(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂ブラックマトリックスのガラス基板に対する密着強度が１０ＭＰａ以上であって該樹脂ブラックマトリックスのガラス転移温度が３００℃以下であり、樹脂ブラックマトリックスが、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させて得られるポリイミド系高分子を含むことを特徴とする液晶表示装置用基板。
【請求項２】
前記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が、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、ビス[２−（３−アミノプロポキシ）エチル]エーテル、ジエチレングリコール−ビス（３−アミノプロピル）エーテル、１，４−ビス（３−アミノプロポキシ）ブタンの少なくとも１種と酸成分とを反応させて得られるポリアミック酸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。
【請求項３】
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１〜２に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項４】
樹脂ブラックマトリックスの厚みが０．３μｍから２μｍの範囲にあ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。
【請求項５】
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１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置用基板。
【請求項６】
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５に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項７】
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６に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項８】
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６〜７のいずれかに記載の液晶表示装置用基板。
【請求項９】
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１〜８のいずれかに記載の液晶表示装置用基板。
【請求項１０】
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９に記載の液晶表示装置用基板。
【請求項１１】
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１〜１０のいずれかに記載の液晶表示装置用基板。
【請求項１２】
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１〜１１のいずれかに記載の液晶表示装置用基板。
【請求項１３】
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１〜１２のいずれかに記載の液晶表示装置用基板。
【請求項１４】
請求項１〜１３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。
【請求項１５】
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１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
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１４〜１５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
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１６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、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。
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以上であって該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。
【００１３】
樹脂ブラックマトリックスのガラス基板に対する密着強度が１０ＭＰａ以上であって該樹脂ブラックマトリックスのガラス転移温度が３００℃以下であり、樹脂ブラックマトリックス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させて得られるポリイミド系高分子を含む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１５ＭＰａ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８ＭＰａ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、”STRUCT BOND”XN-21-S-B（三井東圧化学製）の場合には、９０℃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１８×１０mm、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１０ＭＰａ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２５０℃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】
0004253892.tif 000002
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１０ＭＰａ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１００ｎｍ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１０〜８０℃／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、２４、８３、８６、９３、９４、１０９、１１０、１１７、１２５、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、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、３１、３６、３８、４０、４２、４３、５１、５５、５９、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、１９２、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（１５：３、１５：４、１５：６など）、２１，２２、６０、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１０００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、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。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、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、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 BOND”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、１．３〜１．７mm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×１０μｍ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 BOND”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（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。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、２５ＭＰａ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）−２，４，８，１０−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ＩＴＯ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】
参考例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]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]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、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。
【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、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。
【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、７０００ｒｐｍで１時間分散後、ガラスビーズを瀘過により除去し、それぞれ全量混合後、黒色ペーストを調製した。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）“ Microposit" 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
【図１】
0004253892.tif 000003
【図２】
0004253892.tif 000004