JP3048126B2 - ブラックマトリックス用組成物、ブラックマトリックスの形成方法及びブラックマトリックスを付した液晶系ディスプレイ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョン、テ
レビジョン電話等の家庭用及び事務用受像機器、ビデオ
カメラ、パーソナルコンピューター、ワードプロセッサ
ー等の事務用機器、ファクトリーオートメーション機
器、店舗用自動制御機器、計測機器等のディスプレイに
使用される液晶ディスプレイの表示パネルに遮光性のブ
ラックマトリックスを形成するための黒色顔料含有組成
物、ブラックマトリックスの形成方法及び該ブラックマ
トリックスを付した液晶系ディスプレイに関する。

【０００２】更に詳しくは、本発明は、液晶ディスプレ
イ、プラズマアドレス液晶、液晶プロジェクター等の液
晶系ディスプレイのフイルター基板或いは表示パネルの
基板に、ブラックマトリックスを形成させるための黒色
顔料含有組成物において、上記黒色顔料として、優れた
着色力及び遮光性等の特性及び耐紫外線性、耐電子線
性、耐光性、耐熱性等の優れた堅牢性を有する複合酸化
物黒色顔料を用いたブラックマトリックス用組成物、そ
れを使用したブラックマトリックスの形成方法及びブラ
ックマトリックスを付した物品に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、液晶カラーディスプレイ等の場合
は、カラーフイルター用のガラス基板上に、光源光から
の透過光を分光するための赤色（以下Ｒと称す）、緑色
（以下Ｇと称す）及び青色（以下Ｂと称す）の３原色か
らなるモザイク状又はストライプ状等の画素パターンが
形成され、バックライト（光源）である蛍光ランプから
の白色光が、上記カラーフイルターを透過し、Ｒ、Ｇ及
びＢの光に分光され、これらのＲ、Ｇ及びＢの分光光に
より画像がフルカラー表示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記のように３原色の画素を有するカラーフイルターを用
いる方法では、カラーフイルターの隣り合った画素から
の色光が互いに重なり合ってＲ、Ｇ及びＢの色光が混色
することが避けられず、画素による色光の分離性が劣
り、Ｒ、Ｇ及びＢのみからなるカラーフイルターを用い
るのみでは、表示パネルとしての画像の明確さや鮮明性
に欠けてしまう。そのために液晶カラーディスプレイ等
の場合は、カラーフイルターのガラス基板上のＲ、Ｇ及
びＢの画素の回りをブラックマトリックスで囲むことで
上記の問題点を解決する試みがなされている。

【０００５】ブラックマトリックスを形成する方法とし
ては、（１）クロム等の金属を蒸着する方法、（２）黒
色染料による染着方法、（３）カーボンブラックや黒色
に配合した染料等を含む印刷インキを用いる印刷方法、
（４）感光性黒色樹脂組成物を使用し、フォトリソグラ
フ法による方法等が提案されている。

【０００６】上記（１）の方法は、コスト高で工程が複
雑で生産性が向上しないことや、設備等が大型で高価に
なる欠点がある。上記（２）の方法は、黒色に染める良
い染料がなく、２色乃至３色の染料を混合して黒色に染
色する必要があり、そのためにブラックマトリックスに
色むらができたり、充分な濃度の黒色を有するブラック
マトリックスが得られず、又、ブラックマトリックスを
形成する基板を高温処理をする場合には、ブラックマト
リックスの耐熱性や耐光性等の物性に問題があり、実用
化されるには至っていない。上記（３）の方法の黒色顔
料を含有する印刷法及び感光性樹脂を使用するリソグラ
フ法は、黒色顔料としてカーボンブラックを使用した場
合には、ブラックマトリックス形成用組成物におけるカ
ーボンブラックの分散不良によるブラックマトリックス
の遮光性の低下、カーボンブラック特有の導電性の問題
や、カーボンブラックが高含有量の場合におけるブラッ
クマトリックス形成用組成物の光硬化が不充分になる等
の問題があった。

【０００７】又、黒色顔料である鉄黒は、マグネタイト
とも呼ばれる材料であって、該材料は磁性を有している
ため、鉄黒顔料粒子が、それらの有する磁性によって分
散媒体中で凝集する傾向があり、ブラックマトリックス
形成用組成物を製造する際に顔料の分散が困難で、且つ
顔料が分散してもすぐ凝集する傾向にあり、得られるブ
ラックマトリックス形成用組成物は経時的にも分散安定
性が劣り、該組成物の着色力も低く、空気酸化に対して
も顔料の安定性に劣り、形成されるブラックマトリック
スは黒度が徐々に低下して茶色味に変わるという欠点を
有している。

【０００８】従って、上記の如き従来使用されてきた染
料及び顔料は、優れた遮光性、分散性、堅牢性等が要求
されるブラックマトリックス形成用色素としては性能上
不十分であった。従って本発明は、従来のブラックマト
リックスの形成に伴う諸問題点を解決し、遮光性に優
れ、表示画像に明確さや鮮明性を与えるブラックマトリ
ックスを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、液晶ディ
スプレイの表示パネルにおける３原色の混色を防止する
ために、３原色の画素を囲むブラックマトリックスの形
成に使用する黒色顔料について種々検討した結果、特定
の無機顔料がブラックマトリックス用としての諸物性及
び諸性質に優れ、上記の従来技術の問題解決に有効であ
ることを見出して本発明を完成した。

【００１０】即ち、本発明は、黒色顔料と該顔料のバイ
ンダーとからなる液晶系ディスプレイのブラックマトリ
ックス形成用組成物において、上記の黒色顔料が二種以
上の金属酸化物からなり、スピネル型或いは逆スピネル
型の結晶構造を有する複合酸化物黒色顔料であり、上記
複合酸化物黒色顔料の表面が、酸化珪素系或いはガラス
質系無機材料、硬化重合体及び媒体に対して実質的に不
溶性である重合体からなる群から選ばれた少なくとも１
種の被覆材料で表面処理されていることを特徴とするブ
ラックマトリックス用組成物、該組成物を使用するブラ
ックマトリックスの形成方法及びブラックマトリックス
を付した液晶系ディスプレイである。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に好ましい発明の実施の形態を
挙げて本発明を更に詳しく説明する。本発明において
は、画像表示の方式として、液晶ディスプレイ、プラズ
マアドレス液晶、液晶プロジェクター等を液晶系ディス
プレイと称する。又、これらのディスプレイに使用され
るカラーフイルター基板、或いは表示パネル基板を単に
基板と称する。

【００１２】液晶カラーディスプレイの場合、ブラック
マトリックスの形成方法は、基板にカラーフイルターの
Ｒ、Ｇ及びＢの画素パターンと共に形成する方法と、画
素パターンの開口率を上げるために画素パターンとは別
に、例えば、ＴＦＴアレイ基板側にブラックマトリック
スを形成するオン・アレイの方法等がある。

【００１３】本発明のブラックマトリックス形成用組成
物は、後述する如く表面処理された複合酸化物黒色顔料
を感光性或いは非感光性樹脂ワニス中に混合及び分散さ
せたものであり、この組成物を用いて従来公知の方法に
準じて液晶ディスプレイのカラーフイルターを形成する
ことにより、所望のブラックマトリックスを形成するこ
とができる。

【００１４】本発明のブラックマトリックス用組成物に
使用される複合酸化物黒色顔料について説明する。本発
明において使用される複合酸化物黒色顔料は、２種類以
上の金属の酸化物からなる顔料であり、高温で焼成して
作られており、顔料として耐薬品性、耐熱性、耐光性、
耐水性、耐溶剤性等の諸性質に優れ、着色力、隠蔽力、
遮光性等にも優れた特性を有し、又、顔料の分散媒体で
ある感光性ワニス（有機質バインダー）中における分散
性も良好であり、得られる分散液の保存安定性にも優れ
ており、且つ該分散液を感光性樹脂中に配合しても、カ
ーボンブラック顔料を使用した場合に比べ、分散媒体で
あるワニスの光硬化性をほとんど阻害しないという特長
を有している。特に耐熱性については、他の黒色顔料に
比べて優れており、約８００℃まで安定に使用すること
ができる。

【００１５】カラーフイルター等の製造時には、フイル
ター基板上にＩＴＯ電極を蒸着により形成させたり、ワ
ニスや液晶配向膜の樹脂としてポリイミド前駆体のポリ
アミック酸を使用して、後処理でイミド化反応をする場
合等、高温熱処理を必要とする場合があるが、本発明に
おいて使用する複合酸化物黒色顔料は耐熱性に優れてお
り、上記の如き高温度下でも十分安定に使用することが
できる。

【００１６】本発明で使用する代表的な複合酸化物黒色
顔料としては、銅、クロム、鉄、マンガン、コバルト、
アルミニウム、ニッケル、亜鉛、アンチモン、チタン、
バリウム等からなる群から選ばれた二種以上の金属を主
金属成分とする複合金属酸化物顔料が挙げられ、それら
の顔料は、結晶構造としてはスピネル型或いは逆スピネ
ル型を有している。具体的な複合酸化物黒色顔料として
は、銅とクロムを主金属成分とした複合酸化物黒色顔
料、銅とマンガンを主金属成分とした複合酸化物黒色顔
料、銅と鉄とマンガンを主金属成分とした複合酸化物黒
色顔料、コバルトとクロムと鉄を主金属成分とした複合
酸化物黒色顔料、コバルトとクロムと鉄とマンガンを主
金属成分とする複合酸化物黒色顔料、コバルトとニッケ
ルとクロムと鉄を主金属成分とした複合酸化物黒色顔料
等が挙げられ、これらの顔料は単独或いは混合物として
使用することができる。本発明においては、これらの複
合酸化物黒色顔料は後述の材料で表面処理されたものを
使用する。

【００１７】本発明においてブラックマトリックスを形
成する顔料としては、Ｒ、Ｇ及びＢの画素から発光され
るそれぞれの可視光を充分に遮光できる複合酸化物顔料
であれば、黒色顔料に限られず、有彩色の複合酸化物顔
料であっても、単独で、或いは遮光性を有するように配
色した混合物として使用することができる。遮光性を有
するように有彩色顔料を配色する際には、これらの有彩
色顔料のみを混合してもよく、又、前記黒色顔料を有彩
色顔料に混合して使用することも好ましい。遮光性を有
するように有彩色顔料を配色して得られる色相として
は、可視光の吸収をより完全にするために黒色、暗灰色
ないし暗有彩色が望ましい。

【００１８】上記有彩色の複合酸化物顔料としては、例
えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２８（コバルト−アル
ミニウム系）、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー３６（コバル
ト−アルミニウム−クロム系）、Ｃ．Ｉ．ピグメントグ
リーン２６（コバルト−アルミニウム−クロム系）、
Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン５０（チタン−ニッケル−
コバルト−亜鉛系）、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン３３
（鉄−亜鉛−クロム系）、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン
３４（鉄−ニッケル−アルミニウム系）等の複合酸化物
顔料が挙げられる。これらの顔料も本発明においては
「複合酸化物黒色顔料」の表現に含まれるものとする。

【００１９】本発明で使用する複合酸化物黒色顔料は、
乾式合成法、湿式合成法及び湿式酸化法のいずれかの製
造方法によって得られる。以下これらの製造方法と、そ
の結果得られる顔料の特性について説明する。乾式合成
法は、顔料を構成する金属成分である金属酸化物等を必
要な配合比率で混合し、高温で焼結させる方法である。
例えば、顔料を構成する金属成分の酸化物、水酸化物又
は炭酸塩等を所望の比率で均一に混合し、約６００℃以
上の温度で焼成し、次いで焼結して大きくなった粗大粒
子を強力な粉砕機により粉砕して顔料化する。この方法
で得られる顔料の一次粒子は、平均粒子径が約０．３〜
０．７μｍであり、該顔料のＢＥＴ比表面積は５ｍ²／
ｇ程度である。又、湿式合成法は、顔料を構成する金属
成分のそれぞれの塩を、同一の水系媒体中に溶解し、こ
の溶液にアルカリ剤を添加して、それぞれの金属塩を酸
化物、水酸化物等の如く、熱処理により酸化物となる化
合物として同時に析出させ、この析出混合物を焼成し、
粉砕して顔料化する製造法である。この製造方法により
得られる顔料の一次粒子の平均粒子径は約０．１〜０．
４μｍであり、ＢＥＴ比表面積は約２５ｍ²／ｇ以下で
ある。

【００２０】又、湿式酸化法と呼称される新しい合成法
があり、この合成方法では、銅、クロム、鉄、マンガ
ン、コバルト、アルミニウム、ニッケル、亜鉛、アンチ
モン、チタン及びバリウム等から選ばれた２種以上の金
属塩を同一水性媒体中に溶解し、この溶液にアルカリ剤
を添加して混合金属塩を混合水酸化物等として析出さ
せ、該析出と同時に又は析出後に、液相中で析出してい
る金属水酸化物を液相中で酸化処理し、次いで焼成処
理、例えば、約４００℃〜６５０℃の温度で焼成処理を
行って顔料を得る方法である。この合成方法で得られた
顔料のＢＥＴ比表面積は約４０ｍ²／ｇ以上であり、そ
れらの顔料の一次粒子の平均粒子径としては約０．０１
〜０．１μｍである。

【００２１】上記の如き合成方法の種類によって、得ら
れる顔料の平均粒子径やＢＥＴ比表面積が異なってく
る。乾式法や湿式法による顔料のように粒子径の大きい
顔料の方が、有機質バインダーであるワニスに分散させ
て顔料分散液とするときに、該顔料分散液の顔料の含有
率を高くすることができ、又、ほぼ同じ顔料含有量では
顔料分散液の粘度を低くすることができる。又、一般に
従来の複合酸化物黒色顔料は無機顔料であることから、
その着色力は有機系顔料に比べて劣り、又、比重が高い
ことから、顔料分散液は長期の保存中に顔料の沈降が起
こり易かった。しかしながら、上記の湿式酸化法によっ
て得られる無機顔料は、著しく微粒子化されており、こ
の微粒子化された無機顔料は、着色力、黒度、分散安定
性及び沈降安定性が著しく向上しており、本発明の目的
に最も適している。

【００２２】上記湿式酸化法による複合酸化物黒色顔料
の製造方法の好ましい実施の形態を説明する。先ず、複
合酸化物黒色顔料を構成する各構成金属の塩としては、
硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、塩化物、酢酸塩等、従来の複
合酸化物顔料の製造時に使用されているものは全て使用
することができる。これらの各構成金属の塩を水に溶解
して混合塩の溶液を調製するが、構成金属の塩の水溶液
のトータルの濃度は、約５〜５０重量％程度が適当であ
る。上記混合塩の水溶液から、金属の水酸化物を析出さ
せるために使用するアルカリ剤としては、苛性ソーダ等
の苛性アルカリが良い。アルカリ剤によって金属の混合
水酸化物を析出させ、次いで該水酸化物を酸化処理する
が、該酸化処理に際しては金属水酸化物の濃度は低い方
が酸化効率が上がるので、得られる顔料の微細化に効果
がある。このような理由で酸化処理時における金属水酸
化物の濃度は、主要金属塩基準で０．０５〜０．５モル
／リットルが適当である。水酸化物の析出反応及び酸化
処理時の液のｐＨは７〜１３の範囲が適当である。金属
水酸化物の合成温度は２０〜４０℃の範囲が好ましく、
熟成温度は７０〜１００℃の範囲が好ましい。

【００２３】湿式酸化法では、アルカリ剤によって析出
沈殿した混合金属水酸化物を、例えば、その２価の金属
イオンを３価の金属イオンに酸化処理するように、金属
イオンを低原子価から高原子価に酸化処理することが必
須要件であり、使用する酸化剤としては過酸化水素、過
酸化ソーダ、塩素酸ソーダ、空気、酸素ガス等いずれの
酸化剤でもよいが、酸化によって不純物を生じない酸化
剤、例えば、過酸化水素水、空気及び酸素ガスが好まし
い酸化剤である。

【００２４】上記酸化処理後に酸化物を濾過及び乾燥し
た後、該乾燥物を焼成する。該焼成は酸化性雰囲気下で
４００〜６５０℃の温度で３０分間〜１時間行ない、上
記乾燥物を完全なスピネル構造を有する複合酸化物顔料
とする。この湿式酸化法によれば、沈殿された混合金属
水酸化物を水相中で酸化処理することにより、比較的低
温の焼成温度でも単一スピネル構造を有する顔料の一次
粒子を微粒子化することができ、得られる顔料はソフト
な粒子であって、乾式粉砕或いは湿式磨砕が容易である
という特長も有している。

【００２５】本発明においては、上記複合酸化物黒色顔
料の表面を酸化珪素系、ガラス質系無機材料、硬化重合
体及び媒体に対して実質的に不溶性である重合体からな
る群から選ばれた少なくとも１種の被覆材料で表面処理
する。

【００２６】これらの被覆材料で上記複合酸化物黒色顔
料の表面を処理することによって、該顔料に荷電性や親
媒性等の特性を付与することができ、本発明のブラック
マトリックス用組成物の製造や、該組成物の保存時にお
ける分散媒体であるワニス中での顔料の分散性も良好に
なり、又、上記組成物の保存後の顔料の再分散性及び顔
料の分散安定性等も改良される。又、酸化珪素系或いは
ガラス質系無機材料で顔料を処理する場合には、ブラッ
クマトリックスを形成する際における焼成時において、
顔料の低融点ガラスバインダーに対する親和性が向上す
ることによって、ブラックマトリックスをガラス基板へ
焼き付けることが容易となる。顔料の表面処理剤である
酸化珪素系或いはガラス質系無機材料としては、水和無
定形シリカ、無水無定形シリカ、それらの混合物、低融
点ガラス質等が挙げられる。

【００２７】これらの無機材料による顔料の表面処理
は、従来公知の顔料のシリカ或いはガラス質による被覆
方法と同様な方法で行なうことができる。例えば、上記
の複合酸化物黒色顔料を水中に微細に分散させ、この分
散液に、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム等の水溶液（必
要に応じてそれに硝酸鉛水溶液を加えた液）と希硫酸水
溶液を同時に滴下ないし流下して添加し、且つ攪拌する
方法、又、これら顔料をエタノール等の溶媒中に微細に
分散させ、この分散液にテトラエチルオルソシリケート
やテトラメチルオルソシリケート等（場合によりそれに
有機鉛を添加し）を添加し、上記シリケート類を加水分
解及び縮合させ、顔料の表面に被膜として析出させる方
法によって被覆された顔料が得られる。

【００２８】以上の如くして黒色顔料の表面は無定形シ
リカ、低融点ガラス質、それらの混合物でほぼ均質に表
面処理される。黒色顔料は、その表面処理を行った後、
可溶性の塩類や水可溶分を除くために充分に水洗し、乾
燥後にブラックマトリックスの形成に使用される。

【００２９】これら無機系被覆材料の処理量としては、
黒色顔料の表面が被覆される量が必要であり、顔料１０
０重量部当たり被覆材料１〜１００重量部、好ましくは
３〜５０重量部の割合で使用する。被覆されるべき顔料
粒子の粒子径及び比表面積の大小により、それに見合っ
た量の被覆材料で処理することが望ましく、被覆材料の
使用量は、被覆されるべき顔料の吸油量を目安として決
定してもよい。又、これらの被覆は同一の黒色顔料に対
して多重に行ってもよい。

【００３０】被覆材料の量が過小であると、得られる顔
料の分散性や分散安定性等の改良が不十分であり、被覆
材料の量が過剰であると、得られる顔料のブラックマト
リックス形成用組成物における含有率が下がるために、
形成されるブラックマトリックスに要求される着色度を
確保するために多量の表面処理顔料が必要となるので望
ましくはない。又、被覆材料として使用する硬化重合体
としては、従来公知の硬化樹脂が使用され、例えば、硬
化アミノ樹脂、硬化エポキシ樹脂、硬化フェノール樹
脂、硬化ウレタン樹脂、架橋不飽和ポリエステル樹脂、
架橋ポリ（メタ）アクリレート樹脂等が挙げられる。

【００３１】又、カラーフイルターの製造の工程で使用
される溶媒や薬品等に実質的に不溶性であれば、顔料の
被覆材料として非硬化性重合体でも使用することができ
る。これら媒体に対して実質的に不溶性である重合体と
しては、例えば、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポ
リアミドイミド樹脂等が挙げられる。これらの不溶性被
覆を形成し得る有機系材料は、硬化性樹脂の場合では、
従来公知の如くそれぞれの単量体、初期縮合物等の可溶
性の状態のものを、必要に応じて適切な架橋剤、硬化
剤、触媒、重合開始剤等と共に使用される。非硬化性重
合体の場合はそれぞれ可溶性の溶媒中に溶解させて使用
することができる。

【００３２】これらの有機系被覆材料による顔料の表面
処理は、上記の複合酸化物黒色顔料を水中或いは溶剤中
に微細に分散させ、攪拌しつつ、この分散液に上記の有
機系被覆材料をそれぞれ被覆形成の常法に従って、例え
ば、水溶液、エマルジョン、溶剤溶液等の形態で滴下な
いし流下して添加し、必要に応じて加熱し、アミン等の
硬化剤或いは酸或いはアルカリ等の硬化触媒、重合開始
剤の添加等によって行われる。

【００３３】生成した被覆顔料の表面は、媒体に対して
実質的に不溶性である重合体によりほぼ均質に表面処理
されている。この重合体の処理量も、前記と同様に黒色
顔料の表面が被覆される量が必要であり、顔料１００重
量部当たり被覆材料１〜１００重量部、好ましくは３〜
５０重量部の割合である。被覆材料の使用量は、被覆さ
れるべき顔料粒子の粒子径、比表面積及び顔料の吸油量
を目安とすることも同様である。

【００３４】又、上記の酸化珪素系、ガラス質系無機材
料、硬化重合体、或いは不溶性重合体による被覆は、同
一の黒色顔料に対して多重に或いは混合して行ってもよ
い。又、同様に被覆された顔料は、被覆処理を行った
後、可溶性の塩類や水可溶分を被覆顔料から除くために
充分に水洗し、乾燥後にブラックマトリックスの形成に
使用される。前記したように複合酸化物黒色顔料の特長
の一つは、該顔料が高温で焼成される結果、特定の結晶
構造を持つ複合金属酸化物からなっていることであり、
そのために顔料としての耐熱性が高く、ブラックマトリ
ックスの形成に際して、有機物が燃焼する温度、例え
ば、４５０℃〜９００℃においても十分な耐熱性を有し
ていることである。

【００３５】本発明の組成物において顔料のバインダー
として使用する低融点ガラスフリット成分としては、例
えば、酸化鉛・酸化珪素・酸化硼素を主成分とする鉛硼
珪酸系ガラスの微細粉末であり、その組成により焼成温
度が約５００℃の低温焼成ガラスフリットから約７００
℃の高温焼成のガラスフリットがあり、それらは副成分
として酸化ナトリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウ
ム、酸化リチウム、酸化アルミニウム等が加えられたも
のである。

【００３６】本発明のブラックマトリックス用組成物
は、該組成物を基板へ塗布する方法、パターンの形成方
法等によって、その組成物の構成、ワニス、添加剤類が
決められる。本発明のブラックマトリックス用組成物を
基板上に印刷してブラックマトリックスを形成する方法
としては、孔版スクリーン印刷、凹版グラビア印刷、オ
フセット凹版印刷、オフセット平版印刷、凸版印刷等の
各種印刷法、電着塗装法、電子印刷法、静電印刷法、熱
転写法等が挙げられる。

【００３７】本発明のブラックマトリックス形成用組成
物は、そのバインダーの少なくとも一部として感光性樹
脂を用いることによって、感光性のブラックマトリック
ス形成用組成物とすることができる。本発明の感光性の
ブラックマトリックス形成用組成物を使用して、フォト
リソグラフィ法でブラックマトリックスを形成する方法
としては、スピンコーティングやロールコーティング等
により組成物を基板全面に塗布した後、フォトリソグラ
フィによる方法、印刷法や熱転写法等により粗パターン
を形成した後、フォトリソグラフィにより精密なパター
ンを形成する方法等を使用することができる。本発明に
おける組成物の成分としては、前記の複合酸化物黒色顔
料、前記の無機系バインダー以外に、顔料を分散させる
ための有機質バインダーであるワニスを使用することが
できる。該ワニスとしては、上記した塗布方法、パター
ン形成方法によってそれぞれ適する従来公知の非感光性
及び感光性のワニスが用いられる。

【００３８】非感光性のワニスとしては、孔版スクリー
ンインキ、凹版グラビヤインキ、オフセット凹版イン
キ、オフセット平版インキ、凸版インキ等の印刷インキ
に使用するワニス、電着塗装に使用するワニス、電子印
刷や静電印刷の現像剤に使用するワニス、熱転写リボン
に使用するワニス等が挙げられる。又、感光性のワニス
としては、例えば、紫外線硬化型インキ、電子線硬化型
インキ等に用いられる感光性樹脂ワニス等が挙げられ
る。これらのワニス以外にも前記塗布方法及びフォトリ
ソグラフィ方法等に適したワニスを使用することができ
る。

【００３９】非感光性樹脂バインダーの例としては、セ
ルロースアセテートブチレート系樹脂、ニトロセルロー
ス系樹脂、スチレン系（共）重合体、ポリビニルブチラ
ート系樹脂、アミノアルキッド系樹脂、ポリエステル系
樹脂、アミノ樹脂変性ポリエステル樹脂、ポリウレタン
系樹脂、アクリルポリオールウレタン系樹脂、可溶性ポ
リアミド系樹脂、可溶性ポリイミド系樹脂等、カゼイ
ン、ヒドロキシエチルセルロース、スチレン−マレイン
酸エステル系共重合体の水溶性塩、（メタ）アクリルエ
ステル系（共）重合体の水溶性塩、水溶性アミノアルキ
ッド系樹脂、水溶性アミノ樹脂変性ポリエステル樹脂、
水溶性ポリアミド系樹脂等が挙げられ、これらのバイン
ダーは単独或いは組み合わせて使用することができる。
前記複合酸化物黒色顔料と上記のバインダーを従来公知
の方法により、混合及び分散混練することにより本発明
のブラックマトリックス形成用組成物が得られる。

【００４０】本発明のブラックマトリックス形成用組成
物に使用することができる感光性の樹脂ワニスとして
は、例えば、紫外線硬化性インキ、電子線硬化性インキ
等が挙げられる。特にフォトリソグラフィーとエッチン
グによるパターン形成方法に使用されている感光性の樹
脂ワニスが好適である。例えば、具体的には、感光性環
化ゴム系樹脂、感光性フェノール系樹脂、感光性（メ
タ）アクリル系樹脂、感光性スチレン−（メタ）アクリ
ル系樹脂、感光性ポリアミド系樹脂、感光性ポリイミド
系樹脂、感光性の不飽和ポリエステル樹脂、ポリエステ
ル系アクリレート樹脂、ポリエポキシ系アクリレート樹
脂、ポリウレタン系アクリレート樹脂、ポリエーテル系
アクリレート樹脂、ポリオール系アクリレート樹脂等に
反応性希釈剤として従来公知の多官能性アクリル単量体
を加えたもの、更にはこれらに必要に応じて有機溶媒や
水系媒体を加えたワニスが挙げられる。前記の複合酸化
物黒色顔料と上記のワニスとの混合物にベンゾインエー
テル、ベンゾフェノン等の光重合開始剤を加え、従来公
知の方法により混練することにより、本発明の感光性ブ
ラックマトリックス形成用組成物とすることができる。

【００４１】上記の感光性ブラックマトリックス形成用
組成物を用いてブラックマトリックスを形成する場合に
は、該組成物をスピンコート、ロールコート等のコーテ
ィング方式により基板上に均一に塗布し、予備乾燥後フ
ォトマスクを密着させ、超高圧水銀灯を使用して露光及
び硬化を行う。次いで現像及び洗浄を行い、必要に応じ
ポストベークを行うことによりブラックマトリックスを
形成することができる。又、上記の光重合開始剤に代え
て熱重合開始剤を使用しても熱重合性の本発明のブラッ
クマトリックス形成用組成物とすることができる。本発
明のブラックマトリックス形成用組成物における複合酸
化物黒色顔料に対する有機バインダーの割合は、顔料１
００重量部に対し、有機バインダー５〜３００重量、好
ましくは１０〜約２００重量部のの範囲である。

【００４２】又、前記した無機バインダーである低融点
ガラスフリットをバインダーとする本発明のブラックマ
トリックス形成用組成物においては、顔料に対する無機
バインダーの割合は、顔料１００重量部に対し、無機バ
インダー５〜２００重量部、好ましくは１０〜約１００
重量部の範囲である。該組成物を用いてブラックマトリ
ックスを形成する際の焼成温度としては、組成物中に含
まれている有機バインダーが全量燃焼してなくなり、且
つ無機バインダーが溶融して複合酸化物黒色顔料が基板
に固着する温度、例えば、約４５０〜９００℃が望まし
い。

【００４３】上記の如くして形成されたブラックマトリ
ックスは、特に種々のカラーディスプレイに好適であ
り、液晶系ディスプレイのカラーフイルターとして液晶
ディスプレイ、液晶プロジェクタ、プラズマアドレス液
晶等のブラックマトリックスとして有用である。

【００４４】本発明のブラックマトリックスを付した液
晶系ディスプレイは、上記した液晶系ディスプレイのカ
ラーフイルターの表示パネルに、前記の本発明のブラッ
クマトリックス形成用組成物を使用してブラックマトリ
ックスを形成したことを特徴としたものである。液晶カ
ラーディスプレイの製造方法は、その１例を挙げれば、
カラーフイルター基板にＲ、Ｇ及びＢのカラーフイルタ
ー及びブラックマトリックスを形成し、液晶配向膜の形
成、ラビング処理、シール印刷、トランスファ電極形成
を行う。別に、アレイ基板にＴＦＴ素子形成、液晶配向
膜形成、ラビング処理、スペーサ散布を行なう。次いで
アレイ基板とカラーフイルター基板を貼り合わせ、液晶
の注入、セルの封止、偏光板の貼り付け等を行なってカ
ラー液晶パネルとし、該パネルに駆動用集積回路及び制
御集積回路を接続し、照明用バックライト等を取り付け
て装置化するモジュール工程を経て液晶カラーディスプ
レイが製造される。

【００４５】カラーフイルターのＲ、Ｇ及びＢの画素を
形成するためのＲ、Ｇ及びＢの着色組成物及び各画素の
形成方法は、従来公知のものでよく、使用するＲ、Ｇ及
びＢの顔料の好ましい例としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピ
グメントレッド１２２、１２３、１４９、１７７、１７
９、１９０、１９４、２０７、２０９等、Ｃ．Ｉ．ピグ
メントイエロー２４、１０８、１０９、１１０、１６６
等、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、３６、３７等、
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、６０、６６等が挙げら
れる。又、カラーフイルターの画素はＲ、Ｇ及びＢの３
原色の組合せに限られず、藍色、紅色及び黄色の３原色
の組合せ等の他の組合せも勿論可能である。

【００４６】液晶ディスプレイ用のカラーフイルターの
ような場合には、本発明のブラックマトリックス形成用
組成物に、例えば、形成されるブラックマトリックスの
黒色度を上げてオプティカルデンシティを大きくするた
めに、更に従来公知の顔料を添加することもできる。使
用される顔料としては堅牢性に優れ、電気的物性に優
れ、着色力が高く、且つ黒色ないし黒色に調色しやすい
色相の顔料が好ましい。例えば、黒色顔料としてＣ．
Ｉ．ピグメントブラック６、７、８、９、１０、特公平
４−１５２６５号のアゾメチンアゾ系黒色顔料、Ｃ．
Ｉ．ピグメントブラック３１、３２等が挙げられる。

【００４７】

【実施例】次に本発明で使用する顔料の合成例及び実施
例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。尚、文中、
部又は％とあるのは特に断りのない限り重量基準であ
る。 合成例１ 湿式合成法により銅−鉄−マンガン系複合酸化物黒色顔
料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック２６）を合成する。硫
酸銅１２０部、硫酸鉄７水塩１０４部及び硫酸マンガン
１７０部を計りとり、約８００部の水に完全に溶かして
混合塩水溶液とする。次に沈殿剤として苛性ソーダ２４
０部を計りとり、約８００部の水に溶解して水溶液を作
る。別に水８００部を準備し、２６℃にて攪拌しながら
上記の混合塩水溶液と苛性ソーダ水溶液とを上記８００
部の水に同時に滴下し、約３０分間から１時間をかけて
沈殿反応を完了させる。

【００４８】濾過及び水洗して可溶性塩を十分に洗い流
して濾過ケーキを得る。この濾過ケーキを１００℃〜１
２０℃の温度にて８時間以上乾燥させる。この乾燥物を
５２０℃で１時間酸化雰囲気にて焼成する。得られた銅
−鉄−マンガン系複合酸化物黒色顔料（ＢＫ−１と呼称
する）の一次粒子の平均粒子径は約０．１μｍであり、
ＢＥＴ表面積は約２５ｍ²／ｇであった。

【００４９】合成例２ 合成例１の方法と同様な方法で、銅及びクロム系複合酸
化物（Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック２８）を合成する。
硫酸銅及び硫酸クロムの水溶液に沈殿剤として苛性ソー
ダを添加して沈殿反応を行い、濾過、水洗及び乾燥後、
５２０℃で焼成した。得られた銅及びクロム系複合酸化
物黒色顔料（ＢＫ−２と呼称する）の一次粒子の平均粒
子径は約０．２μｍであった。

【００５０】合成例３ 微粒子タイプの銅−鉄−マンガン系複合酸化物黒色顔料
を合成した。硫酸銅１２０部、硫酸鉄７水塩１０４部及
び硫酸マンガン１７０部を計りとり、約８００部の水に
完全に溶かして混合塩水溶液とする。次に沈殿剤として
苛性ソーダ２４０部を計りとり、約８００部の水に溶解
し水溶液を作る。別に水８００部を準備し、２６℃にて
攪拌しながら上記の混合塩水溶液と苛性ソーダ水溶液と
を上記８００部の水に同時に滴下し、約３０分間から１
時間をかけてｐＨ１２で沈殿反応を行う。滴下終了後ｐ
Ｈを保ちながら３５％過酸化水素水１００部を滴下して
酸化処理を行う。この際の酸化反応が完全に行われたこ
とを酸化還元電位を測定して確認する。

【００５１】酸化処理終了後、液温を７０℃にして１時
間程度熟成を行う。次いで、濾過及び水洗して可溶性塩
を十分に洗い流し、濾過ケーキを得る。該濾過ケーキを
１００℃〜１２０℃の温度にて８時間以上乾燥させる。
この乾燥物を５２０℃で１時間酸化雰囲気にて焼成す
る。得られた顔料は、一次粒子が小さく、粒子径は約
０．０１〜０．０６μｍであり、ＢＥＴ比表面積は約５
６ｍ²／ｇであり、黒度及び着色力のある、分散性の良
好な青みの黒色を示す銅−鉄−マンガン系微粒子複合酸
化物黒色顔料（ＢＫ−３と呼称する）である。

【００５２】合成例４ 合成例３と同様にして硫酸銅１２０部、硫酸鉄７水塩１
０４部及び硫酸マンガン１７０部を計りとり、約８００
部の水に完全に溶かして混合塩水溶液とする。次に沈殿
剤として苛性ソーダ２４０部を計りとり、約８００部の
水に溶解し水溶液を作る。別に水８００部を準備し、２
６℃に保ちながら上記の混合塩水溶液と苛性ソーダ水溶
液とを上記８００部の水に同時に滴下し、ｐＨ１２で沈
殿反応を行う。沈殿反応終了後、攪拌しながら空気を５
０リットル／ｍｉｎの流量で反応槽の底部よりバブリン
グして酸化処理を行う。この際の酸化反応も酸化還元電
位を測定しながら完全に酸化反応が行われたことを確認
する。

【００５３】酸化処理終了後、液温を７０℃にして１時
間程度熟成を行う。濾過及び水洗して可溶性塩を十分に
洗い流して濾過ケーキを得る。該濾過ケーキを１００℃
〜１２０℃の温度にて８時間以上乾燥させる。この乾燥
物を５２０℃で１時間酸化雰囲気にて焼成する。得られ
た顔料は一次粒子が小さく粒子径は約０．０１〜０．０
５μｍであり、ＢＥＴ比表面積は６０ｍ²／ｇであり、
黒度及び着色力のある、分散性の良好な青みの黒色を示
す銅−鉄−マンガン系微粒子複合酸化物黒色顔料（ＢＫ
−４と呼称する）である。

【００５４】合成例５ 合成例１で得られた複合酸化物黒色顔料ＢＫ−１をシリ
カ質で表面処理を行った。黒色顔料ＢＫ−１の５００部
をとり、珪酸ナトリウム水溶液（無水珪酸として２９
％）３部、水１，０００部を加えて湿潤させ、スチール
ボールを充填したアトライターで均一で流動性のあるス
ラリーになるまで充分に分散させる。得られたスラリー
を網を通してスチールボールと分離し、水で希釈して１
０，０００容量部とした。別に珪酸ナトリウム水溶液
（無水珪酸として２９％）３８０部を水で希釈して１，
７００容量部とした。

【００５５】又、３．３０％硫酸水溶液１，７００部を
準備した。顔料分散液を９０℃に加熱し、希水酸化ナト
リウム水溶液の添加によりｐＨを１０．０に調整した。
そこへ上記の希釈珪酸ナトリウム水溶液及び希硫酸水溶
液を滴下して添加した。滴下量は反応液がアルカリ性を
保つように制御して添加した。上記の両液の添加終了後
１時間攪拌を続け、希硫酸を加えてｐＨを６．５〜７．
０に調整する。次いでスラリーを濾過し、可溶性塩がな
くなるまで洗浄及び乾燥し、シリカ表面処理黒色微粒子
複合酸化物顔料（ＢＫ−５と呼称する）６００部を得
た。シリカの処理量は顔料に対して約２０％である。

【００５６】合成例６ 合成例１で得られた複合酸化物黒色顔料ＢＫ−１の５０
０部を、１０部のアニオン性分散剤を含む１０％メタノ
ール水溶液１，０００部を加えて湿潤させ、更に４，０
００部の水を加え、スチールボールを充填したアトライ
ターで均一で粘稠なスラリーになるまで充分に分散させ
る。得られたスラリーを網を通してスチールボールと分
離し、水で希釈して１０，０００容量部とした。別に珪
酸ナトリウム水溶液（無水珪酸として３０％）１６７部
を水で希釈して１，０００容量部とした。又、２．５０
％硫酸水溶液１，０００部を準備した。

【００５７】合成例５の顔料表面処理法と同様にして、
９０℃に加熱した顔料分散液を希水酸化ナトリウム水溶
液でｐＨを１０．０に調整し、希釈珪酸ナトリウム水溶
液及び希硫酸水溶液を反応液がアルカリ性を保つように
制御しつつ滴下して添加した。添加終了後１時間攪拌
し、希硫酸でｐＨを６．５〜７．０に調整する。次いで
スラリーを濾過、洗浄及び乾燥し、表面処理黒色複合酸
化物顔料（ＢＫ−６と呼称する）５５０部を得た。表面
処理材料の量は顔料に対して約１０％である。得られた
ＢＫ−６はブローオフ法による摩擦帯電量を測定したと
ころマイナスの値を示し、又、電気絶縁性の向上が認め
られた。

【００５８】合成例７ 合成例５の顔料表面処理法と同様にして、合成例３で得
られた微粒子複合酸化物黒色顔料ＢＫ−３の５００部を
とり、アニオン性分散剤を含む１０％メタノール水溶液
及び水を加え、アトライターで充分に分散させ、水で希
釈して１０，０００容量部とした。別に珪酸ナトリウム
水溶液１６７部を水で希釈して１，０００容量部とし、
２．５０％硫酸水溶液１，０００部を準備した。合成例
９の顔料表面処理法と同様にして、９０℃に加熱した顔
料分散液を希水酸化ナトリウム水溶液でｐＨを１０．０
に調整し、希釈珪酸ナトリウム水溶液及び希硫酸水溶液
を反応液がアルカリ性を保つように制御しつつ滴下して
添加した。添加終了後１時間攪拌し、希硫酸でｐＨを
６．５〜７．０に調整する。次いでスラリーを濾過、洗
浄及び乾燥し、表面処理黒色複合酸化物顔料（ＢＫ−７
と呼称する）５５０部を得た。表面処理材料の量は顔料
に対して約１０％である。得られたＢＫ−７はブローオ
フ法による摩擦帯電量を測定したところマイナスの値を
示し、又、電気絶縁性の向上が認められた。

【００５９】合成例８ 合成例３で得られた微粒子タイプの複合酸化物黒色顔料
ＢＫ−３をシリカ質で表面処理を行った。合成例５の顔
料表面処理法と同様にして、黒色顔料ＢＫ−３を珪酸ナ
トリウム水溶液及び水を加え、アトライターで分散さ
せ、水で希釈した。別に希釈珪酸ナトリウム水溶液及び
希硫酸水溶液を準備した。顔料分散液を９０℃に加熱
し、希水酸化ナトリウム水溶液の添加によりｐＨを１
０．０に調整した。そこへ上記の希釈珪酸ナトリウム水
溶液及び希硫酸水溶液を滴下して添加した。添加終了後
１時間攪拌を続け、希硫酸でｐＨを６．５〜７．０に調
整する。次いでスラリーを濾過、洗浄及び乾燥し、シリ
カ表面処理黒色微粒子複合酸化物顔料（ＢＫ−８と呼称
する）を得た。シリカの処理量は顔料に対して約３０％
である。

【００６０】合成例９ 合成例４で得られた微粒子タイプの複合酸化物黒色顔料
ＢＫ−４をメラミン樹脂膜で表面処理を行った。メチル
化メチロールメラミンの７０％水溶液５０部を水５０部
で希釈溶解し、その溶液にグリシン２．５部、７％塩酸
水溶液１．４部及び水１０部を加えて５０〜５５℃で反
応させ、初期縮合物が冷水中に析出するまで重縮合をさ
せた後、２０％水酸化ナトリウム水溶液７．６部及び水
３．５部を加えて中和し、反応を終了させた。この溶液
は約３０％の固形分を有し、水で希釈しても透明な溶解
状態を保った。この樹脂溶液２００部に水を加えて６０
０部にし、顔料処理用のメチロールメラミン系初期縮合
物樹脂溶液とした。

【００６１】合成例４で得られた微粒子タイプの複合酸
化物黒色顔料ＢＫ−４の１００部をとり、１０部のアニ
オン性分散剤を含む１０％メタノール水溶液２００部を
加えて湿潤させ、更に１，７００部の水を加えて十分に
解膠分散した。次いで反応容器に仕込み、酢酸水溶液で
ｐＨを４．５〜５にし、８０〜９０℃で上記樹脂溶液６
００部を４時間を要して滴下した。更に、酢酸水溶液で
ｐＨを４．５〜５にして３時間攪拌を続けて被膜を硬化
させた。その後、濾過、水洗、乾燥して表面処理をした
微粒子複合酸化物黒色顔料（ＢＫ−９と呼称する）１３
０部を得た。表面処理材料の量は顔料に対して約３０％
である。上記で得られたＢＫ−９はブローオフ法による
摩擦帯電量を測定したところプラスの値を示し、又、電
気絶縁性の向上が認められた。

【００６２】合成例１０ 合成例２によって得られた複合酸化物黒色顔料ＢＫ−２
をメララミン樹脂膜で表面処理を行った。合成例９の顔
料の処理方法に従い、１００部の銅及びクロム系複合酸
化物黒色顔料ＢＫ−２の２部をアニオン性分散剤を含む
１０％メタノール水溶液２００部を加えて湿潤させ、更
に１，７００部の水を加えて十分に解膠分散した。次い
で反応容器に仕込み、酢酸水溶液でｐＨを４．５〜５に
し、８０〜９０℃で合成例１２で使用した顔料処理用の
メチロールメラミン系初期縮合物樹脂溶液３００部を２
時間を要して滴下し、酢酸水溶液でｐＨを４．５〜５に
して３時間攪拌を続けて被膜を硬化させた。濾過、水
洗、乾燥して表面処理をした黒色複合酸化物顔料（ＢＫ
−１０と呼称する）１１５部を得た。表面処理材料の量
は顔料に対して約１５％である。上記で得られたＢＫ−
１０はブローオフ法による摩擦帯電量を測定したところ
プラスの値を示し、又、電気絶縁性の向上が認められ
た。

【００６３】合成例１１ 合成例１で得られた複合酸化物黒色顔料ＢＫ−１をエポ
キシ樹脂系の膜で表面処理を行った。ビスフェノールＡ
のジグリシジルエーテルを主成分とする液状エポキシ樹
脂をアスパラギン酸のナトリウム塩と反応させた１０％
水溶液を３００部準備し、顔料処理用の水性エポキシ樹
脂溶液とした。合成例９のように、１００部の複合酸化
物黒色顔料ＢＫ−１にアニオン性分散剤を含む１０％メ
タノール水溶液及び水を加えて十分に解膠分散した。

【００６４】次いで反応容器に仕込み、上記エポキシ樹
脂溶液３００部を常温で１時間を要して滴下し、５０℃
に昇温して２％ヘキサメチレンジアミン水溶液を１時間
を要して滴下し、更に６０℃にて３時間攪拌を続けて被
膜を硬化させた。濾過、水洗、乾燥して表面処理をした
黒色複合酸化物顔料（ＢＫ−１１と呼称する）１１５部
を得た。表面処理材料の量は顔料に対して約１５％であ
る。上記で得られたＢＫ−１１はブローオフ法による摩
擦帯電量を測定したところプラスの値を示し、又、電気
絶縁性の向上が認められた。

【００６５】実施例１ ブラックマトリックスを有するカラーフイルターを有す
る液晶ディスプレイを作るために、合成例６で得られた
シリカ質表面処理複合酸化物黒色顔料ＢＫ−６、赤色顔
料Ｒ−１、緑色顔料Ｇ−１及び青色顔料ＢＬ−１の顔料
のそれぞれを、三本ロールを用いてポリウレタンアクリ
レート樹脂を主体とする感光性樹脂ワニス中に分散さ
せ、ＵＶ硬化型の４色の着色組成物を調製した。配合は
下記の処方にて行った。

【００６６】

【００６７】液晶ディスプレイ用のブラックマトリック
スとしての性能を調べるために、上記ブラックマトリッ
クス形成用組成物をロールコーターを用いて、シランカ
ップリング剤で表面処理を行ったガラス基板上に乾燥前
３μｍの厚さで全面に塗布し、６０℃で５分間予備乾燥
を行った。次いで超高圧水銀灯２５０Ｗを用い、４００
ｍＪ／ｃｍの光量で全面に露光を行った。塗膜の黒色度
をマクベス濃度計で測定したところ光学密度は２．６で
あった。該塗膜の表面抵抗も高く、十分な電気絶縁性を
示し、更に、蛍光ランプの前に置き遮光性を調べるたと
ころランプの光は完全に遮光され、ブラックマトリック
スとして優れた性能を有することが示された。

【００６８】次いで、ブラックマトリックスを有するカ
ラーフイルターを作製した。上記ブラックマトリックス
形成用組成物をロールコーターを用いて、シランカップ
リング剤で表面処理を行ったガラス基板上に乾燥前３μ
ｍの厚さで第１色として塗布した。次いで６０℃で５分
間予備乾燥を行った。その後、格子状のパターンを有す
るフォトマスクを密着させ、超高圧水銀灯２５０Ｗを用
い、４００ｍＪ／ｃｍの光量で露光を行った。次いでイ
ソプロピルアルコール／トルエン／酢酸エチルを主成分
とする現像剤で未露光部を洗い流し、イソプロピルアル
コールでリンス後、乾燥空気で乾燥させ、線巾５０μｍ
の格子状のブラックマトリックスを得た。

【００６９】上記で得た格子状のブラックマトリックス
を有するガラス基板上に、Ｒ、Ｇ及びＢのインキを夫々
第２色、第３色及び第４色として使用し、Ｒ、Ｇ及びＢ
の３色の配列がブラックマトリックス格子の中を交互に
繰り返し、隣り合わせにならないように、一色毎にブラ
ックマトリックス形成用組成物の場合と同様にしてロー
ルコーターにて均一に塗布し、Ｒ、Ｇ及びＢの各々のフ
ォトマスクを利用して露光させ、モザイク状のＲ、Ｇ及
びＢの各パターンを形成させ、ブラックマトリックスを
有するＲ、Ｇ及びＢのカラーフイルターを得た。

【００７０】次いで、常法に従い、上記で得られたカラ
ーフイルター基板に液晶配向膜を形成し、ラビング、シ
ール印刷、トランスファ電極形成を行う。別に、アレイ
基板にＴＦＴ素子形成、液晶配向膜形成、ラビング、ス
ペーサ散布をする。アレイ基板とカラーフイルター基板
を貼り合わせ、液晶注入、封止、偏光板の貼り付け等を
行いカラー液晶パネルを得た。これに駆動用集積回路及
び駆動集積回路を接続し、照明用バックライト等を取り
付けて装置化するモジュール工程を経て液晶カラーディ
スプレイを製造した。得られた液晶カラーディスプレイ
は、Ｒ、Ｇ及びＢの各色がブラックマトリックスによっ
て分離されており、色の純度及びコントラストが高く、
輝度に優れた鮮明な色再現性の画像を形成することがで
きる。

【００７１】実施例２ 実施例１と同様にしてブラックマトリックスを有するカ
ラーフイルターを有する液晶ディスプレイを作製した。
実施例１のＢＫ−６に代えて合成例１０にて得られた樹
脂表面処理複合酸化物黒色顔料ＢＫ−１０を使用し、ポ
リウレタンアクリレート樹脂ワニス、ポリアクリレート
モノマー、光重合触媒及び溶剤を同じ配合で分散機を用
いてＵＶ硬化型のブラックマトリックス形成用組成物を
調製した。

【００７２】上記ブラックマトリックス形成用組成物を
表面処理をしたガラス基板上にロールコーターで乾燥前
５μｍの厚さで塗布し、予備乾燥後、露光及び不溶化を
行った。得られた被膜の光学密度は３．１であった。該
被膜の表面抵抗も高く十分な電気絶縁性を示し、遮光性
も高く、ブラックマトリックスとして優れた性能を有す
ることが示された。ブラックマトリックスを有するカラ
ーフイルターを作製した。上記ブラックマトリックス形
成用組成物を表面処理をしたガラス基板上にロールコー
ターを用いて乾燥前５μｍの厚さで塗布し、予備乾燥
後、フォトマスクを密着して露光及び不溶化し、未露光
部を洗浄し、リンス及び乾燥し、線巾５０μｍの格子状
のブラックマトリックスを得た。次いで、実施例１で使
用したＲ、Ｇ及びＢのインキ及びＢ、Ｇ及びＲ各々のフ
ォトマスクを用いて同様な操作を行い、モザイク状の
Ｒ、Ｇ及びＢのパターンを有するカラーフイルターを得
た。次いで、常法に従い、液晶カラーディスプレイを製
造した。得られたカラーディスプレイはＲ、Ｇ及びＢの
各色がブラックマトリックスによって分離されており、
色の純度及びコントラストが高く、輝度に優れた鮮明な
画像を形成することができる。

【００７３】実施例３ 実施例１と同様にしてブラックマトリックスを有するカ
ラーフイルターを有する液晶ディスプレイを作製した。
実施例１のＢＫ−６に代えて合成例１１にて得られた樹
脂表面処理複合酸化物黒色顔料ＢＫ−１１を使用し、ポ
リウレタンアクリレート樹脂ワニス、ポリアクリレート
モノマー、光重合触媒及び溶剤を同じ配合で分散機を用
いてＵＶ硬化型のブラックマトリックス形成用組成物を
調製した。

【００７４】上記ブラックマトリックス形成用組成物を
表面処理をしたガラス基板上にロールコーターで乾燥前
５μｍの厚さで塗布し、予備乾燥後、露光及び不溶化を
行った。得られた被膜の光学密度は２．９であった。該
被膜の表面抵抗も高く十分な電気絶縁性を示し、遮光性
も高く、ブラックマトリックスとして優れた性能を有す
ることが示された。ブラックマトリックスを有するカラ
ーフイルターを作製した。上記ブラックマトリックス形
成用組成物を表面処理をしたガラス基板上にロールコー
ターを用いて乾燥前５μｍの厚さで塗布し、予備乾燥
後、フォトマスクを密着して露光及び不溶化し、未露光
部を洗浄し、リンス及び乾燥し、線巾５０μｍの格子状
のブラックマトリックスを得た。

【００７５】次いで、実施例１で使用したＲ、Ｇ及びＢ
のインキ及びＢ、Ｇ及びＲ各々のフォトマスクを用いて
同様な操作を行い、モザイク状のＲ、Ｇ及びＢのパター
ンを有するカラーフイルターを得た。次いで、常法に従
い、液晶カラーディスプレイを製造した。得られたカラ
ーディスプレイはＲ、Ｇ及びＢの各色がブラックマトリ
ックスによって分離されており、色の純度及びコントラ
ストが高く、輝度に優れた鮮明な画像を形成することが
できる。

【００７６】実施例４ 実施例１と同様にしてブラックマトリックスを有するカ
ラーフイルターを有する液晶ディスプレイを作製した。
合成例６にて得られたシリカ質で表面処理した黒色複合
酸化物顔料ＢＫ−６を２０部及び下記に示したシリカ質
表面処理カーボンブラック顔料１０部を使用し、ポリウ
レタンアクリレート樹脂ワニス２５部、トリメチロール
プロパントリアクリレート８部、ネオペンチルグリコー
ルジアクリレート４部、２−ヒドロキシ−２−メチルプ
ロピルフェノン１．８部、２、２−ジエトキシアセトフ
ェノン０．９部、イソプロピルアルコール１６．３部、
トルエン８部及び酢酸エチル６部の配合で分散機を用い
てＵＶ硬化型のブラックマトリックス形成用組成物を調
製した。

【００７７】上記ブラックマトリックス形成用組成物を
表面処理をしたガラス基板上にロールコーターで塗布
し、予備乾燥後、露光及び不溶化を行った。得られた被
膜の光学密度は３．５であった。該被膜の表面抵抗も高
く十分な電気絶縁性を示し、遮光性も高く、ブラックマ
トリックスとして優れた性能を有することが示された。

【００７８】次いで、ブラックマトリックスを有するカ
ラーフイルターを作製した。上記ブラックマトリックス
形成用組成物を表面処理をしたガラス基板上にロールコ
ーターを用いて塗布し、予備乾燥後、フォトマスクを密
着して露光及び不溶化し、未露光部を洗浄し、リンス及
び乾燥し、線巾５０μｍの格子状のブラックマトリック
スを得た。次いで、実施例１で使用したＲ、Ｇ及びＢの
インキ及びＢ、Ｇ及びＲ各々のフォトマスクを用いて同
様な操作を行い、モザイク状のＲ、Ｇ及びＢのパターン
を有するカラーフイルターを得た。次いで、常法に従
い、液晶カラーディスプレイを製造した。

【００７９】上記で得られる液晶カラーディスプレイは
Ｒ、Ｇ及びＢの各色がブラックマトリックスによって分
離されており、色の純度及びコントラストが高く、輝度
に優れた鮮明な画像を形成することができる。上記で使
用した表面処理カーボンブラック顔料は、合成例５と同
様にしてカーボンブラック顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブ
ラック７）に顔料に対して約２０％のシリカ質の表面処
理がなされたものである。

【００８０】実施例５ ブラックマトリックスを有するカラーフイルターを有す
る液晶ディスプレイを作るために、合成例７にて得られ
た黒色複合酸化物顔料ＢＫ−７及び実施例１で使用した
Ｒ−１、Ｇ−１及びＢＬ−１の各色の顔料を下記処方に
て３本ロールを使用して光増感剤を含む感光性芳香族ポ
リイミド樹脂ワニスに分散させ、４色のカラーフイルタ
ー用感光性組成物を調製した。

【００８１】

【００８２】ブラックマトリックスとしての性能を調べ
るためにシランカップリング剤処理を行ったガラス板を
スピンナーにセットし、上記の本発明のブラックマトリ
ックス形成用組成物をスピンコートした。最初１，００
０ｒｐｍで５秒間、次いで２，０００ｒｐｍで５秒間の
条件でスピンコートした。次いで６５℃及び３０秒間プ
リベークを行い、超高圧水銀灯を用い、９００ｍＪ／ｃ
ｍ^２の光量で全面露光を行った。次いで、２００℃で３
０分間及び３００℃で６０分間ポストベークを行なっ
た。塗膜の黒色度をマクベス濃度計で測定したところ光
学密度は２．８であった。該塗膜の表面抵抗も高く、十
分な電気絶縁性を示し、更に、蛍光ランプの前に置き遮
光性を調べるたところランプの光は完全に遮光され、ブ
ラックマトリックスとして優れた性能を有することが示
された。

【００８３】次いで、ブラックマトリックスを有するカ
ラーフイルターを作製した。シランカップリング剤処理
を行ったガラス板をスピンナーにセットし、上記の本発
明のブラックマトリックス形成用組成物をスピンコート
した。最初１，０００ｒｐｍで５秒間、次いで２，００
０ｒｐｍで５秒間の条件でスピンコートした。次いで６
５℃及び３０秒間プリベークを行い、格子状のパターン
を有するフォトマスクを密着させ、超高圧水銀灯を用
い、９００ｍＪ／ｃｍ^２の光量で露光を行った。次いで
専用現像液及び専用リンスで現像及び洗浄を行い、２０
０℃で３０分間及び３００℃で６０分間ポストベークを
行い、線巾２０μｍの格子状のブラックマトリックスパ
ターンを有するガラス基板を得た。

【００８４】第２色して青色組成物、第３色として緑色
組成物、第４色として赤色組成物を用いて本発明のブラ
ックマトリックス形成用組成物と同様な操作を３回繰り
返し、モザイク状のパターンを有するカラーフイルター
を得た。次いで、常法に従い、液晶カラーディスプレイ
が製造した。得られた液晶カラーディスプレイは、Ｒ、
Ｇ及びＢの各色がブラックマトリックスによって分離さ
れており、色の純度及びコントラストが高く、輝度に優
れた非常に鮮明な画像を形成することができる。

【００８５】実施例６ ブラックマトリックスを有するカラーフイルターを有す
る液晶ディスプレイを作るために、合成例９で得られた
樹脂表面処理複合酸化物黒色顔料ＢＫ−９、Ｃ．Ｉ．ピ
グメントブルー１５（ＢＬ−２）及びＣ．Ｉ．ピグメン
トバイオレット２３（Ｖ−１）及び実施例１で使用した
赤色顔料Ｒ−１、緑色顔料Ｇ−１、青色顔料ＢＬ−１の
顔料を、下記の処方にて配合し、分散させ、オフセット
平版印刷用の黒、Ｒ、Ｇ及びＢのインキを調製した。

【００８６】

【００８７】上記のオフセット平版インキ用調合ワニス
は、ロジン変性フェノール樹脂及び乾性油変性イソフタ
ル酸アルキッド樹脂及び乾性油を主成分とし、インキソ
ルベント及びアルミニウムキレートを加えたものであ
る。ブラックマトリックスとしての性能を調べるために
上記のブラックマトリックス形成用組成物をオフセット
印刷機を用いてベタ印刷した。得られた被膜の光学密度
は３．０であった。該被膜の表面抵抗も高く十分な電気
絶縁性を示し、遮光性も高く、ブラックマトリックスと
して優れた性能を有することが示された。

【００８８】次いで、ブラックマトリックスを有するカ
ラーフイルターを作製した。Ｒ、Ｇ及びＢのインキを用
いて４色オフセット印刷機を用い、線幅２００μｍのス
トライプ状のＲ、Ｇ及びＢの画素パターンを形成した。
又、ブラックマトリックス形成用組成物はＲ、Ｇ及びＢ
の各々のストライプの上下及び左右を埋めつくす形状で
印刷し、Ｒ、Ｇ及びＢの各画素を黒のマトッリクスで完
全に分離させた。次いで、常法に従い、液晶カラーディ
スプレイを製造した。上記で得られた液晶カラーディス
プレイは、Ｒ、Ｇ及びＢの各色がブラックマトリックス
によって分離されており、色の純度及びコントラストが
高く、輝度に優れた鮮明な画像を形成することができ
る。

【００８９】実施例７ 実施例６と同様にしてブラックマトリックスを有するカ
ラーフイルターを有する液晶ディスプレイを作るため
に、ＢＫ−９に代えて合成例６で得られたシリカ質表面
処理複合酸化物黒色顔料ＢＫ−６を用い、オフセット平
版印刷用のブラックマトリックス形成用組成物を調製し
た。上記のブラックマトリックス形成用組成物をオフセ
ット印刷機を用いてベタ印刷した。得られた被膜の光学
密度は２．７であった。該被膜の表面抵抗も高く十分な
電気絶縁性を示し、遮光性も高く、ブラックマトリック
スとして優れた性能を有することが示された。

【００９０】次いで、ブラックマトリックスを有するカ
ラーフイルターを作製した。上記のブラックマトリック
ス形成用組成物に、実施例６で使用したＲ、Ｇ及びＢの
インキを用いて４色オフセット印刷機を用い、ブラック
マトリックスを有するＲ、Ｇ及びＢの画素パターンを形
成した。次いで、常法に従い、液晶カラーディスプレイ
を製造した。得られたカラーディスプレイは、Ｒ、Ｇ及
びＢの各色がブラックマトリックスによって分離されて
おり、色の純度及びコントラストが高く、輝度に優れた
鮮明な画像を形成することができる。又、上記した実施
例１〜７に記載の方法に従い、使用した複合酸化物黒色
顔料に代えて、それ以外の複合酸化物黒色顔料をそれぞ
れ使用して上記実施例と同様に行い、優れたブラックマ
トリックスを有するカラー液晶ディスプレイが得られ
る。

【００９１】

【発明の効果】上記本発明によれば、遮光性顔料として
優れた堅牢性や隠蔽力を有している複合酸化物黒色顔料
を含有する組成物は黒度や光学密度等の光学的性質に優
れており、又、分散媒体中での分散安定性にも優れてお
り、この本発明のブラックマトリックス形成用組成物を
液晶系ディスプレイのカラーフイルター等のブラックマ
トリックスの形成に使用することにより、従来方法に比
べてより容易に且つ安価に、黒度及び遮光性に優れ、耐
熱性、耐紫外線性、耐光性、耐薬品性及び耐溶剤性等の
堅牢性に優れたブラックマトリックスが提供される。従
って、本発明の複合酸化物黒色顔料を含むブラックマト
リックス形成用組成物を使用した液晶系ディスプレイ等
は、画素の色の分離性及び画像の鮮明性に優れ、視覚的
に見やすい画像を提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 啓二 東京都中央区日本橋馬喰町一丁目７番６ 号 大日精化工業株式会社内 (72)発明者 坂本 茂 東京都中央区日本橋馬喰町一丁目７番６ 号 大日精化工業株式会社内 (72)発明者 篠田 孝光 東京都中央区日本橋馬喰町一丁目７番６ 号 大日精化工業株式会社内 (72)発明者 山崎 三雄 東京都中央区日本橋馬喰町一丁目７番６ 号 大日精化工業株式会社内 (72)発明者 佐藤 香奈子 東京都中央区日本橋馬喰町一丁目７番６ 号 大日精化工業株式会社内 (72)発明者 丸山 統久 東京都中央区日本橋馬喰町一丁目７番６ 号 大日精化工業株式会社内 (72)発明者 寺田 裕美 東京都中央区日本橋馬喰町一丁目７番６ 号 大日精化工業株式会社内 (72)発明者 西尾 章 東京都中央区日本橋馬喰町一丁目７番６ 号 大日精化工業株式会社内 (72)発明者 高鴨 雅則 東京都中央区日本橋馬喰町一丁目７番６ 号 大日精化工業株式会社内 (72)発明者 安斉 俊明 東京都中央区日本橋馬喰町一丁目７番６ 号 大日精化工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−27912（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−155533（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−236036（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−237570（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−263654（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09C 1/00 - 3/12 C09D 17/00

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 黒色顔料と該顔料のバインダーとからな
   る液晶系ディスプレイのブラックマトリックス形成用組
   成物において、上記の黒色顔料が二種以上の金属酸化物
   からなり、スピネル型或いは逆スピネル型の結晶構造を
   有する複合酸化物黒色顔料であり、上記複合酸化物黒色
   顔料の表面が、酸化珪素系或いはガラス質系無機材料、
   硬化重合体及び媒体に対して実質的に不溶性である重合
   体からなる群から選ばれた少なくとも１種の被覆材料で
   表面処理されていることを特徴とするブラックマトリッ
   クス用組成物。
2. 【請求項２】 複合酸化物黒色顔料が、銅、クロム、
   鉄、マンガン、コバルト、アルミニウム、ニッケル、亜
   鉛、アンチモン、チタン及びバリウムからなる群から選
   ばれた二種以上の金属を主金属成分とする複合酸化物で
   ある請求項１に記載のブラックマトリックス用組成物。
3. 【請求項３】 複合酸化物黒色顔料が、銅とクロムを主
   金属成分とする複合酸化物黒色顔料、銅とマンガンを主
   金属成分とする複合酸化物黒色顔料、銅と鉄とマンガン
   を主金属成分とする複合酸化物黒色顔料、コバルトとク
   ロムと鉄を主金属成分とする複合酸化物黒色顔料、コバ
   ルトとクロムと鉄とマンガンを主金属成分とする複合酸
   化物黒色顔料及びコバルトとニッケルとクロムと鉄を主
   金属成分とする複合酸化物黒色顔料からなる群から選ば
   れた少なくとも１種の複合酸化物黒色顔料、或いは褐
   色、緑色、青色若しくは黒色の上記複合酸化物顔料から
   なる群から選ばれた少なくとも２種の黒色ないし暗色混
   合物である請求項１に記載のブラックマトリックス用組
   成物。
4. 【請求項４】 バインダーが有機質バインダーと低融点
   ガラスフリットの混合物である請求項１に記載のブラッ
   クマトリックス用組成物。
5. 【請求項５】 基板上に黒色顔料含有組成物から液晶系
   ディスプレイのブラックマトリックスを形成するブラッ
   クマトリックスの形成方法において、上記の黒色顔料が
   請求項１に記載の複合酸化物黒色顔料であることを特徴
   とするブラックマトリックスの形成方法。
6. 【請求項６】 基板が、カラー液晶ディスプレイのカラ
   ーフイルターの基板である請求項５に記載のブラックマ
   トリックスの形成方法。
7. 【請求項７】 請求項４に記載のブラックマトリックス
   用組成物を用いて、基板上にブラックマトリックスを形
   成した後、４５０℃〜９００℃にて有機質バインダーを
   燃焼除去すると共に、低融点ガラスフリットを熱溶融さ
   せ、ブラックマトリックス用組成物中の複合酸化物黒色
   顔料を基板に固着する工程を含む請求項５又は６に記載
   のブラックマトリックスの形成方法。
8. 【請求項８】 基板上に黒色顔料含有組成物により形成
   されたブラックマトリックスを付した液晶系ディスプレ
   イにおいて、上記の黒色顔料が請求項１に記載の複合酸
   化物黒色顔料であることを特徴とするブラックマトリッ
   クスを付した液晶系ディスプレイ。
9. 【請求項９】 ブラックマトリックスを付した液晶系デ
   ィスプレイが、カラー液晶ディスプレイである請求項８
   に記載の液晶系ディスプレイ。
10. 【請求項１０】 複合酸化物黒色顔料が、基板上に低融
    点ガラス質バインダーで融着及び固着されている請求項
    ８又は９に記載の液晶系ディスプレイ。