JPH1039131A

JPH1039131A - カラーフィルタ、その製造方法及び液晶表示装置

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Publication number: JPH1039131A
Application number: JP19438896A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Enomoto; 和弘榎本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-07-24
Filing date: 1996-07-24
Publication date: 1998-02-13
Anticipated expiration: 2016-07-24
Also published as: JP3356932B2

Abstract

(57)【要約】【課題】より簡便にブラックマトリクスを形成するこ
とができるとともに、該ブラックマトリクスが、耐光
性、耐熱性、耐湿性等にすぐれ、さらには光学濃度にお
いても高い値を有し、このようなブラックマトリクスか
らなるカラーフィルタを備えることにより、高画質で安
価な液晶表示装置を得ること。【解決手段】光透過性基板上に複数の着色画素と該着
色画素間に配置されたブラックマトリクスとが形成さ
れ、該ブラックマトリクスが、表面を無機系酸化剤によ
り処理したカーボンブラックにより形成されているカラ
ーフィルタ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーフィルタ、
その製造方法及び液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】液晶表
示素子用カラーフィルタは液晶表示素子をカラー化する
ための必須の部品であり、ガラスあるいは透明プラスチ
ック基板上に着色画素を形成して作製されている。着色
画素は赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の３原色の画素を
ライン状、モザイク状又はトライアングル状に配置して
構成されており、そのサイズは１００μｍ前後である。
各画素の間には、画素のコントラストを高めるために、
一般にブラックマトリクスと呼ばれる遮光着色層が形成
され、ＴＦＴ駆動方式においては、トランジスタや配線
部の遮光のために用いられる。

【０００３】これらブラックマトリクスは、通常金属ク
ロムの蒸着膜やスパッタリング膜のエッチング加工によ
り形成されている。このブラックマトリクスの幅は狭い
ところでは数μｍ、広いところでは１００μｍ程度の幅
を有している。一方、画素の着色方法についてはＲ、
Ｇ、Ｂそれぞれの感光性の着色ペーストを用いて光でパ
ターニングする方法、あるいはインクジェット法によ
り、非感光性のインクを所定の位置に噴射して着色する
方法、印刷装置を用いて基板上にスクリーン印刷による
着色する方法、さらには透明電極を形成した基板上に電
着法により着色する方法等が提案されている。

【０００４】従来のブラックマトリクスを用いた場合に
は、ブラックマトリクス上にインクのはみ出しが発生
し、平坦な画素が得られない。この対策として、特開平
４−１２３００５号公報、特開平４−１２３００６号公
報、特開平４−１２３００７号公報及び特開平４−１９
５１０２号公報等に開示されているように、感光性樹脂
層上にシリコーン樹脂層を形成してインク反発性を応用
したインクジェット法または印刷法によるカラーフィル
タ製造法が記載されている。しかし、各画素用インクの
ブラックマトリクス上でのインク反発性付与のために、
遮光層感光性樹脂層及びシリコーン樹脂層を形成する
と、全体の膜厚の増大化、工程の複雑さ等、さらにはコ
スト面において問題点が大きい。

【０００５】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、より簡便にブラックマトリクスを形成することがで
きるとともに、該ブラックマトリクスが、耐光性、耐熱
性、耐湿性等にすぐれ、さらには光学濃度においても高
い値を有し、このようなブラックマトリクスからなるカ
ラーフィルタを備えることにより、高画質で安価な液晶
表示装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、光透過
性基板上に複数の着色画素と該着色画素間に配置された
ブラックマトリクスとが形成され、該ブラックマトリク
スが、表面を無機系酸化剤で処理したカーボンブラック
粒子により形成されているカラーフィルタが提供され
る。

【０００７】また、本発明によれば、光透過性基板上
に、インクジェット方式、ディスペンサー方式、スクリ
ーン印刷方式又は孔版印刷方式によりブラックマトリク
スを形成する上記カラーフィルタの製造方法が提供され
る。さらに、本発明によれば、少なくとも一方が光透過
性基板からなる一対の基板間に液晶が封入され、少なく
とも一方の基板上に上記カラーフィルタが具備されて構
成されている液晶表示装置が提供される。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明におけるカラーフィルタ
は、光透過性基板上に複数の着色画素とブラックマトリ
クスとが形成されて構成されており、例えば、液晶表示
素子に使用されるものである。各着色画素は、通常１０
０μｍ程度の幅を有し、各着色画素間に線幅２０μｍ程
度のブラックマトリクスが配設されているが、本発明に
おいてはこれらの幅には限定されない。各着色画素は、
線状に配置されたいわゆるストライプ状のものや、ブラ
ックマトリクスに周りを囲まれた着色画素がモザイク状
又はトライアングル状に配置されている。

【０００９】本発明において使用される光透過性基板
は、適当な光透過率や強度を有し、基板としての機能を
果たすことができるものであれば透明基板、半透明基板
等、特に限定されるものではなく、例えば、ガラス、プ
ラスチック板、プラスチックフィルム等が挙げられる。
なお、この光透過性基板は、後述するように可染色性媒
体が塗布／形成されていてもよい。

【００１０】本発明のカラーフィルタのブラックマトリ
クスは、表面を無機系酸化剤で処理したカーボンブラッ
ク粒子により形成されている。表面処理される粒子状の
カーボンブラックとしては、特に限定されるものではな
く、例えば、チャネルブラック、アセチレンブラック、
オイルファーネスブラック、サーマルブラック等が挙げ
られる。なかでもチャネルブラックは、粒径の点でも、
表面の処理効率、黒化度の点でも優れているため好まし
い。この際のカーボンブラック粒子は、微細構造のもの
が好ましい。ここで、微細構造とは、０．０１〜０．０
５μｍ程度の平均粒径を有し、かつ０．００１〜０．１
μｍ程度の粒子が全粒子中の５０％程度以上、より好ま
しくは８０％程度以上の粒度分布を有しているものを意
味する。粒径分布が大きくなるとブラックマトリクスが
均一化しにくく、かつ黒化度も向上しない。一方、超微
粒子のカーボンブラックが多いと表面処理のさい精製、
乾燥に問題を有し好ましくない。なお、これらのカーボ
ンブラック粒子は、後述する表面処理を行った後でも、
一般にその粒径の分布はほとんど変化しない。

【００１１】上述のようなカーボンブラックの粒子表面
を無機系酸化剤により処理する方法としては、例えば、
カーボンブラック粒子を水に分散させ、無機系酸化剤を
加え、室温もしくは８０℃程度まで加熱した状態で、５
〜６０分間程度処理する方法が挙げられる。この場合の
無機系酸化剤としては、例えば、硝酸、硫酸、過塩素
酸、過酸化水素、重クロム酸カリ、過マンガン酸及び過
マンガン酸ナトリウムからなる群から選択される少なく
とも１種の酸化剤が挙げられる。処理時の無機系酸化剤
の濃度は、用いる酸化剤の種類によって適宜調整するこ
とができるが、０．０５Ｎ程度の低濃度から１０Ｎ程度
が好ましい。なかでも、０．１Ｎ〜１Ｎ程度の比較的低
濃度の硝酸を使用した場合には、得られるカーボンブラ
ック粒子は水等の極性溶剤に分散が良好となり、また黒
化度もシャープとなるため好ましい。

【００１２】上記のように、表面処理したカーボンブラ
ック粒子は、水を中心とした極性溶剤に対する分散性が
向上し、炭酸ガスを中心とした大気に対する経時安定性
が向上することとなる。本発明に使用されるカーボンブ
ラック粒子は、上述のように無機系酸化剤により表面処
理された後、さらに、水酸化ナトリウム、水酸化バリウ
ム、アンモニア、エチルアミン、トリエチルアミン、ジ
エチルアミン、モノエタノールアミン、トリブチルアミ
ン等の無機又は有機の塩基性物質を含有する溶液、例え
ば水溶液等により中和させてもよい。なかでも、アンモ
ニア、ジエチルアミン、トリエチルアミン等が好まし
い。この中和によって、カーボンブラック粒子を酸化剤
で処理することによりその粒子表面に導入されたカルボ
ニル基にアルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニ
ア、アミン等を吸着させることができると考えられ、カ
ーボンブラックの極性溶媒中への分散がより良好となる
とともに、先の表面処理で用いた酸化剤の余剰分を除去
することができ、さらには、塩基性物質として揮発性を
有する物質を用いた場合には、水や塩基性物質等を蒸発
させて除去することができる。なお、この際の中和用の
塩基性溶液の濃度は、先の酸化剤処理で使用した溶液の
種類や濃度等により適宜調整することができ、例えば、
０．１〜３．０Ｍ程度で使用することができる。

【００１３】本発明のカラーフィルタにおけるブラック
マトリクスを形成する方法としては、上記カーボンブラ
ックを、任意に極性溶媒に溶解させた結合剤樹脂に分散
させることによりドナー液を調製し、このドナー液を上
述の光透過性基板にパターニングすることにより行うこ
とができる。結合剤樹脂としては、特に限定されるもの
ではなく、極性溶媒に可溶であり、２００℃以上でも軟
化しにくい樹脂が挙げられる。具体的には、アクリル樹
脂、メタクリル樹脂、スチレン樹脂、メラミン樹脂、エ
ポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、
ポリイミド樹脂等が適している。アクリル樹脂、メタク
リル樹脂としては、例えば、主たる樹脂成分としてポリ
エステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アル
キド樹脂、シリコーン樹脂等の低分子量のポリマー；ま
たはオリゴマーにアクリル酸、メタクリル酸またはその
エステル基を導入したプレポリマー；に、架橋剤として
単分子中に２つ以上のアクリル酸、メタクリル酸基また
はそのエステル基を有する多官能反応物を添加する系等
があげられる。この場合、必要に応じて反応開始剤とし
て熱、またはラジカルを発生するラジカル発生剤を添加
することが有効である。フェノール樹脂、アルキド樹脂
等の水酸基を有するポリマーに架橋剤としてメチロール
化メラミンを添加し、または、開始剤として光または熱
により酸性物質を発生する物質を加えた系も有効であ
る。これら樹脂はラテックスの状態で使用することが好
ましく、ラテックス状態で使用する方法は、例えば樹脂
合成の際又は合成後、界面活性剤を加える方法等が挙げ
られる。また、スチレン：無水マレイン酸又はスチレ
ン：無水マレイン酸ハーフエステル等のカルボキシル基
を含む共重合体樹脂の一部をアンモニアトリエチルアミ
ン等で４級塩化した樹脂等も結合剤樹脂として使用する
ことができる。

【００１４】また、極性溶媒としては、水、メチルアル
コール、エチルアルコール、プロピルアルコール等が挙
げられる。ドナー液におけるカーボンブラックは、結合
剤樹脂に重量比で１：１００〜１００：１の割合で分散
させることが好ましく、より好ましくは１：１０〜１：
１である。一般に樹脂量が多くなると必要な光学濃度を
得るために膜厚が大きくなり、逆にカーボンブラック量
が多くなると被膜特性が劣化しやすくなるからである。

【００１５】ドナー液を光透過性基板にパターニングす
る方法としては、直接パターニングする方法及びフォト
マスクを用いてパターニングする方法等、従来はブラッ
クマトリクスの形成ではなく、カラーフィルタの着色画
素部に着色を施すために用いられていたそれ自体公知の
種々の方法が挙げられる。このような方法を用いること
により、ブラックマトリクスを簡便に形成することが可
能となる。具体的には、以下の方法がある。

【００１６】ドナー液をインクジェット用インクとし
て用いて、光透過性基板上に直接パターニングする方
法、スクリーン印刷、孔版印刷、オフセット印刷等の印刷
方式により、光透過性基板上に直接パターニングする方
法（なお、この方式を用いる場合にはドナーの粘性を高
くするため、増粘剤、一部架橋した結合剤樹脂又は分子
量が５万を越える結合剤樹脂等を併用することが必要と
なる）、ディスペンサー方式により、光透過性基板表面に傷を
つけないようなフレキシブルなインクヘッドを用いて直
接パターニングする方法、ドナー液における結合剤樹脂に感光性を付与してフォ
トリソグラフィーの方式によりパターンニングする方
法、ドナー液自体には感光性を付与せず、フォトレジスト
法によりパターニングする方法。

【００１７】本発明のカラーフィルターにおけるブラッ
クマトリクスは、０．３μｍ〜２０μｍ程度の膜厚で形
成されていることが好ましく、膜厚は、塗布性、パター
ン解像度、光学濃度等から最適値を決めることができ
る。なお、本発明のカラーフィルタのブラックマトリッ
クスにおいて、光学濃度値は、好ましくは０．５〜４．
０程度の範囲、より好ましくは２．０〜４．０程度の範
囲である。また、本発明のカラーフィルターにおけるブ
ラックマトリクス形成領域と非形成領域との比率や形状
は、その機能、用途等により、露光に用いるマスクの形
状等の調整によって自由に変更することができる。な
お、上述のように形成されたブラックマトリクスは、そ
れ自体またはブラックマトリクス上に同一形状のパター
ンを有する被覆層によって、後述する着色画素を形成す
るためのインクに対して反発性を有しているものである
ことが好ましい。インク反発性は、ブラックマトリクス
を形成する際に樹脂、溶媒等に後述するようなインク反
発性を有する物質を添加する等して付与することができ
る。

【００１８】本発明のカラーフィルタにおいては、ブラ
ックマトリクスとともに着色画素も形成されている。着
色画素は、当該分野において公知の方法で、公知の材料
又は色素等を用いて、例えば、赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３原
色に分割されて形成されているものである。着色画素を
形成する方法としては、インクジェット法、印刷法、フ
ォトリソグラフィの手法を用いて形成した可染媒体を染
色する方法、顔料分散感光性組成物を用いる方法、電着
法等の公知の方法が挙げられる。

【００１９】例えば、インクジェット装置を用いて着色
画素を形成する方法としては下記の手法が有効である。
Ｒ、Ｇ、Ｂの３色分のヘッドを用意し、それぞれのヘッ
ドから微小インク滴を噴射し、光透過性基板上のブラッ
クマトリクス間の着色画素部を着色する。この場合の着
色機構としては、染色インクを用いて、光透過性基板自
体又は光透過性基板上に形成された可染性媒体を染色し
ても良く、また樹脂、染料または顔料、およびインク溶
媒からなるインクをインクジェット噴射し、その後樹脂
を熱硬化または光硬化させてもよい。なお、光透過性基
板上に可染性媒体を形成する場合、ブラックマトリクス
を形成する前に行うことが好ましい。また、上述のイン
クジェット法で着色画素を形成する場合、ブラックマト
リクス上に少しでもインキが付着すると着色画素部のイ
ンク量にむらが生じ、色むらの原因となる。従って、イ
ンクがブラックマトリクス上にまったく付着させないよ
うに微小インク滴を噴射させることが必要である。

【００２０】このため、ブラックマトリクスとインクジ
ェット装置から噴射されるインクとの間の接触角は、大
きいことが重要である。よく知られているように、液体
と固体間の接触角には前進接触角と後退接触角がある
が、例えばブラックマトリクス表面に微細な凹凸が存在
する場合、又はブラックマトリクスがインクに対して親
和性の高い成分と反発性の高い成分との両方を含有する
場合には前進接触角は大きくても後退接触角が小さくな
ることがある。インクをブラックマトリクス上にまった
く付着させないためには、特に、インクの後退接触角が
大きいことが必要である。具体的には、油溶性のインク
ジェット用インクまたは印刷用インクを用いてカラーフ
ィルタを作製する場合、インクがブラックマトリクス上
に付着しないためには、各画素の表面が水に対して４０
°以上、より好ましくは６０°以上の後退接触角を有す
ることが好ましい。この条件を満たすブラックマトリク
スを用いた場合、インクが付着することなく、インクを
完全に着色画素部に押し込めることができる。なお、水
なし平版を用いた平型印刷機を用いて画素部に着色する
場合にもブラックマトリクスとインクの後退接触角が大
きいことは非常に有効である。

【００２１】また、インク反発性は、インクの付着を望
まない部分の表面エネルギーで評価することもできる。
たとえば、インクをブラックマトリクス上にまったく付
着させないためには、ブラックマトリクス又はその上に
形成された被覆層等の表面エネルギーが２０ｄｙｎ／ｍ
以下の低エネルギーであることが好ましい。また、ブラ
ックマトリクス又は被覆層中に、低表面エネルギーの物
質が微分散されていることが好ましい。低表面エネルギ
ー物質の例としては、例えば、含フッ素系有機化合物、
含ケイ素系有機化合物等が挙げられる。

【００２２】また、本発明のカラーフィルタにおいて
は、ブラックマトリクス及び着色画素を形成した後、例
えば、液晶表示素子用カラーフィルタの場合、カラーフ
ィルタの保護のため、また平坦性を向上するため、さら
に表示素子に組み上げた場合に隣接して存在する液晶層
にカラーフィルタから不純物が流入するのを防ぐため、
その表面に、透明樹脂薄膜を形成してもよい。なお、透
明樹脂薄膜を形成する際、上述したブラックマトリクス
のインク反発性を有する被覆層が障害になる場合には、
予め被覆膜を剥離除去してもよい。透明樹脂薄膜は、例
えば、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、
（Ｎ−トリメトキシシリルプロピル）ポリエチレンイミ
ン等を用いて、公知の薄膜形成方法により形成すること
ができる。

【００２３】本発明のカラーフィルタは、アクティブ駆
動型又は単純マルチプレックス駆動型の透過型液晶表示
装置又は反射表示型液晶表示装置等の液晶表示装置全般
に好適に適用することができる。また、本発明のカラー
フィルタは、カラープラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、
エレクトロルミネッセントディスプレイ（ＥＬ）等のカ
ラーフィルタを使用するデバイスに幅広く適用すること
もできる。

【００２４】

【実施例】本発明のカラーフィルタ、その製造方法及び
液晶表示装置の実施例を以下に具体的に説明するが、こ
れによって何ら本発明が限定されるものではない。ま
ず、本発明のカラフィルターにおけるブラックマトリク
ス用カーボンブラックの化学処理の具体的な方法につい
て説明する。

【００２５】（液相酸化法によるカーボンブラックの表
面処理法）まず、カーボンブラック（NeospectraII：
０．０１μｍ以下の粒子が全粒子の約８０％程度含有）
を１０ｇ秤量し、１リットルの６Ｎ−ＨＮＯ₃水に加
え、内温７０℃で３時間加熱撹拌した。次いで、メンブ
ランフィルターでカーボンブラックを含むＨＮＯ₃水を
濾過し、続いて濾取したカーボンブラックを酢酸水（濃
度：０．２Ｎ、容量１００ｍｌ）、純水（１０００ｍ
ｌ）で洗浄し、乾燥した。処理後のカーボンブラックは
１０．２ｇであった。

【００２６】（表面カルボキシル基の確認反応）上記で
得られた表面処理されたカーボンブラックを２ｇ秤量
し、０．１ＮのＮａＨＣＯ₃溶液５０ml中に加え、４時
間室温下で撹拌した。その後、上澄液２５mlを採り、
０．０５Ｎ−ＨＣｌ５０mlを加えて、炭酸ガスを系外
への除去しながら２０分間煮沸した。次いで、０．０５
Ｎ−ＮａＯＨ溶液で逆滴定（フェノールフタレイン添
加）を行った。また、空試験を同時に行ない、両者の差
をカルボキシル基量とした。その結果、空試験では０．
４０ミリモル／ｇ、塩基性溶液で処理した後では６．５
１ミリモル／ｇであり、カーボンブラックの粒子表面に
カルボキシル基の存在が確認された。

【００２７】（実施例１〜５）ゼラチンの１％水溶液を
スピナーで板膜２．５mmのガラス板上に塗布し、膜厚
０．４μｍの下引層を形成した。次に、表１に示した酸
化剤を用い、上述の方法と同様の方法で表面処理したカ
ーボンブラックを含む以下の成分からなるブラックマト
リクス用ドナー液を、スクリーン印刷法により所望のパ
ターンに印字し、８０℃で約５分間ガラス板の裏面より
加熱し、膜厚２．０μｍのブラックマトリクスを形成し
た。

【００２８】また、比較例として表面未処理のカーボン
ブラックを含むブラックマトリクス用ドナー液も調製
し、同様にブラックマトリクスを形成した。・ブラクマトリクス用ドナー液表面処理が行われたカーボンブラック粒子１０重量部スチレン：無水マレイン酸ハーフエステル共重合体１５重量部アンモニア添加物（ＳＭＡ−１４４０Ｈ）アルギン酸プロピレングリコールエステル（増粘剤）３重量部 ⁺Ｈ₄Ｎ^-ＯＯＣ−Ｃ₂Ｆ₄−ＣＯＯ^-ＮＨ₄ ⁺（発水剤）２重量部蒸留水６０重量部

【００２９】

【表１】

【００３０】表面酸化度：カーボンブラック１ｇ中のカ
ルボキシル基換算量（ミリモル/g）粘性：Ｂ型粘度形による２５℃の粘性（ＣＰ）分散性：濁度計（積分球型）による透過性（ｐｐ
ｍ）次いで、上記インク反発性のブラックマトリクス形成基
板の画素形成領域にインクジェット噴射装置を用いて、
対応する位置にＲ、Ｇ、Ｂそれぞれのインク滴を噴射し
着色した。噴射したインクは下記の通りであった。（赤色インク）赤色顔料ピラゾロンレッド５重量部界面活性剤“ニューコール”７１０Ｆ（日本乳化剤社製）５重量部メラミン樹脂“スミテックスレジン”Ｍ−３（住友化学社製）１０重量部硬化剤ＡＣＸ（住友化学社製）０．３重量部水２００重量部（緑色インク）ピラゾロンレッドの代わりにフタロシア
ニングリーンを用いた以外は赤色インクで同様にして緑
色インクを作成した。（青色インク）ピラゾロンレッドの代わりにブルーレー
キを用いた以外は赤色インクと同様にして青色インクを
作成した。

【００３１】このようにして噴射着色したインクを１２
０〜１５０℃で１０分間以上熱し、インク中のメラミン
成分を硬化させ、膜厚１．５μの各着色画素を形成し
た。このように形成したカラーフィルタに関し、顕微鏡
によりブラックマトリクス上へのインクの付着及び各着
色画素とブラックマトリクスとの後退接触角について測
定した。その結果を表２に示す。

【００３２】

【表２】

【００３３】比較例１の表面未処理のカーボンブラック
を用いたドナー液の分散性は極度に悪く、そのためブラ
ックマトリクスの形成は非常に困難であった。また、光
学濃度も小さく、かつブラックマトリクス表面のざらつ
きが強く、後退接触角も測定不能であり、カラーフィル
タ用ブラックマトリクスとしては使用できないものであ
った。一方、実施例１〜５に示したように、使用酸化剤
がごく低濃度で処理した場合でも十分にその効果をはた
しており、酸化剤濃度の許容範囲は広いことがわかっ
た。

【００３４】（実施例６〜８）表面処理をしたカーボン
ブラックとして表３に示したカーボンブラックを使用し
た以外は前述の実施例と同様の方法によりブラックマト
リクスを形成し、その特性を測定した結果、光学濃度、
ブラックマトリクス上のＲ、Ｇ、Ｂ、インクの付着性、
後退接触角等何ら問題がなく、表示品質、平坦性に優れ
たカラーフィルタであることが判明した。

【００３５】

【表３】

【００３６】このようなカラーフィルタを、アクティブ
駆動型の透過型液晶表示装置について使用した場合の液
晶表示装置を図１及び図２を用いて説明する。液晶表示
パネル２１は、透明性絶縁基板からなるＴＦＴ基板２２
と対向基板２３とが対向配置し、シール材２４を介して
貼り合わされて液晶が封入されて液晶層３３を形成した
構造、すなわちＴＦＴ基板２２と対向基板２３とにより
液晶層３３を挟持した構造になっている。

【００３７】上記ＴＦＴ基板２２上には、マトリクス状
に画素電極２５が形成されているとともに、信号電極
（ソース電極）２６および走査電極（ゲート電極）２７
が形成されている。これら信号電極２６および走査電極
２７の交点付近には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２８
が設けられており、このＴＦＴ２８に上記画素電極２５
が接続されている。

【００３８】一方、対向基板２３上には、共通電極２９
が形成されるとともに、各画素電極２５に対応したＲ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタ３０と、
各画素部の分離を行うブラックマトリクス３１とが形成
される。ブラックマトリクス３１は、画素電極２５間の
隙間やＴＦＴエリアへの光の入射を遮るために設けられ
ている。

【００３９】また、上記ＴＦＴ基板２２と対向基板２３
とには、それぞれの対向面側の液晶層３３と接触する面
に、液晶分子を所定方向に配向させる配向膜３４が形成
されている。さらに、両基板２２、２３の配向膜３４、
３４が形成される面の反対側の面に、それぞれ偏光板３
５、３５が設けられている。各画素電極２５は、Ｒ、
Ｇ、Ｂの各カラーフィルタ３０に対応して、それぞれ赤
色を表示するための画素電極２５ｒ、緑色を表示するた
めの画素電極２５ｇ、青色を表示するための画素電極２
５ｂを備えて一つの画素３２が形成されている。

【００４０】上記画素３２は、それぞれの画素電極２５
に接続されたＴＦＴ２８により駆動される。すなわち、
各ＴＦＴ２８のゲートは走査電極２７に接続され、各画
素電極２５はＴＦＴの２８のドレインおよびソースを介
して信号電極２６に接続されている。これにより、各Ｔ
ＦＴ２８は画素電極２５への画像信号の供給を制御し、
画素電極２５をそれぞれ独立して駆動するようになって
いる。

【００４１】上記液晶表示パネル２１を備える液晶表示
装置では、各画素電極２５に供給される画像信号に従っ
て液晶の透過率が変化し、これにより図示していないバ
ックライトから入射される光を変調して透過させること
によって、カラー画像の表示が行われる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、微細構造を有するカー
ボンブラックの粒子表面が無機系酸化剤で化学的に処理
され、任意に有機又は無機の塩基性物質により中和処理
が行なわれていることにより、これを用いてカラーフィ
ルタのブラックマトリクスが形成された場合には、高効
率の光学濃度を有し、表示品質および画素の平坦性に優
れ、かつ光、熱、温度等にも安定なカラーフィルタを得
ることができる。

【００４３】また、上述のようなカーボンブラックを使
用することにより、ことに簡便な方法で精度の高いカラ
ーフィルタを製造することができる。さらに本発明によ
れば、耐熱性、耐光性、耐湿性にすぐれたカラーフィル
タを備えることにより、カラー表示性能に優れ、かつ安
価な液晶表示装置を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルターを具備した液晶表示
装置を示す要部の概略断面図である。

【図２】図１における液晶表示装置の要部の概略斜視図
である。

【符号の説明】

２１液晶表示パネル２２ＴＦＴ基板２３対向基板２４シール材２５画素電極２５ｒ赤色を表示するための画素電極２５ｇ緑色を表示するための画素電極２５ｂ青色を表示するための画素電極２６信号電極（ソース電極）２７走査電極（ゲート電極）２８薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２９共通電極３０カラーフィルタ３１ブラックマトリクス３２１つの画素３３液晶層３４配向膜３５偏光板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光透過性基板上に複数の着色画素と該着
色画素間に配置されたブラックマトリクスとが形成さ
れ、該ブラックマトリクスが、表面を無機系酸化剤で処理し
たカーボンブラック粒子により形成されていることを特
徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】無機系酸化剤が硝酸である請求項１記載
のカラーフィルタ。
【請求項３】カーボンブラック粒子がチャネルブラッ
ク粒子である請求項１記載のカラーフィルタ。
【請求項４】カーボンブラック粒子が、０．００１〜
０．１μｍの範囲の粒径を有し、かつ該粒径の粒子が全
粒子中８０％以上である請求項１記載のカラーフィル
タ。
【請求項５】カーボンブラック粒子が、無機系酸化剤
により処理された後さらに無機又は有機塩基性物質によ
り中和処理されている請求項１記載のカラーフィルタ。
【請求項６】光透過性基板上に、インクジェット方式
によりブラックマトリクスを形成することを特徴とする
請求項１〜５のいずれかに記載のカラーフィルタの製造
方法。
【請求項７】光透過性基板上に、ディスペンサー方式
によりブラックマトリクスを形成することを特徴とする
請求項１〜５のいずれかに記載のカラーフィルタの製造
方法。
【請求項８】光透過性基板上に、スクリーン印刷方式
によりブラックマトリクスを形成することを特徴とする
請求項１〜５のいずれかに記載のカラーフィルタの製造
方法。
【請求項９】光透過性基板上に、孔版印刷方式により
ブラックマトリクスを形成することを特徴とする請求項
１〜５のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１０】少なくとも一方が光透過性基板からな
る一対の基板間に液晶が封入され、少なくとも一方の基
板上に請求項１〜５のいずれかに記載のカラーフィルタ
が具備されて構成されていることを特徴とする液晶表示
装置。