JP2000089022A - Color filter, manufacture thereof, and liquid crystal element using this color filter - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make manufacturable a color filter, which has no color mixture between adjacent picture elements and is small in difference of the surface level, by the use of an ink jet system. SOLUTION: In a stage for forming a black matrix 2, which is X in height and consists of a resin composition having a light shielding property, on a transparent substrate 1, forming a negative type photosensitive resin composition layer 3 on the entire surface of the substrate, forming a part 4 to be colored while remaining the compositions in openings of the black matrix 2 by exposing the rear surface and forming a coloring part 6 by imparting ink 5 to this part 4 to be colored by the ink jet system, the height Y of the coloring part 6 obtd. by performing such formations so that the height Z of the part 14 to be colored meets the relation of 0.3X<Z<0.8X, is controlled to satisfy the relation of 0.7X<Y<1.3X.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーテレビ、パ
ーソナルコンピュータ、パチンコ遊戯台等に使用されて
いるカラー表示の液晶素子に用いられるカラーフィルタ
とその製造方法に関し、特に、インクジェット方式を利
用してカラーフィルタの着色部を形成するカラーフィル
タの製造方法に関する。また、本発明は、上記カラーフ
ィルタを用いて構成された液晶素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color filter used for a liquid crystal element for color display used in a color television, a personal computer, a pachinko game board, and the like, and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a method using an ink jet system. The present invention relates to a method for manufacturing a color filter for forming a colored portion of a color filter. Further, the present invention relates to a liquid crystal element formed using the above color filter.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータの発達、
特に携帯用パーソナルコンピュータの発達に伴い、液晶
ディスプレイ、特にカラー液晶ディスプレイの需要が増
加する傾向にある。しかしながら、さらなる普及のため
にはコストダウンが必要であり、特にコスト的に比重の
重いカラーフィルタのコストダウンに対する要求が高ま
っている。2. Description of the Related Art In recent years, the development of personal computers,
In particular, with the development of portable personal computers, the demand for liquid crystal displays, especially color liquid crystal displays, tends to increase. However, cost reduction is necessary for further popularization, and in particular, there is an increasing demand for cost reduction of color filters having a high specific gravity.

【０００３】従来から、カラーフィルタの要求特性を満
足しつつ上記の要求に応えるべく種々の方法が試みられ
ているが、いまだ全ての要求特性を満足する方法は確立
されていない。以下にそれぞれの方法を説明する。Conventionally, various methods have been tried to satisfy the above requirements while satisfying the required characteristics of the color filter, but no method has yet been established which satisfies all the required characteristics. The respective methods will be described below.

【０００４】第一の方法は染色法である。染色法は、先
ずガラス基板上に染色用の材料である水溶性の高分子材
料層を形成し、これをフォトリソグラフィ工程により所
望の形状にパターニングした後、得られたパターンを染
色浴に浸漬して着色されたパターンを得る。これを３回
繰り返すことにより、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の
カラーフィルタ層を形成する。[0004] The first method is a dyeing method. In the dyeing method, first, a water-soluble polymer material layer, which is a material for dyeing, is formed on a glass substrate, and this is patterned into a desired shape by a photolithography process, and the obtained pattern is immersed in a dyeing bath. To obtain a colored pattern. By repeating this three times, R (red), G (green), and B (blue) color filter layers are formed.

【０００５】第二の方法は顔料分散法であり、近年最も
盛んに行なわれている。この方法は、先ず基板上に顔料
を分散した感光性樹脂層を形成し、これをパターニング
することにより単色のパターンを得る。さらに、この工
程を３回繰り返すことにより、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィ
ルタ層を形成する。[0005] The second method is a pigment dispersion method, which has been most actively performed in recent years. In this method, first, a photosensitive resin layer in which a pigment is dispersed is formed on a substrate, and a monochromatic pattern is obtained by patterning the photosensitive resin layer. Further, by repeating this process three times, R, G, and B color filter layers are formed.

【０００６】第三の方法としては電着法がある。この方
法は、先ず基板上に透明電極をパターニングし、顔料、
樹脂、電解液等の入った電着塗装液に浸漬して第一の色
を電着する。この工程を３回繰り返してＲ、Ｇ、Ｂのカ
ラーフィルタ層を形成し、最後に焼成するものである。A third method is an electrodeposition method. In this method, a transparent electrode is first patterned on a substrate, and a pigment,
The first color is electrodeposited by dipping in an electrodeposition coating solution containing a resin, an electrolytic solution or the like. This process is repeated three times to form R, G, and B color filter layers, and finally firing.

【０００７】第四の方法としては、熱硬化型の樹脂の顔
料を分散させ、印刷を３回繰り返すことにより、Ｒ、
Ｇ、Ｂを塗り分けた後、樹脂を熱硬化させることにより
着色層を形成するものである。また、いずれの方法にお
いても着色層上に保護層を形成するのが一般的である。A fourth method is to disperse a thermosetting resin pigment and repeat printing three times to obtain R,
After separately applying G and B, the resin is thermally cured to form a colored layer. In any method, a protective layer is generally formed on the colored layer.

【０００８】これらの方法に共通している点は、Ｒ、
Ｇ、Ｂの３色を着色するために同一の工程を３回繰り返
す必要が有り、コスト高になることである。また、工程
数が多い程、歩留が低下するという問題を有している。
さらに、電着法においては、形成可能なパターン形状が
限定されるため、現状の技術では薄膜トランジスタを用
いたアクティブマトリクスタイプ、いわゆるＴＦＴ型の
液晶素子には適用困難である。また、印刷法は、解像性
が悪いためファインピッチのパターンの形成には不向き
である。[0008] These methods have in common that R,
It is necessary to repeat the same process three times in order to color the three colors G and B, which increases the cost. In addition, there is a problem that the yield decreases as the number of steps increases.
Furthermore, in the electrodeposition method, since the pattern shape that can be formed is limited, it is difficult to apply the current technology to an active matrix type using thin film transistors, that is, a so-called TFT type liquid crystal element. Further, the printing method is not suitable for forming a fine pitch pattern because of poor resolution.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記製造方法の欠点を
補うべく、インクジェット方式を用いたカラーフィルタ
の製造方法として、特開昭５９−７５２０５号公報、特
開昭６３−２３５９０１号公報、特開平１−２１７３０
２号公報等に提案がなされているが、いまだ不十分であ
る。In order to make up for the disadvantages of the above-mentioned manufacturing method, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Sho 59-75205, 63-235901 and 63-235901 disclose a method of manufacturing a color filter using an ink jet system. 1-2717
Although proposals are made in Japanese Patent Publication No. 2 and the like, they are still insufficient.

【００１０】特に、インクジェット方式を用いてカラー
フィルタを作製する際には、隣接する異なる色の画素間
における混色が問題となる。そこで、カラーフィルタの
画素間における混色を防止する方法が、特開平４−８６
８０１号公報に提案されている。当該公報には、透明基
板上に各画素を互いに隔離させる隔壁（ブラックマトリ
クス）を形成し、この隔壁で囲まれた各画素の表面に被
着色部を形成した後、インクジェット記録技術を用いて
上記被着色部を着色する方法が記載されている。しかし
ながら、隔壁で囲まれた各画素の表面に被着色部を形成
する方法としては、フォトマスクを介してパターン露光
するものであり、製造工程的に不利である。In particular, when a color filter is manufactured by using an ink-jet method, there is a problem of color mixing between adjacent pixels of different colors. A method for preventing color mixture between pixels of a color filter is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-86.
No. 801 is proposed. In this publication, a partition (black matrix) that separates each pixel from each other is formed on a transparent substrate, and a colored portion is formed on the surface of each pixel surrounded by the partition. A method for coloring a portion to be colored is described. However, as a method of forming a portion to be colored on the surface of each pixel surrounded by the partition, pattern exposure is performed through a photomask, which is disadvantageous in a manufacturing process.

【００１１】そこで、より簡便な方法で特開平４−８６
８０１号公報記載の方法と類似の構成の基板を作製する
方法として、特開平８−６２８４１号公報に記載された
提案がある。当該公報には、ブラックマトリクスを介し
て背面露光を行なっても良い旨の記載が有る。Therefore, a simpler method is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-86.
As a method for manufacturing a substrate having a configuration similar to the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 801-801, there is a proposal described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-62841. The publication states that back exposure may be performed via a black matrix.

【００１２】しかしながら、これらの方法でカラーフィ
ルタを作製する場合、以下の２点が問題となる。However, when a color filter is manufactured by these methods, the following two problems occur.

【００１３】（１）インクジェット記録装置（インクジ
ェットヘッド）により付与されたインクがインク吸収層
（被着色部）に吸収されるまでには所定の時間が必要で
あり、図３に示すように、インクが付与された直後はイ
ンク５が液滴として被着色部４上に存在するため、隣接
する被着色部間でインクの混色が生じてしまう。尚、図
３において１は基板、２はブラックマトリクスである。(1) It takes a predetermined time for the ink applied by the ink jet recording device (ink jet head) to be absorbed by the ink absorbing layer (colored portion). As shown in FIG. Immediately after the ink is applied, the ink 5 exists as a liquid droplet on the portion to be colored 4, so that color mixing of ink occurs between adjacent portions to be colored. In FIG. 3, 1 is a substrate, and 2 is a black matrix.

【００１４】（２）インクを吸収した後にインク吸収層
が膨潤するため、隔壁（ブラックマトリクス）との間に
段差を生じ、図４に示すようにカラーフィルタ表面に大
きな段差を生じてしまう。尚、図４において、１は基
板、２はブラックマトリクス、６は着色部（着色後の被
着色部）である。(2) Since the ink absorbing layer swells after absorbing the ink, a step is formed between the ink absorbing layer and the partition (black matrix), and a large step is formed on the surface of the color filter as shown in FIG. In FIG. 4, 1 is a substrate, 2 is a black matrix, and 6 is a colored portion (colored portion after coloring).

【００１５】本発明の目的は、上記問題点を解決し、イ
ンクジェット方式によりカラーフィルタを形成する際
に、より簡便な手段によって隣接画素間での混色を防止
し、表面段差の小さいカラーフィルタの製造方法を提供
するものであり、該カラーフィルタの製造方法を用い
て、信頼性の高いカラーフィルタ及び該カラーフィルタ
を具備してなる液晶素子を提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems, and to manufacture a color filter having a small surface step by preventing color mixing between adjacent pixels by simpler means when forming a color filter by an ink jet method. Another object of the present invention is to provide a color filter having high reliability and a liquid crystal element including the color filter by using the method for manufacturing the color filter.

【００１６】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、透明基板上
に、遮光性を有する樹脂組成物からなるブラックマトリ
クスと、該ブラックマトリクスを隔壁としてその開口部
に形成された着色部とを有するカラーフィルタであっ
て、ブラックマトリクスの高さをＸ、着色部の高さをＹ
とすると、０．７Ｘ＜Ｙ＜１．３Ｘの関係を満たしてい
ることを特徴とするカラーフィルタである。According to the present invention, there is provided a color having a black matrix made of a resin composition having a light-shielding property on a transparent substrate, and a colored portion formed in an opening of the black matrix using the black matrix as a partition. A filter, wherein the height of the black matrix is X and the height of the colored portion is Y
Then, the color filter satisfies the relationship of 0.7X <Y <1.3X.

【００１７】また本発明は、上記本発明のカラーフィル
タの製造方法であって、透明基板上に、遮光性を有する
樹脂組成物を用いてブラックマトリクスを形成する工程
と、上記ブラックマトリクスを形成した透明基板全面に
インク吸収性を有し熱処理により硬化可能なネガ型の感
光性樹脂組成物層を形成する工程と、ブラックマトリク
スの形成されていない透明基板裏面から光照射を行なう
工程と、現像処理を行なって、ブラックマトリクス上の
感光性樹脂組成物を除去し、該ブラックマトリクスの開
口部内に、ブラックマトリクスの高さをＸとすると０．
３Ｘ＜Ｚ＜０．８Ｘの関係を満足する高さＺを有する感
光性樹脂組成物層を残して被着色部を形成する工程と、
上記被着色部にインクジェット方式によりインクを付与
して着色する工程と、着色された被着色部を熱硬化させ
て着色部を形成する工程とを有することを特徴とするカ
ラーフィルタの製造方法を提供するものである。The present invention also provides the method for producing a color filter according to the present invention, wherein a step of forming a black matrix on a transparent substrate by using a resin composition having a light-shielding property is provided. A step of forming a negative photosensitive resin composition layer having ink absorbency and curable by heat treatment over the entire surface of the transparent substrate, a step of irradiating light from the back surface of the transparent substrate on which no black matrix is formed, and a developing process Is performed to remove the photosensitive resin composition on the black matrix, and assuming that the height of the black matrix is X in the opening portion of the black matrix, it is 0.
Forming a portion to be colored while leaving a photosensitive resin composition layer having a height Z satisfying a relationship of 3X <Z <0.8X;
A method for producing a color filter, comprising: a step of applying an ink to the colored portion by an ink-jet method for coloring; and a step of thermally curing the colored colored portion to form a colored portion. Is what you do.

【００１８】さらに本発明は、一対の基板間に液晶化合
物を挟持してなる液晶素子であって、一方の基板が、上
記本発明のカラーフィルタを用いて構成されていること
を特徴とする液晶素子を提供するものである。Further, the present invention relates to a liquid crystal element comprising a liquid crystal compound sandwiched between a pair of substrates, wherein one of the substrates is constituted by using the color filter of the present invention. An element is provided.

【００１９】[0019]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。図１は、本発明のカラーフィルタの製造
方法の工程図であり、図中の（ａ）〜（ｆ）は下記工程
（ａ）〜（ｆ）にそれぞれ対応する断面模式図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a process diagram of a method for manufacturing a color filter of the present invention, wherein (a) to (f) are schematic cross-sectional views respectively corresponding to the following processes (a) to (f).

【００２０】工程（ａ） 透明基板１上に、ブラックマトリクス２を形成する。本
発明において用いられる透明基板としては、一般にガラ
ス基板が用いられるが、液晶素子を構成するカラーフィ
ルタとしての透明性、機械的強度等の必要特性を有する
ものであればガラス基板に限定されるものではない。本
発明において、ブラックマトリクス２は後述するように
各被着色部４を隔離し、後述する工程（ｄ）において隣
接する被着色部間でのインクの混色を防止するための隔
壁として作用する。本発明においては、ブラックマトリ
クス２を、遮光性を有する樹脂組成物で形成する。具体
的には例えば、黒色レジストをフォトリソグラフィによ
りパターニングする、或いは、黒色樹脂組成物を印刷に
よりパターン化する等の方法を用いることができる。Step (a) A black matrix 2 is formed on a transparent substrate 1. As the transparent substrate used in the present invention, a glass substrate is generally used. However, as long as it has necessary properties such as transparency and mechanical strength as a color filter constituting a liquid crystal element, it is limited to a glass substrate. is not. In the present invention, the black matrix 2 functions as a partition for isolating each of the coloring portions 4 as described later and preventing color mixing of ink between adjacent coloring portions in step (d) described later. In the present invention, the black matrix 2 is formed of a resin composition having a light-shielding property. Specifically, for example, a method of patterning a black resist by photolithography or patterning a black resin composition by printing can be used.

【００２１】また、ブラックマトリクス２の高さ（透明
基板１表面からブラックマトリクス２の表面までの高
さ）Ｘは、ブラックマトリクスとしての遮光性を得るた
めに必要な範囲内で任意に設定することができるが、工
程（ｂ）で感光性樹脂組成物層３を均一に形成するため
には、１〜２μｍの範囲で設定することが好ましい。The height X of the black matrix 2 (the height from the surface of the transparent substrate 1 to the surface of the black matrix 2) X is arbitrarily set within a range necessary for obtaining the light shielding property of the black matrix. However, in order to uniformly form the photosensitive resin composition layer 3 in the step (b), the thickness is preferably set in the range of 1 to 2 μm.

【００２２】工程（ｂ） ブラックマトリクス２を形成した透明基板１上に全面
に、インク吸収性を有し熱処理により硬化可能なネガ型
の感光性樹脂組成物層３を形成する。本発明において用
いられる当該感光性樹脂組成物としては、ゼラチンやカ
ゼイン等の天然高分子に重クロム酸アンモニウム等の光
開始剤を添加した系、或いは合成高分子にビスアジド等
の光開始剤を添加した系、或いは合成高分子に光重合性
化合物とベンゾフェノン等の光開始剤を添加した系等が
好適に用いられる。ここで用いられる合成高分子の例と
しては、それ自体が光反応性を有していないものとして
は、（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エチルメタクリレー
ト、３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピルアクリル
アミド等のモノマーとアクリル酸、ヒドロキシエチルメ
タクリレート等のモノマーの共重合体が挙げられる。ま
た、高分子自体が光反応性を有するものとしては、上記
共重合体にさらにビニルシンナメート、ビニルピロリド
ン、トリメチロールプロパントリメタクリレート等を共
重合したもの等が挙げられるが、これらに限定されるも
のではない。即ち、 ネガ型の光反応性を有しており、 光反応後にインク吸収性を有しており、 熱処理により硬化可能 なものであれば使用可能である。Step (b) A negative photosensitive resin composition layer 3 having ink absorbency and curable by heat treatment is formed on the entire surface of the transparent substrate 1 on which the black matrix 2 is formed. As the photosensitive resin composition used in the present invention, a system in which a photoinitiator such as ammonium bichromate is added to a natural polymer such as gelatin or casein, or a photoinitiator such as bisazide is added to a synthetic polymer A system obtained by adding a photopolymerizable compound and a photoinitiator such as benzophenone to a synthetic polymer is preferably used. Examples of the synthetic polymer used herein include those having no photoreactivity per se, such as (N, N-dimethylamino) ethyl methacrylate and 3- (N, N-dimethylamino) propylacrylamide. And copolymers of monomers such as acrylic acid and hydroxyethyl methacrylate. Examples of the polymer itself having photoreactivity include those obtained by further copolymerizing vinyl cinnamate, vinyl pyrrolidone, trimethylolpropane trimethacrylate, and the like with the above copolymer, but are not limited thereto. Not something. That is, any material can be used as long as it has negative photoreactivity, has ink absorbency after photoreaction, and can be cured by heat treatment.

【００２３】また、インク吸収性を有し熱処理により硬
化可能なネガ型の感光性樹脂組成物層３の形成には、ス
ピンコート、スリットコート、ロールコート、バーコー
ト、スプレーコート、ディップコート等の塗布方法を用
いることができ、特に限定されるものではないが、ブラ
ックマトリクスによる段差を有する透明基板上に均一に
塗布するためには、スピンコート法を用いることが好ま
しい。The negative photosensitive resin composition layer 3 which has an ink absorbing property and can be cured by heat treatment may be formed by spin coating, slit coating, roll coating, bar coating, spray coating, dip coating, or the like. A coating method can be used, and the coating method is not particularly limited. However, in order to uniformly apply the coating on a transparent substrate having a step due to a black matrix, it is preferable to use a spin coating method.

【００２４】次いで、透明基板１の裏面より光照射を行
なう。この時、ブラックマトリクス２がマスクとなり、
ブラックマトリクス２の開口部の感光性樹脂組成物には
光が照射されるが、ブラックマトリクス２上の感光性樹
脂組成物には光が照射されない。Next, light irradiation is performed from the back surface of the transparent substrate 1. At this time, the black matrix 2 serves as a mask,
The photosensitive resin composition in the opening of the black matrix 2 is irradiated with light, but the photosensitive resin composition on the black matrix 2 is not irradiated with light.

【００２５】工程（ｃ） 光照射後の基板の現象処理を行ない、ブラックマトリク
ス２上の感光性樹脂組成物を除去する。ブラックマトリ
クス２の開口部には感光性樹脂組成物が残され、これを
被着色部４とする。現像には水溶液系、有機溶剤系共に
使用可能であるが、工程における取り扱いの容易さ及び
安全性を考慮した場合、水或いはアルカリ水溶液で現像
可能な感光性樹脂組成物を用いることが好ましい。ま
た、必要に応じてスピンドライ、エアーナイフ、加熱に
よる乾燥を行なっても良いが、加熱乾燥を行なう場合に
は、感光性樹脂組成物の熱硬化反応が進行しない程度の
温度を用いる必要がある。さらに、後述の混色防止機能
を十分に発揮させ、尚且つ最終的に段差の少ないカラー
フィルタを得るためには、現像処理後の被着色部４の高
さ（透明基板１の表面から被着色部４の表面までの高
さ）Ｚと、ブラックマトリクス２の高さＸの関係が、 ０．３Ｘ＜Ｚ＜０．８Ｘ を満足していることが必要である。この値を満足するた
めには、 （イ）凹部（ブラックマトリクス２の開口部）と凸部
（ブラックマトリクス２）における感光性樹脂組成物の
塗布膜厚の差 （ロ）現像或いはリンス時の膜減り及び膨潤量 （ハ）乾燥時の収縮量 を予め把握した上で各プロセス条件及び初期の塗布膜厚
を設定することが必要である。また、ここで、Ｚが０．
３Ｘよりも小さい場合には、後述する工程（ｄ）におい
て図３に示したようなインクの混色は発生しないが、被
着色部４がインク５を吸収しきれずに熱硬化後にインク
中の着色材成分が着色部６表面に析出してしまう可能性
がある。さらに、図５に示したように、最終的に得られ
るカラーフィルタの表面段差が大きくなる可能性があ
る。また、Ｚが０．８Ｘよりも大きい場合には、図３に
示すようなインクの混色を発生する可能性が大きくな
り、さらに、図４に示すように最終的に得られるカラー
フィルタの表面段差が大きくなる可能性がある。Step (c) After the light irradiation, the substrate is subjected to a phenomenon treatment to remove the photosensitive resin composition on the black matrix 2. The photosensitive resin composition is left in the opening of the black matrix 2, which is referred to as a colored portion 4. An aqueous solution or an organic solvent can be used for development, but in consideration of ease of handling and safety in the process, it is preferable to use a photosensitive resin composition developable with water or an aqueous alkaline solution. Further, if necessary, drying by spin drying, air knife, or heating may be performed. However, when performing heating and drying, it is necessary to use a temperature at which the thermosetting reaction of the photosensitive resin composition does not proceed. . Further, in order to sufficiently exhibit the color mixing prevention function described below and finally obtain a color filter having a small level difference, the height of the coloring target portion 4 after the development processing (from the surface of the transparent substrate 1 to the coloring target portion). 4) and the height X of the black matrix 2 must satisfy 0.3X <Z <0.8X. In order to satisfy this value, it is necessary to (a) the difference in the coating thickness of the photosensitive resin composition between the concave portion (the opening of the black matrix 2) and the convex portion (the black matrix 2). Reduction and swelling amount (c) It is necessary to set each process condition and initial coating film thickness after grasping in advance the amount of shrinkage during drying. Also, here, when Z is 0.
If it is smaller than 3X, the color mixing of the ink as shown in FIG. The components may be deposited on the surface of the colored portion 6. Further, as shown in FIG. 5, there is a possibility that the surface step of the finally obtained color filter becomes large. Further, when Z is larger than 0.8X, the possibility of the occurrence of color mixing of ink as shown in FIG. 3 increases, and furthermore, as shown in FIG. May be larger.

【００２６】工程（ｄ） インクジェット記録装置を用いて、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の各インク５を所定の被着色部４に付
与する。Step (d) Using an ink jet recording apparatus, R (red), G
Each of the (green) and B (blue) inks 5 is applied to a predetermined colored portion 4.

【００２７】さらに、インクジェット方式としては、エ
ネルギー発生素子として電気熱変換体を用いたバブルジ
ェットタイプ、或いは圧電素子を用いたピエゾジェット
タイプ等が使用可能である。Further, as an ink jet system, a bubble jet type using an electrothermal converter or a piezo jet type using a piezoelectric element can be used as an energy generating element.

【００２８】工程（ｅ） インクが十分に被着色部４に拡散した後、熱処理を施し
て被着色部４を硬化させ、着色部（画素）６を形成す
る。この時の、着色部６の高さ（透明基板１の表面から
着色部６の表面までの高さ）Ｙとブラックマトリクス２
の高さＸの関係が、 ０．７Ｘ＜Ｙ＜１．３Ｘ を満たしていることにより、カラーフィルタ表面の段差
が実質影響のない程度となる。Step (e) After the ink has sufficiently diffused into the colored portions 4, heat treatment is performed to cure the colored portions 4 to form colored portions (pixels) 6. At this time, the height Y of the colored portion 6 (the height from the surface of the transparent substrate 1 to the surface of the colored portion 6) Y and the black matrix 2
Satisfies 0.7X <Y <1.3X, the level difference on the surface of the color filter has substantially no effect.

【００２９】上記Ｙの値は、 （ｉ）インク付与前の高さＺ （ｉｉ）被着色部の感光性樹脂組成物が所定量のインク
を吸収することにより生じる膨潤量 （ｉｉｉ）被着色部の感光性樹脂組成物が熱硬化するこ
とにより生じる収縮量 の相関関係により決定する。The value of Y is determined by: (i) the height Z before ink application; and (ii) the swelling amount caused by the absorption of a predetermined amount of ink by the photosensitive resin composition in the colored portion. It is determined by the correlation of the amount of shrinkage generated when the photosensitive resin composition is thermally cured.

【００３０】また、上記（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）の値
は、感光性樹脂組成物の種類及びインクの種類に応じて
変動するため、表面のより平坦なカラーフィルタを得る
ためには、予めこれらの値を把握した上で、Ｚの値を決
定することが好ましい。Since the values of (ii) and (iii) vary depending on the type of the photosensitive resin composition and the type of the ink, in order to obtain a color filter having a flatter surface, these values must be set in advance. It is preferable to determine the value of Z after grasping the value of.

【００３１】工程（ｆ） 必要に応じて保護層７を形成しても良い。保護層７とし
ては、光硬化タイプ、熱硬化タイプ、或いは光熱併用タ
イプの樹脂材料、蒸着、スパッタ等によって形成された
無機膜等を用いることができ、カラーフィルタとした場
合の透明性を有し、その後のＩＴＯ形成プロセス、配向
膜形成プロセス等に耐え得るものであれば使用可能であ
る。Step (f) If necessary, a protective layer 7 may be formed. As the protective layer 7, a resin material of a photo-curing type, a thermo-curing type, or a combination of light and heat, an inorganic film formed by vapor deposition, sputtering, or the like can be used, and has transparency as a color filter. Any material can be used as long as it can withstand the subsequent ITO forming process, alignment film forming process, and the like.

【００３２】次に、本発明のカラーフィルタを用いて構
成した液晶素子について説明する。図２は本発明の液晶
素子の一実施形態であるアクティブマトリクス型液晶素
子の一例の断面模式図である。図２において、２２は共
通電極、２３は配向膜、２５は基板、２６は画素電極、
２７は配向膜、２８は液晶化合物であり、図１と同じ部
材には同じ符号を付した。Next, a liquid crystal device constituted by using the color filter of the present invention will be described. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an example of an active matrix type liquid crystal element which is an embodiment of the liquid crystal element of the present invention. In FIG. 2, 22 is a common electrode, 23 is an alignment film, 25 is a substrate, 26 is a pixel electrode,
27 is an alignment film, 28 is a liquid crystal compound, and the same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【００３３】カラー表示の液晶素子は、一般的にカラー
フィルタ側基板（１）とＴＦＴ基板（２５）とを合わせ
込み、液晶化合物２８を封入することにより形成され
る。液晶素子の一方の基板の内側に、ＴＦＴ（不図示）
と透明な画素電極２６がマトリクス状に形成される。ま
た、もう一方の基板１の内側には、画素電極２６に対向
する位置にＲ、Ｇ、Ｂの各着色部６が配列するようにカ
ラーフィルタ層が設置され、その上に透明な共通電極２
２が一面に形成される。さらに、両基板の面内には配向
膜２３、２７が形成されており、これらをラビング処理
することにより液晶分子を一定方向に配列させることが
できる。A liquid crystal element for color display is generally formed by fitting a color filter side substrate (1) and a TFT substrate (25) and enclosing a liquid crystal compound. A TFT (not shown) is provided inside one substrate of the liquid crystal element.
And transparent pixel electrodes 26 are formed in a matrix. A color filter layer is provided inside the other substrate 1 so that the R, G, and B colored portions 6 are arranged at positions facing the pixel electrodes 26, and a transparent common electrode 2 is disposed thereon.
2 are formed on one side. Further, alignment films 23 and 27 are formed in the planes of both substrates, and by subjecting them to rubbing treatment, liquid crystal molecules can be aligned in a certain direction.

【００３４】基板１、２５の外側には偏光板（不図示）
が接着され（透過型液晶素子を構成する場合には両側
に、反射型液晶素子を構成する場合には観察者側に）、
透過型の場合にはバックライトとして一般的に蛍光灯
（不図示）と散乱板（不図示）の組み合わせを用い、液
晶化合物をバックライト光或いは入射光及び反射光の透
過率を変化させる光シャッターとして機能させることに
より表示を行なう。A polarizing plate (not shown) is provided outside the substrates 1 and 25.
Are adhered (on both sides when forming a transmissive liquid crystal element, and on the observer side when forming a reflective liquid crystal element),
In the case of a transmissive type, an optical shutter which generally uses a combination of a fluorescent lamp (not shown) and a scattering plate (not shown) as a backlight and changes the transmittance of a liquid crystal compound to backlight light or incident light and reflected light. Display is performed by functioning as.

【００３５】本発明の液晶素子においては、本発明のカ
ラーフィルタを用いて構成していれば良く、他の構成部
材については、その素材や製法等、従来の液晶素子の技
術を適用することが可能である。The liquid crystal element of the present invention only needs to be configured using the color filter of the present invention, and the other components can be formed by applying the conventional liquid crystal element technology such as the material and manufacturing method. It is possible.

【００３６】[0036]

【実施例】（実施例１）ガラス基板（コーニング社製
「１７３７」）上に、黒色レジスト（新日鐵化学社製）
を塗布し、所定の露光、現像、ポストべーク処理を行な
って格子状のブラックマトリクスを形成した。得られた
ブラックマトリクスの高さＸは１．２μｍであった。EXAMPLES Example 1 A black resist (manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) on a glass substrate (“1737” manufactured by Corning)
Was applied and subjected to predetermined exposure, development and post-bake treatments to form a lattice-like black matrix. The height X of the obtained black matrix was 1.2 μm.

【００３７】次いで、上記基板上に以下の組成の感光性
樹脂組成物をスピンコートし、５０℃で３分のプリベー
クを行なって感光性樹脂組成物層を形成した。Next, a photosensitive resin composition having the following composition was spin-coated on the substrate, and prebaked at 50 ° C. for 3 minutes to form a photosensitive resin composition layer.

【００３８】 （感光性樹脂組成物の組成） 以下の組成からなる共重合体 ２０重量部 ヒドロキエチルメタクリレート ８０重量部 ビニルシンナメート １０重量部 アクリル酸 １０重量部 ビスアジド系感光剤（シンコー技研社製「Ａ−０６６Ｈ」） ０．５重量部 エチルセロソルブ ７９．５重量部(Composition of photosensitive resin composition) A copolymer having the following composition: 20 parts by weight Hydroxyethyl methacrylate 80 parts by weight Vinyl cinnamate 10 parts by weight Acrylic acid 10 parts by weight A-066H ") 0.5 parts by weight Ethyl cellosolve 79.5 parts by weight

【００３９】上記基板の裏面から、２００ｍＪ／ｃｍ²
の露光量（ｉ線換算）で全面露光を行なった。引き続
き、アルカリ水溶液（ｐＨ＝１０）にて現像、純水にて
リンス処理を行ない、スピンドライヤーにて乾燥を行な
って、ブラックマトリクスの開口部に感光性樹脂組成物
からなる被着色部を有する基板を得た。得られた基板の
被着色部の高さＺは０．６μｍであった。From the back surface of the substrate, 200 mJ / cm ²
Exposure (in terms of i-line) was performed on the entire surface. Subsequently, the substrate is developed with an aqueous alkali solution (pH = 10), rinsed with pure water, and dried with a spin drier, and a substrate having a portion to be colored made of a photosensitive resin composition at the opening of the black matrix. I got The height Z of the portion to be colored of the obtained substrate was 0.6 μm.

【００４０】次いで、インクジェット記録装置を用い
て、下記の組成のＲ、Ｇ、Ｂの各インクを所定の位置の
被着色部に対して所定量付与し、インクが被着色部に浸
透したことを確認した後、９０℃で５分間、引き続き２
３０℃で３０分間の熱処理を行なって被着色部を硬化さ
せ、着色部を形成した。Next, using an ink jet recording apparatus, a predetermined amount of each of R, G, and B inks having the following compositions was applied to a portion to be colored at a predetermined position, and it was confirmed that the ink had permeated the portion to be colored. After confirming, at 90 ° C for 5 minutes,
Heat treatment was performed at 30 ° C. for 30 minutes to cure the colored portion to form a colored portion.

【００４１】（インクの組成） Ｒインク Ｒ染料 ４重量部 純水 ６６重量部 ジエチレングリコール ３０重量部 Ｇインク Ｇ染料 ３重量部 純水 ６７重量部 ジエチレングリコール ３０重量部 Ｂインク Ｂ染料 ５重量部 純水 ５５重量部 ジエチレングリコール ４０重量部(Ink composition) R ink R dye 4 parts by weight Pure water 66 parts by weight Diethylene glycol 30 parts by weight G ink G dye 3 parts by weight Pure water 67 parts by weight Diethylene glycol 30 parts by weight B ink B dye 5 parts by weight Pure water 55 Parts by weight 40 parts by weight of diethylene glycol

【００４２】上記のようにして得られたカラーフィルタ
を光学顕微鏡により観察したところ、隣接着色部間での
混色は観察されなかった。また、表面粗さを用いて表面
段差を測定（９ポイント測定し平均値を計算）したとこ
ろ、ブラックマトリクスの高さＸと各着色部の高さＹの
関係は、 Ｒ着色部 Ｙ＝１．０５Ｘ Ｇ着色部 Ｙ＝１．０２Ｘ Ｂ着色部 Ｙ＝１．０８Ｘ であった。When the color filter obtained as described above was observed with an optical microscope, no color mixture was observed between adjacent colored portions. When the surface step was measured using the surface roughness (measured at 9 points and the average value was calculated), the relationship between the height X of the black matrix and the height Y of each colored portion was as follows: R colored portion Y = 1. 05X G colored part Y = 1.02X B colored part Y = 1.08X.

【００４３】（実施例２〜５、比較例１〜４）Ｚの値を
変化させることにより、Ｙの値を変化させた以外は実施
例１と同様にしてカラーフィルタを作製した。その結果
を表１に示す。表１中の「ＸとＺの関係」及び「ＸとＹ
の関係」の欄において、○は当該関係が本発明にかかる
範囲内である場合、×は範囲外である場合を示す。表１
からも明らかな通り、ＸとＺの関係が本発明にかかる関
係を満足していない場合には、信頼性の高いカラーフィ
ルタを得ることができないことがわかった。(Examples 2 to 5, Comparative Examples 1 to 4) Color filters were produced in the same manner as in Example 1 except that the value of Y was changed by changing the value of Z. Table 1 shows the results. "Relationship between X and Z" and "X and Y" in Table 1
In the column of “Relationship”, は indicates that the relation is within the range according to the present invention, and X indicates that the relation is outside the range. Table 1
As is clear from the above, it has been found that when the relationship between X and Z does not satisfy the relationship according to the present invention, a highly reliable color filter cannot be obtained.

【００４４】[0044]

【表１】 [Table 1]

【００４５】[0045]

【発明の効果】本発明によると、隣接する画素間での混
色や着色部表面への着色材の析出といった不良がなく、
また、表面段差の小さい平坦性の高いカラーフィルタが
簡易な工程で歩留良く得られるため、該カラーフィルタ
を用いて、カラー表示に優れた液晶素子を安価に提供す
ることができる。According to the present invention, there are no defects such as color mixing between adjacent pixels and deposition of a coloring material on the surface of a colored portion.
In addition, since a color filter having a small surface step and a high flatness can be obtained with a simple process with a high yield, a liquid crystal element excellent in color display can be provided at low cost by using the color filter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明のカラーフィルタの製造方法の工程図で
ある。FIG. 1 is a process chart of a method for manufacturing a color filter of the present invention.

【図２】本発明の液晶素子の一実施形態の断面模式図で
ある。FIG. 2 is a schematic sectional view of one embodiment of the liquid crystal element of the present invention.

【図３】インクジェット方式によるカラーフィルタの着
色工程における混色の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of color mixing in a color filter coloring step by an inkjet method.

【図４】カラーフィルタの表面段差の発生例の断面模式
図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an example of occurrence of a surface step of a color filter.

【図５】カラーフィルタの表面段差の他の発生例の断面
模式図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of another example of occurrence of a surface step of a color filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 透明基板 ２ ブラックマトリクス ３ 感光性樹脂組成物層 ４ 被着色部 ５ インク ６ 着色部 ７ 保護層 １２ 共通電極 １３ 配向膜 １５ 基板 １６ 画素電極 １７ 配向膜 １８ 液晶化合物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent substrate 2 Black matrix 3 Photosensitive resin composition layer 4 Colored part 5 Ink 6 Colored part 7 Protective layer 12 Common electrode 13 Alignment film 15 Substrate 16 Pixel electrode 17 Alignment film 18 Liquid crystal compound

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 隆一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 祖父江 正司 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 岡田 健 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H025 AA03 AB13 AC01 AD01 BA07 BC03 BC53 EA05 FA17 FA37 2H042 AA06 AA08 AA26 2H048 BA45 BA64 BA66 BB02 BB14 BB22 BB28 BB37 BB44 2H091 FA02Y FA34Y FA35Y FB02 FB04 FC01 FC10 FC22 FD01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Ryuichi Yokoyama 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Masashi Sobue 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon (72) Inventor Takeshi Okada 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term in Canon Inc. (reference) 2H025 AA03 AB13 AC01 AD01 BA07 BC03 BC53 EA05 FA17 FA37 2H042 AA06 AA08 AA26 2H048 BA45 BA64 BA66 BB02 BB14 BB22 BB28 BB37 BB44 2H091 FA02Y FA34Y FA35Y FB02 FB04 FC01 FC10 FC22 FD01

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 透明基板上に、遮光性を有する樹脂組成
物からなるブラックマトリクスと、該ブラックマトリク
スを隔壁としてその開口部に形成された着色部とを有す
るカラーフィルタであって、ブラックマトリクスの高さ
をＸ、着色部の高さをＹとすると、０．７Ｘ＜Ｙ＜１．
３Ｘの関係を満たしていることを特徴とするカラーフィ
ルタ。1. A color filter, comprising: a black matrix made of a resin composition having a light-shielding property on a transparent substrate; and a colored portion formed in an opening of the black matrix using the black matrix as a partition. Assuming that the height is X and the height of the colored portion is Y, 0.7X <Y <1.
A color filter satisfying a 3X relationship. 【請求項２】 請求項１記載のカラーフィルタの製造方
法であって、透明基板上に、遮光性を有する樹脂組成物
を用いてブラックマトリクスを形成する工程と、上記ブ
ラックマトリクスを形成した透明基板全面にインク吸収
性を有し熱処理により硬化可能なネガ型の感光性樹脂組
成物層を形成する工程と、ブラックマトリクスの形成さ
れていない透明基板裏面から光照射を行なう工程と、現
像処理を行なって、ブラックマトリクス上の感光性樹脂
組成物を除去し、該ブラックマトリクスの開口部内に、
ブラックマトリクスの高さをＸとすると０．３Ｘ＜Ｚ＜
０．８Ｘの関係を満足する高さＺを有する感光性樹脂組
成物層を残して被着色部を形成する工程と、上記被着色
部にインクジェット方式によりインクを付与して着色す
る工程と、着色された被着色部を熱硬化させて着色部を
形成する工程とを有することを特徴とするカラーフィル
タの製造方法。2. The method for manufacturing a color filter according to claim 1, wherein a step of forming a black matrix on the transparent substrate using a resin composition having a light-shielding property, and a step of forming the transparent substrate on which the black matrix is formed Performing a process of forming a negative-type photosensitive resin composition layer having an ink-absorbing property and being curable by heat treatment on the entire surface, a process of irradiating light from the back surface of the transparent substrate on which the black matrix is not formed, and a developing process. Then, the photosensitive resin composition on the black matrix is removed, and in the opening of the black matrix,
Assuming that the height of the black matrix is X, 0.3X <Z <
A step of forming a portion to be colored while leaving a photosensitive resin composition layer having a height Z that satisfies a relationship of 0.8X; a step of applying an ink to the portion to be colored by an ink-jet method and coloring; Heat-curing the colored portion to form a colored portion. 【請求項３】 一対の基板間に液晶化合物を挟持してな
る液晶素子であって、一方の基板が、請求項１記載のカ
ラーフィルタを用いて構成されていることを特徴とする
液晶素子。3. A liquid crystal element in which a liquid crystal compound is sandwiched between a pair of substrates, wherein one of the substrates is formed using the color filter according to claim 1.