JP2000056120A

JP2000056120A - 表示装置用カラーフィルタ及び表示装置

Info

Publication number: JP2000056120A
Application number: JP22077298A
Authority: JP
Inventors: Toru Sugimura; 徹杉村; Shinji Ito; 慎次伊藤; Mizuhito Tani; 瑞仁谷
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1998-08-04
Filing date: 1998-08-04
Publication date: 2000-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】インクジェット法による表示装置用カラーフィ
ルタにおいて、従来の特性を有し、インクの吸収、着弾
点精度の向上、画素の混色防止により、精度よく画素を
形成した、且つ反射率を低減した表示装置用カラーフィ
ルタを提供すること。及び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、マトリックス状遮光層５
と、受像層３と、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において、遮光層の材料が感光性着
色組成物及びニッケルであること。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、
インクジェットのヘッドからインクが噴出した際、イン
ク滴の着弾点精度が悪いなどの問題点があり、精度の高
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、イン
クジェット法により形成した表示装置用カラーフィルタ
において、従来法における耐熱性、耐薬品牲、解像性等
の特性を有し、インクを確実に吸収し、インクジェット
のヘッドから噴出したインク滴の着弾点精度が向上し、
各画素の混色を防止し、精度よく画素を形成した、且
つ、透明基板側からの遮光層の反射率が極端に低減した
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、
透明基板と、この透明基板の上に形成されたマトリック
ス状遮光層と、この透明基板及びマトリックス状遮光層
の上に形成された受像層と、このマトリックス状遮光層
の間の上方に位置する受像層の上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、このマトリックス状遮光層の
材料が感光性着色組成物及び無電解メッキによるニッケ
ル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、前記感光性着色組成物の色素と
して、黄色、青色、紫色、または、黄色、赤色、青色の
有機顔料を混合した疑似黒色混合物に、カーボンブラッ
クを含有させた混合物を用い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、前記混合物が、前記疑似黒色混
合物１００重量％に対しカーボンブラックを１５〜３０
重量％の割合で含有させた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。

【０００８】次に、本発明の第二の発明は、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。

【０００９】

【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
の一実施例を示す断面図である。また、図２（イ）〜
（ハ）は、図１に示す本発明による表示装置用カラーフ
ィルタの製造工程を示す説明図である。図１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）の上にマトリックス状遮光層（５）が形成され、
この透明基板（２）及びマトリックス状遮光層（５）の
上に受像層（３）が形成され、このマトリックス状遮光
層の間の上方に位置する受像層の上には、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。

【００１０】本発明による表示装置用カラーフィルタ
は、（１）遮光層形成用の感光性着色組成物を用い、遮
光層をマトリックス状に形成するフォトリソグラフィ工
程、（図２（イ））、（２）マトリックス状遮光層に、
金属ニッケル膜を形成するメッキ工程、（３）マトリッ
クス状遮光層を形成した透明基板上に、インク親和性の
高い受像層を塗布する工程、（図２（ロ））、（４）受
像層の上に、所望の色特性を有するインクをインクジェ
ット法によりパターン状着色層を形成する工程、（図２
（ハ））、によって、製造されるものである。

【００１１】図１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。

【００１２】本発明における遮光層形成用の感光性着色
組成物に用いる色素としては、有機顔料を混合した疑似
黒色混合物にカーボンブラックを含有させた混合物が好
ましい。感光性着色組成物はこの混合物に、分散剤、分
散樹脂、溶媒などを加え均一に分散されたペーストを作
製し、このペーストに光重合性モノマーと光重合開始剤
を添加して遮光層形成用の感光性着色組成物としたもの
である。

【００１３】ここで、本発明おける疑似黒色混合物に用
いる有機顔料としては、可視光領域に光透過性、光遮光
性を持つもののうち、特に黄色、青色、紫色、または、
黄色、赤色、青色の組み合わせが良く、組み合わせた疑
似黒色混合物としては、全ての可視光領域で光遮光性が
フラットな光学特性を有するものが好ましい。更に、カ
ーボンブラックを疑似黒色混合物に適量含有させること
で、メッキ工程中におけるセンシタイジング処理によ
り、Ｓ⁺⁺を主成分とする還元性溶液が遮光層に良好に付
着しニッケル薄膜が析出しやすくなるものである。

【００１４】この遮光層形成用の感光性着色組成物の好
ましい配合は、遮光層形成用の感光性着色組成物の固形
分（上記混合物、樹脂、分散剤、光重合性モノマー、及
び光重合開始剤）は、３〜４０重量％であり、好ましく
は５〜３０重量％、更に好ましくは７〜２０重量％であ
る。固形分が３重量％以下、または２０重量％以上であ
るとスピンコート、ロールコート等の塗布装置で所望の
膜厚を得る事が困難となり、また塗布性も低下する。

【００１５】疑似黒色混合物とカーボンブラックの混合
物の分散樹脂に対する割合は、分散樹脂１００重量部に
対し５０〜２００重量部であり、好ましくは１００〜１
５０重量部である。２００重量部以上であると均一に分
散することが困難なものとなり、５０重量部以下では、
反射率低減の効果が弱くなる。

【００１６】低反射率を低減するために混合するカーボ
ンブラックの割合は、疑似黒色混合物１００重量部に対
し１５〜３０重量部である。カーボンブラックの割合が
３０重量部以上の場合は、無電解メッキがされやすくな
るものの、反射率が１％以上となってしまう。また、カ
ーボンブラックの割合が１５重量部以下の場合は、反射
率は低くなるものの、無電解メッキがされにくくなる。

【００１７】黄色と青色と紫色の有機顔料を混合し疑似
黒色混合物とする場合、各有機顔料の割合は、好ましく
は１：１：１〜２：２：１であり、特に好ましくは１：
１：１〜１．３：１．３：１である。また、黄色と赤色
と青色の有機顔料とを混合し疑似黒色混合物とする場
合、各有機顔料の割合は、好ましくは１：１：１〜１：
２：２であり、特に好ましくは１：１：１〜１：１．
５：１．５である。有機顔料を混合し疑似黒色混合物と
することにより、上記に示した範囲内で色度座標の位置
がＣ光源の付近に位置するため、可視光をバランスよく
反射するものとなる。

【００１８】用いる黄色顔料としては、ノバパームイエ
ローＨＲ−０１（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ８
３）、パリオトールイエローＫ−０９６１ＨＤ（Ｃ，
Ｉ，ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ１３８）、パリオトールイ
エローＬ１８２０（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ１
３９）、ＬｕｍｏｇｅｎＹｅｌｌｏｗＤ０７９０
（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ１０１）、Ｓｉｃｏ
ＹｅｌｌｏｗＤ０９５１（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＹｅｌ
ｌｏｗ３）、ＳｉｃｏＹｅｌｌｏｗＤ１１５０
（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ７４）、Ｓｉｃｏ
ＦａｓｔＹｅｌｌｏｗＤ１２５０（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ
Ｙｅｌｌｏｗ１）、ＳｉｃｏＦａｓｔＹｅｌｌｏ
ｗＤ１３５０（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ１
３）、ＳｉｃｏＦａｓｔＹｅｌｌｏｗＮＢ−Ｄ１７
６０（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ８３）、Ｓｉｃｏ
ｍｉｎＹｅｌｌｏｗＤ１１２０（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ
Ｙｅｌｌｏｗ３４）等があげられる。

【００１９】また、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，ＰｉｇＲｅｄ
１４６）、シンカシヤレッドＢＲＴ−７９６Ｄ（Ｃ，
Ｉ，ＰｉｇＶｉｏｌｅｔ１９）、クロモフタルレッ
ドＢＲＴ（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＲｅｄ１４４）、ホスタ
パームピンクＥ（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＲｅｄ１４６）、
クロモフタルレッドＡ２Ｂ（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＲｅｄ
１７７）、ＦａｎａｌＰｉｎｋＤ４６８０（Ｃ，Ｉ，
ＰｉｇＲｅｄ１６９）、ＦａｎａｌＰｉｎｋ
Ｄ４８１０（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＲｅｄ１６９）、Ｆａ
ｎａｌＰｉｎｋ４８３０（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＲｅｄ
８１）等があげられる。

【００２０】また、用いる青色顔料としては、ヘリオゲ
ンブルーＤ−７５６５（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＢｌｕｅ１
６）、ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ
Ｂｌｕｅ１５：６）、ヘリオゲンブルーＤ７０７２
Ｄ（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＢｌｕｅ１５：３）、ヘリオゲ
ンブルーＤ６９００Ｄ（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＢｌｕｅ１
５：１）、ヘリオゲンブルーＤ６８７０Ｄ（Ｃ，Ｉ，Ｐ
ｉｇＢｌｕｅ１５：２）、ヘリオゲンブルーＤ７１
００Ｄ（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＢｌｕｅ１５：４）等があ
げられる。

【００２１】また、用いる紫色顔料としては、Ｆａｎａ
ｌＶｉｏｌｅｔＤ５４６０（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＶｉ
ｏｌｅｔ１４５１７５：１）、ＦａｎａｌＶｉｏ
ｌｅｔＤ５４８０（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＶｉｏｌｅｔ
１４５１７０：２）、ＦａｎａｌＶｉｏｌｅｔＤ
６０６０（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＶｉｏｌｅｔ３９４２
５５５：２）、ＦａｎａｌＶｉｏｌｅｔＤ６０７
０、リオノゲンバイオレットＲＬ（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＶ
ｉｏｌｅｔ２３５１３１９）等があげられる。

【００２２】本発明における遮光層形成用の感光性着色
組成物に用いるアクリル系樹脂としては、分散性、耐熱
牲、アルカリ現像性、透明牲に優れている事が好まし
い。アクリル系樹脂の成分であるアクリル系モノマーと
しては、化学式（１）で示されるものが好ましい。

【００２３】

【化１】

【００２４】また、本発明において使用されるアクリル
樹脂の具体的な例としては、化学式（２）〜（２０）で
示されるものがあげられる。

【００２５】

【化２】

【００２６】

【化３】

【００２７】

【化４】

【００２８】しかし上記のものに限定されるものでない
ことは言うまでもなく、また、これらの中から選ばれる
数種類のモノマーにより合成される樹脂であることが好
ましい。上記のアクリル系モノマーの他、次に挙げるれ
るものも適宜選択して用いることか出来る。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である。

【００２９】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。分散剤は１種類を単
独で使用しても良く、２種類以上を混合して使用しても
良い。

【００３０】光重合性モノマーとしては、単官能性モノ
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クリレート、
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、ジペンタユリスリトールペンタおよびヘキサアクリ
レート等があげられる。

【００３１】光重合開始剤としては、トリアジン系化合
物として、ピベロニル−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−フェニルー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’−メトキシー１’−ナフチル）−４，６−ビ
ス（トリクロロメチル）一ｓ−トリアジン等があげられ
る。

【００３２】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
ーイミタゾーエル二量体、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
タゾール二量体、２−（２，３−ジクロロフェニル）−
４，５−ビス（４−メトキシフェニル）−イミタゾール
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−ジ（２−フ
リル）−イミタゾール、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あげられる。

【００３３】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
ゾイルー４’−メチルジフェニルサルファイド、３，
３’−ジメチルー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あげられる。

【００３４】溶剤としては、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用いられるが、塗布性、分
散安定性、等から選択され、単一または複数の溶剤組成
の溶剤を適宜選択する。

【００３５】分散剤の割合は、前記混合物１００重量部
に対し１重量部以上とするのが好ましい。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
となる。また、光重合牲モノマーの添加量は、分散樹脂
の２０〜１５０重量部程度である。光重合開始剤の添加
量は、光重合牲モノマーの５〜５０重量部、好ましくは
１０〜３０重量部を１種、または２種以上添加して用い
るとよい。

【００３６】マトリックス状遮光層上にニッケルを無電
解メッキするメッキ工程は、マトリックス状遮光層が形
成された透明基板に対し、遮光層側から一様に紫外線を
照射する紫外線照射工程、水素化ホウ素ナトリウムを主
成分とする還元性溶液又は次亜リン酸ナトリウムと水素
化ホウ素ナトリウムを主成分とする還元性溶液で処理し
て、上記遮光層にのみ選択的に還元性溶液を付与するセ
ンシタイジング工程、塩化パラジウムを主成分とする溶
液で処理し上記還元性溶液が付与された遮光層上にメッ
キ触媒となる金属パラジウムを析出させるアクチベーテ
ィング工程、上記遮光層上に金属薄膜を形成する無電解
メッキ工程に分けられる。

【００３７】紫外線照射工程における光源としては、例
えば、波長λ＝１８４．９ｎｍ、２５３．７ｎｍの低圧
水銀ランプ等が挙げられる。センシタイジング工程にお
ける還元性溶液としては、濃度５ｇ／リットル程度の水
素化ホウ素ナトリウムを主成分とする水溶液、あるいは
濃度５ｇ／リットル程度の次亜リン酸ナトリウムと濃度
５ｇ／リットル程度の水酸化ナトリウムを主成分とする
水溶液等が挙げられ、室温条件下においてこの水溶液中
に上記ガラス基板を３〜１０分程度浸漬してセンシタイ
ジング処理を行うものである。

【００３８】アクチベータ工程において適用される処理
溶液としては、濃度０．３ｇ／リットル程度の塩化パラ
ジウムが溶解されたｐＨ＝６〜７の溶液等が利用でき、
室温条件下においてこの溶液中に３〜１０分程度ガラス
基板を浸漬し、上記還元性溶液が付与された遮光層上に
メッキ触媒となる金属パラジウムを析出させる。なお、
無電解メッキ法により上記遮光層上に選択的に析出させ
る金属薄膜としては、ニッケル、銅、コバルト、スズ、
白金、銀、あるいはこれ等の合金等が挙げられる。

【００３９】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を確実に吸収させ、イ
ンク滴の着弾点精度を向上させ、各画素の混色を防止
し、精度よく画素を形成させるために設けられるもので
ある。

【００４０】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。

【００４１】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％が好ましいものであ
る。

【００４２】次に、パターン状着色層を形成する工程に
ついて説明する。本発明に用いる着色インクは、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、
一般的に、カラ−フィルタとして好適に用いられる透明
牲、色純度に優れた染料、顔料が用いられる。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
ル系樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等の各種高分子
樹脂により、色素との相性の良いものが適宜選択され
る。カラーフィルタ用として用いるには、耐熱牲、耐光
牲等の耐性が高いことが要求されるためアクリル樹脂が
好適に用いられる。

【００４３】また、色素の樹脂中への分散性を向上させ
るために、分散剤を用いることも良く、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等）、イオン性界面活性剤（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
モニウム塩等）、有機顔料誘導体、ポリエステル等が挙
げられる。分散剤は、１種類を単独で使用しても良く、
２種類以上を混合して使用しても良い。溶媒としては、
インクの希釈用途の他、経時安定性、印字の乾燥牲など
が要求され、インクとして用いる色素、樹脂との相性の
良いもののなかから適宜選択される。

【００４４】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。

【００４５】

【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＞（遮光層用の感光性着色組成物の調製）アクリル樹脂
（メタクリル酸２０重量部、ヒドロキシエチルメタクリ
レート１５重量部、メチルメタクリレート１０重量部、
ブチルメタクリレート５５重量部をエチルセロソルブ３
００重量部に溶解し、窒素雰囲気下でアゾビスニトリル
０．７５重量部を加えて、７０℃、５時間反応させ得ら
れたアクリル樹脂）を、樹脂濃度２０重量％になるよう
にエチルセロソルブで希釈した。

【００４６】この希釈樹脂７８ｇと、黄色顔料パリオト
ールイエローＬ１８２０（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＹｅｌｌｏ
ｗ１３９：ＢＡＳＦ社製）７．７ｇ、青色顔料ヘリオ
ゲンブルーＬ６７００Ｆ（ＢＡＳＦ社製）６．１ｇ、紫
色顔料リオノゲンバイオレットＲＬ（東洋インキ社製）
６．１ｇ、カーボンブラック２．１ｇと分散剤２．２ｇ
を添加して、ビーズミル分散機で冷却しながら３時間分
散した。この着色樹脂１０２．２ｇに対し、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
３．９ｇと、光重合開始剤としてピペロニル−ｓ−トリ
アジン０．８ｇを添加し、溶剤としてエチルセロソルブ
で固形分７重量％になるように希釈し、よく攪拌して遮
光層形成用の感光性着色組成物を調製した。

【００４７】（マトリックス状遮光層の作製）この遮光
層形成用の感光性着色組成物をガラス基板に塗布し、厚
さ０．１５μｍの塗膜を得た。７０℃２０分プリベーク
後、画素部が遮光されたマスクを介して精度良くアライ
メントを行った後、露光（１５０ｍＪ／ｃｍ²）し、
２．５％炭酸ナトリウム水溶液で現像後良く水洗した。
水洗乾操後、１５０℃で１時間ベークして遮光層をパタ
ーン状に形成した。次に、このガラス基板全面をアルカ
リ脱脂処理し、水洗乾燥した後、ニッポ電気株式会社製
の低圧水銀ランプ（波長λ＝１８４．９ｎｍ、２５３．
７ｎｍ、出力１２０Ｗ）により上記遮光層側から一様に
紫外線を照射して遮光層表面を酸化させた。なお、この
紫外線照射処理により以下に述べる還元性溶液に対する
遮光層の浸水牲を著しく向上させることができる。

【００４８】続いて、ガラス基板を再度水洗した後、こ
のガラス基板を室内条件下において濃度５ｇ／リットル
の水素化ホウ素ナトリウム水溶液（還元性溶液）中に３
〜１０分間浸漬して上記遮光層のみ水素化ホウ素ナトリ
ウムを付与した。なお、この還元性溶液に代えて濃度５
ｇ／リットルの次亜リン酸ナトリウムと濃度５ｇ／リッ
トルの水酸化ナトリウムの水溶液を適用してもよい。

【００４９】上記、センシタイジング処理を施した後、
ガラス基板を水洗し、かつ、室内条件下において以下に
示すアクチベーティング処理用水溶液（水酸化ナトリウ
ムの水溶液によりそのｐＨ＝６〜７に調整されている）
内にこのガラス基板を３〜１０分間浸漬して、水素化ホ
ウ素ナトリウムが付与された遮光層上のみメッキ触媒と
なる金属バラジウムを析出させる。［アクチベーティング処理用水溶液の組成］塩化バラジウム０．３ｇ／リットル吐石酸ナトリウム０．３ｇ／リットル塩酸３ミリリットル／リットル

【００５０】次に、このガラス基板を再度水洗した後、
液温５０℃、ｐＨ＝６．７に設定された無電解ニッケル
メッキ液（奥野製薬工業株式会社製商品名トップケミ
アロイＢ−１）内に上記ガラス基板を１００間浸水し、
上記金属バラジウムをメッキ触媒にして遮光層上に膜厚
０．１５μｍの金属ニッケル膜を析出させた。そして、
ガラス基板を水洗乾燥し、２３０℃、1 時間の加熱処理
（ポストアニール）を施しマトリックス状遮光層の作製
した。

【００５１】得られたマトリックス状遮光層のガラス面
からの反射率を分光測光装置ＡＨ−ＳＲＫ／ＳＴＫ（オ
リンパス光学工業株式会社製）で測定したところ、１．
０％と低反射率であった。マトリックス状遮光層の膜厚
を膜厚測定装置Ｄｅｋｔａｋ３０３０（日本真空技術株
式会社製）で測定したところ、０．３μｍ、光学濃度
（ＯＤ）を濃度計マクベス（ＫｏｌｌｍｏｒｇｅｎＣ
ｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）で測定したところ４であり、
マトリックス状遮光層は低反射で高濃度であることが分
かった。

【００５２】（受像層の作製）アリミナゾル６ｇおよび
ポリビニールアルコール２０ｇ、水を７４ｇ加えて・攪
拌し、エマルジョン化した。マトリックス状遮光層を形
成したガラス基板上に、エマルジョン化した溶液をロー
ルコート法で約０．８μｍの塗膜を形成した。その後、
１００℃／２０分で熱硬化させ、受像層を得た。

【００５３】（着色インクの調製）赤インクについて
は、アクリル樹脂（メタクリル酸２０重量部、ヒドロキ
シエチルメタクリレート１５重量部、メチルメタクリレ
ート１０重量部、ブチルメタクリレート５５重量部を、
エチルセロソルブ３００重量部に溶解し、窒素雰囲気下
で、アゾビスニトリル０．７５重量部を加えて、７０
℃、５時間反応させ得られたアクリル樹脂）を、樹脂濃
度２０重量％になるようにエチルセロソルブで希釈し
た。この希釈樹脂９０．１ｇと、赤色顔料クロモフタル
レッドＡ２Ｂ（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＲｅｄ１７７６５３
００：チバガイキー社製）６．９５ｇ、黄色顔料パリオ
トールイエローＬ１８２０（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＹｅｌｌ
ｏｗ１３９：ＢＡＳＦ社製）２．０５ｇと分散剤０．
９ｇを添加して、ビーズミル分散機で冷却しなから３時
間分散した。溶剤としてエチルセロソルブを用い、粘度
が５ｃｐ以下になるように希釈し、よく攪拌して赤イン
クを調製した。

【００５４】緑インクについては、アクリル樹脂（メタ
クリル酸２０重量部、ヒドロキシエチルメタクリレート
１５重量部、メチルメタクリレート１０重量部、ブチル
メタクリレート５５重量部を、エチルセロソルブ３００
重量部に溶解し、窒素雰囲気下で、アゾビスニトリル
０．７５重量部を加えて、７０℃、５時間反応させ得ら
れたアクリル樹脂）を、樹脂濃度２０重量％になるよう
にエチルセロソルブで希釈した。この希釈樹脂９０．１
ｇと、．緑色顔料リオノールグリーン２ＹＳ（Ｃ，Ｉ，
ＰｉｇＧｒｅｅｎ３６：東洋インキ製造社製）７．
５５ｇ、黄色顔料パリオトールイエローＬ１８２０
（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ１３９：ＢＡＳＦ社
製）１．４５ｇと分散剤０．９ｇを添加して、ビーズミ
ル分散機で冷却しなから３時間分散した。溶剤としてエ
チルセロソルプで粘度が５ｃｐ以下になるように希釈
し、よく攪拌して緑インクを調製した。

【００５５】青インクについては、アクリル樹脂（メタ
クリル酸２０重量部、ヒドロキシエチルメタクリレート
１５重量部、メチルメタクリレート１０重量部、ブチル
メタクリレート５５重量部を、エチルセロソルブ３００
重量部に溶解し、窒素雰囲気下で、アゾビスニトリル
０．７５重量部を加えて、７０℃、５時間反応させ得ら
れたアクリル樹脂）を、樹脂濃度２０重量％になるよう
にエチルセロソルブで希釈した。この希釈樹脂９１ｇ
と、青色顔料ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ（ＢＡＳＦ
社製）０．８ｇ、紫色顔料リオノゲンバイオレットＲＬ
（東洋インキ社製）０．１ｇと分散剤０．９ｇを添加し
て、ビーズミル分散機で冷却しながら３時間分散した。
溶剤としてエチルセロソルブで粘度が５ｃｐ以下になる
ように希釈し、よく攪拌して青インクを調製した。

【００５６】（カラーフィルタの作製）受像層の形成さ
れたガラス基板上に、上記に示す方法で調製した赤、
緑、青の顔料分散インクをインクジェット装置を用い、
パターンを形成し２３０℃で１時間の熱処理を行ってパ
ターン状着色層を得た。このようにして作製したカラー
フィルタを光学顕微鏡により観察したところ、各画素の
混色はなく、良好にパターンが形成されていた。また、
このカラーフィルタに、２６０℃で１時間の熱処理を行
った前後での色変化を調査したところ、各画素とも色差
（△Ｅａｂ）は、５以下と耐熱牲も問題はなかった。ま
た、このカラーフィルタを、５％ＮａＯＨ、５％硫酸、
ＮＭＰの薬品に、３０分間浸漬した前後での色変化を調
査したところ、各画素とも色差（△E a b ）は、５以下
と耐薬品牲も良好であり、耐熱牲、耐薬品性ともに良好
な信頼牲の高いカラーフィルタが作製できた。

【００５７】本発明によるマトリックス状遮光層が形成
されたカラーフィルタを用いた液晶表示装置は、ガラス
側からの反射率が低いため、従来のブラックマトリクス
が形成されたカラーフィルタを用いた液晶表示装置に比
べ、外光において反射、及び映り込みがなく、さらに表
示コントラストが良好なものとなった。また、得られた
カラーフィルタ上に、低温スパッタ法により、膜厚１５
００Åの透明導電膜を設け、ついでポリイミドを透明導
電膜の上に４００Åの膜厚で形成し、ラビング処理を行
った。その後、薄膜トランジスタが形成された対向電極
とシール剤で張り合わせることによって液晶セルを組み
立てた。電極間に液晶を注入しカラー液晶表示装置を作
製した。得られたカラー液晶表示装置は、画素の白抜
け、混色等の発生がなく、表示品質は良好なものであっ
た。

【００５８】＜実施例２＞（遮光層用の感光性着色組成物の調製）アクリル樹脂
（メタクリル酸２０重量部、ヒドロキシエチルメタクリ
レート１５重量部、メチルメタクリレート１０重量部、
ブチルメタクリレート５５重量部をエチルセロソルブ３
００重量部に溶解し、窒素雰囲気下でアゾビスニトリル
０．７５重量部を加えて、７０℃、５時間反応させ得ら
れたアクリル樹脂）を、樹脂濃度２０重量％になるよう
にエチルセロソルブで希釈した。

【００５９】この希釈樹脂７８ｇと、黄色顔料パリオト
ールイエローＬ１８２０（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＹｅｌｌｏ
ｗ１３９：ＢＡＳＦ社製）６．１ｇ、赤色顔料クロモ
フタルレッドＡ２Ｂ（Ｃ，Ｉ，ＰｉｇＲｅｄ１７７
６５３００：チバガイギー社製）６．１ｇ、青色顔料ヘ
リオゲンブルーＬ６７００Ｆ（ＢＡＳＦ社製）７．７
ｇ、カーボンブラック２．１ｇと分散剤２．２ｇを添加
して、ビーズミル分散機で冷却しながら３時間分散し
た。この着色樹脂１０２．２ｇに対し、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３．
９ｇと、光重合開始剤としてピペロニル−ｓ−トリアジ
ン０．８ｇを添加し、溶剤としてエチルセロソルブで固
形分７重量％になるように希釈し、よく攪拌して遮光層
形成用の感光性着色組成物を調製した。

【００６０】（マトリックス状遮光層の作製）この遮光
層形成用の感光性着色組成物をガラス基板に塗布し、厚
さ０．１５μｍの塗膜を得た。得られたマトリックス状
遮光層のガラス面からの反射率を分光測光装置ＡＨ−Ｓ
ＲＫ／ＳＴＫ（オリンパス光学工業株式会社製）で測定
したところ、１．０９％と低反射率であった。マトリッ
クス状遮光層の膜厚を膜厚測定装置Ｄｅｋｔａｋ３０３
０（日本真空技術株式会社製）で測定したところ、０．
３μｍ、光学濃度（ＯＤ）を濃度計マクベス（Ｋｏｌｌ
ｍｏｒｇｅｎＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）で測定した
ところ４であり、マトリックス状遮光層は低反射で高濃
度であることが分かった。

【００６１】（受像層の作製）次に、シリカ５ｇ及びポ
リビニールアルコール２０ｇ、水７５ｇを加えて、攪拌
し、エマルジョン化したものをガラス基板上に塗布し、
受像層とした。

【００６２】（カラーフィルタの作製）受像層の形成さ
れたガラス基板上に、実施例１と同一の赤、緑、青の顔
料分散インクをインクジェット装置を用い、パターンを
形成し２３０℃で１時間の熱処理を行ってパターン状着
色層を得た。このようにして作製したカラーフィルタを
光学顕微鏡により観察したところ、各画素の混色はな
く、良好にパターンが形成されていた。また、このカラ
ーフィルタに、２６０℃で１時間の熱処理を行った前後
での色変化を調査したところ、各画素とも色差（△Ｅａ
ｂ）は、５以下と耐熱牲も問題はなかった。また、この
カラーフィルタを、５％ＮａＯＨ、５％硫酸、ＮＭＰの
薬品に、３０分間浸漬した前後での色変化を調査したと
ころ、各画素とも色差（△E a b ）は、５以下と耐薬品
牲も良好であり、耐熱牲、耐薬品性ともに良好な信頼牲
の高いカラーフィルタが作製できた。

【００６３】本発明によるマトリックス状遮光層が形成
されたカラーフィルタを用いた液晶表示装置は、ガラス
側からの反射率が低いため、従来のブラックマトリクス
が形成されたカラーフィルタを用いた液晶表示装置に比
べ、外光において反射、及び映り込みがなく、さらに表
示コントラストが良好なものとなった。また、得られた
カラーフィルタ上に、低温スパッタ法により、膜厚１５
００Åの透明導電膜を設け、ついでポリイミドを透明導
電膜の上に４００Åの膜厚で形成し、ラビング処理を行
った。その後、薄膜トランジスタが形成された対向電極
とシール剤で張り合わせることによって液晶セルを組み
立てた。電極間に液晶を注入しカラー液晶表示装置を作
製した。得られたカラー液晶表示装置は、画素の白抜
け、混色等の発生がなく、表示品質は良好なものであっ
た。

【００６４】＜比較例１＞ガラス基板上に、スパッタ法
により形成されたクロム膜上に、感光牲レジストを塗布
し、所望のパターンを有するマスクを用いて、露光・現
像を行った。次に、硝酸第２セリウムアンモニウムを主
成分としたエッチング液を用いて上記クロム膜をエッチ
ングし、水洗後、レジスト剥離液を用いて、感光性レジ
ストを剥離し、マトリックス状遮光層を得た。このマト
リックス状遮光層が形成されたガラス基板上に、受像層
を形成せず、実施例１で調製した赤、緑、青の顔料分散
インクを用いパターン状着色層を形成した。その後、２
３０℃で１時間の熱処理を行って膜を硬化させた。この
ようにして作製したカラーフィルタを光学顕微鏡により
観察したところ、各画素が重なり混色し、また、画素の
一部分が色抜けし、良好にパターン状着色層は形成され
なかった。

【００６５】＜比較例２＞実施例１同様、希釈されたア
クリル樹脂７８ｇと、カーボンブラック２２ｇと分散剤
２．２ｇを分散機で分散した。この着色樹脂１０２．２
ｇに対し、実施例１同様に、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３．３ｇと、光
重合開始割としてピペロニル−ｓ−トリアジン０．８ｇ
を添加し、溶剤としてエチルセロソルブで固形分７重量
％になるように希釈し、よく攪拌して遮光層形成用の感
光性着色組成物を調製した。この遮光層形成用の感光牲
着色組成物を用い、透明なガラス基板に実施例１と同様
にして遮光層を形成した。

【００６６】次に、この遮光層の上に、実施例１と同様
なメッキ工程を行い、金属ニッケル膜と遮光層とで構成
される遮光層を形成した。続いて、受像層を形成し、そ
の後、インクジェット方式により、パターン状着色層を
作製した。しかし、比較例２で作製したマトリックス状
遮光層ガラス面からの反射率を分光測光装置ＡＨ２−Ｓ
ＲＫ／ＳＴＫ（オリンパス光学工業株式会社製）で測定
したところ、７％と反射率が高いものであった。

【００６７】

【発明の効果】本発明による表示装置用カラーフィルタ
は、透明基板と、この透明基板の上に形成されたマトリ
ックス状遮光層と、この透明基板及びマトリックス状遮
光層の上に形成された受像層と、このマトリックス状遮
光層の間の上方に位置する受像層の上にインクジェット
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、このマトリックス状遮光
層の材料が感光性着色組成物及び無電解メッキによるニ
ッケルであるので、耐熱性、耐薬品牲、解像性等の特性
を有し、インクを確実に吸収し、インクジェットのヘッ
ドから噴出したインク滴の着弾点精度が向上し、各画素
の混色を防止し、精度よく画素を形成した、且つ、透明
基板側からの遮光層の反射率が極端に低減した表示装置
用カラーフィルタとなる。

【００６８】また、感光性着色組成物の色素として、黄
色、青色、紫色、または、黄色、赤色、青色の有機顔料
を混合した疑似黒色混合物に、カーボンブラックを含有
させた混合物を用いるので、耐熱性、耐薬品牲、解像性
等の特性を有し、インクを確実に吸収し、インクジェッ
トのヘッドから噴出したインク滴の着弾点精度が向上
し、各画素の混色を防止し、精度よく画素を形成した、
且つ、透明基板側からの遮光層の反射率が極端に低減し
た表示装置用カラーフィルタとなる。

【００６９】また、混合物が、疑似黒色混合物１００重
量％に対しカーボンブラックを１５〜３０重量％の割合
で含有させた混合物であるので、耐熱性、耐薬品牲、解
像性等の特性を有し、インクを確実に吸収し、インクジ
ェットのヘッドから噴出したインク滴の着弾点精度が向
上し、各画素の混色を防止し、精度よく画素を形成し
た、且つ、透明基板側からの遮光層の反射率が極端に低
減した表示装置用カラーフィルタとなる。

【００７０】また、本発明による表示装置は、上記表示
装置用カラーフィルタを備えるので、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
施例を示す断面図である。

【図２】（イ）〜（ハ）は、本発明による表示装置用カ
ラーフィルタの製造工程を示す説明図である。

【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 AA05 AA07 BA48 BA62 BA64 BA66 BB42 5C094 AA03 AA06 CA24 ED03 ED15 GB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板と、この透明基板の上に形成され
たマトリックス状遮光層と、この透明基板及びマトリッ
クス状遮光層の上に形成された受像層と、このマトリッ
クス状遮光層の間の上方に位置する受像層の上にインク
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、このマトリック
ス状遮光層の材料が感光性着色組成物及び無電解メッキ
によるニッケルであることを特徴とする表示装置用カラ
ーフィルタ。
【請求項２】前記感光性着色組成物の色素として、黄
色、青色、紫色、または、黄色、赤色、青色の有機顔料
を混合した疑似黒色混合物に、カーボンブラックを含有
させた混合物を用い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。
【請求項３】前記混合物が、前記疑似黒色混合物１００
重量％に対しカーボンブラックを１５〜３０重量％の割
合で含有させた混合物であることを特徴とする請求項２
記載の表示装置用カラーフィルタ。
【請求項４】請求項１乃至請求項３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。