(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上にスイッチング素子および画素電極を備えてなる電極基板であり、少なくとも前記スイッチング素子上に、シリカである絶縁性物質で被覆された黒色色剤と樹脂とを含み、前記絶縁性物質が前記黒色色剤１００重量部に対して１〜３５重量部であり、被覆された前記黒色色剤が前記樹脂１００重量部に対して１０〜２５０重量部である着色組成物からなるブラックマトリクスが設けられていることを特徴とする電極基板。
【請求項２】
前記黒色色剤がチタンブラックを含むことを特徴とする請求項１に記載の電極基板。
【請求項３】
前記黒色色剤がカーボンブラックを含むことを特徴とする請求項１に記載の電極基板。
【請求項４】
前記樹脂が感光性樹脂であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電極基板。
【請求項５】
前記着色組成物は、分散剤と、光重合モノマーと、光重合開始剤と、溶媒とをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電極基板。
【請求項６】
前記着色組成物は、分散剤と、架橋剤と、光酸発生剤と、溶媒とをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電極基板。
【請求項７】
前記着色組成物は、分散剤と、光重合モノマーと、ジアゾ系またはアジド系化合物と、溶媒とをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電極基板。
【請求項８】
前記樹脂が（メタ）アクリル系樹脂であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の電極基板。
【請求項９】
前記樹脂が、ビニル基１個と水酸基を有する化合物１０〜４０重量％と、ビニル基１個とカルボキシル基を有する化合物１０〜３０重量％と、ビニル基１個を有する化合物３０〜７５重量％からなるビニル系共重合化合物１００モル％に対して、イソシアネート基と少なくとも１個以上のビニル基を有する化合物を５〜２５モル％反応させて得られる酸価５０〜１５０の感光性樹脂であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の電極基板。
【請求項１０】
着色組成物が１０７Ωｃｍ以上の体積抵抗率を持つことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の電極基板。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の電極基板を用いることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
前記電極基板に対向して共通電極用電極板が配置され、該共通電極用電極板は、透明基板と該透明基板上に設けられたカラーフィルタと透明共通電極からなり、
前記電極基板と前記共通電極用電極板の間には液晶物質が封入されていることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁性に優れた着色組成物とそれを用いたカラーフィルタ、電極基板、液晶表示装置に関し、高い表示品質が求められる液晶表示装置に好適な着色組成物を提供できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、一般に図２の要部断面図に示すように、液晶駆動用電極板３１と、この液晶駆動用電極板３１に対向して配置された共通電極用電極板３２と、これら両電極板３１および３２の間の間隙に封入された液晶物質３３から概略構成されている。
上記液晶駆動用電極板３１は、基板３１ａと、表示画面の各画素に対応して画素毎に互いに独立して設けられた画素電極３１ｂと、この画素電極３１ｂの各々に電気的に接続し、画面表示信号に応じて各画素電極３１ｂに通電するスイッチング素子３１ｃとを備えている。また、上記共通電極用電極板３２は、透明基板３２ａと、この透明基板３２ａ上に表示画面の全画素に共通して設けられた透明共通電極３２ｂとを備えて構成されている。
【０００３】
また、図２に示したように、この装置がフルカラー画面を表示するフルカラー液晶表示装置である場合には、共通電極用電極板３２の各画素毎にこの画素を透過する透過光を各色に着色するカラーフィルタ３４が設けられている。そして、この種の液晶表示装置においては、画面表示信号に応じて上記スイッチング素子３１ｃを制御して各画素電極３１ｂに通電し、通電されたこの画素電極３１ｂと透明共通電極３２ｂとの間の電圧により上記液晶物質３３を駆動させて光線の透過・不透過を制御して画面表示する。
このような液晶表示装置では、上記スイッチング素子３１ｃの設けられた部位においては透過光線がこのスイッチング素子３１ｃの影響を受けて乱れ、この結果表示画面のコントラストを低下させてその品質を劣化させる。そこで、この部位に入射した光線を遮断して表示画面の上記品質劣化を防止するため、上記共通電極用電極板３２上にブラックマトリクス３５が設けられている。
【０００４】
この場合、液晶表示装置製造工程に起因してブラックマトリクス３５とスイッチング素子３１ｃとの間の相対的位置に誤差が生じた場合にも、ブラックマトリクス３５はスイッチング素子３１ｃに対応した位置に存在する必要がある。この誤差の発生原因としては、液晶駆動用電極板３１にスイッチング素子３１ｃを形成する際の位置精度誤差と共通電極用電極板３２上にブラックマトリクス３５を形成する際の位置精度誤差とに基づく両電極板３１、３２間の相対的な誤差（最大約５μｍ）と、上記液晶駆動用電極板３１および共通電極用電極板３２を組み立てて一体化する際のこれら電極板３１および３２の位置合わせ誤差（最大約５μｍ）がある。そして、このため、ブラックマトリクス３５はスイッチング素子３１cに比較して左右約１０μｍずつ（計２０μｍ）大きく形成されている。
【０００５】
ところで、近年、液晶表示装置の画素を微細化させてその画素密度を増大させ、表示画面を緻密化かつ高品質化させることが強く要請されている。しかしながら、液晶表示装置製造工程に起因する上記左右１０μｍずつの重ね合わせマージンを微細化することができないため、画素の微細化と高密度化に伴ってその開口率（画面表示領域に占める画素部位の総面積の割合）が低下し、表示画面の明るさが低下するという問題があった。
そこで、このようなブラックマトリクス３５とスイッチング素子３１ｃとの間の相対的な位置精度を小さくし、開口率を大きくできるような電極基板の開発が望まれていた。このような技術としては、例えば特開平６−１３０２１８号公報等に開示されているアレイ基板側にブラックマトリクスを形成する方法がある。
【０００６】
一方、従来のブラックマトリクスは金属で形成されていた。このブラックマトリクス３５の形成においては、まず、ガラス等の基板上に蒸着、スパッタ、真空成膜法等によりＣｒ、Ｎｉ、Ａｌ等の金属薄膜を形成し、ついでこの金属薄膜上にフォトレジストを塗布、所望のパターンを施したフォトマスクを介して紫外線を照射した後、現像処理しレジストパターンを得る。そして、エッチング等の手段を用いてレジスト部分以外の金属薄膜部を除去し、最終的にレジストを剥離し、ブラックマトリクスを形成する。
しかしながら、これらの金属ブラックマトリクスを用いたカラーフィルタを使用して液晶パネルを作製した場合、液晶駆動電極と導通してしまい、その結果液晶が動作しない、あるいは誤動作する等の不具合があった。そのため、絶縁性のブラックマトリクスを形成する必要があり、金属薄膜を用いない種々の方法が検討されていた。
【０００７】
例えば特開平２−２３９２０４号公報には、ポリイミド樹脂に遮光剤を分散し、これをエッチング法を用いてブラックマトリクスを形成する方法が提案されている。また、感光性樹脂組成物に遮光剤を直接内添した組成物も報告されている。  これらの材料の多くは、遮光性を上げるためカーボンブラックを用いており、例えば特開平４−６３８７０号公報には光重合化合物にカーボンブラック、有機顔料を分散し、これによりブラックマトリクスを形成する方法が提案されている。
また、上述したアレイ基板側にブラックマトリクスを形成する方法（特開平６−１３０２１８号公報）においても、ブラックマトリクス形成用遮光材料として、導電性のカーボンブラックを黒色顔料として分散させた黒色レジスト（特開平４−１９０３６２号公報、特開平４−１３１０６号公報）や、赤色、緑色および青色の３種類のカラーフィルタ形成用レジストの少なくとも２種以上を混合して疑似黒色化したレジスト混合物が用いられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カーボンブラックは遮光性が他の有機顔料に比べ高いものの導電性を有し、遮光性を上げるため感光性樹脂中にカーボンブラックをあまり多く内添させると、形成されたブラックマトリクス自体も導電性を有してしまう。そのため、これらの材料を用いてカラーフィルタを製造しても、液晶駆動電極と導通してしまう場合があり、液晶が動作しない、あるいは誤動作する等の不具合を十分には抑制できなかった。
一方で酸化金属顔料を遮光剤として樹脂中に分散し、ブラックマトリクスを形成する方法もある。しかし酸化金属顔料においても、印加電圧により電圧依存性を有したり、遮光性が十分でないという不具合を生じた。
そこで、従来よりも高い絶縁性を有し、かつ、耐光性、遮光性、分散安定性を有する着色組成物の開発と、このような着色組成物を使用したカラーフィルタ、電極基板、液晶表示装置の開発が要望されていた。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、高い絶縁性を有するとともに耐光性、遮光性、分散安定性に優れた着色組成物およびこれを用いたカラーフィルタ、電極基板、液晶表示装置を提供し、さらにブラックマトリクスとスイッチング素子との間の相対的な位置精度を小さくし、表示画面の開口率が大きな電極基板および液晶表示装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは前記課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、本発明に至ったものである。
本発明の電極基板は、透明基板上にスイッチング素子および画素電極を備えてなる電極基板であり、少なくとも前記スイッチング素子上に、シリカである絶縁性物質で被覆された黒色色剤と樹脂とを含み、前記絶縁性物質が前記黒色色剤１００重量部に対して１〜３５重量部であり、被覆された前記黒色色剤が前記樹脂１００重量部に対して１０〜２５０重量部である着色組成物からなるブラックマトリクスが設けられていることを特徴とする。
上記黒色色剤がチタンブラックまたはカーボンブラックを含むことが好ましい。
上記樹脂は、感光性樹脂であることが好ましい。
【００１１】
上記着色組成物中には、さらに分散剤と、光重合モノマーと、光重合開始剤と、溶媒とを含むことが好ましい。
または、上記着色組成物中には、さらに分散剤と、架橋剤と、光酸発生剤と、溶媒とを含むことが好ましい。
あるいは、上記着色組成物中には、さらに分散剤と、光重合モノマーと、ジアゾ系またはアジド系化合物と、溶媒とを含むことが好ましい。
【００１２】
上記樹脂は（メタ）アクリル系樹脂からなることが好ましい。
上記樹脂は、ビニル基１個と水酸基を有する化合物１０〜４０重量％と、ビニル基１個とカルボキシル基を有する化合物１０〜３０重量％と、ビニル基１個を有する化合物３０〜７５重量％からなるビニル系共重合化合物１００モル％に対して、イソシアネート基と少なくとも１個以上のビニル基を有する化合物を５〜２５モル％反応させて得られる酸価５０〜１５０の感光性樹脂であることが好ましい。
さらに、上記樹脂が下記の化学式（１）および／または（２）で表される単位構造を主成分とする感光性樹脂であることが好ましい。
【化４】
0004465752.tif 000002
【化５】
0004465752.tif 000003
（式中、Ｒ1およびＲ2は、水素原子、炭素数１〜５のアルキル基またはハロゲン原子であり、Ｒ3は水素原子またはメチル基であり、Ｘは−ＣＯ−、−ＳＯ2−、−Ｃ（ＣＦ3）2−、−Ｓｉ（ＣＨ3）2−、−ＣＨ2−、−Ｃ（ＣＨ3）2−、−Ｏ−、下記の化学式（３）または不存在を示す。Ｙは酸無水の残基を示し、Ｚは酸二水和物の残基を示す。ｍおよびｎは１以上の整数である。）
【化６】
0004465752.tif 000004
上記着色組成物は、１０7 Ωｃｍ以上の体積抵抗率を持つことが好ましい。
また、本発明の着色組成物の製法は、色剤と絶縁性物質とを混合して絶縁性物質で被覆された色剤を得て、ついでこの色剤に樹脂を配合することを特徴とする。
【００１３】
本発明の液晶表示装置は、上記の電極基板が用いられていることを特徴とし、前記電極基板に対向して共通電極用電極板が配置され、該共通電極用電極板は、透明基板と該透明基板上に設けられたカラーフィルタと透明共通電極からなり、前記電極基板と前記共通電極用電極板の間には液晶物質が封入されている形態が好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明について詳細に説明する。
本発明における着色組成物は、色剤と、樹脂と、絶縁性物質とを含み、前記絶縁性物質が前記色剤１００重量部に対して１〜３５重量部であることを特徴とする。
色剤としては任意の顔料が使用できるが、カラーフィルタのブラックマトリクスに適用するものとして遮光性の高い黒色色剤が好ましい。
黒色色剤としては、特に制限はないが、チタンブラックまたはカーボンブラックを含むものが好適である。チタンブラックを含む色剤を使用すると、得られた着色組成物で膜を形成した場合、この膜強度が高くなるため好ましい。また、少ない絶縁性物質の量でも高い絶縁性を得ることができる。すなわち、チタンブラックが有する遮光性を低下させることなく、高い絶縁性を得ることができ好ましい。樹脂としては、感光性樹脂または（メタ）アクリル系樹脂が好ましい。これらの樹脂は分散性、耐熱性、透明性に優れ、体積抵抗が１０7 Ωｃｍ以上であることがより好ましい。（メタ）アクリル系樹脂を構成するモノマーとしては、通常、下記の化学式（４）で表されるものが挙げられる。
【００１５】
【化７】
0004465752.tif 000005
【００１６】
さらに具体的には、下記に記載のモノマーから構成される（メタ）アクリル系樹脂が好ましい。
【００１７】
【化８】
0004465752.tif 000006
【化９】
0004465752.tif 000007
【化１０】
0004465752.tif 000008
【００１８】
しかしこれらのものに限定されないことは言うまでもなく、これらは単独で使用しても、２種類以上を併用してもよい。これらの中から必要に応じて選ばれたモノマーから合成された（メタ）アクリル系樹脂が好ましく使用される。
（メタ）アクリル系樹脂には上記のアクリル系モノマーの他、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アクリロニトリル、ビニルアセテート、Ｎ−ビニルピロリドン、テトラヒドロフルフリルメタクリレート等のモノマーを適宜選択して用いることができる。
【００１９】
感光性樹脂としては、ビニル基１個と水酸基を有する化合物１０〜４０重量％と、ビニル基１個とカルボキシル基を有する化合物１０〜３０重量％と、ビニル基１個を有する化合物３０〜７５重量％からなるビニル系共重合化合物１００モル％に対して、イソシアネート基と少なくとも１個以上のビニル基を有する化合物を５〜２５モル％反応させて得られる酸価５０〜１５０のものが好ましい。
【００２０】
ここでビニル基１個と水酸基を有する化合物としては、例えば、アクリル酸またはメタクリル酸（以下（メタ）アクリル酸とする）の２−ヒドロキシエチルエステル、２−ヒドロキシオクチルエステル、２−ヒドロキシプロピルエステル等や、Ｎ−メチロールアクリルアミド、アリルアルコール等が挙げられる。
ビニル基１個とカルボキシル基を有する化合物としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸等が挙げられる。
ビニル基１個を有する化合物としては（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸メトキシエチル、（メタ）アクリル酸エトキシエチル、（メタ）アクリル酸ブトキシエチル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸グリシジル、アクリロニトリル、（メタ）アクリル酸メチルアミノ等が挙げられる。
イソシアネート基と少なくとも１個以上のビニル基を有する化合物としては、少なくとも１分子内にｎ個（ｎは２以上）のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物１モルと、１分子内に１個のイソシアネート基と反応させる基、例えば水酸基を有し、かつ少なくとも１個以上のビニル基を有するビニル化合物（ｎ−１）モルとを４０〜１００℃にて反応させて得られる化合物が挙げられ、あるいはイソシアネートエチルメタクリレート、メタクリロイルイソシアネート等が用いられる
【００２１】
ここでポリイソシアネート化合物としては、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、水添トルエンジイソシアネート等が挙げられる。ポリイソシアネート化合物と反応させる、水酸基１個を有するビニル化合物としては、（メタ）アクリル酸の２−ヒドロキシエチルエステル、２−ヒドロキシプロピルエステル、２−ヒドロキシオクチルエステル等やＮ−メチロールアクリルアミド、アリルアルコール、グリセロールジ（メタ）アクリレート、グリセロールジ（メタ）アルキレート、グリセロールジ（メタ）アクリレートアルケニレート、ブチルグリシジルエーテル（メタ）アクリレート、フェニルグリシジルエーテル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリカプロネート（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００２２】
ビニル基１個を有する化合物と、ビニル基１個とカルボキシル基を有する化合物と、ビニル基１個を有する化合物からなるビニル系共重合化合物は、公知の方法により製造できるが、シクロヘキサノン、セロソルブアセテート、ジエチレングリコールメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン等の溶媒中での溶液重合によって製造することが望ましい。溶液重合で製造すると、得られたビニル系共重合化合物にイソシアネート基を介してビニル基を導入し感光性共重合化合物とする際に、反応を容易に進行でき、また、得られた感光性樹脂を使用した着色組成物は、ガラス基板への薄膜塗布が容易であり好ましい。
【００２３】
ビニル基１個と水酸基１個を有する化合物の共重合割合は、１０〜４０重量％である。１０重量％未満では、後に反応させて得られる感光基が減り露光感度が低下するとともに基板への密着性も悪く、４０重量％を超えると現像されやすくなり解像性が悪くなる。
ビニル基１個とカルボキシル基を有する化合物の共重合割合は、１０〜３０重量％である。１０重量％未満では現像性が悪く、３０重量％を超えると現像されやすく解像性が悪くなる。
また、ビニル基１個を有する化合物の共重合割合は３０〜７５重量％である。３０重量％未満では露光感度が低下し、７５重量％を超えると現像されにくくなりパターンの解像性が得られない。
【００２４】
このビニル系共重合化合物１００モル％に対し、イソシアネート基１個と少なくとも１個以上のビニル基を有する化合物を５〜２５モル％で、好ましくは１０〜２０モル％の割合で反応させて感光性樹脂が得られる。
この際、イソシアネート基１個と少なくとも１個以上のビニル基を有する化合物が５モル未満では露光感度が大きく低下し、アルカリ現像前後での膜厚変化が大きくなり耐熱性、耐溶剤性に劣る。一方、２５モル％を超えると露光時にハレーション効果が現れ、解像性が悪くなるとともに溶媒乾燥時に焼付きが起こる。
【００２５】
感光性樹脂の酸価は、アルカリ現像液による現像性をより良好とするために５０〜１５０に調整することが好ましい。酸価が５０未満では現像時間が長く、現像されずに地汚れの原因となる。また酸価が１５０を超えると現像時間が短すぎて作業マージンが得られず、現像後のパターン形状の細りや断面形状が逆台形となるなどの問題が生じる。
【００２６】
感光性樹脂としてはこの他、特に上記の化学式（１）および／または（２）で表される単位構造を主とするものが好ましい。
上記化学式（１）および（２）においては、好ましくはＲ1 、Ｒ2 が水素原子またはメチル基であり、Ｒ3 が水素原子である。
また、上記化学式（１）および（２）で表される単位構造には、Ｘを含むビスフェノール成分単位が含有される。このようなビスフェノール成分の具体例としては以下に示すものが挙げられる。
Ｘとして−ＣＯ−を含むビスフェノール成分の具体例としては、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ケトン、ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）ケトン、 ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）ケトン等、Ｘとして−ＳＯ2 −を含むものとしては、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン、ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）スルホン、ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）スルホン等、Ｘとして−Ｃ（ＣＦ3）2−を含むものとしては、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）ヘキサフルオロプロパン、ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）ヘキサフルオロプロパン等、Ｘとして−Ｓｉ（ＣＦ3）2−を含むものとしては、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジメチルシラン、ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）ジメチルシラン、ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）ジメチルシラン等、Ｘとして−ＣＨ2 −を含むものとしては、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）メタン、ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）メタン等、Ｘとして−Ｃ（ＣＨ3 ）2 −を含むものとしては、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−クロロフェニル）プロパン等から、またＸとして−Ｏ−を含むものとしてはビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）エーテル、ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）エーテル等が挙げられる。
【００２７】
また式中Ｘとして、上記の化学式（３）を含むものも好ましく使用され、このようなビスフェノール成分の具体例として、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−クロロフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−フルオロフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジブロモフェニル）フルオレン等が挙げられる。
Ｘ不存在のものとしては、４，４’−ビフェノール、３，３’−ビフェノール等が挙げられる。
【００２８】
また化学式（１）および（２）中のＹおよびＺは、Ｙは酸無水物の残基を示し、Ｚは酸二無水物の残基を示す。
かかる残基Ｙを導入し得る酸無水物としては、例えば無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水メチルエンドメチレンテトラヒドロフタル酸、無水クロレンド酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸等が挙げられる。また、残基Ｚを導入し得る酸二無水物としては、例えば、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物等の芳香族多価カルボン酸無水物が挙げられる。
上記化学式（１）および（２）で示される単位構造を有する成分は上述したもののみに限定されるものでなく、またこれら１種のみを単独で使用しても、２種以上を混合して使用してもよい。
【００２９】
本発明における着色組成物に含まれる絶縁性物質としてはシリカ、アルミナ、ジルコニアから選ばれる少なくとも一種が含まれることが好ましい。
これらの絶縁性物質の原料としては特に制限はないが、シリカゾル、ケイ酸ナトリウム水溶液、アルミナゾル、ジルコニアゾルのような液体物質や、アモルファスシリカ等の無機微粒子が好ましい。これらの絶縁性物質を添加することによって、着色組成物の絶縁性が優れるとともに、表面硬度の向上、機械的強度の向上、熱的特性の向上、分散性の向上、耐光性向上等も達成できる。
絶縁性物質は着色組成物中において、色剤１００重量部に対して１〜３５重量部含有されると、得られる着色組成物が高い絶縁性を有するため好ましい。１重量部未満では体積抵抗値に対する明らかな添加効果が見られず、３５重量部を超えると遮光性の低下が見られたり、透明基板との接着不良、耐衝撃性等の問題を生じる場合がある。好ましくは１〜３５重量部で、より好ましくは１〜１０重量部である。特に色剤がチタンブラックである場合、１〜２０重量部さらに好ましくは１〜１０重量部の量を被覆することによって、高い絶縁性を得ることができる。そのように少ない量の被覆であるため、高い遮光性が得られる。これらの絶縁性物質は、着色組成物に含有されることによって着色組成物の絶縁性を高めることができるが、着色組成物中の色剤をあらかじめ絶縁性物質で被覆することによって、得られる着色組成物はより高い絶縁性を発現できる。
【００３０】
絶縁性物質で着色組成物中の色剤を被覆する方法としては、色剤と絶縁性物質を混合する方法の他、公知の技術を用いて実施できるが、絶縁性物質の原料としてケイ酸ナトリウムを使用して、シリカ被覆を形成する場合について述べる。
まず第一工程として色剤を、水にビーズミルを用いて１時間半分散し、水性スラリーを得る。次に第二工程として、色剤の水性スラリーにケイ酸ナトリウム溶液を加える。第三工程として上記溶液をホモジナイザーを用いて良く撹拌し、色剤を粉砕する。第四工程では上記溶液を加熱する。第五工程ではケイ酸ナトリウム溶液と硫酸を加えてホモジナイザーを用いて良く撹拌する。これによりシリカ被覆が出来上がる。最終工程で色剤を濾過して取り出し、乾燥させることによって、シリカが被覆された色剤が得られる。
着色組成物は、絶縁性物質で被覆された色剤を得て、ついでこの色剤に樹脂を配合することによって得られる。
【００３１】
本発明の着色組成物の好ましい態様としては、絶縁性物質により表面処理された色剤と分散剤、（メタ）アクリル系樹脂が、溶媒で均一に分散されたペーストに、光重合モノマーと光重合開始剤、もしくは架橋剤と光酸発生剤、もしくは光重合モノマーとジアゾ系、アジド系化合物を添加して得られる感光性の着色組成物が挙げられる。また、この着色組成物は１０7 Ωｃｍ以上の体積抵抗率を持つことが好ましい。
分散剤としては、非イオン性界面活性剤（例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル）、イオン性界面活性剤（例えばアルキルベンゼンスルフォン酸ナトリウム、ポリ脂肪酸塩、脂肪酸塩アルキルリン酸塩、テトラアルキルアンモニウム塩）、有機顔料誘導体、ポリエステル等があげられる。これらは１種類を単独で使用しても、２種類以上を混合して使用しても良い。
光重合モノマーとしては、単官能モノマーとして、ノニルフェニルカルビトールアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−エチルヘキシルカルビトールアセテート、２官能モノマーとしてトリプロピレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、３官能モノマーとしてはトリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアネート、多官能モノマーとして、トリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタおよびヘキサアクリレート等が挙げられる。
【００３２】
光重合開始剤としてはトリアジン系化合物、イミダゾール化合物、ベンゾフェノン化合物等が挙げられる。トリアジン系化合物としては、ピペロニル−ｓ−トリアジン、２，４，６−トリス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシスチリル）−４、６−ビス（トリクロロメリル）−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−クロロフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４’−メトキシ−１’−ナフチル）−４，６−ビス（トリクロロメチール）−ｓ−トリアジン等が挙げられる。イミダゾール系化合物としては、２−（２，３−ジクロロフェニル）−４，５−ジフェニルーイミダゾールエル二量体、２−（２，３−ジクロロフェニル）−４，５−ビス（３−メトキシフェニル）−イミダゾール二量体、２−（２，３−ジクロロフェニル）−４，５−ビス（４−メトキシフェニル）−イミダゾール二量体、２−（２，３−ジクロロフェニル）−４，５−ビス（４−ジクロロフェニル）−イミダゾール二量体、２−（２，３−ジクロロフェニル）−４，５−ジ（２−フリル）−イミダゾール、２，２’−ビス（２−クロロフェニル）−４，５，４’、５’−テトラフェニル−１−２’ビイミダゾール等が挙げられる。またベンゾフェノン系化合物としてはベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、アクリル化ベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジルフェニルサルファイド、３，３’−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、４，４’−ジメチルアミノベンゾフェノン、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル等が挙げられる。
【００３３】
光酸発生剤としてはトリアジン系化合物、オニウム塩系化合物がある。トリアジン系化合物としては上記に記載の通りである。オニウム塩系化合物としてはジフェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホロネーート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロアセテート、ジフェニルヨードニウム−ｐ−トルエンスルホナート、４−メトキシフェニル−フェニルヨードニウムテトラフルオロボレート、４−メトキシフェニル−フェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネートなどが挙げられる。
架橋剤としては、Ｎ−メチロール構造を有するものが用いられ、例えばメチロール化尿素、尿素樹脂、メチロール化メラミン、ブチロール化メラミン、メチロール化グアナミン、あるいはこれらの化合物のアルキルエーテルを用いることができ、熱安定性が高いという点からアルキルエーテル化合物がより好ましい。このアルキルエーテルのアルキル基としては炭素数１〜５のアルキル基が好ましい。特に、このアルキルエーテル化合物としては感度の点からヘキサメチロールメラミンのアルキルエーテル化合物がより好ましい。上記架橋剤は、露光後発生した酸素存在下の加熱により、上記樹脂と架橋反応を起こしパターン形成する。
【００３４】
ジアゾ系化合物としては、ｐ−ジアゾジフェニルアミンのホルムアルデヒド縮合物とヘキサフルオロリン酸塩、テトラフルオロホウ酸塩、過塩素酸塩、ｐ−トルエンスルホン酸、もしくは２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン−５−スルホン酸との反応により得られたジアゾニウム塩がある。
アジド系化合物としては４，４’−ジアジドスチルベン、４，４’−ジアジドベンゾフェノン、４，４’−ジアジドカルコン、４，４’−ジアジドジフェニルメタン、ｐ−フェニレンｂｉｓ−アジドがある。
溶媒としては、トルエン、キシレン等のベンゼン系溶媒、メチルセルソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセルソルブ等のセルソルブ類、メチルセルソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセルソルブアセテート等のセルソルブ酢酸エステル類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル酢酸エステル類、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のジエチレングリコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒などが用いられる。これらは、分散安定性等から適宜選択され、１種類を単独で使用しても、２種類以上を混合して使用してもよい。
【００３５】
次に本発明における各成分の好ましい配合割合について説明する。
着色組成物の固形分、すなわち溶媒を除く成分の割合は５〜４５重量％であり、好ましくは１０〜３５重量％、更に好ましくは２０〜３０重量％である。５重量％未満または４５重量％を超える場合、この着色組成物をスピンコート、ロールコート等の塗布装置で基板に塗布した際に、所望の膜厚を得ることが困難となり、また塗布性も低下する。被覆された色剤の割合は、樹脂１００重量部に対し１０〜２５０重量部であり、好ましくは２０〜１５０重量部である。１０重量部未満ではこの着色組成物を用いてブラックマトリクスを形成したときの遮光性が低下する。そのため厚い膜厚が要求され、その結果、液晶配向膜形成の際に支障を来たし、液晶表示性能が損なわれる恐れがある。２５０重量部を超えると、均一に分散することが困難となり、ブラックマトリクスを形成しても密着性などの機械的強度が低下する恐れがある。分散剤の割合は、色剤１００重量部に対し１重量部以上が好ましい。１重量部未満では均一な分散をすることが困難で、安定性に欠けたものになる。光重合性モノマーの添加量は樹脂１００重量部に対して２０〜１５０重量部程度である。光重合開始剤の添加量は光重合性モノマー１００重量部に対して５〜１５０重量部、好ましくは８０〜１３０重量部であり、光重合開始剤は１種単独または２種以上を添加して用いる。
【００３６】
本発明の着色組成物は上述の各成分を常法で混合して製造することができる。例えば、（メタ）アクリル系樹脂を溶媒で希釈し、その希釈液に、絶縁性物質により表面処理された色剤と分散剤を添加し、ビーズミル分散機等で均一に分散させ、さらにその分散液に必要に応じて、光重合モノマーと光重合開始剤、もしくは架橋剤と光酸発生剤、もしくは光重合モノマーとジアゾ系、アジド系化合物を添加し、均一に混合することにより得られる。
【００３７】
このような着色組成物は高い絶縁性を有するため、この着色組成物で形成されたブラックマトリクスを有するカラーフィルタは、液晶駆動電極と導通することがない。また、この着色組成物は、耐光性、遮光性、分散安定性にも優れる。したがって、このような着色組成物を使用したブラックマトリクスを有するカラーフィルタを使用することによって、高い表示品質を有し、誤動作等の不具合のが抑制された優れた液晶表示装置を提供できる。このような液晶表示装置としては、例えば、図２に示す形態の液晶表示装置が挙げられる。
【００３８】
また、このような着色組成物を使用して形成されたブラックマトリクスを、電極基板のスイッチング素子上に設けてもよい。
本発明の液晶表示装置の一形態を図１を使用して説明する。
液晶表示装置１０は、透明基板１１ａ上にスイッチング素子１１ｃおよび画素電極１１ｂを備えてなる電極基板１１を有し、前記スイッチング素子１１ｃ上に、着色組成物からなるブラックマトリクス１２が設けられている。また、この液晶駆動用の電極基板１１に対向して共通電極用電極板２１が配置されており、この共通電極用電極板２１は、透明基板２１ａと、この透明基板２１ａ上に設けられたカラーフィルタ２１ｂと透明共通電極２１ｃからなる。そして、電極基板１１と共通電極用電極板２１の間には液晶物質３３が封入されている。ここでスイッチング素子１１ｃとしては、ＴＦＴ（Thin Film transister）素子、ＭＩＭ（Metal Insulater Metal）素子、バリスタ素子等を例示できる。
【００３９】
このようにスイッチング素子１１ｃ上にブラックマトリクス１２が設けられることによって、スイッチング素子１１ｃとブラックマトリクス１２との間の相対的な位置精度誤差を小さくできる。すなわち、スイッチング素子とブラックマトリクスとを別々の電極基板に設け、これらを組み立て、一体化して得られる従来の液晶表示装置よりも、ブラックマトリクス１２の大きさを小さくすることができるとともに、スイッチング素子１１ｃとブラックマトリクス１２を確実に対応させて、入射した光線を遮断することができる。
したがって、このような着色組成物を使用して形成されたブラックマトリクス１２を、スイッチング素子１１ｃ上に備えた電極基板１１を使用した液晶表示装置１０は開口率が向上し、より高い表示品質を有するものとなる。
【００４０】
【実施例】
以下、本発明を実施例を示して具体的に説明する。なお実施例中、「部」は重量部を示す。
（製造例１）
メタクリル酸２０部、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１５部、メチルメタクリレート１０部、ブチルメタクリレート５５部をエチルセルソルブ３００部に溶解し、窒素雰囲気下でアゾビスニトリル０．７５部を加えて、７０℃、５時間反応させアクリル樹脂を得た。この樹脂の濃度が２０重量％になるようにエチルセルソルブで希釈し、エチルセルソルブ希釈液を得た。これを希釈液▲１▼とする。
【００４１】
（製造例２）
１Ｌの４つ口フラスコに、ジエチレングリコールジメチルエーテル１７５．０部、２−ヒドロキシメタクリレート４３．８部、メタクリル酸２６．３部、メタクリル酸エチル１０５．１部を仕込み９０℃に加熱した。ついで、このフラスコ中に、ジエチレングリコールジメチルエーテル１４５．０部、２−ヒドロキシメタクリレート４３．８部、メタクリル酸２６．３部、メタクリル酸エチル１０５．１部とナイパーＢＭＴ（日本油脂社製、過酸化ベンゾイル）２．９２部を事前に混合溶解したものを３時間で滴下し、９０℃にて３時間反応させた。さらに、ナイパーＢＭＴ１．７５部をジエチレングリコールジメチルエーテル１０部で溶解させたものを添加し、１時間反応を続けた。次いでフラスコ内温を８０℃とし、ＩＰＤＩアダクト３４．３部、オクチル酸錫０．０２部をジエチレングリコールジメチルエーテル２０部で溶解させたものを約１０分で滴下し、滴下後２時間反応させ感光性樹脂を得た。反応生成物の酸価は約９０であった。この樹脂の濃度が２０重量％になるようにエチルセルソルブで希釈し、エチルセルソルブ希釈液を得た。これを希釈液▲２▼とする。
【００４２】
（製造例３）
ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂７６．１部、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド０．００１５部、２，６−ジ−イソブチルフェノール０．０００３３部、アクリル酸２３．７部とを温度９０〜１００℃で加熱しながら、撹拌反応させ徐々に１２０℃まで昇温し、８時間反応させて感光性樹脂を得た。この樹脂の濃度が２０重量％になるようにエチルセルソルブで希釈し、エチルセルソルブ希釈液を得た。これを希釈液▲３▼とする。
【００４３】
（製造例４）
イソホロンジンイソシアネート２００部を窒素雰囲気下で４０℃に加熱後、２−ヒドロキシエチルメタクリレート１００部、ハイドロキノン０．１３部を３時間かけて反応させて液状のイソシアネート基１個とビニル基１個を有する樹脂Ａを得た。次にアクリル樹脂（２−ヒドロキシエチルメタクリレート２５部、メタクリル酸１０部、メチルメタクリレート２５部を重合して得られたアクリル樹脂）６５部および樹脂Ａ３５部をエチルセルソルブ３００部に溶解し、９０℃、３時間反応させて感光性樹脂（アクリル樹脂）を得た。この樹脂の濃度が２０重量％になるようにエチルセルソルブで希釈し、エチルセルソルブ希釈液を得た。これを希釈液▲４▼とする。
【００４４】
（製造例５）
ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂２００ｇと、１，２，３，６−テトラヒドロ無水フタル酸１００ｇとエチルセルソルブ２ｋｇを加えて撹拌した後、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二水和物１５０ｇおよび臭化テトラエチルアンモニウム１ｇを１１０℃で２時間反応させ、感光性樹脂を得た。この樹脂の濃度が２０重量％になるようにエチルセルソルブで希釈し、エチルセルソルブ希釈液を得た。これを希釈液▲５▼とする。
【００４５】
（製造例６）
黒色色剤としてチタンブラック１３Ｒ（商品名：三菱マテリアル製）３０ｇを水１００ｇにビーズミルを用いて分散し、水性スラリーを得た。次に、この水性スラリーにケイ酸ナトリウム２％溶液２００ｇを加え、ホモジナイザーを用いて撹拌した。次いで硫酸を添加して中和し、被覆反応処理を行った。被覆処理された色剤を取り出すために、硫酸アルミニウム溶液を添加して撹拌後、１日放置して被覆処理された色剤を沈殿させた。この被覆処理された色剤を濾過し、純水で水洗後、乾燥し、シリカで被覆された被覆黒色色剤を得た。この被覆黒色色剤を蛍光Ｘ線分析で定量分析した。その結果、シリカはチタンブラック１００に対して、重量比で２．１１であった。この色剤を被覆色剤▲１▼とする。
【００４６】
（製造例７）
ケイ酸ナトリウム溶液の濃度を５％とした以外は製造例６と同様にして、シリカで被覆された被覆黒色色剤を得た。この被覆黒色色剤を製造例６と同様にして定量分析した結果、シリカはチタンブラック１００に対して、重量比で４．６２であった。この色剤を被覆色剤▲２▼とする。
【００４７】
（製造例８）
ケイ酸ナトリウム溶液の濃度を１０％とした以外は製造例６と同様にして、シリカで被覆された被覆黒色色剤を得た。この被覆黒色色剤を製造例６と同様にして定量分析した結果、シリカはチタンブラック１００に対して、重量比で９．８３であった。この色剤を被覆色剤▲３▼とする。
【００４８】
（製造例９）
ケイ酸ナトリウム溶液の濃度を２０％とした以外は製造例６と同様にして、シリカで被覆された被覆黒色色剤を得た。この被覆黒色色剤を製造例６と同様にして定量分析した結果、シリカはチタンブラック１００に対して、重量比で１９．４であった。この色剤を被覆色剤▲４▼とする。
【００４９】
（製造例１０）
ケイ酸ナトリウム溶液の濃度を３５％とした以外は製造例６と同様にして、シリカで被覆された被覆黒色色剤を得た。この被覆黒色色剤を製造例６と同様にして定量分析した結果、シリカはチタンブラック１００に対して、重量比で３３．４であった。この色剤を被覆色剤▲５▼とする。
【００５０】
（製造例１１）
黒色色剤としてカーボンブラックＭＡ２２０（商品名：三菱化学製）３０ｇを使用し、ケイ酸ナトリウム溶液の濃度を１０％ととした以外は製造例６と同様にしてシリカで被覆された被覆黒色色剤を得た。この被覆黒色色剤を製造例６と同様にして定量分析した結果、シリカはカーボンブラック１００に対して、重量比で９．８８であった。この色剤を被覆色剤▲６▼とする。
【００５１】
（実施例１）
上記製造例１で得られた希釈液▲１▼３０ｇに、上記製造例６で得られた被覆色剤▲１▼３８ｇと、分散剤のソルパース２００００（商品名：ゼネカ製）２ｇとエチルセルソルブ３０ｇを混合し、ビーズミル分散機で冷却しながら１．５時間分散した。
こうして得られた着色樹脂１００ｇに対し、さらに上記希釈液▲１▼５０ｇと、光重合性モノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート４．０ｇと、光重合開始剤としてピペロニル−ｓ−トリアジン５ｇと、溶媒としてエチルセルソルブ１００ｇを加え、良く攪拌して、ブラックマトリクス形成用着色組成物を作製した。
このブラックマトリクス形成用着色組成物を、両面がＣｒ蒸着された基板の片面に８００ｒｐｍでスピンコートし、１．１μｍの膜厚を得た。塗膜の乾燥後端面をアセトンで拭き取り、更に２３０℃、３０分の焼成後、両面のＣｒを銀ペーストで短絡し、体積抵抗値測定用基板とした。この基板をＪＩＳ規格（Ｃ２１０３−１９９１）の体積抵抗率試験に準じた方法で抵抗を測定したところ１０12Ωｃｍであった。また、透明ガラス基板上に厚さ１．０μｍの塗膜を形成し、光学濃度を測定したところ３．２を示した。ここで透明ガラス基板としてはコーニング社製「７０５９」を使用した。この結果を表１に示す。
また、上記と同様に透明ガラス基板上に膜厚１．２μｍの塗膜を形成し、７０℃、１５分プリベークを行った後、画素部が遮光されたマスクを介して精度良くアライメントを行い、露光（１５０ｍＪ／ｃｍ2 ）し、２．５％の炭酸ナトリウム水溶液で現像後よく水洗した。水洗乾燥後、２３０℃、３０分焼成を行いブラックマトリクスパターンを得た。フォトリソ法のため、解像性がよくブラックマトリクスは線幅６μｍ以下で形成することが可能となった。
また、形成された塗膜に少なくとも１００個の碁盤目を作るようにクロスカットを入れて、次いでセロテープを用いてピーリング試験を行い、碁盤目の剥離状態を顕微鏡により評価した結果、全く剥離が確認されず、密着性の良好な高絶縁ブラックマトリクスを得た。
一方、２−エチルヘキシルアクリレート４０ｇ、メチルメタクリレート４０ｇ、メタクリル酸、シクロヘキサノン３００ｇ、アゾビスイソブチロニトリル０．５ｇを窒素気流中で撹拌しながら８０℃で５時間加熱反応させ、粘稠な液体を得た。この液体１００ｇに対して、青色色剤（ＢＡＳＦ社製、フタロシアニンブルー）２５ｇ、分散剤（ゼネカ（株）製、ソルスパース２４０００）５ｇ、シクロヘキサノン１００ｇ、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート２０ｇ、ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン３ｇ、ビイミダゾール誘導体（保土ヶ谷化学（株）製、Ｂ−ＣＩＭ）５ｇを加え、青色感光性樹脂組成物を得た。
また、青色色剤のフタロシアニンブルーに代えて、赤色色剤（チバガイギー（株）製、アントラキノンレッド）を用いて赤色感光性樹脂組成物を得、さらに、緑色色剤（ヘキスト社製、フタロシアニングリーン）を用いて緑色感光性樹脂組成物を得た。
次に、上記で得られたブラックマトリクスパターン上に、青色感光性樹脂組成物をスピンコータを用いて乾燥膜厚１．５μｍになるように全面に塗布し、８０℃でベークし、ニコン社製アライナーにより超高圧水銀灯で露光量１００ｍＪ／ｃｍ2 になるようにパターン露光した。露光後、０．５重量％水酸化ナトリウム水溶液により現像して青色パターンを形成し、さらに同様にして赤色感光性樹脂組成物を全面に塗布し、同様にしてパターン露光して赤色パターンを形成し、赤、青、緑の着色パターンを形成した。
【００５２】
（実施例２〜３７）
被覆色剤および希釈液として、表１に示す組み合わせでそれぞれ使用した以外は実施例１と同様にして着色樹脂を得た。
こうして得られた着色樹脂１００ｇに対し、それぞれ表１に示す希釈液をさらに５０ｇと、表１に示す光重合性モノマー、光重合開始剤、光酸発生剤、架橋剤、アジド系化合物、溶媒を添加し、よく撹拌して、ブラックマトリクス形成用着色組成物を作製した。
なお光重合性モノマーとしてはトリメチロールプロパントリアクリレートを、光重合開始剤としてはピペロニル−ｓ−トリアジンを、光酸発生剤としては４−メトキシフェニル−フェニルヨードニウムヘキサフルオロホスホネートを、架橋剤としてはメチロール化グアナミンを、アジド系化合物としては４，４’−ジアジドスチルベンを、溶媒としてはエチルセルソルブを用いた。得られたブラックマトリクス形成用着色組成物を用いた以外は実施例１と同様にして、体積抵抗値と光学濃度を測定した。結果を表１に示す。
さらに、実施例１と同様にしてブラックマトリクスパターンを得た。いずれもフォトリソ法のため、解像性がよくブラックマトリクスは線幅６μｍ以下で形成することが可能となった。ただし、露光条件を、実施例３４は２５０ｍＪ／ｃｍ2、実施例３７は１８０ｍＪ／ｃｍ2とした。また、実施例１と同様にしてピーリング試験を行った結果、いずれも全く剥離が確認されず、密着性の良好な高絶縁ブラックマトリクスが得られた。そして、実施例１と同様にしてブラックマトリクスパターン上に、赤、青、緑の着色パターンを形成した。
【００５３】
【表１】
0004465752.tif 000009
【００５４】
（比較例１）
製造例１で得られた希釈液▲１▼３０ｇとカーボンブラックＭＡ２２０（商品名：三菱化学製）３７．８ｇ、アモルファスシリカ（商品名：日本触媒製）０．２ｇ、分散剤  ソルスパース２０００００（商品名：ゼネカ製）２ｇ、エチルセルソルブ３０ｇを添加してビーズミル分散機で冷却しながら１．５時間分散した。
こうして得られた着色樹脂１００ｇを使用した以外は、実施例１と同様にしてブラックマトリクス形成用着色組成物を作製し、得られたブラックマトリクス形成用着色組成物を用いて、体積抵抗値と光学濃度を測定した。体積抵抗値は１０4 Ωｃｍ、光学濃度は２．９であった。
さらに、露光条件を１０００ｍＪ／ｃｍ2 とした以外は実施例１と同様にしてブラックマトリクスパターンを得たが、解像性、表面平滑性が悪く、また着色組成物自体の分散性も悪かった。
【００５５】
（比較例２）
製造例１で得られた希釈液▲１▼３０ｇとチタンブラック１３Ｒ（商品名：三菱マテリアル製）３８ｇ、分散剤  ソルスパース２０００００（商品名：ゼネカ製）２ｇ、エチルセルソルブ３０ｇを添加してビーズミル分散機で冷却しながら１．５時間分散した。
こうして得られた着色樹脂１００ｇを使用した以外は、実施例１と同様にしてブラックマトリクス形成用着色組成物を作製し、得られたブラックマトリクス形成用着色組成物を用いて、体積抵抗値を測定した。体積抵抗値は１０4 Ωｃｍ、であり、電圧依存性が発生した。
さらに、露光条件を２００ｍＪ／ｃｍ2 とした以外は実施例１と同様にしてブラックマトリクスパターンを得たが、解像性が１５μｍと悪く、さらに表面平滑性、パターン形状も悪かった。
【００５６】
（比較例３）
製造例１で得られた希釈液▲１▼３０ｇとチタンブラック１３Ｒ（商品名：三菱マテリアル製）２８ｇ、紫色色剤リオノゲンバイオレットＲＬ（商品名：東洋インキ製）５ｇ、青色色剤ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ（商品名：ＢＡＳＦ社製）５ｇ、分散剤  ソルスパース２００００（商品名：ゼネカ製）２ｇ、エチルセルソルブ３０ｇを添加してビーズミル分散機で冷却しながら１．５時間分散した。こうして得られた着色樹脂１００ｇを使用した以外は、実施例１と同様にしてブラックマトリクス形成用着色組成物を作製し、得られたブラックマトリクス形成用着色組成物を用いて、体積抵抗値と光学濃度を測定した。体積抵抗値は１０9 Ωｃｍ以上であったが、光学濃度は２．３であった。
さらに、露光条件を１００ｍＪ／ｃｍ2 とした以外は実施例１と同様にしてブラックマトリクスパターンを得たが、解像性、表面平滑性が悪く、また着色組成物自体の分散性も悪かった。
【００５７】
（比較例４）
製造例１で得られた希釈液▲１▼３０ｇとチタンブラック１３Ｒ（商品名：三菱マテリアル製）２０ｇ、分散剤  ソルスパース２００００（商品名：ゼネカ製）２ｇ、エチルセルソルブ４８ｇを添加してビーズミル分散機で冷却しながら１．５時間分散した。
こうして得られた着色樹脂１００ｇを使用した以外は、実施例１と同様にしてブラックマトリクス形成用着色組成物を作製し、得られたブラックマトリクス形成用着色組成物を用いて、体積抵抗値と光学濃度を測定した。体積抵抗値は１０6 Ωｃｍであったが、光学濃度は２．３であった。
さらに、露光条件を３００ｍＪ／ｃｍ2 とした以外は実施例１と同様にしてブラックマトリクスパターンを得たが、解像性、表面平滑性が悪く、また着色組成物自体の分散性も悪かった。
また、形成された塗膜に少なくとも１００個の碁盤目を作るようにクロスカットを入れて、次いでセロテープを用いてピーリング試験を行い、碁盤目の剥離状態を顕微鏡により評価した結果、２０個程度剥離が確認された。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の着色組成物は、高い絶縁性を有するとともに耐光性、遮光性、分散安定性および膜強度に優れている。そのため、本発明の着色組成物はブラックマトリクスの形成に最適であり、このブラックマトリクスを用いることによって、高品質の液晶表示装置が得られる。
また、透明基板上にスイッチング素子および画素電極を備えてなる電極基板において、前記スイッチング素子上に、本発明の着色組成物からなるブラックマトリクスを設けることによって、ブラックマトリクスとスイッチング素子との間の相対的な位置精度を小さくし、表示画面の開口率が大きな電極基板および液晶表示装置を簡便に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  液晶表示装置の一例の要部を示す断面図である。
【図２】  液晶表示装置の一例の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…液晶表示装置、１１…電極基板、１１ａ…透明基板、１１ｂ…画素電極、１１ｃ…スイッチング素子、１２…ブラックマトリクス、２１ｂ…カラーフィルタ
【図１】
0004465752.tif 000010
【図２】
0004465752.tif 000011