(57)【要約】【課題】表示品位の低下につながる液晶の配向の乱れを引き起こさない程度の平坦性をもち、反射光を用いる異物突起検査を正常に行うことが可能で、明暗のコントラストの高い液晶表示パネルの製造に使用されるカラーフィルターを提供する。【解決手段】遮光性が高く粒径の小さい黒色微粒子を用いて、単位膜厚当たりの光学密度が４．４／μｍ以上、かつ、膜厚が０．９μｍ以下、かつ、表面粗さが３０ｎｍ以下である樹脂ブラックマトリクスを備えたカラーフィルター。【選択図】図１
2004093656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単位膜厚当たりの光学密度が４．４／μｍ以上、かつ、膜厚が０．９μｍ以下、かつ、表面粗さが３０ｎｍ以下である樹脂ブラックマトリクスを備えたことを特徴とするカラーフィルター。
【請求項２】
樹脂ブラックマトリクス上へ乗り上げた画素膜の最上部と画素中央部表面の段差が０．４μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルター。
【請求項３】
樹脂ブラックマトリクスがグラファイト微粒子を含有していることを特徴とする請求項１または２記載のカラーフィルター。
【請求項４】
樹脂ブラックマトリクスに含有されているグラファイト微粒子の平均粒径が１００〜４００ｎｍで、樹脂ブラックマトリクス中でグラファイト微粒子の占める割合が２５〜７５重量％の範囲にあることを特徴とする請求項３記載のカラーフィルター。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルターを使用して製造されることを特徴とする液晶表示パネル。
【請求項６】
含有される樹脂成分および遮光性微粒子成分の合計量の２５〜７５重量％が平均粒径１００〜４００ｎｍのグラファイト微粒子であることを特徴とする樹脂ブラックマトリクス形成用ペースト。
【請求項７】
樹脂成分としてアルカリ可溶性樹脂を含有す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クス形成用ペースト。
【請求項８】
樹脂成分として感光性樹脂を含有することを特徴とする請求項６または７記載の樹脂ブラックマトリクス形成用ペースト。
【請求項９】
樹脂成分として非感光性樹脂を含有することを特徴とする請求項６または７記載の樹脂ブラックマトリクス形成用ペースト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、文字情報や画像情報の表示に用いられるカラー液晶表示パネルの製造に使用されるカラーフィルターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラー液晶表示パネルに用いられるカラーフィルターでは、一般に赤色、緑色および青色の画素間に光を遮断するブラックマトリクスが設けられている。このブラックマトリクスにより明暗のコントラスト比を向上させている。
【０００３】
ブラックマトリクスとしては、これまでクロム単層薄膜やクロム／酸化クロム積層薄膜などの遮光性無機薄膜が広く用いられてきた。しかし、クロムを用いた遮光性無機薄膜ブラックマトリクスには、薄膜を形成するためには真空プロセスが必要で製造コストが高くなる、また、廃棄物が環境に大きな悪影響を及ぼすといった問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するため、たとえば特開平４−６３８７０号公報や特開平４−１９０３６２号公報に示されているような、カーボンブラックやチタンブラックなどの遮光性微粒子を樹脂中に分散した樹脂ブラックマトリクスが提案されている。これらの樹脂ブラックマトリクスは、ブラックペーストを基板上に塗布し乾燥した後にフォトリソグラフィによりパターン化するという、比較的簡単な工程で形成することができ、環境へ有害な影響を及ぼすおそれも小さい。
【０００５】
しかし、樹脂ブラックマトリクスには遮光性無機薄膜ブラックマトリクスに比べ単位膜厚当たりの光学密度（ＯＤ値）が小さいといった問題がある。このため、液晶表示パネルの明暗のコントラストを高くして画質を高品位に保つには、通常１μｍ以上の厚みの樹脂ブラックマトリクスが必要であった。
【０００６】
通常のカラーフィルターはブラックマトリクス上に赤色画素、緑色画素、青色画素膜のパターンが部分的に乗り上げた構造になっている。画素面とブラックマトリクス上に乗り上がった部分の頂点との段差は、ブラックマトリクスの厚みが大きくなるほど大きくなる。この段差が大きいと液晶の配向に乱れが生じるため、ブラックマトリクスとして樹脂ブラックマトリクスを使用する場合には、画素膜形成後にオーバーコートと称される透明な平坦化膜を形成し、上記の段差を軽減するのが一般的である。この平坦化膜形成のコストが樹脂ブラックマトリクス使用の際の大きな問題となってきた。
【０００７】
所望のＯＤ値を示し、かつ、厚みの小さい樹脂ブラックマトリクスを得る手段としては、より吸光係数の大きい遮光性微粒子を使用する方法がある。たとえば、特開平５−３１１１０９号公報や特開平１１−２３８３６号公報、特開平１１−２４６８０４号公報に示されているようなグラファイト粒子は吸光係数が大きい。したがって、グラファイト粒子を用いると小さな膜厚でも大きなＯＤ値を示す樹脂ブラックマトリクスを形成することが可能である。
【０００８】
しかし、一般に入手が可能なグラファイト粒子の粒径は大きく、このようなグラファイト粒子を用いると、形成される樹脂ブラックマトリクスの表面粗さが大きくなるという問題があった。一方、遠心分離などの分級方法により得られる粒径１００ｎｍ以下のグラファイト粒子を使用した場合、比表面積が大きいため分散時に凝集が起こり、塗布膜の表面粗さが大きくなる問題が生じた。カラーフィルター製造工程では樹脂ブラックマトリクスの異物突起検査を通例は光反射により行うが、表面粗さが大きいと反射光が散乱され検査が不能になる場合があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来技術の欠点に鑑み創案されたもので、表示ムラにつながる液晶の配向の乱れを引き起こさない程度の平坦性をもち、反射光を用いる異物突起検査を正常に行うことが可能で、明暗のコントラストの高い液晶表示パネルの製造に使用されるカラーフィルターを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のカラーフィルター、液晶表示パネル、および、ブラックペーストは以下の構成からなる。
【００１１】
すなわち、単位膜厚当たりの光学密度が４．４／μｍ以上、かつ、膜厚が０．９μｍ以下、かつ、表面粗さが３０ｎｍ以下である樹脂ブラックマトリクスを備えたカラーフィルター、該カラーフィルターを使用して製造されることを特徴とする液晶表示パネル、および、含有される樹脂成分および遮光性微粒子成分の合計量の２５〜７５重量％が平均粒径１００〜４００ｎｍのグラファイト微粒子であることを特徴とする樹脂ブラックマトリクス形成用ペーストである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明者らは鋭意検討した結果、樹脂ブラックマトリクスの単位膜厚当たりの光学密度（ＯＤ値）が４．４／μｍ以上、好ましくは４．６／μｍ以上で、かつ膜厚が０．９μｍ以下、好ましくは０．８μｍ以下であれば、液晶表示パネルの明暗のコントラストを高く保ちつつ、ブラックマトリクス上への画素膜のパターンの乗り上げにより生じる段差が表示品位を著しく劣化するような液晶分子の配向の大きな乱れを誘起しない程度に抑制されることを見出した。具体的には図１に示されるような樹脂ブラックマトリクス上へ乗り上げた画素膜の最上部と画素中央部表面との段差が０．４μｍ以下、好ましくは０．３μｍ以下にすることにより表示ムラにつながる液晶の配向の乱れを抑制できた。また、前記の条件を満たす樹脂ブラックマトリクスは、その表面粗さを３０ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以下にすることにより、反射光を用いる異物突起検査が正常に行われることを見出した。
【００１３】
なお、本発明でいうＯＤ値はＸＹＺ表色系における刺激値Ｙから次式で求められるものである。
【００１４】
ＯＤ値＝−ｌｏｇ１０（Ｙ／１００）
また、本発明でいう表面粗さは日本工業規格ＪＩＳ−Ｂ０６０１に定められた中心線平均粗さである。
【００１５】
前記樹脂ブラックマトリクス膜を実現する手段の一例として、構成する成分中の２５〜７５重量％、好ましくは３０〜７０重量％を平均粒径１００〜４００ｎｍ、好ましくは平均粒径１００〜２００ｎｍのグラファイト微粒子とする方法が挙げられる。そして、このような膜は、含有される樹脂成分および遮光性微粒子成分の合計量の２５〜７５重量％、好ましくは３０〜７０重量％が平均粒径１００〜４００ｎｍ、好ましくは１００〜２００ｎｍのグラファイト微粒子であることを特徴とする樹脂ブラックマトリクス形成用ペーストにより形成することができる。
【００１６】
一般に市販されている粉末状態のグラファイト粒子の粒径は１μｍ以上である。この粗大グラファイト粒子を使用して、平均粒径１００〜４００ｎｍのグラファイト微粒子は以下のような方法で得ることができる。
【００１７】
まず、市販されているグラファイト粒子を硫酸と硝酸の混合液中に投入し、加熱した状態で超音波を照射する。その後、水で希釈した後アルカリ水溶液で洗浄し、過酸化水素水と硫酸の混合液中で加熱しながら攪拌した後にフィルターで濾過し、水で洗浄してから乾燥する。
【００１８】
微細化処理時に使用される硫酸としては、濃度９０〜９７％の濃硫酸または濃度２５〜５０％の発煙硫酸が好ましい。硝酸としては濃度６０〜７０％の濃硝酸が好ましい。これらの硫酸および硝酸を２０／８０〜８０／２０（重量比）の範囲で混合して使用するのが望ましい。この範囲の混合液中に分散されたグラファイト粒子に、周波数２０〜２００ｋＨｚの超音波を温度３０〜９０℃のもとで１〜４８時間照射することが効率よく微細化するのに好ましい。
【００１９】
以上のように、硫酸と硝酸の濃度およびこれらの混合比、反応時間および温度、照射する超音波の周波数などを適当に調整することにより、所望の平均粒径のグラファイト微粒子が得られる。
【００２０】
本発明では遮光性微粒子としてグラファイト微粒子を使用する場合、グラファイト微粒子が樹脂ブラックマトリクス中に占める割合は通常２５〜７５重量％、好ましくは３０〜７０重量％である。グラファイト微粒子の割合が小さすぎれば所望のＯＤ値が得らず、一方、グラファイト微粒子の割合が大きすぎれば樹脂ブラックマトリクスの基板への密着力が著しく低下する。
【００２１】
本発明では樹脂ブラックマトリクスでの反射光の色調を調節するために、グラファイト微粒子とそれ以外の黒色顔料微粒子を混合することができる。黒色顔料の具体例としてはカーボンブラック、チタンブラックなどが挙げられる。グラファイト粒子とそれ以外の黒色顔料を混合する場合は、通常９０／１０〜１０／９０（重量比）、好ましくは８０／２０〜２０／８０（重量比）の範囲で混合する。グラファイト以外の黒色顔料の混合比が小さすぎれば反射光の色調を変化させることができず、混合比が大きすぎれがＯＤ値を一定以上に保つのが困難になる。
【００２２】
樹脂ブラックマトリクスは通常、遮光性微粒子および樹脂成分を含有するブラックペーストを基板上に塗布し乾燥した後にフォトリソグラフィによりパターン化し、その後加熱硬化することにより得られる。
【００２３】
本発明の樹脂ブラックマトリクスを形成するブラックペースト中の樹脂成分としては、パターン加工時においてアルカリ可溶性であることが望ましい。樹脂成分がアルカリ可溶性であると、水系の現像液によって着色膜のパターン加工が可能で、引火性の問題がないことから防災上好ましい。アルカリ可溶性の樹脂成分としては、カルボキシル基を含有するポリマーが通常用いられる。
【００２４】
本発明の樹脂ブラックマトリクスを形成するブラックペースト中の樹脂成分としては、感光性または非感光性である樹脂を用いることができる。感光性樹脂を用いる場合には、カラーフィルターの製造工程を短縮できるという利点がある。一方、非感光性樹脂を用いる場合には、形成された画素成分中に光重合開始剤、増感剤およびこれらの分解物などが残留することにより、液晶の電気特性に悪影響を及ぼすという事態を招く懸念が無いという利点がある。
【００２５】
本発明では、感光性樹脂としてはアクリル系、エポキシ系などの光重合性ポリマー、モノマーもしくはオリゴマーからなる樹脂を単独または混合して使用することができる。感光性のブラックペーストは通常、これらの樹脂に遮光性微粒子、水または有機溶剤、光重合開始剤および／または増感剤を混合して作製する。
【００２６】
本発明では、非感光性の樹脂としてはイミド系、アミド系、エポキシ系のポリマーからなる樹脂を単独または混合して使用することができる。非感光性のカラーペーストは通常、これらの樹脂に遮光性微粒子、水または有機溶剤を混合して作製する。
【００２７】
感光性および非感光性ブラックペーストには必要に応じて、顔料分散剤、界面活性剤、表面調整剤、レベリング剤、消泡剤などの添加剤を添加することができる。
【００２８】
ブラックペーストは分散機を用いて樹脂溶液中に直接遮光性微粒子を分散させる方法や、分散機を用いて水または有機溶媒中に遮光性微粒子を分散して微粒子分散液を作製し、その後樹脂溶液と混合する方法などにより製造される。遮光性微粒子の分散方法には特に制限はないが、サンドミル、ボールミル、３本ロールミル、アトライターなどを用いる方法が好ましく採用される。
【００２９】
本発明のカラーフィルターは、透明、反射あるいは半透過反射基板上に、前記のブラックペーストを使用して樹脂ブラックマトリクスを形成し、その後、赤色カラーペーストを用いることにより赤色画素、緑色カラーペーストを用いることにより緑色画素、青色カラーペーストを用いることにより青色画素が形成されたものである。透明基板としては、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミナケイ酸塩ガラス、表面をシリカコートしたソーダライムガラスなどの無機ガラス類、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートなどの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。反射基板としてはシリコン、前記の透明基板上にアルミニウム、銀、銀／銅／パラジウム合金などの薄膜からなる反射膜を形成したものなどが好ましく用いられる。反射膜には凹凸を形成するなどして拡散機能を付与することができる。また、反射膜の厚みを精密に制御したり、反射膜をパターン化することなどにより半透過反射基板とすることができる。
【００３０】
樹脂ブラックマトリクスのパターンの形成は印刷法、電着法などにより行うことができるが、フォトリソグラフィー法により行うことが、樹脂ブラックマトリクスを高精細化しやすいために最も好ましい。フォトリソグラフィー法は、ブラックペーストを前記の基板上に塗布し乾燥して黒色膜を形成後、マスクを介して露光を行い、その後現像液により、露光部または非露光部を除去する方法である。なおブラックペースト中の樹脂成分が非感光性である場合は、黒色膜形成後にフォトレジスト膜を黒色膜上に形成する必要がある。フォトレジスト膜は通常、現像によりパターンを形成した後、黒色膜上から除去される。ブラックペーストの基板への塗布は、スピンコート法、スリットダイコート法などの方法により行われるのが一般的である。現像液として有機溶剤を使用することもできるが、通常アルカリ水溶液が用いられる。
【００３１】
赤色画素、緑色画素、青色画素のパターンも樹脂ブラックマトリクスのパターンと同様の方法により形成され本発明のカラーフィルターが得られる。
【００３２】
本発明のカラーフィルター上には、必要に応じてオーバーコート膜や柱状スペーサー、透明導電膜、液晶配向膜などが形成される。
【００３３】
本発明のカラーフィルターと対向基板をシール剤を用いて張り合わせ、シール部に設けられた注入口から液晶を注入した後に、注入口を封止して、液晶セルが作製される。対向基板としては、パターン化された透明電極、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）、薄膜ダイオード（ＴＦＤ）などが形成され、それらの上に液晶配向膜が形成された基板が通常用いられる。
【００３４】
２枚の基板を張り合わせた液晶セルに、必要に応じて偏光膜や位相差膜を基板の外側に張り合わせることにより、本発明の液晶表示パネルが製造される。
【００３５】
本発明は、カラーフィルターを使用してカラー化を行う液晶表示モードであるならば、ツイステッド・ネマティック（ＴＮ）、スーパー・ツイステッド・ネマティック（ＳＴＮ）、イン・プレーン・スイッチング（ＩＰＳ）、ヴァーティカリー・アライメント（ＶＡ）、オプティカリー・コンベンセンド・ベンド（ＯＣＢ）などの全ての液晶表示モードに適用することができる。
【００３６】
本発明のカラーフィルターは、オーバーコート膜を形成することなしに、ブラックマトリクス上へ乗り上げた画素膜の最上部と画素膜表面の段差を小さくすることができ、また、反射光を用いる異物突起検査を正常に行うことが可能であり、低コストでの生産に適合する。このカラーフィルターを用いて製造される本発明の液晶表示パネルは、明暗のコントラストが高く、画質が良好であるため、パソコンのモニターやテレビなどに好適に用いられる。
【００３７】
以下、好ましい実施態様を用いて本発明を更に詳しく説明するが、用いた実施態様によって本発明の効力はなんら制限されるものではない。
【００３８】
【実施例】
実施例１
（グラファイト微粒子の作製）
平均粒径１μｍのグラファイト粒子（日立粉末冶金製“ヒタゾル”ＧＰ−６０Ｓ）４０ｇを２５％発煙硫酸と７０％硝酸の３：１混合液１ｋｇ中に投入し、６０℃で１００ｋＨｚの超音波を２４時間照射した。その後、５ｋｇの水で希釈した後、アンモニア水溶液で中和（ｐＨが７になるまでアンモニア水溶液を添加）した。濾過および乾燥後、９７％硫酸と３０％過酸化水素水の４：１混合液１ｋｇ中に投入して７０℃で３０分間攪拌した後、濾過および乾燥によりグラファイト微粒子を得た。
（ブラックペーストの作製）
グラファイト微粒子２４ｇを３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール９６ｇ中へ投入し、濃度２０重量％のメタクリル酸／メタクリル酸ベンジル共重合体（酸価１００ｍｇ−ＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量５０，０００）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（ＰＧＭＥＡ）溶液６０ｇを加え、ジルコニアビーズ５４０ｇとともにホモジナイザーを用い、５０００ｒｐｍで３０分間分散処理後、ジルコニアビーズを濾過により除去し、固形分濃度２０重量％の黒色粒子分散液を得た。
【００３９】
光重合性アクリル系モノマーであるジペンタエリスリトールヘキサアクリレート１８ｇ、光重合開始剤２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルホリノプロパン−１−オン３．６ｇ、２，４−ジエチルチオキサントン２．４ｇ、表面調整剤（ビックケミー社製ＢＹＫ３６１）０．０３ｇを３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール６６ｇに溶解し、感光性樹脂溶液を作製した。
【００４０】
黒色粒子分散液８０ｇ、感光性樹脂溶液８０ｇを混合してブラックペーストを得た。
【００４１】
ブラックペースト中の黒色微粒子の粒径を超音波式粒度分布測定装置（ディスパージョン・テクノロジー社製ＤＴ−１２００）を使用して原液の状態で測定したところ、平均粒径は１８０ｎｍであった。
（樹脂ブラックマトリクスの形成）
膜厚が０．７μｍのブラックマトリクスが形成される回転数でスピナーにより無アルカリガラス基板上に前記ブラックペーストを塗布し、９０℃で加熱乾燥した。マスクをマスクを介して紫外線露光を行い、２％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液で未露光部を溶解除去し、２２０℃で熱硬化することにより、樹脂ブラックマトリクスを形成した。
（カラーフィルターの作製）
赤色顔料ＰＲ２５４（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製“クロモフタールレッド”ＢＴ−ＣＦ）２０ｇを、濃度２０重量％の顔料分散剤（味の素ファインテクノ製“アジスパー”ＰＢ８２１）の３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノール溶液２０ｇと前記の濃度２０重量％のメタクリル酸／メタクリル酸ベンジル共重合体のＰＧＭＥＡ溶液８０ｇの混合液中に投入し、ジルコニアビーズ６００ｇとともにホモジナイザーを用い、４０００ｒｐｍで３０分間分散処理後、ジルコニアビーズを濾過により除去し、固形分濃度３０重量％の赤色顔料分散液を得た。
【００４２】
赤色顔料分散液８０ｇと前記の感光性樹脂溶液３０ｇを混合して赤色カラーペーストを作製した。スピナーにより樹脂ブラックマトリクスが形成された無アルカリガラス基板上に赤色カラーペーストを塗布し、９０℃で加熱乾燥した。マスクをマスクを介して紫外線露光を行い、２％のＴＭＡＨ水溶液で未露光部を溶解除去し、２２０℃で熱硬化することにより、膜厚１．８μｍの赤色画素を形成した。
【００４３】
赤色顔料２０ｇの代わりに緑色顔料ＰＧ３６（東洋インキ製造製“リオノール”グリーン６ＹＫＰ−Ｎ）１５ｇと黄色顔料ＰＹ１３８（ＢＡＳＦ社製“パリオトール”イエローＤ０９６０）１０ｇを使用する以外は前記の赤色カラーペーストの作製手順と同様にして緑色カラーペーストを作製し、赤色画素の形成方法と同様の方法により膜厚１．８μｍの緑色画素を形成した。
【００４４】
また、青色顔料ＰＢ１５（東洋インキ製造製“リオノール”ブルー７６０２）１６ｇを赤色顔料２０ｇの代わりに使用する以外は赤色カラーペーストと同様の手順で青色カラーペーストを作製し、赤色画素の形成方法と同様の方法により膜厚１．８μｍの青色画素を形成した。
【００４５】
（カラーフィルターの評価）
顕微分光光度計（大塚電子製、ＭＣＰＤ−２０００）を用いて額縁部の樹脂ブラックマトリクスの可視光線透過率を測定した。ＸＹＺ表色系における刺激値Ｙが０．０５であり、この樹脂ブラックマトリクスのＯＤ値は３．３であった。膜厚が０．７μｍであったので、単位膜厚当たりのＯＤ値は４．７／μｍであった。
【００４６】
表面粗さ形状測定機（東京精密製、“サーフコム”１５００Ａ）を用いて樹脂ブラックマトリクス上へ乗り上げた赤色、緑色および青色画素膜の最上部　と各画素膜表面段差を測定したところ各画素とも０．３μｍであった。
【００４７】
額縁部の樹脂ブラックマトリクスの表面粗さを表面粗さ形状測定機により測定したところ、８ｎｍと小さい値が得られ表面は平滑であった。反射方式の自動欠陥電荷結合素子（ＣＣＤ）検査装置（アドモンサイエンス社製、ＬＣＦ−４０１５−ＲＵ）での突起異物検査を正常に行うことができた。
【００４８】
額縁部を切断して薄膜試辺を作製し、透過型電子顕微鏡（日立製作所製、Ｈ−９０００ＵＨＲ）で樹脂ブラックマトリクス部分の観察を行い、撮影した写真の画像解析を行った。画像解析の結果、樹脂ブラックマトリクス中に含有されるグラファイト粒子の平均粒径は１６０μｍであった。
（液晶表示装置の作製と評価）
カラーフィルター上に酸化スズ・インジウム（ＩＴＯ）膜を形成した後、ポリイミド配向膜を形成してラビング処理を行った。また、ガラス基板上にＩＴＯ膜を形成して、ポリイミド配向膜を形成してラビング処理を行い対向基板とした。球状スペーサーを散布した後、２枚の基板をシール剤を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ネマティック液晶（チッソ製“リクソン”ＪＣ−５００７ＬＡ）を注入した。液晶の注入は、空セルを減圧下に放置後、注入口を液晶槽に浸漬し、常圧に戻すことにより行った。液晶を注入後、注入口を紫外線硬化樹脂で封止してＴＮ液晶セルを作製した。偏光フィルムを液晶セルの両側に張り合わせ、透過型液晶表示パネルを作製した。この液晶パネルは明暗のコントラストが高く、液晶の配向の乱れによる表示ムラは観察されなかった。
【００４９】
比較例１
微細化処理を施したグラファイト微粒子の代わりに平均粒径１μｍの粗大グラファイト粒子を使用する以外は実施例１と同様にしてブラックペーストを得た。ブラックペースト中の黒色微粒子の粒径を超音波式粒度分布測定装置を使用して原液の状態で測定したところ、平均粒径は８６０ｎｍであった。ブラックペーストを溶媒組成を変えずに１００倍希釈して、動的光散乱式粒径分布測定装置を使用して粒径を測定したところ、平均粒径は７２０ｎｍであった。
【００５０】
実施例１と同様にしてカラーフィルターを作製し、樹脂ブラックマトリクスの額縁部の樹脂ブラックマトリクスの可視光線透過率および表面粗さを測定した。単位膜厚当たりのＯＤ値は実施例１と同様に４．７／μｍであったが、表面粗さは３６ｎｍと大きかった。反射方式の自動欠陥ＣＣＤ検査装置では樹脂ブラックマトリクス露出部で反射光が散乱され、突起異物検査を正常に行うことができなかった。
【００５１】
実施例２
実施例１で用いられた微細化処理を施したグラファイト微粒子２４ｇをポリアミック酸ワニス（東レ製“セミコファイン”ＮＨ００４、γ−ブチロラクトン１５％溶液）２００ｇ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン６０ｇ、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート１６ｇ、表面調整剤（ビックケミー社製ＢＹＫ３６１）０．０１ｇの混合液に投入し、ジルコニアビーズ６００ｇとともにホモジナイザーを用い、６０００ｒｐｍで３０分間分散処理後、ジルコニアビーズを濾過により除去し、固形分濃度１８重量％のブラックペーストを得た。
【００５２】
ブラックペースト中の黒色微粒子の粒径を超音波式粒度分布測定装置を使用して原液の状態で測定したところ、平均粒径は１５０ｎｍであった。
【００５３】
無アルカリガラス基板上に、樹脂ブラックマトリクスの膜厚が０．８μｍになるような回転数でブラックペーストをスピナーにより塗布し、８０℃で加熱乾燥した。形成された黒色膜上にポジ型フォトレジスト溶液（シプレイ製“マイクロポジット”ＳＲＣ１００−３０ＣＰ）をスピナーにより塗布し、１１０℃で乾燥することによりレジスト膜を形成した。マスクを介して紫外線露光を行い、２％のＴＭＡＨ水溶液で露光部を溶解除去した。メチルセロソルブアセテートによりレジスト膜を剥離除去した後、２７０℃で加熱することによりポリアミック酸をポリイミドに変換して樹脂ブラックマトリクスを形成した。
【００５４】
実施例１と同様に赤色、緑色および青色カラーペーストを樹脂ブラックマトリクスが形成された無アルカリガラス基板上に塗布し、赤色、緑色および青色画素を形成してカラーフィルターを作製した。
【００５５】
額縁部の樹脂ブラックマトリクスの可視光線透過率を測定したところ、ＯＤ値は３．７であった。膜厚が０．８μｍであったので、単位膜厚当たりのＯＤ値は４．６／μｍであった。
【００５６】
樹脂ブラックマトリクス上へ乗り上げた赤色、緑色および青色画素膜の最上部
と各画素膜表面段差を測定したところ各画素とも０．４μｍであった。
【００５７】
額縁部の樹脂ブラックマトリクスの表面粗さは１２ｎｍと小さい値を示し表面は平滑であった。反射方式の自動欠陥ＣＣＤ検査装置での突起異物検査を正常に行うことができた。
【００５８】
実施例１と同様にして液晶表示パネルを作製した。この液晶パネルは明暗のコントラストが高く、液晶の配向の乱れによる表示ムラは観察されなかった。
【００５９】
比較例２
実施例２で樹脂ブラックマトリクスの膜厚を０．８μｍの代わりに１．１μｍにする以外は同様にしてカラーフィルターを作製した。
樹脂ブラックマトリクス上へ乗り上げた赤色、緑色および青色画素膜の最上部と各画素膜表面段差を測定したところ各画素とも０．６μｍであった。
実施例１と同様にして液晶表示パネルを作製した。この液晶パネルには表示ムラが観測された。偏光フィルムを剥がしＴＮ液晶セルを偏光顕微鏡で観察したところ、樹脂ブラックマトリクスと画素の境界領域に液晶の配向の乱れが見られた。
【００６０】
【発明の効果】
本発明のカラーフィルターは、オーバーコート膜を形成することなしに、ブラックマトリクス上へ乗り上げた画素膜の最上部と画素膜表面の段差を小さくすることができ、表示品位の低下につながる液晶の配向の乱れを抑制することができる。また、反射光を用いる異物突起検査を正常に行うことが可能であり、低コストでの生産に適合する。このカラーフィルターを用いて製造される本発明の液晶表示パネルは明暗のコントラストが高く、画質が良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラーフィルターの断面概略図である。
【符号の説明】
１：基板
２：樹脂ブラックマトリクス
３：画素膜
４：段差
【図１】
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