脂組成物の製造方法としては、遮光層（Ａ）と同様の方法が挙げられる。
上記のように、遮光層（Ａ）を形成するための樹脂組成物を塗布、乾燥し、その上に遮光層（Ｂ）を形成するための感光性樹脂組成物を塗布、乾燥した後、マスクを介して、露光装置から紫外線を照射し、例えばアルカリ性の現像液で現像を行う。アルカリ性現像液としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液、アルカリ金属水酸化物の水溶液が使用できる。現像液には非イオン系界面活性剤等の界面活性剤を、例えば０．０１〜１質量％添加することができる。
【００８１】
得られたパターンは、その後加熱処理することによってパターン化された樹脂ＢＭとなる。積層状態のパターンの加熱処理は、例えば、空気、窒素又は真空中において、１５０〜３００℃で０．２５〜５時間連続的又は段階的にされることが好ましい。また加熱処理の温度は、１８０〜２５０℃がより好ましい。
【００８２】
なお、上記樹脂ＢＭのパターン形成方法は、遮光層（Ａ）が屈折率１．４〜１．８の微粒子を含まない場合にも適用できる。
【００８３】
次に樹脂ＢＭの好ましい形状について説明する。図１は、本発明のブラックマトリクス基板のいくつかの実施形態を示す概略図である。ＯＤ／Ｔの小さい遮光層（Ａ）及びＯＤ／Ｔの大きい遮光層（Ｂ）とからなる樹脂ＢＭ１１は透明基板１０の上方にパターン形成されている。本発明のブラックマトリクス基板に形成された樹脂ＢＭは、図１（ａ）〜（ｅ）で示すように順に層が存在する必要があるが、図１（ａ）のように垂直のパターン、図１（ｂ）のように山型のパターン、図２（ｃ）のように逆山型のパターン、図２（ｄ）のように遮光層（Ｂ）のパターンが遮光層（Ａ）より小さくなっているもの、図２（ｅ）のように遮光層（Ｂ）のパターンが遮光層（Ａ）より大きく配置されている、のいずれであっても構わない。なかでも、樹脂ＢＭの線幅を細くして画素の開口率を向上させるため、図２（ａ）〜（ｃ）で示すように遮光層（Ａ）２１と遮光層（Ｂ）２２とがおおよそ同じ程度の幅を有することが好ましく、図１（ｂ）で示すように山型に積層されていることがより好ましい。また、図２に示すように遮光層（Ａ）２１が透明基板１１と接している箇所の線幅をＬ１、遮光層（Ａ）２１と遮光層（Ｂ）２２の境界部の線幅をＬ２、遮光層（Ｂ）２２の頂部の線幅をＬ３とした場合、視認性を高めるため、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３の関係を満たすことが好ましい。さらには、Ｌ１とＬ３の差が３μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以下であることがより好ましく、０．５μｍ以下であることがさらに好ましい。
＜＜ブラックマトリクス基板の利用＞＞
本発明のブラックマトリクス基板は、電子材料および各種ディスプレイ等に用いることができる。本発明のブラックマトリクス基板の高い光学濃度でかつ低い光反射という特徴を活かして、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の隔壁、誘電体パターン、電極（導体回路）パターン又は電子部品の配線パターン等の遮光画像の作製に用いることができる。中でも、カラー液晶表示装置等に用いるカラーフィルターの表示特性向上のために、樹脂ＢＭが着色パターンの間隔部及び周辺部分並びにＴＦＴの外光側等に設けられたブラックマトリクス基板として好適である。
＜カラーフィルター＞
本発明が開示するカラーフィルター基板は、本発明のブラックマトリクス基板を利用して遮光層である樹脂ＢＭパターンの存在しない部分に、赤、緑、青などの着色された画素が形成されているものである。
【００８４】
本発明のカラーフィルター基板の製造方法としては、例えば、透明基板上に樹脂ＢＭを形成した後に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）又は青（Ｂ）の色選択性を有する画素を形成する方法が挙げられる。必要に応じてこの上にオーバーコート膜を形成してもよい。オーバーコート膜としては、例えば、エポキシ膜、アクリルエポキシ膜、アクリル膜、シロキサンポリマ系の膜、ポリイミド膜、ケイ素含有ポリイミド膜及びポリイミドシロキサン膜が挙げられる。オーバーコート膜の上にさらに、透明導電膜を形成しても構わない。透明導電膜としては、例えば、ＩＴＯ等の酸化物薄膜が挙げられる。膜厚０．１μｍ程度のＩＴＯ膜の作製方法としては、例えば、スパッタリング法又は真空蒸着法が挙げられる。画素の材質としては、例えば、任意の光のみを透過するように膜厚制御された無機膜、又は、染色、染料分散若しくは顔料分散された着色樹脂膜が挙げられる。
【００８５】
本発明のカラーフィルター基板の画素に分散させる顔料としては、耐光性、耐熱性及び耐薬品性に優れたものが好ましい。
【００８６】
赤色顔料としては、例えば、ピグメントレッド（以下、「ＰＲ」）９、ＰＲ４８、ＰＲ９７、ＰＲ１２２、ＰＲ１２３、ＰＲ１４４、ＰＲ１４９、ＰＲ１６６、ＰＲ１６８、ＰＲ１７７、ＰＲ１７９、ＰＲ１８０、ＰＲ１９０、ＰＲ１９２、ＰＲ２０９、ＰＲ２１５、ＰＲ２１６、ＰＲ２１７、ＰＲ２２０、ＰＲ２２３、ＰＲ２２４、ＰＲ２２６、ＰＲ２２７、ＰＲ２２８、ＰＲ２４０及びＰＲ２５４が挙げられる。
【００８７】
オレンジ色顔料としては、例えば、ピグメントオレンジ（以下、「ＰＯ」という。）１３、ＰＯ３１、ＰＯ３６、ＰＯ３８、ＰＯ４０、ＰＯ４２、ＰＯ４３、ＰＯ５１、ＰＯ５５、ＰＯ５９、ＰＯ６１、ＰＯ６４、ＰＯ６５及びＰＯ７１が挙げられる。
【００８８】
黄色顔料としては、例えば、ピグメントイエロー（以下、「ＰＹ」という。）ＰＹ１２、ＰＹ１３、ＰＹ１４、ＰＹ１７、ＰＹ２０、ＰＹ２４、ＰＹ８３、ＰＹ８６、ＰＹ９３、ＰＹ９４、ＰＹ９５、ＰＹ１０９、ＰＹ１１０、ＰＹ１１７、ＰＹ１２５、ＰＹ１２９、ＰＹ１３７、ＰＹ１３８、ＰＹ１３９、ＰＹ１４７、ＰＹ１４８、ＰＹ１５０、ＰＹ１５３、ＰＹ１５４、ＰＹ１６６、ＰＹ１６８、ＰＹ１７３、ＰＹ１８０又はＰＹ１８５が挙げられる。
【００８９】
紫色顔料としては、例えば、ピグメントバイオレット（以下、「ＰＶ」という。）１９、ＰＶ２３、ＰＶ２９、ＰＶ３０、ＰＶ３２、ＰＶ３６、ＰＶ３７、ＰＶ３８、ＰＶ４０及びＰＶ５０が挙げられる。
【００９０】
青色顔料としては、例えば、ピグメントブルー（以下、「ＰＢ」という。）１５、ＰＢ１５：３、ＰＢ１５：４、ＰＢ１５：６、ＰＢ２２、ＰＢ６０、ＰＢ６４及びＰＢ８０が挙げられる。
【００９１】
緑色顔料としては、例えば、ピグメントグリーン（以下、「ＰＧ」という。）７、ＰＧ１０、ＰＧ３６及びＰＧ５８が挙げられる。
【００９２】
これらの顔料は、必要に応じて、ロジン処理、酸性基処理又は塩基性処理等の表面処理がされていても構わない。また分散剤として顔料誘導体が添加されていても構わない。
【００９３】
本発明のカラーフィルター基板の画素が顔料分散された着色樹脂膜である場合、その形成に用いられるバインダー樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリアミド及びポリイミドが挙げられるが、耐熱性及び耐薬品性の観点から、ポリイミドが好ましい。
【００９４】
本発明のカラーフィルター基板は、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、カラーフィルター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をいう。これにより対向基板との間に、一定のギャップが保持され、このギャップ間に液晶化合物が充填される。固定されたスペーサーを形成することにより、液晶表示装置の製造工程において球状スペーサーを散布する行程や、シール剤内にロッド状のスペーサーを混練りする工程を省略することができる。
＜液晶表示装置、発光デバイス＞
本発明の液晶表示装置は、順に、上記カラーフィルター基板、液晶化合物及び対向基板を有している。
また本発明の発光デバイスは、本発明のカラーフィルター基板と、発光素子とを貼り合わせたことを特徴とする。
【００９５】
発光素子としては、有機ＥＬ素子が好ましい。本発明の発光デバイスは、ブラックマトリクス基板が高ＯＤで低反射であるという特徴を活かして、黒表示における発光素子からの余分な光を効果的に遮光するとともに、外光の反射を抑え、コントラストが高く鮮明なディスプレイを得ることができる。
【００９６】
図３は、発光デバイスの一実施形態を示す概略断面図である。
【００９７】
図３に示す発光デバイスは、本カラーフィルター基板２０と、発光素子である有機ＥＬ素子４０とを、封止剤３４で貼り合わせることで構成されている。
【００９８】
カラーフィルター基板２０は、本発明の製造方法により製造されたブラックマトリクス基板と、その開口部に形成された赤、緑又は青の画素２３〜２５と、オーバーコート層２６と、から構成される。ここでカラーフィルター基板２０が備えるブラックマトリクス基板は、基板１０と、遮光層（Ａ）２１及び遮光層（Ｂ）２２が積層した樹脂ＢＭ１１と、から構成される。
【００９９】
有機ＥＬ素子４０は、透明電極２８と、有機エレクトロルミネッセンス層（以下、「有機ＥＬ層」という。）２９と、背面電極層３０と、絶縁膜３１と、基板３２と、外部電源へとつながる取り出し電極３３と、から構成される。ここで有機ＥＬ層は、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層から構成されている。
【０１００】
図３では、カラーフィルター基板２０と有機ＥＬ素子４０との間は空隙となっているが、必要に応じて樹脂又は乾燥剤等が存在しても構わない。
【０１０１】
有機ＥＬ素子４０を構成する基板３２の材質としては、例えば、ガラス、フィルム及びプラスチック等の透明なもの、並びにアルミ、クロム若しくはステンレス又は等セラミック等の不透明なものが挙げられる。
【０１０２】
絶縁膜３１は、透明電極２８と背面電極層３０との通電を防ぐものである。絶縁膜３１の材質としては、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂及びシリコーン樹脂が挙げられ、感光性材料を用いることによりフォトリソグラフィ法で形成することができる。
【０１０３】
背面電極層３０は、基板３２と有機ＥＬ層２９との間に位置しており、透明電極２８との間に電圧をかけることによって、有機ＥＬ層が発光する仕組みである。背面電極層の材質としては、例えば、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、リチウム、銀又は酸化アルミニウムが挙げられる。背面電極層の膜厚は、通常０．０１〜１μｍであり、例えば、蒸着又はスパッタ等により金属薄膜を成膜した後、フォトリソグラフィ法によるパターニングで形成することができる。
【０１０４】
有機ＥＬ層２９の光は、白色光であることが好ましい。白色光の波長分布に合わせてカラーフィルター基板２０の画素２３〜２５の色目を適宜変更することで、所望の色再現範囲を有する発光デバイスを実現することができる。
【０１０５】
発光層の材質としては、例えば、シクロペンダミン、テトラフェニルブタジエン、トリフェニルアミン、オキサジアゾ−ル、ピラゾロキノリン、ジスチリルベンゼン、ジスチリルアリーレン、シロール、チオフェン、ピリジン、ペリノン、ペリレン、オリゴチオフェン及びトリフマニルアミン等の骨格を有する有機化合物、ならびにオキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー等の色素系材料が挙げられる。またアルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体及びユーロピウム錯体が挙げられる。中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｔｂ、Ｅｕ若しくはＤｙ等の希土類金属を有し、配位子に、オキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール若しくはキノリン構造等を有する金属錯体等の金属錯体系材料が挙げられる。ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体等、ポリフルオレン誘導体及びポリビニルカルバゾール誘導体等の高分子系材料が挙げられる。発光層の膜厚は通常０．０５〜５μｍであり、例えば、蒸着法、スピンコート法、印刷法又はインクジェット法で形成することができる。
【０１０６】
透明電極２８は、有機ＥＬ層２９の発光光を透過させるため、透過率が８０〜９９％であることが好ましく、９０〜９９％であることがより好ましい。透明電極の材質としては、例えば、ＩＴＯ、酸化インジウム、酸化亜鉛又は酸化第二錫が挙げられる。透明電極の膜厚は通常０．１〜１μｍであり、蒸着法又はスパッタリング法等によって金属酸化物の薄膜を成膜した後に、フォトリソグラフィ法によるパターニングで形成することができる。
【０１０７】
取り出し電極３３の材質としては、例えば、銀、アルミ、金、クロム、ニッケル又はモリブデンが挙げられる。
【０１０８】
さらには、基板としてポリイミド樹脂膜を用いたフレキシブルなカラーフィルター基板と発光素子とを貼り合わせることにより、フレキシブル発光デバイスを得ることができる。そして、上記のフレキシブルなカラーフィルター基板と、発光素子である有機ＥＬ素子と、を貼り合わせて、フレキシブルな有機ＥＬディスプレイを製造することができる。
【実施例】
【０１０９】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。【０１１０】
＜評価方法＞
[微粒子の屈折率]
ベッケ線法にて屈折率を求めた。目的とする微粒子の同一物質のサンプルを３０個準備し、一個ずつの屈折率を測定したうえで、それらの平均値により屈折率を算出した。【０１１１】
［光学濃度（ＯＤ値）］
厚み０．７ｍｍの無アルカリガラスの上に所定の膜厚の遮光層を形成し、顕微分光器（ＭＣＰＤ２０００；大塚電子製）を用いて入射光及び透過光それぞれの強度を測定し、下記数式（７）より算出し、波長３８０〜７００ｎｍの領域において５ｎｍ刻みで求めた値の平均値にて求めた。
ＯＤ値  ＝  ｌｏｇ１０（Ｉ０／Ｉ）  ・・・  式（７）
Ｉ０：入射光強度
Ｉ：透過光強度。【０１１２】
［反射色度］
厚み０．７ｍｍの無アルカリガラスの上に所定の膜厚の樹脂ＢＭを形成し、紫外可視分光光度計（ＵＶ−２４５０；島津製作所製）を用いて、ガラス面からの入射角５°での絶対反射測定を測定した。得られたスペクトルより、ＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系により計算されたＤ６５光源での色度値（ａ＊、ｂ＊）及びＣＩＥ  ＸＹＺ表色系により計算されたＤ６５光源でのＹ（反射率）を算出し、以下の判断基準に基づき反射色度を判定した。
Ａ  ：  反射率が４．２以上４．７未満、かつａ＊及びｂ＊が１．０以下
Ｂ  ：  反射率が４．２以上４．７未満、かつａ＊及びｂ＊が１．０超２．０以下
Ｃ  ：  反射率が４．２以上４．７未満、かつａ＊又はｂ＊が２．０超
Ｄ  ：  反射率が４．７以上５．２未満、かつａ＊及びｂ＊が１．０以下
Ｅ  ：  反射率が４．７以上５．２未満、かつａ＊及びｂ＊が１．０超２．０以下
Ｆ  ：  反射率が４．７以上５．２未満、かつａ＊又はｂ＊が２．０超
Ｇ  ：  反射率が５．２以上。【０１１３】
［表面抵抗値］
ハイレスタＵＰ  ＭＣＰ−ＨＴ４５０（三菱化学アナリテック製）を用いて、表面抵抗値（Ω／□）を印加電圧１０Ｖにて測定し、以下の判断基準に基づき絶縁性を判定した。
優：  測定限界以上（１０１５Ω／□以上）であり極めて高い絶縁性を有する
良：  １０８Ω／□以上１０１５Ω／□未満であり十分な絶縁性を有する
不良：  １０８Ω／□未満であり絶縁性が不十分である。【０１１４】
[粒子径]  
微粒子の一次粒子径は、無作為に選択した微粒子１００個の一次粒子径を電子顕微鏡でそれぞれ観察して、その平均値を求めることにより算出した。【０１１５】
＜製造例＞
（ポリアミック酸Ａ−１の合成）
４，４’−ジアミノフェニルエーテル（０．３０モル当量）、パラフェニレンジアミン（０．６５モル当量）、ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン（０．０５モル当量）、γ−ブチロラクトン８５０ｇ及びＮ−メチル−２−ピロリドン８５０ｇを仕込み、３，３’，４，４’−オキシジフタルカルボン酸二無水物（０．９９７５モル当量）を添加して、８０℃で３時間反応させた。さらに無水マレイン酸（０．０２モル当量）を添加して、８０℃で１時間反応させて、ポリアミック酸Ａ−１（ポリマー濃度２０質量％）溶液を得た。【０１１６】
（ポリアミック酸Ａ−２の合成）
４，４’−ジアミノフェニルエーテル（０．９５モル当量）、ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン（０．０５モル当量）及びγ−ブチロラクトン１７００ｇ（１００％）を仕込み、ピロメリット酸二無水物（０．４９モル当量）及びベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（０．５０モル当量）を添加して、８０℃で３時間反応させた。さらに無水マレイン酸（０．０２モル当量）を添加して、更に８０℃で１時間反応させ、ポリアミック酸Ａ−２（ポリマー濃度２０質量％）溶液を得た。【０１１７】
（アクリルポリマー（Ｐ−１）の合成）
１０００ｃｃの４つ口フラスコにイソプロピルアルコールを１００ｇ仕込み、これをオイルバス中で８０℃に保ち窒素シール、攪拌を行いながら、メタクリル酸メチル３０ｇ、スチレン４０ｇ、メタクリル酸３０ｇ及びＮ．Ｎ−アゾビスイソブチロニトリル２ｇの混合液を滴下ロートで３０分かけて滴下した。この後４時間反応を続けた後、ハイドロキノンモノメチルエーテルを１ｇ添加してから常温に戻し重合を完了した。その結果メチルメタクリレート／メタクリル酸／スチレン共重合体（質量比３０／４０／３０）を含有する溶液をえた。さらにその溶液にイソプロピルアルコール１００ｇを添加した後、これを７５℃に保ちながらメタクリル酸グリシジル４０ｇとトリエチルベンジルアンモニウムクロライド３ｇを添加し３時間反応させ、精製水で再沈、濾過、乾燥することにより、重量平均分子量（Ｍｗ、テトラヒドロフランをキャリヤーとして温度２３℃にてゲルパーミェーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレンによる検量線を用いて換算したもの。）４０，０００、酸価１１０（ｍｇＫＯＨ／ｇ）のアクリルポリマー（Ｐ−１）粉末を得た。ここでメタクリル酸グリシジルの反応率は、反応前後のポリマー酸価の変化から求めたところ７０％であり、付加量は０．７３当量であった。【０１１８】
（遮光材分散液Ｂｋ１の作製）
熱プラズマ法として、平均一次粒径が４０ｎｍの二酸化チタン粉末４．０ｋｇを反応炉に投入した後、アンモニアガスを炉内線速度３ｃｍ／ｓｅｃで流し、炉内温度７５０℃で６時間の反応を行い、酸窒化チタン（粒径：４０ｎｍ、チタン含有量：７０．６質量％、窒素含有量：１８．８質量％、酸素含有量：８．６４質量％）を３．２ｋｇ得た。この酸窒化チタン（９６ｇ）、ポリアミック酸溶液Ａ−１（１２０ｇ）、γ−ブチロラクトン（１１４ｇ）、Ｎ−メチル−２ピロリドン（５３８ｇ）及び３メチル−３メトキシブチルアセテート（１３２ｇ）をタンクに仕込み、ホモミキサー（特殊機化製）で１時間撹拌後、０．０５ｍｍφジルコニアビーズ（ＹＴＺボール；ニッカトー製）を７０％充填した遠心分離セパレーターを具備したウルトラアペックスミル（寿工業製）を用いて回転速度８ｍ／ｓで２時間分散を行い、固形分濃度１２質量％、顔料／樹脂（質量比）＝８０／２０の遮光材分散液Ｂｋ１を得た。【０１１９】
（遮光材分散液Ｂｋ２の作製）
顔料として窒化チタン粒子（和光純薬工業（株）製；粒径：５０ｎｍ、チタン含有量：７４．３質量％、窒素含有量：２０．３質量％、酸素含有量：２．９４質量％）を用いた以外は、遮光材分散液Ｂｋ１の作製と同様にして、遮光材分散液Ｂｋ２を得た。【０１２０】
（遮光材分散液Ｂｋ３の作製）
顔料としてカーボンブラック（ＭＡ１００；三菱化学(株)製；粒径：２４ｎｍ）を用いた以外は、遮光材分散液Ｂｋ１の作製と同様にして、遮光材分散液Ｂｋ３を得た。【０１２１】
（遮光材分散液Ｂｋ４の作製）
窒化チタン粒子（和光純薬工業（株）製；粒径：５０ｎｍ、チタン含有量：７４．３質量％、窒素含有量：２０．３質量％、酸素含有量：２．９４質量％）（２００ｇ）、アクリルポリマー（Ｐ−１）の３−メチル−３−メトキシブタノール４５質量％溶液（１００ｇ）及びプロピレングリコールターシャリーブチルエーテル（７００ｇ）をタンクに仕込み、ホモミキサーで１時間撹拌後、０．０５ｍｍφジルコニアビーズを７０％充填した遠心分離セパレーターを具備したウルトラアペックスミルを用いて回転速度８ｍ／ｓで２時間分散を行い、固形分濃度２４．５質量％、顔料／樹脂（質量比）＝８２／１８の遮光材分散液Ｂｋ４を得た。【０１２２】
（白色微粒子分散液ＷＤ１の作製）
白色微粒子としてシリカ（“ＡＥＲＯＳＩＬ”（登録商標）  ＯＸ５０；日本アエロジル株式会社製；粒径：４０ｎｍ、屈折率：１．４５）（９６ｇ）、ポリアミック酸溶液Ａ−１（１２０ｇ）、γ−ブチロラクトン（１１４ｇ）、Ｎ−メチル−２ピロリドン（５３８ｇ）及び３メチル−３メトキシブチルアセテート（１３２ｇ）をタンクに仕込み、ホモミキサーで１時間撹拌後、０．０５ｍｍφジルコニアビーズを７０％充填した遠心分離セパレーターを具備したウルトラアペックスミルを用いて回転速度８ｍ／ｓで２時間分散を行い、固形分濃度１２質量％、顔料／樹脂（質量比）＝８０／２０の白色微粒子分散液ＷＤ１を得た。【０１２３】
（白色微粒子分散液ＷＤ２の作製）
白色微粒子として炭酸カルシウム（ＣＷＳ−５０；堺化学工業株式会社製；粒径：６０ｎｍ、屈折率：１．５７）を用いた以外は、白色微粒子分散液ＷＤ１の作製と同様にして、白色微粒子分散液ＷＤ２を得た。【０１２４】
（白色微粒子分散液ＷＤ３の作製）
白色微粒子として硫酸バリウム（ＢＦ−２０；堺化学工業株式会社製；粒径：３０ｎｍ、屈折率：１．６４）を用いた以外は、白色微粒子分散液ＷＤ１の作製と同様にして、白色微粒子分散液ＷＤ３を得た。【０１２５】
（白色微粒子分散液ＷＤ４の作製）
白色微粒子として酸化アルミニウム（“ＡＥＲＯＸＩＤＥ”（登録商標）  Ａｌｕ  Ｃ；日本アエロジル株式会社製；粒径：１３ｎｍ、屈折率：１．７６）を用いた以外は、白色微粒子分散液ＷＤ１の作製と同様にして、白色微粒子分散液ＷＤ４を得た。【０１２６】
（白色微粒子分散液ＷＤ５の作製）
白色微粒子として硫酸バリウム（ＢＦ−４０；堺化学工業株式会社製；粒径：１０ｎｍ、屈折率：１．６４）を用いた以外は、白色微粒子分散液ＷＤ１の作製と同様にして、白色微粒子分散液ＷＤ５を得た。【０１２７】
（白色微粒子分散液ＷＤ６の作製）
白色微粒子として硫酸バリウム（ＢＦ−１Ｌ；堺化学工業株式会社製；粒径：１００ｎｍ、屈折率：１．６４）を用いた以外は、白色微粒子分散液ＷＤ１の作製と同様にして、白色微粒子分散液ＷＤ６を得た。【０１２８】
（白色微粒子分散液ＷＤ７の作製）
白色微粒子として硫酸バリウム（Ｂ−３０；堺化学工業株式会社製；粒径：３００ｎｍ、屈折率：１．６４）を用いた以外は、白色微粒子分散液ＷＤ１の作製と同様にして、白色微粒子分散液ＷＤ７を得た。【０１２９】
（微粒子分散液ＷＤ８の作製）
微粒子としてアクリル樹脂微粒子（ＦＳ−１０６；日本ペイント株式会社製；粒径：１００ｎｍ、屈折率：１．４７）を用いた以外は、白色微粒子分散液ＷＤ１の作製と同様にして、微粒子分散液ＷＤ８を得た。【０１３０】
（白色微粒子分散液ＷＤ２２の作製）
塩化マグネシウム２．６５質量％水溶液４．２４ｋｇと、フッ化アンモニウム２．０９重量％水溶液４．１４ｋｇとを撹拌しながら混合し、フッ化マグネシウム水和物のコロイド粒子のスラリーを８．３８ｋｇ得た。続いて限外ろ過装置を用いて濃縮し、フッ化マグネシウム濃度が５．９質量％のフッ化マグネシウム水和物水性ゾル１．２７ｋｇを得た。このゾル７２６ｇに対して、さらにロータリーエバポレーターで減圧下にてイソプロピルアルコール９リットルを連続的にチャージしながら溶媒置換を行い、フッ化マグネシウム水和物のイソプロピルアルコールゾルである白色微粒子分散液ＷＤ２２（濃度：８．９質量％、粒径：３０ｎｍ、屈折率：１．３８）を得た。【０１３１】
（白色微粒子分散液ＷＤ２３の作製）
白色微粒子として酸化チタン（ＴＴＯ−５５（Ａ）；石原産業株式会社製；粒径：４０ｎｍ、屈折率：２．７１）を用いた以外は、白色微粒子分散液ＷＤ１の作製と同様にして、白色微粒子分散液ＷＤ２３を得た。【０１３２】
（実施例１）
遮光材分散液Ｂｋ１（３６４ｇ）と白色微粒子分散液ＷＤ１（３６４ｇ）とを混合した後に、ポリアミック酸Ａ−１（６３ｇ）、γ−ブチロラクトン（８２ｇ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（８７ｇ）、３メチル−３メトキシブチルアセテート（３９ｇ）及び界面活性剤ＬＣ９５１（１ｇ；楠本化成製）を添加し、全固形分濃度１０質量％、遮光材／白色微粒子／樹脂（質量比）＝３５／３５／３０の黒色樹脂組成物ＬＬ１を得た。なお、樹脂は分散液中のポリアミック酸及び界面活性剤の不揮発成分を含む。【０１３３】
遮光材分散液Ｂｋ４（５６９．９ｇ）に、多官能モノマーとしてビスフェノキシエタノールフルオレンジアクリレートのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート５０質量％溶液（１８．７ｇ）及びジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＨＰＡ；日本化薬（株）製）のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート５０質量％溶液（２５．９ｇ）、光重合開始剤としてイルガキュア（登録商標）３６９（１２．９ｇ）、 アデカ（登録商標）オプトマーＮ−１９１９（３．５ｇ；旭電化工業（株）製）、Ｎ，Ｎ’−テトラエチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン（１．３ｇ）及びシリコーン系界面活性剤のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１０質量％溶液（３．６ｇ）を３−メチル−３−メトキシ−ブチルアセテート（３４１．５ｇ）及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（２２．７ｇ）に溶解した溶液を添加し、全固形分濃度１８質量％、顔料／樹脂（質量比）＝７０／３０の感光性樹脂組成物ＵＬ１を得た。なお、樹脂は分散液中のアクリルポリマー（Ｐ−１）、多官能モノマー、光重合開始剤、及び界面活性剤の不揮発成分を含有する。【０１３４】
透明基板である無アルカリガラス（１７３７；コーニング製；厚み０．７ｍｍ）基板上に、黒色樹脂組成物ＬＬ１をキュア後の膜厚が０．７μｍになるようにスピンコーターで塗布し、１２０℃で２０分間セミキュアを行い、ＯＤ値が１．２の遮光層（Ａ）の半硬化膜を得た。次に、感光性黒色樹脂組成物ＵＬ１をキュア後の膜厚が０．７μｍになるようにスピンコーターで塗布し、９０℃で１０分間プリベークを行った。この塗布膜に対して、マスクアライナーＰＥＭ−６Ｍ（ユニオン光学（株）製）を用い、フォトマスクを介して紫外線を２００ｍＪ／ｃｍ２の露光量で露光した。【０１３５】
次に、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの０．５質量％水溶液のアルカリ現像液で現像し、続いて純水洗浄することにより、カラーフィルター基板に使用できるブラックマトリクスパターンを形成した。得られた基板を熱風オーブン中２３０℃で３０分保持しキュアを行なうことで、ＯＤ値１．２の遮光層（Ａ）とＯＤ値２．８の遮光層（Ｂ）とが積層しているＯＤ値４．０のブラックマトリクス基板を得た。【０１３６】
（実施例２〜７）
使用する白色微粒子分散液としてＷＤ１の代わりに白色微粒子分散液ＷＤ２〜ＷＤ７をそれぞれ用いた以外は、実施例１と同様にして、黒色樹脂組成物ＬＬ２〜ＬＬ７を得た。これらの黒色樹脂組成物ＬＬ２〜ＬＬ７を用いた以外は、実施例１と同様にして、ＯＤ値１．２の遮光層（Ａ）とＯＤ値２．８の遮光層（Ｂ）とが積層した、ＯＤ値４．０のブラックマトリクス基板を得た。【０１３７】
（実施例８）
遮光材分散液Ｂｋ２（３６４ｇ）と白色微粒子分散液ＷＤ３（３６４ｇ）とを混合した後に、ポリアミック酸Ａ−１（６３ｇ）、γ−ブチロラクトン（８２ｇ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（８７ｇ）、３メチル−３メトキシブチルアセテート（３９ｇ）及び界面活性剤ＬＣ９５１（１ｇ）（楠本化成製）を添加し、全固形分濃度１０質量％、遮光材／白色微粒子／樹脂（質量比）＝３５／３５／３０の黒色樹脂組成物ＬＬ８を得た。この黒色樹脂組成物ＬＬ８を用いた以外は実施例１と同様にして、ＯＤ値１．４の遮光層（Ａ）とＯＤ値２．８の遮光層（Ｂ）とが積層した、ＯＤ値４．２のブラックマトリクス基板を得た。【０１３８】
（実施例９）
遮光材分散液Ｂｋ３（３６４ｇ）と白色微粒子分散液ＷＤ５（３６４ｇ）とを混合した後に、ポリアミック酸Ａ−１（６３ｇ）、γ−ブチロラクトン（８２ｇ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（８７ｇ）、３メチル−３メトキシブチルアセテート（３９ｇ）及び界面活性剤ＬＣ９５１（１ｇ）を添加し、全固形分濃度１０質量％、遮光材／白色微粒子／樹脂（質量比）＝３５／３５／３０の黒色樹脂組成物ＬＬ９を得た。この黒色樹脂組成物ＬＬ９を用いた以外は実施例１と同様にして、ＯＤ値１．０の遮光層（Ａ）とＯＤ値２．８の遮光層（Ｂ）とが積層した、ＯＤ値３．８のブラックマトリクス基板を得た。【０１３９】
（実施例１０）
透明基板である無アルカリガラス（１７３７）基板上に、樹脂組成物ＬＬ３をキュア後の膜厚が０．７μｍになるようにスピンコーターで塗布し、１２０℃で２０分間セミキュアを行い、ＯＤ値が１．２の遮光層（Ａ）の半硬化膜を得た。次に、ポジ型フォトレジスト（ＳＲＣ−１００；シプレー社製）をスピンコーターで塗布し、９０℃で１０分間プリベークを行った。この塗布膜にマスクアライナーＰＥＭ−６Ｍを用い、ポジ用のフォトマスクを介して紫外線を２００ｍＪ／ｃｍ２の露光量で露光し、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの２．３８質量％水溶液を用いてポジ型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。続いて２３０℃で３０分間キュアし、厚さ０．７μｍでＯＤ値１．２の遮光層（Ａ）を作製した。【０１４０】
遮光材分散液Ｂｋ２（７２８ｇ）に、ポリアミック酸Ａ−１（６３ｇ）、γ−ブチロラクトン（８２ｇ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（８７ｇ）、３メチル−３メトキシブチルアセテート（３９ｇ）及び界面活性剤ＬＣ９５１（１ｇ）を添加し、全固形分濃度１０質量％、遮光材／樹脂（質量比）＝７０／３０の非感光黒色樹脂組成物ＵＬ２を得た。【０１４１】
次に、遮光層（Ａ）を作製した基板上に非感光性樹脂組成物ＵＬ２をキュア後の膜厚が０．７μｍになるようにスピンコーターで塗布し、１２０℃で２０分間セミキュアを行った。続いて、ポジ型フォトレジスト（ＳＲＣ−１００）をスピンコーターで塗布し、９０℃で１０分間プリベークを行った。この塗布膜にマスクアライナーＰＥＭ−６Ｍを用い、ポジ用のフォトマスクを介して紫外線を２００ｍＪ／ｃｍ２の露光量で露光し、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの２．３８質量％水溶液を用いてポジ型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。続いて２３０℃で３０分間キュアし、厚さ０．７μｍでＯＤ値１．２の遮光層（Ａ）と厚さ０．７μｍでＯＤ値２．８の遮光層（Ｂ）とが積層した、樹脂ブラックマトリクス基板を得た。【０１４２】
（実施例１１）
使用する微粒子分散液としてＷＤ１の代わりに微粒子分散液ＷＤ８を用いた以外は、実施例１と同様にして、黒色樹脂組成物ＬＬ８を得た。この黒色樹脂組成物ＬＬ８を用いた以外は、実施例１と同様にして、ＯＤ値１．２の遮光層（Ａ）とＯＤ値２．８の遮光層（Ｂ）とが積層した、ＯＤ値４．０のブラックマトリクス基板を得た。【０１４３】
（比較例１）
遮光材分散液Ｂｋ１（７２８ｇ）に、ポリアミック酸Ａ−１（６３ｇ）、γ−ブチロラクトン（８２ｇ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（８７ｇ）、３メチル−３メトキシブチルアセテート（３９ｇ）及び界面活性剤ＬＣ９５１（１ｇ）を添加し、全固形分濃度１０質量％、屈折率が１．４〜１．８の白色微粒子を含まない遮光材／樹脂（質量比）＝７０／３０の黒色樹脂組成物ＬＬ２１を得た。【０１４４】
透明基板である無アルカリガラス（１７３７）基板上に、黒色樹脂組成物ＬＬ２１をキュア後の膜厚が０．７μｍになるようにスピンコーターで塗布し、１２０℃で２０分間セミキュアを行い、ＯＤ値が２．５の遮光層（Ａ）の半硬化膜を得た。次に、感光性黒色樹脂組成物ＵＬ１をキュア後の膜厚が０．７μｍになるようにスピンコーターで塗布し、９０℃で１０分間プリベークを行った。この塗布膜にマスクアライナーＰＥＭ−６Ｍを用い、フォトマスクを介して紫外線を２００ｍＪ／ｃｍ２の露光量で露光した。【０１４５】
次に、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの０．５質量％水溶液のアルカリ現像液で現像し、続いて純水で洗浄することにより、パターンニング基板を得た。得られたパターンニング基板を熱風オーブン中２３０℃で３０分保持しキュアを行なうことで、ＯＤ値２．５の遮光層（Ａ）とＯＤ値２．８の遮光層（Ｂ）とが積層した、ＯＤ値５．３のブラックマトリクス基板を得た。【０１４６】
（比較例２）
遮光材分散液Ｂｋ１（３６４ｇ）と白色微粒子分散液ＷＤ２２（３６４ｇ）とを混合した後に、ポリアミック酸Ａ−１（６３ｇ）、γ−ブチロラクトン（８２ｇ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（８７ｇ）、３メチル−３メトキシブチルアセテート（３９ｇ）及び界面活性剤ＬＣ９５１（１ｇ）を添加して黒色樹脂組成物ＬＬ２２を作製したが、粒子が凝集起こして著しく粘度が上昇し、スピンコーターでの塗布が不可能であった。【０１４７】
（比較例３）
白色微粒子分散液ＷＤ２３を用いた以外は実施例１と同様にして、黒色樹脂組成物ＬＬ２３を得た。この黒色樹脂組成物ＬＬ２３を用いた以外は実施例１と同様にして、ＯＤ値１．２の遮光層（Ａ）とＯＤ値２．８の遮光層（Ｂ）とが積層した、ＯＤ値４．０の樹脂ブラックマトリクス基板を得た。
＜評価結果＞
実施例１〜１１及び比較例１〜３で作製した黒色樹脂組成物の組成及び作製したＢＭ基板の評価結果を、表１及び表２に示す。【０１４８】
表１及び表２の結果から、実施例１〜１１で作製したＢＭ基板は何れも反射色度及び反射率が低いことから、外光の影響を抑制するのに好適であり、かつＯＤ値及び体積抵抗値が十分に高いことから、高性能なブラックマトリクス基板であることは明らかである。【０１４９】
【表１】
2014136738.tif 000007
【０１５０】
【表２】
2014136738.tif 000008
【０１５１】
（カラーフィルター基板の作製）
緑顔料（ＰＧ３６；４４ｇ）、黄顔料（ＰＹ１３８；１９ｇ）、ポリアミック酸Ａ−２（４７ｇ）及びγ−ブチロラクトン（８９０ｇ）をタンクに仕込み、ホモミキサー（特殊機化製）で１時間撹拌し、Ｇ顔料予備分散液Ｇ１を得た。その後、０．４０ｍｍφジルコニアビーズ（トレセラムビーズ；東レ（株）製）を８５％充填したダイノーミルＫＤＬ（シンマルエンタープライゼス製）に予備分散液Ｇ１を供給し、回転速度１１ｍ／ｓで３時間分散を行い、固形分濃度７質量％、顔料／ポリマー（質量比）＝９０／１０のＧ顔料分散液Ｇ１を得た。Ｇ顔料分散液Ｇ１をポリアミック酸Ａ−２及び溶媒で希釈し、緑色樹脂組成物を得た。【０１５２】
緑顔料及び黄顔料の代わりに赤顔料（ＰＲ２５４；６３ｇ）を仕込み、同様にして固形分濃度７質量％、顔料／ポリマー（質量比）＝９０／１０のＲ顔料分散液Ｒ１を得た。Ｒ顔料分散液Ｒ１をポリアミック酸Ａ−２及び溶媒で希釈し、赤色樹脂組成物を得た。【０１５３】
緑顔料及び黄顔料の代わりに青顔料（ＰＲ１５：６；６３ｇ）を仕込み、同様にして固形分濃度７質量％、顔料／ポリマー（質量比）＝９０／１０のＢ顔料分散液Ｂ１を得た。Ｂ顔料分散液Ｂ１をポリアミック酸Ａ−２及び溶媒で希釈し、青色樹脂組成物を得た。【０１５４】
実施例１〜１１並びに比較例１及び３にて作製したブラックマトリクス基板のそれぞれの上に、赤色ペーストを乾燥後膜厚が２．０μｍとなるように塗布してプリベークを行い、ポリイミド前駆体赤色着色膜を形成した。ポジ型フォトレジストを用い、前記と同様な手段により、赤色画素を形成し、２９０℃に加熱して熱硬化を行った。同様にして緑色ペーストを塗布して緑画素を形成し、２９０℃に加熱して熱硬化を行った。同様にして青色ペーストを塗布して青画素を形成し、２９０℃に加熱して熱硬化を行った。【０１５５】
（液晶表示装置の作製）
得られたそれぞれのカラーフィルター基板を中性洗剤で洗浄した後、ポリイミド樹脂からなる配向膜を印刷法により塗布し、ホットプレートを用いて２５０℃で１０分間加熱した。加熱後のポリイミド樹脂配向膜の膜厚は、０．０７μｍであった。この後、それぞれのカラーフィルター基板をラビング処理し、シール剤をディスペンス法により塗布して、ホットプレートを用いて９０℃で１０分間加熱した。一方、ガラス基板上にＴＦＴアレイを形成した基板も同様に中性洗剤で洗浄した後、配向膜を塗布し、加熱した。その後、直径５．５μｍの球状スペーサーを散布し、シール剤を塗布したそれぞれのカラーフィルター基板とＴＦＴ基板を重ね合わせ、オーブン中で加圧しながら１６０℃で９０分間加熱して、シール剤を硬化させてセルを得た。それぞれのセルを１２０℃の温度、１３．３Ｐａの圧力下で４時間放置し、続いて、窒素中で０．５時間放置した後に、再度真空下において液晶化合物を充填した。液晶化合物の充填は、セルをチャンバーに入れて、室温で１３．３Ｐａの圧力まで減圧した後、液晶注入口を液晶に漬けて、窒素を用いて常圧に戻すことにより行った。液晶充填後、紫外線硬化樹脂により、液晶注入口を封口した。次に、偏光板をセルの２枚のガラス基板の外側に貼り付け、セルを完成させた。さらに、得られたセルをモジュール化して、液晶表示装置を完成させた。【０１５６】
得られた液晶表示装置を観察した結果、実施例１〜９および実施例１１で得られたブラックマトリクス基板を備える液晶表示装置では、反射色度及び反射率ともに低いため、外光を照らした場合でも表示特性が良好であった。実施例１０で得られたブラックマトリクス基板を備える液晶表示装置については概ね良好であったが、ブラックマトリクスのパターンにずれが生じていたため若干暗く感じられた。一方、比較例１及び比較例３で得られたブラックマトリクス基板を備える液晶表示装置では、反射色度及び反射率ともに高いため、外光を照らした場合に黒表示が浮いているように観察され、表示品位が劣るものであった。
【符号の説明】
【０１５７】
１０  ：  透明基板
１１  ：  樹脂ＢＭ（樹脂ブラックマトリクス）
２１  ：  遮光層（Ａ）
２２  ：  遮光層（Ｂ）
２０  ：  カラーフィルター基板
２３  ：  画素
２４  ：  画素
２５  ：  画素
２６  ：  オーバーコート膜
２８  ：  透明電極
２９  ：  有機ＥＬ層
３０  ：  背面電極層
３１  ：  絶縁膜
３２  ：  基板
３３  ：  取り出し電極
４０  ：  有機ＥＬ素子
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
本発明のブラックマトリクス基板は、冷陰極管若しくはＬＥＤ等の光源を用いた表示装置又は液晶表示装置用カラーフィルター基板、あるいは液晶表示装置に利用できる。
【図３】
2014136738.tif 000009
【図１】
2014136738.tif 000010
【図２】
2014136738.tif 000011
【国際調査報告】
2014136738.tif 000012
2014136738.tif 000013
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