JP2000009921A - 表示装置用カラーフィルタ及び表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】表示装置用カラーフィルタ１をインクジェット
法により形成する際に、画素形状が鮮明で、遮光層の光
学濃度が高く、コントラストの高い表示装置用カラーフ
ィルタ１、及びこのカラーフィルタを用いた表示品質の
よい表示装置を提供すること。 【解決手段】透明基板２と、受像層３と、マトリックス
状遮光層５と、インクジェット法により形成されたパタ
ーン状着色層４を具備する表示装置用カラーフィルタ１
において、遮光層の材料をカーボンブラックまたは有機
顔料の混合物とすること。この表示装置用カラーフィル
タを表示装置に備えること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電界放射型表示装
置、蛍光表示装置、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）及
び液晶表示装置などの表示装置用カラーフィルタ及び表
示装置に関するものであり、特にインクジェット法によ
り製造される表示装置用カラーフィルタ及び表示装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】表示装置において、カラー表示、反射率
の低減、コントラストの改善、分光特性制御などの目的
にカラーフィルタを用いることは、有用な手段となって
いる。この表示装置に用いるカラーフィルタは、多くの
場合、カラーフィルタは画素として形成されて使用され
るものである。この表示装置用カラーフィルタの画素を
形成する方法として、これまで実用されてきた方法とし
ては、フォトリソグラフィイ法、印刷法などがあげられ
る。

【０００３】これらの画素を形成する方法に対し、プリ
ンタで実用されてきたインクジェット法による画素形成
方法を、表示装置用カラーフィルタの製造に適用する技
術が提案されている。しかし、表示装置用カラーフィル
タをインクジェット法により形成する方法においては、
インクジェットによるインク粒子の飛散や、インクのに
じみが発生し易いので、カラーフィルタの画素形状が鮮
明で画素エッヂのシャープな、且つ、マトリックス状遮
光層の光学濃度が高く、コントラストの高い表示装置用
カラーフィルタを得ることは困難なことである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、表示
装置用カラーフィルタをインクジェット法により形成す
る方法において、ノズルから噴射したインク粒子の飛散
や、インクのにじみを発生させず、カラーフィルタの画
素形状が鮮明で画素エッヂのシャープな、且つ、マトリ
ックス状遮光層の光学濃度が高く、コントラストの高い
表示装置用カラーフィルタを提供すること、及びこの表
示装置用カラーフィルタを用いた表示品質のよい表示装
置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の発明は、
少なくとも、透明基板と、この透明基板の上に形成され
た受像層と、この受像層の上に形成されたマトリックス
状遮光層と、この受像層の上のマトリックス状遮光層の
間にインクジェット法により形成されたパターン状着色
層を具備する表示装置用カラーフィルタにおいて、該マ
トリックス状遮光層の遮光材がカーボンブラックである
ことを特徴とする表示装置用カラーフィルタである。

【０００６】また、本発明は、上記発明の表示装置用カ
ラーフィルタにおいて、前記表示装置用カラーフィルタ
が少なくとも、透明基板と、この透明基板の上に形成さ
れた受像層と、この受像層の上に形成されたマトリック
ス状遮光層と、この受像層の上のマトリックス状遮光層
の間にインクジェット法により形成されたパターン状着
色層と、平坦層を具備することを特徴とする表示装置用
カラーフィルタである。

【０００７】また、本発明は、上記発明の表示装置用カ
ラーフィルタにおいて、前記マトリックス状遮光層の遮
光材であるカーボンブラックの含有量が、マトリックス
状遮光層に含まれる樹脂１００重量％に対し５０〜１２
０重量％であることを特徴とする表示装置用カラーフィ
ルタである。

【０００８】本発明の第二の発明は、少なくとも、透明
基板と、この透明基板の上に形成された受像層と、この
受像層の上に形成されたマトリックス状遮光層と、この
受像層の上のマトリックス状遮光層の間にインクジェッ
ト法により形成されたパターン状着色層を具備する表示
装置用カラーフィルタにおいて、該マトリックス状遮光
層の形成に用いる黒色樹脂組成物が、アクリル系樹脂、
色素、分散剤、重合性モノマー、重合開始剤、及び溶媒
を主成分とし、該色素が可視光領域に光透過性をもつ有
機顔料のうちの、黄色顔料、青色顔料、及び紫色顔料を
組み合わせて、または、黄色顔料、赤色顔料、及び青色
顔料を組み合わせて疑似黒色化した有機顔料の混合物で
あることを特徴とする表示装置用カラーフィルタであ
る。

【０００９】また、本発明は、上記発明の表示装置用カ
ラーフィルタにおいて、前記色素が、該黄色顔料、青色
顔料、紫色顔料を１：１：１〜２：２：１の範囲で、或
いは、該黄色顔料、赤色顔料、青色顔料を１：１：１〜
１：２：２の範囲で組み合わせて疑似黒色化した有機顔
料の混合物であることを特徴とする表示装置用カラーフ
ィルタである。

【００１０】また、本発明は、上記発明の表示装置用カ
ラーフィルタにおいて、前記色素が、該有機顔料の混合
物に、カーボンブラックを含有させたことを特徴とする
表示装置用カラーフィルタである。また、前記カーボン
ブラックの含有量が、該有機顔料の混合物１００重量％
に対し５０〜１２０重量％であることを特徴とする表示
装置用カラーフィルタ。

【００１１】本発明の第三の発明は、前記マトリックス
状遮光層の光学濃度が、３．０以上であることを特徴と
する表示装置用カラーフィルタである。

【００１２】本発明の第四の発明は、上記発明による表
示装置用カラーフィルタを備えたことを特徴とする表示
装置である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明による表示装置用カ
ラーフィルタを、その一実施形態に基づいて詳細に説明
する。図１は、本発明による表示装置用カラーフィルタ
の一実施例を示す平面図である。また、図２は、図１に
示す本発明による表示装置用カラーフィルタの一実施例
のＡ−Ａ’断面図である。図１、及び図２に示すよう
に、表示装置用カラーフィルタ（１）は、透明基板
（２）の上に受像層（３）が形成され、この受像層の上
にマトリックス状遮光層（５）が形成され、この受像層
（３）の上のマトリックス状遮光層（５）の間には、赤
色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）各々のパターン状着
色層（４）が形成されている。

【００１４】図３は、本発明による表示装置用カラーフ
ィルタの他の実施例を示す断面図である。図３に示すよ
うに、表示装置用カラーフィルタ（１）は、透明基板
（２）の上に受像層（３）が形成され、この受像層の上
にマトリックス状遮光層（５）が形成され、この受像層
（３）の上のマトリックス状遮光層（５）の間には、赤
色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）各々のパターン状着
色層（４）が形成され、パターン状着色層（４）が形成
された透明基板の全面に平坦層（６）が形成されてい
る。このため、表示装置用カラーフィルタ（１）上は、
平坦な状態となっている。

【００１５】図１、及び図２において、本発明に用いる
透明基板（２）は、十分な強度、平坦性、耐熱性、光透
過性などを有するものが好ましい。例えば、通常カラー
フィルタ基板として用いられている透明な無アルカリガ
ラス、或いはソーダガラスなどがあげられる。本発明に
おける受像層（３）は、パターン状着色層（４）をイン
クジェット法により形成する際に、インクジェットによ
るインク粒子の飛散や、インクのにじみの発生を防止す
るために設けられたものである。

【００１６】本発明における受像層（３）の材料として
は、透明であること、受像したインクの変色や褪色がな
いこと、諸耐性があることなどの性能が要求され、ポリ
ビニルブチラール、ポリビニルアセテートなどのビニル
樹脂が良好なものとして用いられる。その他の材料とし
ては、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリ
メタクリル酸、ポリメタクリル酸エステルなどが用いら
れる。

【００１７】また、インクの受像性を高めるために、こ
の樹脂に微粒子（フィラー）を含有させることも有効で
ある。フィラーとしては、無機微粒子では微粉末珪酸、
有機微粒子ではアクリル樹脂、スチレン樹脂、尿素ホル
ムアルデヒド樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、シリコーン
樹脂、フッソ樹脂などであるが、透明性の点からは、ア
クリル樹脂が好ましい。また、フィラーの添加量は、受
像層１００重量％に対し１〜１０重量％が好ましいもの
である。

【００１８】本発明の第一の発明におけるマトリックス
状遮光層（５）の材料は、樹脂、遮光材、分散剤、溶媒
などを主成分として構成する黒色樹脂組成物である。こ
の黒色樹脂組成物を構成する材料としての遮光材に、カ
ーボンブラックを用いることを特徴としているものであ
る。カーボンブラックを用いることで遮光が非常によい
マトリックス状遮光層を得ることが出来るものである。

【００１９】本発明における黒色樹脂組成物には、光重
合性モノマー、光重合性開始剤などを含有させることが
できる。これにより、黒色樹脂組成物に感光性を付与す
ることができ、マトリックス状遮光層を形成する際にパ
ターニングのためのレジストが不要となる。

【００２０】本発明における黒色樹脂組成物において
は、カーボンブラックの配合割合は、黒色樹脂組成物を
構成する樹脂１００重量％に対し５０〜１２０重量％で
あり、７０〜１００重量％であることが好ましいもので
ある。これにより、マトリックス状遮光層の光学濃度を
３．０以上に保ことができるものとなる。カーボンブラ
ックの配合割合が５０重量％以下であると、十分な遮光
性が得られないものとなる。１２０重量％以上である
と、十分な遮光性が得られるが黒色樹脂組成物の感度が
低下し、パターニングが出来なくなる傾向にあり、ま
た、黒色樹脂組成物が均一に分散することが困難になる
傾向にある。

【００２１】本発明の第二の発明における、マトリック
ス状遮光層の形成に用いる黒色樹脂組成物は、アクリル
系樹脂、色素、分散剤、重合性モノマー、重合開始剤、
及び溶媒を主成分とし、色素として可視光領域に光透過
性をもつ有機顔料のうちの、黄色顔料、青色顔料、及び
紫色顔料を組み合わせて、または、黄色顔料、赤色顔
料、及び青色顔料を組み合わせて疑似黒色化した有機顔
料の混合物を使用することを特徴としている。このよう
にして、特定の色の青色顔料を組み合わせて疑似黒色化
すると、マトリックス状遮光層の色のｘｙ色度図におけ
る色度座標の値は、Ｃ光源の値に近いものとなり、全可
視光領域での遮光性が得られるものとなる。

【００２２】また、マトリックス状遮光層の形成に用い
る黒色樹脂組成物において、黄色顔料、青色顔料、及び
紫色顔料を組み合わせて、その混合物の色のｘｙ色度図
における色度座標の値をＣ光源の値に近いものにするた
めには、１：１：１〜２：２：１の範囲の割合、好まし
くは１：１：１〜１．３：１．３：１の範囲の割合がよ
い。また、黄色顔料、赤色顔料、及び青色顔料を組み合
わせて、その混合物の色のｘｙ色度図における色度座標
の値をＣ光源の値に近いものにするためには、１：１：
１〜１：２：２の範囲の割合、好ましくは１：１：１〜
１：１．５：１．５の範囲の割合がよい。

【００２３】また、マトリックス状遮光層の形成に用い
る黒色樹脂組成物の遮光性をより向上させるために、上
記有機顔料の混合物に、カーボンブラックを含有させる
ことが好ましい。この際は、カーボンブラックの含有量
は、有機顔料の混合物１００重量％に対し１〜３０重量
％、好ましくは５〜２０重量％である。これにより、マ
トリックス状遮光層の光学濃度を２．５以上に保持する
ことができるものとなる。カーボンブラックの含有量が
１重量％以下であると、十分な遮光性が得られないもの
となる。３０重量％以上であると、十分な遮光性が得ら
れるが黒色樹脂組成物の感度が低下し、パターニングが
出来なくなる傾向にあり、また、黒色樹脂組成物が均一
に分散することが困難になる傾向にある。

【００２４】本発明における黒色樹脂組成物には、光重
合性モノマー、光重合性開始剤などを含有させることが
できる。これにより、黒色樹脂組成物に感光性を付与す
ることができ、マトリックス状遮光層を形成する際にパ
ターニングのためのレジストが不要となる。

【００２５】本発明における有機顔料の混合物に用いる
黄色顔料としては、ノバパームイエローＨＲ−０１
（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ８３）、パリオトールイ
エローＫ−０９６１ＨＤ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ
１３８）、パリオトールイエローＬ１８２０（Ｃ．Ｉ．
ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ１３９）、ＬｕｍｏｇｅｎＹｅｌｌ
ｏｗＤ０７９０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ１０
１）、ＳｉｃｏＹｅｌｌｏｗＤ０９５１（Ｃ．Ｉ．Ｐｉ
ｇＹｅｌｌｏｗ３）、ＳｉｃｏＹｅｌｌｏｗＤ１１５０
（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ７４）、ＳｉｃｏＹｅｌ
ｌｏｗＤ１２５０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ１）、
ＳｉｃｏＦａｓｔＹｅｌｌｏｗＤ１３５０（Ｃ．Ｉ．Ｐ
ｉｇＹｅｌｌｏｗ１３）、ＳｉｃｏＦａｓｔＹｅｌｌｏ
ｗＮＢ−Ｄ１７６０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ８
３）、ＳｉｃｏｍｉｎＹｅｌｌｏｗＤ１１２０（Ｃ．
Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ３４）などがあげられる。

【００２６】また、本発明における有機顔料の混合物に
用いる赤色顔料としては、パーマネントカーミンＦＢＢ
−０２（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＲｅｄ１４６）、シンカシャレ
ッドＢＲＴ−７９６Ｄ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＶｉｏｌｅｔ１
９）、クロモフタルレッドＢＲＮ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＲｅ
ｄ１４４）、ホスタパームピンクＥ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＲ
ｅｄ１４６）、クロモフタルレッドＡ２Ｂ（Ｃ．Ｉ．Ｐ
ｉｇＲｅｄ１７７）、ＦａｎａｌＰｉｎｋＤ４６８０
（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＲｅｄ１６９）、ＦａｎａｌＰｉｎｋ
Ｄ４８１０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＲｅｄ１６８）、Ｆａｎａ
ｌＰｉｎｋ４８３０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＲｅｄ８１）など
があげられる。

【００２７】また、本発明における有機顔料の混合物に
用いる青色顔料としては、ヘリオゲンブルーＤ−７５６
５（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＢｌｕｅ１６）、ヘリオゲンブルー
Ｌ６７００Ｆ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＢｌｕｅ１５：６）、ヘ
リオゲンブルーＤ７０７２Ｄ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＢｌｕｅ
１５：３）、ヘリオゲンブルーＤ６９００Ｄ（Ｃ．Ｉ．
ＰｉｇＢｌｕｅ１５：１）、ヘリオゲンブルーＤ６８７
０Ｄ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＢｌｕｅ１５：２）、ヘリオゲン
ブルーＤ７１００Ｄ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＢｌｕｅ１５：
４）などがあげられる。

【００２８】また、本発明における有機顔料の混合物に
用いる紫色顔料としては、ＦａｎａｌＶｉｏｌｅｔＤ５
４６０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＶｉｏｌｅｔ１４５１７５：
１）、ＦａｎａｌＶｉｏｌｅｔＤ５４８０（Ｃ．Ｉ．Ｐ
ｉｇＶｉｏｌｅｔ１４５１７０：２）、ＦａｎａｌＶｉ
ｏｌｅｔＤ６０６０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＶｉｏｌｅｔ３９
４２５５５：２）、ＦａｎａｌＶｉｏｌｅｔＤ６０７０
（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＶｉｏｌｅｔ３９４２５５５：２）、
リオノゲンバイオレットＲＬ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＶｉｏｌ
ｅｔ２３５１３１９）などがあげられる。

【００２９】本発明の第一及び第二の発明における、黒
色樹脂組成物を構成する樹脂としては、分散性、耐熱
性、アルカリ現像性、透明性などに優れるアクリル系樹
脂が好ましいものであり、このようなアクリル系樹脂と
しては、例えば、化学式（１）、（２）で表されるアク
リル系モノマーを構成単位とする樹脂を使用することが
できる。

【００３０】

【化１】

【００３１】上記の化学式（１）、（２）で表されるア
クリル系モノマーは、具体的には以下の化学式（３）〜
（２１）で表すアクリル系ノマーである。

【００３２】

【化２】

【００３３】

【化３】

【００３４】

【化４】

【００３５】本発明におけるアクリル系樹脂は、上記ア
クリル系モノマーの一種を重合させて得られるものに限
定されるものではなく、数種を適宜に選択して共重合さ
せて得られる樹脂を使用することもできる。また、上記
アクリル系モノマーに加えて、重合可能な他のモノマ
ー、例えば、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などを共重合させて
得られる樹脂を使用することもできる。

【００３６】本発明における光重合性モノマーとして
は、単官能、２官能、３官能、多官能モノマーがある。
単官能モノマーとしては、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ク
リレートなど、また、２官能モノマーとしては、トリプ
ロピレングリコールジアクリレート、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
クリレートなど、また、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）イソシアネートなど、また、多官能モノマーとして
は、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またはヘキサアクリレートな
どが挙げられる。

【００３７】本発明における光重合開始剤としては、ト
リアジン系化合物、イミダゾール系化合物、ベンゾフェ
ノン系化合物などが挙げられる。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（トリクロロメチ
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
（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（Ｎ−イ
ソアミロキシカルボニルメチル−３’−カルバゾリル）
−４、６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジ
ン、２−（Ｎ−（２”−メトキシ−１”−メチルエトキ
シカルボニルメチル）−３’−カルバゾリル）−４、６
−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−
（Ｎ−シクロヘキシロキシカルボニルメチル−３’−カ
ルバゾリル）−４、６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ
−トリアジン、２−（４−メチルチオフェニル）−ビス
（４，６−トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−
（４−メトキシ−β−スチリル）−ビス（４，６−トリ
クロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（３−クロロフ
ェニル）−ビス（４，６−トリクロロメチル）−ｓ−ト
リアジンなどが挙げられる。

【００３８】また、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
−イミダゾール二量体、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−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−ビス（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’−ビイミダゾールなどが挙げられる。

【００３９】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、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシ
ベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４−ベン
ゾイル−４’−メチル−ジ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などが挙げられ
る。

【００４０】また、本発明における黒色樹脂組成物を構
成する分散剤としては、非イオン性界面活性剤では、例
えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなど、ま
た、イオン性界面活性剤では、例えば、アルキルベンゼ
ンスルホン酸ナトリウム、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など、そ
の他に、有機顔料誘導体、ポリエステルなどがあげられ
る。分散剤は一種類を単独で使用してもよく、また、二
種類以上を混合して使用してもよい。

【００４１】本発明における黒色樹脂組成物を構成する
溶媒としては、黒色樹脂組成物の塗布性、分散安定性な
どの点から、適宜選択して使用されるものであり、トル
エン、キシレン、エチルセロソルブ、エチルセロソルブ
アセテート、ジクライム、シクロヘキサノンなどがあげ
られる。

【００４２】次に、本発明における黒色樹脂組成物の各
成分の配合について説明する。黒色樹脂組成物の固形分
量は、黒色樹脂組成物１００重量％に対し、５重量％以
下及び４０重量％以上では黒色樹脂組成物の塗布適性が
悪化しスピンコータ、ロールコータなどで良好な膜を所
望の厚みに塗布することが困難となるものでああり、１
０〜３０重量％程度、好ましくは１５〜２０重量％であ
る。

【００４３】遮光材の割合は、遮光材が少なすぎるとマ
トリックス状遮光層を形成した際に遮光性能が悪くなる
ので、膜厚を厚くすることになり、その結果、例えば、
配向膜を形成する際に支障をきたし、表示装置の表示品
質が損なわれることがある。また、一方、遮光材が多す
ぎると遮光材を分散することが困難となり、マトリック
ス状遮光層を形成した際に膜の密着性が低下することが
ある。遮光材としてのカーボンブラックの割合は、アク
リル系樹脂１００重量部に対し、７０〜１００重量部が
好ましものである。また、遮光材としての有機顔料の混
合物の割合は、アクリル系樹脂１００重量部に対し、１
００〜１５０重量部が好ましものである。

【００４４】本発明における黒色樹脂組成物を構成する
分散剤の割合は、分散剤が少なすぎると均一な分散が困
難となり、且つ、分散安定性が悪化するので、遮光材１
００重量部に対し、１重量部以上が好ましものである。

【００４５】光重合性モノマーの添加量は、少なすぎる
と十分な残膜感度が得られず、また、多すぎると十分な
光学濃度を得るための膜厚が厚くなるので、アクリル系
樹脂１００重量部に対し、２０〜１５０重量部が好まし
ものである。また、光重合性開始剤の添加量は、光重合
性モノマーマル１００重量部に対し、１０〜３０重量部
が好ましものである。

【００４６】また、本発明における黒色樹脂組成物は、
常法に従って調製することができる。例えば、アクリル
系樹脂を溶媒で希釈し、その希釈液に分散剤と遮光材と
してカーボンブラック、或いは、有機顔料の混合物など
を添加し、ビーズミル分散機で均一に分散させ、固形分
量が１５〜２０重量％になるように溶媒を添加し混合す
ることにより黒色樹脂組成物が得られる。

【００４７】この黒色樹脂組成物を用いて、透明基板の
上に形成された受像層の上にスピンコータ、ロールコー
タなどで所望の厚みに塗布後、フォトレジスト膜を形成
し、フォトマスクを介して露光、現像、エッチングを行
い、レジスト膜の剥膜後、焼成硬化によりマトリックス
状遮光層が得られるものである。

【００４８】本発明における着色インクの材料として
は、色素と樹脂と溶媒を主成分としたものである。色素
としては染料や顔料などが用いられる。樹脂としては、
カゼイン、ゼラチン、ポリビニールアルコール、カルボ
キシメチルアセタール、ポリイミド樹脂、アクリル樹
脂、エポキシ樹脂、メラニン樹脂などが用いられ、色素
との関係にて適宜選択されるものである。耐熱性や耐光
性が要求される際にはアクリル樹脂が好ましいものであ
る。

【００４９】樹脂への色素の分散を向上させるために、
分散剤を用いてもよく、分散剤として、非イオン性界面
活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキル
エーテルなど、また、イオン性界面活性剤としては、例
えば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、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
ンモニウム塩など、その他に、有機顔料誘導体、ポリエ
ステルなどがあげられる。分散剤は一種類を単独で使用
してもよく、また、二種類以上を混合して使用してもよ
い。溶媒としては溶解性の他に経時安定性、乾燥性など
が要求され、色素、樹脂との関係にて適宜選択されるも
のである。

【００５０】平坦層は、耐熱性、耐薬品性、平坦性、バ
リア性の他に透明性、密着性などが求められ、材料とし
ては、熱硬化性アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリ
グリシジルメタクリレート系樹脂、シリカ系無機材など
が用いられる。そして、平坦層の形成方法は黒色樹脂組
成物と同様に、スピンコータ、ロールコータなどを用い
て１〜２μｍ程度の厚みに塗布し形成されるものであ
る。

【００５１】本発明における表示装置用カラーフィルタ
（１）の透明基板（２）の上の受像層（３）の形成は、
スピンコータ、ロールコータなどによるものであり、ま
た、マトリックス状遮光層（５）の形成は、例えば、フ
ォトリソグラフィイ法によるものである。また、受像層
（３）の上へのパターン状着色層（４）の形成は、イン
クジェット法によるものである。

【００５２】すなわち、図１、及び図２に示す一実施例
においては、インクジェットのノズルから噴射したイン
ク粒子が飛散したり、にじみ出したりすることを防ぐた
めに、先ず、受像層用インクをスピンコータ、ロールコ
ータなどによって、透明基板（２）の上に塗布し受像層
（３）を形成する。次に、この受像層（３）の上にマト
リックス状遮光層（５）をフォトリソグラフィイ法によ
り形成し、このマトリックス状遮光層（５）の間の受像
層（３）の上にパターン状着色層（４）をインクジェッ
ト法により形成する。このようにしてパターン状着色層
（４）を形成するために、ノズルから噴射したインク粒
子の飛散や、インクのにじみを発生させず、カラーフィ
ルタの画素形状が鮮明で画素エッヂのシャープな、且
つ、マトリックス状遮光層の光学濃度が高く、コントラ
ストの高い表示装置用カラーフィルタとなる。

【００５３】使用するインクジェット装置としては、イ
ンクの吐出方法の相違によりピエゾ変換方式と熱変換方
式があり、特にピエゾ変換方式が好適である。インクの
粒子化周波数は５〜１００ＫＨｚ程度、ノズル径として
は５〜８０μｍ程度，ヘッドを３個配置し１ヘッドにノ
ズルを１〜３０個組み込んだ装置が好適である。また、
必要に応じパターン状着色層（４）の形成後に加熱など
の硬化を行ってもよい。

【００５４】

【実施例】以下に本発明の実施例を具体的に説明する。 ＜実施例１＞ （受像層の作製）受像層用塗工液は、アルミナゾル６
ｇ，ポリビニルアルコール２０ｇ，水７４ｇを加え攪拌
しエマルジョン化して調製した。無アルカリガラス（コ
ーニング社製、品番７０５９）上に、受像層用塗工液を
ロールコータによって、約０．８μｍの塗膜に形成し
た。塗膜の加熱硬化は１００℃で２０分間行った。

【００５５】（黒色樹脂組成物の調製）メタクリル酸２
０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、ヒドロキシエチレンメタクリレート１５部
をエチルセロソルブ３００ｇに溶解し、窒素雰囲気下で
アゾビスイソブチルニトリル０．７５部を加え７０℃に
て５時間の反応によりアクリル系樹脂を得た。得られた
アクリル系樹脂１００ｇに対し、カーボンブラック９０
ｇ、分散剤としてソルスパース♯５０００を１０ｇを添
加して、３本ロールにて混練し、樹脂濃度が１０％にな
るようにエチルセロソルブで希釈し黒色樹脂組成物を得
た。

【００５６】（マトリックス状遮光層の作製）上記黒色
樹脂組成物をスピンコータによって、受像層（３）の上
に約１．０μｍの塗膜に形成した。７０℃で２０分間の
加熱硬化により黒色樹脂組成物の遮光層を形成した。続
いて、マスクを介して２００ｍＪ／ｃｍ² のＵＶ光露光
を行い、２．５％炭酸ナトリウム水溶液で水洗を行っ
た。次に、２００℃で６０分間の加熱硬化を行い、マト
リックス状遮光層を得た。

【００５７】（着色インクの調製）メタクリル酸２０
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、ヒドロキシエチレンメタクリレート１５部を
エチルセロソルブ３００ｇに溶解し、窒素雰囲気下でア
ゾビスイソブチルニトリル０．７５部を加え７０℃にて
５時間の反応によりアクリル系樹脂を得た。得られたア
クリル系樹脂を樹脂濃度が１０％になるようにエタノー
ルで希釈しアクリル系樹脂の希釈液とした。

【００５８】この希釈液９０．１ｇに対し顔料９．０
ｇ、分散剤０．９ｇを添加して、３本ロールにて混練
し、赤色、緑色、青色の各着色ワニスを得た。この各着
色ワニス１００ｇに対し、トリメチロールプロパンアク
リレート５．４ｇ、メラミン樹脂（三和ケミカル製、品
番ＭＳ−２１）１．８ｇを加え、エタノールで粘度が３
ｃｐｓに調整し着色インクを得た。

【００５９】（着色層の作製）この着色インクを用い、
各色のパターン状着色層（４）を形成し、２００℃にて
１時間の加熱硬化後、線幅約１００μｍのパターン状着
色層（４）を得た。このようにして得られたパターン状
着色層（４）からなる表示装置用カラーフィルタは、ノ
ズルから噴射したインク粒子の飛散や、インクのにじみ
を発生させず、カラーフィルタの画素形状が鮮明で画素
エッヂのシャープな、且つ、マトリックス状遮光層の光
学濃度が高く、コントラストの高い表示装置用カラーフ
ィルタであった。また、このようにして得られた表示装
置用カラーフィルタを用いた表示装置の表示品質は良好
なものであった。

【００６０】＜実施例２＞ （受像層の作製）受像層用塗工液の調製、及び受像層の
作製は、実施例１と同一である。

【００６１】（黒色樹脂組成物の調製）メタクリル酸２
０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、ヒドロキシエチレンメタクリレート１５部
をエチルセロソルブ３００ｇに溶解し、窒素雰囲気下で
アゾビスイソブチルニトリル０．７５部を加え７０℃に
て５時間の反応によりアクリル系樹脂を得た。得られた
アクリル系樹脂の樹脂濃度が２０重量％になるようにエ
チルセロソルブで希釈しアクリル系樹脂希釈液を得た。

【００６２】この得られたアクリル系樹脂希釈液８０
ｇ、黄色顔料としてパリオトールイエローＬ１８２０
（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ１３９、ＢＡＳＦ社製）
９．３ｇ、青色顔料としてヘリオゲンブルーＬ６７００
Ｆ（ＢＡＳＦ社製）７．２ｇ、紫色顔料としてリオゲン
バイオレットＲＬ（東洋インキ株社製）７．２ｇ、分散
剤としてソルスパース２０００（セネカ社製）２ｇを添
加し、ビーズミル分散機で冷却しながら３時間分散し
た。この分散液を固形分１５重量％になるようにエチル
セロソルブで希釈し黒色樹脂組成物を得た。

【００６３】（マトリックス状遮光層の作製）上記黒色
樹脂組成物をスピンコータによって、受像層（３）の上
に約１．０μｍの塗膜に形成した。７０℃で２０分間の
加熱硬化により黒色樹脂組成物の遮光層を形成した。続
いて、マスクを介して２００ｍＪ／ｃｍ² のＵＶ光露光
を行い、２．５％炭酸ナトリウム水溶液で水洗を行っ
た。次に、２００℃で６０分間の加熱硬化を行い、マト
リックス状遮光層を得た。

【００６４】（着色インクの調製） （着色層の作製）着色インクの調製、及び着色層の作製
は、実施例１と同一である。上記のようにして得られた
パターン状着色層（４）からなる表示装置用カラーフィ
ルタは、ノズルから噴射したインク粒子の飛散や、イン
クのにじみを発生させず、カラーフィルタの画素形状が
鮮明で画素エッヂのシャープな、且つ、マトリックス状
遮光層の光学濃度が高く、コントラストの高い表示装置
用カラーフィルタであった。また、このようにして得ら
れた表示装置用カラーフィルタを用いた表示装置の表示
品質は良好なものであった。

【００６５】＜実施例３＞ （受像層の作製）受像層用塗工液は、シリカ５ｇ，ポリ
ビニルアルコール２０ｇ，水７５ｇを加え攪拌しエマル
ジョン化して調製した。無アルカリガラス（コーニング
社製、品番７０５９）上に、受像層用塗工液をロールコ
ータによって、約０．８μｍの塗膜に形成した。塗膜の
加熱硬化は１００℃で２０分間行った。

【００６６】（黒色樹脂組成物の調製）実施例２におけ
るアクリル系樹脂希釈液８０ｇに、黄色顔料としてパリ
オトールイエローＬ１８２０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌ
ｏｗ１３９、ＢＡＳＦ社製）７．２ｇ、青色顔料として
ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ（ＢＡＳＦ社製）９．３
ｇ、赤色顔料としてクロモフタルレッドＡ２Ｂ（Ｃ．
Ｉ．ＰｉｇＲｅｄ１７７、チバガイギ社製）７．２ｇ、
分散剤としてソルスパース２０００（セネカ社製）２ｇ
を添加し、ビーズミル分散機で冷却しながら３時間分散
した。この分散液を固形分１５重量％になるようにエチ
ルセロソルブで希釈し黒色樹脂組成物を得た。

【００６７】（マトリックス状遮光層の作製） （着色インクの調製） （着色層の作製）マトリックス状遮光層の作製、着色イ
ンクの調製、及び着色層の作製は、実施例２と同一であ
る。

【００６８】上記のようにして得られたパターン状着色
層（４）からなる表示装置用カラーフィルタは、ノズル
から噴射したインク粒子の飛散や、インクのにじみを発
生させず、カラーフィルタの画素形状が鮮明で画素エッ
ヂのシャープな、且つ、マトリックス状遮光層の光学濃
度が高く、コントラストの高い表示装置用カラーフィル
タであった。また、このようにして得られた表示装置用
カラーフィルタを用いた表示装置の表示品質は良好なも
のであった。

【００６９】＜実施例４＞ （黒色樹脂組成物の調製）実施例２におけるアクリル系
樹脂希釈液７８ｇに、黄色顔料としてパリオトールイエ
ローＬ１８２０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ１３９、
ＢＡＳＦ社製）７．７ｇ、青色顔料としてヘリオゲンブ
ルーＬ６７００Ｆ（ＢＡＳＦ社製）６．１ｇ、紫色顔料
としてリオゲンバイオレットＲＬ（東洋インキ株社製）
６．１ｇ、カーボンブラック２．１ｇ，分散剤としてソ
ルスパース２０００（セネカ社製）２．２ｇを添加し、
ビーズミル分散機で冷却しながら３時間分散した。この
分散液を固形分１５重量％になるようにエチルセロソル
ブで希釈し黒色樹脂組成物を得た。

【００７０】（受像層の作製） （マトリックス状遮光層の作製） （着色インクの調製） （着色層の作製）マトリックス状遮光層の作製、着色イ
ンクの調製、及び着色層の作製は、実施例２と同一であ
る。

【００７１】上記のようにして得られたパターン状着色
層（４）からなる表示装置用カラーフィルタは、ノズル
から噴射したインク粒子の飛散や、インクのにじみを発
生させず、カラーフィルタの画素形状が鮮明で画素エッ
ヂのシャープな、且つ、マトリックス状遮光層の光学濃
度が高く、コントラストの高い表示装置用カラーフィル
タであった。また、このようにして得られた表示装置用
カラーフィルタを用いた表示装置の表示品質は良好なも
のであった。

【００７２】＜実施例５＞ （黒色樹脂組成物の調製）実施例２におけるアクリル系
樹脂希釈液７８ｇに、黄色顔料としてパリオトールイエ
ローＬ１８２０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ１３９、
ＢＡＳＦ社製）６．１ｇ、青色顔料としてヘリオゲンブ
ルーＬ６７００Ｆ（ＢＡＳＦ社製）７．７ｇ、赤色顔料
としてクロモフタルレッドＡ２Ｂ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＲｅ
ｄ１７７、チバガイギ社製）６．１ｇ、カーボンブラッ
ク２．１ｇ，分散剤としてソルスパース２０００（セネ
カ社製）２．２ｇを添加し、ビーズミル分散機で冷却し
ながら３時間分散した。この分散液を固形分１５重量％
になるようにエチルセロソルブで希釈し黒色樹脂組成物
を得た。

【００７３】（受像層の作製） （マトリックス状遮光層の作製） （着色インクの調製） （着色層の作製）マトリックス状遮光層の作製、着色イ
ンクの調製、及び着色層の作製は、実施例２と同一であ
る。

【００７４】上記のようにして得られたパターン状着色
層（４）からなる表示装置用カラーフィルタは、ノズル
から噴射したインク粒子の飛散や、インクのにじみを発
生させず、カラーフィルタの画素形状が鮮明で画素エッ
ヂのシャープな、且つ、マトリックス状遮光層の光学濃
度が高く、コントラストの高い表示装置用カラーフィル
タであった。また、このようにして得られた表示装置用
カラーフィルタを用いた表示装置の表示品質は良好なも
のであった。

【００７５】＜比較例１＞実施例２における受像層上
に、マトリックス状遮光層を作製せず、実施例２と同一
の着色インクを用い、実施例２と同一に着色層を作製し
た。得られたパターン状着色層には、にじみが発生し、
カラーフィルタの画素形状は鮮明なものではなかった。

【００７６】＜比較例２＞実施例２において、受像層を
作製せず、マトリックス状遮光層を作製し、実施例２と
同一の着色インクを用い、実施例２と同一に着色層を作
製した。得られたパターン状着色層には、ムラが発生
し、カラーフィルタの画素として良好なものではなかっ
た。

【００７７】

【発明の効果】本発明は、少なくとも、透明基板と、こ
の透明基板の上に形成された受像層と、この受像層の上
に形成されたマトリックス状遮光層と、この受像層の上
のマトリックス状遮光層の間にインクジェット法により
形成されたパターン状着色層を具備する表示装置用カラ
ーフィルタにおいて、マトリックス状遮光層の遮光材が
カーボンブラックであるので、インクジェット法により
形成する際に、ノズルから噴射したインク粒子の飛散
や、インクのにじみを発生させず、カラーフィルタの画
素形状が鮮明で画素エッヂのシャープな、且つ、マトリ
ックス状遮光層の光学濃度が高く、コントラストの高い
表示装置用カラーフィルタとなる。また、本発明におけ
る表示装置用カラーフィルタは、パターン状着色層が形
成された透明基板の全面に平坦層が形成されているの
で、表示装置用カラーフィルタ上は、平坦なものにな
る。

【００７８】また、本発明は、少なくとも、透明基板
と、この透明基板の上に形成された受像層と、この受像
層の上に形成されたマトリックス状遮光層と、この受像
層の上のマトリックス状遮光層の間にインクジェット法
により形成されたパターン状着色層を具備する表示装置
用カラーフィルタにおいて、マトリックス状遮光層の形
成に用いる黒色樹脂組成物が、アクリル系樹脂、色素、
分散剤、重合性モノマー、重合開始剤、及び溶媒を主成
分とし、色素が可視光領域に光透過性をもつ有機顔料の
うちの、黄色顔料、青色顔料、及び紫色顔料を組み合わ
せて、または、黄色顔料、赤色顔料、及び青色顔料を組
み合わせて疑似黒色化した有機顔料の混合物であるの
で、インクジェット法により形成する際に、ノズルから
噴射したインク粒子の飛散や、インクのにじみを発生さ
せず、カラーフィルタの画素形状が鮮明で画素エッヂの
シャープな、且つ、マトリックス状遮光層の色のｘｙ色
度図における色度座標の値は、Ｃ光源の値に近いものと
なり、全可視光領域での遮光性が得られ、マトリックス
状遮光層の光学濃度が高く、コントラストの高い表示装
置用カラーフィルタとなる。

【００７９】また、色素が、有機顔料の混合物に、カー
ボンブラックを含有させたものであるので、マトリック
ス状遮光層の光学濃度を２．５以上に保持することがで
きるものとなる。

【００８０】また、本発明は、マトリックス状遮光層の
光学濃度が、３．０以上であるので、マトリックス状遮
光層の光学濃度が高く、コントラストの高い表示装置用
カラーフィルタとなる。

【００８１】また、本発明は、上記発明による表示装置
用カラーフィルタを備えた表示装置であるので、表示品
質のよい表示装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による表示装置用カラーフィルタの一実
施例を示す平面図である。

【図２】図１に示す本発明による表示装置用カラーフィ
ルタの一実施例のＡ−Ａ’断面図である。

【図３】本発明による表示装置用カラーフィルタの他の
実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１…カラーフィルタ ２…透明基板 ３…受像層 ４…パターン状着色層 ５…マトリックス状遮光層 ６…平坦層 Ｒ…赤色パターン状着色層 Ｇ…緑色パターン状着色層 Ｂ…青色パターン状着色層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H048 BA45 BA48 BA64 BA66 BB02 BB14 BB28 BB37 BB41 2H091 FA02Y FA34Y FB02 FB06 FB12 FB13 GA16 LA17 5C094 AA06 AA08 AA43 AA49 BA21 BA41 CA18 CA24 ED03 FA01 FB01 FB02 GB10 JA01

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも、透明基板と、この透明基板の
   上に形成された受像層と、この受像層の上に形成された
   マトリックス状遮光層と、この受像層の上のマトリック
   ス状遮光層の間にインクジェット法により形成されたパ
   ターン状着色層を具備する表示装置用カラーフィルタに
   おいて、該マトリックス状遮光層の遮光材がカーボンブ
   ラックであることを特徴とする表示装置用カラーフィル
   タ。
2. 【請求項２】前記表示装置用カラーフィルタが少なくと
   も、透明基板と、この透明基板の上に形成された受像層
   と、この受像層の上に形成されたマトリックス状遮光層
   と、この受像層の上のマトリックス状遮光層の間にイン
   クジェット法により形成されたパターン状着色層と、平
   坦層を具備することを特徴とする請求項１記載の表示装
   置用カラーフィルタ。
3. 【請求項３】前記マトリックス状遮光層の遮光材である
   カーボンブラックの含有量が、マトリックス状遮光層に
   含まれる樹脂１００重量％に対し５０〜１２０重量％で
   あることを特徴とする請求項１、または請求項２記載の
   表示装置用カラーフィルタ。
4. 【請求項４】少なくとも、透明基板と、この透明基板の
   上に形成された受像層と、この受像層の上に形成された
   マトリックス状遮光層と、この受像層の上のマトリック
   ス状遮光層の間にインクジェット法により形成されたパ
   ターン状着色層を具備する表示装置用カラーフィルタに
   おいて、該マトリックス状遮光層の形成に用いる黒色樹
   脂組成物が、アクリル系樹脂、色素、分散剤、重合性モ
   ノマー、重合開始剤、及び溶媒を主成分とし、該色素が
   可視光領域に光透過性をもつ有機顔料のうちの、黄色顔
   料、青色顔料、及び紫色顔料を組み合わせて、または、
   黄色顔料、赤色顔料、及び青色顔料を組み合わせて疑似
   黒色化した有機顔料の混合物であることを特徴とする表
   示装置用カラーフィルタ。
5. 【請求項５】前記色素が、該黄色顔料、青色顔料、紫色
   顔料を１：１：１〜２：２：１の範囲で、或いは、該黄
   色顔料、赤色顔料、青色顔料を１：１：１〜１：２：２
   の範囲で組み合わせて疑似黒色化した有機顔料の混合物
   であることを特徴とする請求項４記載の表示装置用カラ
   ーフィルタ。
6. 【請求項６】前記色素が、該有機顔料の混合物に、カー
   ボンブラックを含有させたことを特徴とする請求項４、
   または請求項５記載の表示装置用カラーフィルタ。
7. 【請求項７】前記カーボンブラックの含有量が、該有機
   顔料の混合物１００重量％に対し１〜３０重量％である
   ことを特徴とする請求項６記載の表示装置用カラーフィ
   ルタ。
8. 【請求項８】前記マトリックス状遮光層の光学濃度が、
   ３．０以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項
   ７記載の表示装置用カラーフィルタ。
9. 【請求項９】請求項１乃至請求項８記載の表示装置用カ
   ラーフィルタを備えたことを特徴とする表示装置。