JP2952171B2

JP2952171B2 - カラーフィルタ、その製造方法及び液晶パネル

Info

Publication number: JP2952171B2
Application number: JP31831894A
Authority: JP
Inventors: 昭二芝; 昭夫柏崎; 誠赤平
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-12-21
Filing date: 1994-12-21
Publication date: 1999-09-20
Anticipated expiration: 2014-09-20
Also published as: JPH08179110A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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
カラー液晶ディスプレイに好適なカラーフィルタ、その
製造方法及び液晶パネルに関し、とりわけインクジェッ
ト記録技術を利用した液晶用カラーフィルタの製造方法
に関する。また本発明は、インクジェット記録技術を利
用して製造された液晶用カラーフィルタ及び該カラーフ
ィルタを具備する液晶パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピューターの発
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、とりわけ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。

【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、いまだにすべ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。

【０００４】最も多く用いられている第一の方法が染色
法である。染色法は、ま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を形成し、これをフォトリソ
グラフィー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、Ｇ、
Ｂのカラーフィルタ層を形成する。

【０００５】又、この染色法の別の例として、特開平５
−２８８９１３号公報には、基板上に感光層を設け、こ
れにパターン状に露光を行い、未露光部を染色し、この
工程を３回繰り返すことによってＲ、Ｇ、Ｂの３色から
なる、３層構造のカラーフィルタを製造する方法が記載
されている。

【０００６】第二の方法は顔料分散法であり、近年染色
法に取って変わりつつある。この方法は、まず基板上に
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。

【０００７】第三の方法としては電着法がある。この方
法は、ま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。

【０００８】第四の方法としては、熱硬化型の樹脂に顔
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。

【０００９】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
す必要があり、コスト高になることである。また、工程
が多いほど歩留り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ＴＦＴ用には不向きで
ある。また印刷法は、解像性が悪いためファインピッチ
のパターン形成は困難である。

【００１０】また特開平５−１４２４０７号公報には、
同時多色刷りの技術として微小ノズルから画素形成材料
を流体として流出させてカラーフィルタを形成する方法
が記載されている。しかしかかる方法では、画素形成材
料により形成される着色ストライプを微小ノズルから連
続的に流出させるため、流出量の変動による着色ストラ
イプの幅、厚みが変動する。とりわけ変動量の変化が大
きい場合、着色ストライプが流出の途中でちぎれていま
い、その結果、白抜け現象が生じる。また上記の方式で
は、着色ストライプのちぎれを防ぐために画素形成材料
の流出速度を抑える必要があり、その結果、生産性に劣
るものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】これらの欠点を補うべ
く、インクジェット方式を用いたカラーフィルタの製造
方法が、特開昭５９−７５２０５号公報、特開昭６３−
２３５９０１号公報あるいは特開平１−２１７３０２号
公報等で提案されているが、いまだ十分な方法は得られ
ていない。

【００１２】そこで本発明の目的は、従来法の有する耐
熱性、耐溶剤性、解像性等の必要特性を満足し、かつイ
ンクジェット適性をも満足し、さらに工程が短縮され、
安価にカラーフィルタを製造する方法及び該方法により
製造された信頼性の高いカラーフィルタ及びそれを使用
した液晶パネルを提供することにある。本発明では、と
りわけ、インクジェット方式を用いてインクを付与する
ことにより着色剤の配列を行う際の混色、色抜けを簡単
に防止する信頼性の高い液晶用カラーフィルタの製造方
法を提供するものである。

【００１３】又本発明の目的は、インクジェット法によ
りカラーフィルタを形成する際、インク液滴の着弾位置
ずれによる白ぬけ現象の発生のない鮮明な着色光透過部
が得られるカラーフィルタ及びその製造方法を提供する
ことである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】かかる目的は、次に示す
手段により達成することができる。

【００１５】すなわち本発明のカラーフィルタは、基板
上に設けられた、開口部をもつブラックマトリクスと、
前記ブラックマトリクス上に設けられたストライプ状混
色防止壁とを有し、隣り合う前記混色防止壁間に複数の
前記開口部を有すると共に、これら複数の開口部間には
混色防止壁を設けずに、複数の前記開口部にわたってイ
ンクジェット方式で同一色に着色されていることを特徴
とする。

【００１６】また、本発明のカラーフィルタの製造方法
は、（１）開口部を持つブラックマトリクスを設けた基
板上に親水性樹脂組成物の層を形成する工程と、（２）
該親水性樹脂層をストライプ状にパターン露光して、ス
トライプ状混色防止壁を形成する際に、隣り合う該スト
ライプ状混色防止壁間に複数の前記開口部を有すると共
に、これら複数の開口部間には混色防止壁を設けること
なく前記混色防止壁を形成する工程と、（３）インクジ
ェット方式を用いてインクを付与し、隣り合う前記スト
ライプ状混色防止壁間の前記樹脂層を同一色で着色する
工程と、（４）着色された該樹脂層を光照射及び／又は
熱処理により硬化させる工程とを有することを特徴とす
る。

【００１７】更に、本発明の液晶パネルの製造方法は、
第１の基板に画素電極を形成する工程、開口部を持つブ
ラックマトリクスを設けた第２の基板に親水性樹脂組成
物の層を形成する工程、該親水性樹脂層をストライプ状
にパターン露光して、ストライプ状混色防止壁を形成す
る際に、隣り合う該ストライプ状混色防止壁間に複数の
前記開口部を有すると共に、これら複数の開口部間には
混色防止壁を設けることなく前記混色防止壁を形成する
工程、インクジェット方式を用いてインクを付与し、隣
り合う前記ストライプ状混色防止壁間の前記樹脂層を同
一色でを着色する工程、前記カラーフィルタ上に透明電
極を形成する工程、第１の基板と第２の基板を対向配置
させ、その間隙に液晶化合物を封入する工程とを含むこ
とを特徴とする。

【００１８】これらの製造方法は、基板が遮光部を有
し、硬化した樹脂層上に保護層を形成し、インクの表面
張力が２０〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍ、好ましくは２４〜５
５ｄｙｎｅ／ｃｍ、より好ましくは２８〜５０ｄｙｎｅ
／ｃｍの範囲にあり、第２の発明においては、基板上に
形成された樹脂層の露光部分の幅が、遮光部により遮光
される部分の幅より狭く、インクと未露光部の樹脂との
間で示される初期接触角が６０°以下、好ましくは５０
°以下であり、第３の発明においては、基板上に形成さ
れた樹脂層の露光部分の幅が、遮光部により形成される
開口部の幅より広く、インクと露光部の樹脂との間で示
される初期接触角が６０°以下、好ましくは５０°以下
であることを含む。

【００１９】第４の発明は、上記の方法により製造され
たカラーフィルタである。

【００２０】第５の発明は、第１及び第４の発明のカラ
ーフィルタと対向する基板を有し、両基板間に液晶化合
物を封入して成る構造を有することを特徴とする液晶パ
ネルである。

【００２１】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明
する。

【００２２】図１は、本発明における液晶用カラーフィ
ルタの製造方法を示した工程図であり、本発明にかかる
液晶用カラーフィルタの構成の一例が示されている。

【００２３】本発明においては、基板として一般にガラ
ス基板が用いられるが、液晶用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。

【００２４】図１（ａ）は、光透過部７を有するガラス
基板１に遮光部であるブラックマトリクス２が形成され
た図を示したものである。まず、ブラックマトリクス２
の形成された基板１上に、光照射又は光照射と熱処理に
より光照射部分のインクの濡れ性及び／又はインク吸収
性が低下する樹脂組成物を塗布し、必要に応じてプリベ
ークを行って樹脂層３を形成する（図１（ｂ））。な
お、本例においては、光照射のみにより樹脂組成物層を
反応させる例を示すが、樹脂組成物としては，光照射と
熱処理を併用するものであっても良い。樹脂層の形成に
は、スピンコート、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。

【００２５】次いで、ブラックマトリクス２により遮光
される部分の樹脂層をストライプ状の開口部を備えたマ
スク４を使用してあらかじめストライプ状にパターン露
光を行うことにより反応させ、混色防止壁８（露光部）
を得た（図１（ｃ））。その後、インクジェットヘッド
５を用いてＲ、Ｇ、Ｂの各色を同一層に着色し（図１
（ｄ））、必要に応じてインク乾燥を行う。

【００２６】パターン露光の際のフォトマスク４として
は、ブラックマトリクスによる遮光部分上の樹脂層をス
トライプ状に露光するための開口部を有するものを使用
する。この際、ブラックマトリクスと光透過部である開
口部７の境界部における色抜けを防止するためには多め
のインクを付与する必要があることを考慮すると、ブラ
ックマトリクスの遮光幅よりも狭い開口部を有するマス
クを用いることが好ましい。

【００２７】また、着色に用いるインクとしては、色素
系、顔料系共に用いることが可能である。さらにインク
ジェットとしては、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、あるいは圧電素子
を用いたピエゾジェットタイプ等が使用可能であり、着
色面積および着色パターンは任意に設定することができ
る。

【００２８】図２は本発明のカラーフィルタを基板上方
より見た図を示したものである。

【００２９】パターン露光は、図２に示すようにストラ
イプ状に行うのが好ましい。

【００３０】図３に着色方法の一例を示す。

【００３１】図３（ａ）には、同じ色の画素を各画素ご
とに分割して着色する方法を、また図３（ｂ）には、同
じ色の画素を連続して着色する方法を示す。画素の長手
方向における色ヌケを防止するためには、図３（ｂ）に
示すよう連続するインクドットで着色することが好まし
いが、これに限定されるものではない。また本例におい
ては基板上にブラックマトリクスが形成された例を示し
てあるが、ブラックマトリクスは、樹脂層を形成した
後、あるいは着色後に樹脂層上に形成されたもの、ある
いはカラーフィルター基板と対向する基板側に形成され
たものであっても特に問題はなくその形態は本例に限定
されるものではない。また、その形成方法としては、基
板上にスパッタもしくは蒸着により金属薄膜を形成し、
フォトリソ工程によりパターニングする方法、あるいは
黒色の感光性樹脂を用い直接フォトリソ工程によりパタ
ーニングする方法が一般的であるが、これらに限定され
るものではない。

【００３２】次いで光照射及び／又は熱処理を行って着
色された樹脂層を硬化させ（図１（ｅ））、必要に応じ
て保護層６を形成（図１（ｆ））する。

【００３３】保護層としては、光硬化タイプ、熱硬化タ
イプある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Ｉ
ＴＯ形成プロセス、配向膜形成プロセス等に耐えうるも
のであれば使用可能である。

【００３４】図３（ｂ）に示すように、着色部がブラッ
クマトリクスの開口部を完全に覆い、しかも着色部が複
数の開口部に亘って連続的に構成されている、即ちスト
ライプ状に構成されているカラーフィルタを作成するた
めには、使用するインク及びカラーフィルタ基板表面
（インクが付着する面）の両者の特性で決定される、カ
ラーフィルタ基板表面上でのインクの濡れ性を調整する
ことが重要である。

【００３５】そのためには、インクの表面張力及び基板
表面の親水性を調整する必要があるが、それらの好まし
い条件として、インクの表面張力が２０〜６０ｄｙｎｅ
／ｃｍ、好ましくは２４〜５５ｄｙｎｅ／ｃｍ、より好
ましくは２８〜５０ｄｙｎｅ／ｃｍの範囲とし、カラー
フィルタ表面を親水性のあるポリマーを採用することが
挙げられ、両者の条件を選択することにより、ストライ
プ状着色部の形成をインクジェット記録法にて作成する
ことができる。インク表面張力を上記の好ましい値に調
製するには、インク中に添加する水溶性溶媒の種類及び
量を選択することにより達成できる。

【００３６】インク中に添加される好ましい溶剤の例と
しては、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プ
ロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチ
ルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−
ブチルアルコール等の炭素数１〜４のアルキルアルコー
ル類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等
のアミド類；アセトン、ジアセトンアルコール等のケト
ンまたはケトアルコール類；テトラヒドロフラン、ジオ
キサン等のエーテル類；ポリエチレングリコール、ポリ
プロピレングリコール等のポリアルキレングリコール
類；エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチ
レングリコール、トリエチレングリコール、１、２、６
−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレン
グリコール、ジエチレングリコール等のアルキレン基が
２〜６個の炭素原子を含むアルキレングリコール類；グ
リセリン；エチレングリコールモノメチル（またはエチ
ル）エーテル、ジエチレングリコールメチル（またはエ
チル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル
（またはエチル）エーテル等の多価アルコールの低級ア
ルキルエーテル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−
ピロリドン、１、３−ジメチル−２−イミダゾリジノン
等が挙げられる。

【００３７】また、非イオン系、アニオン系等の界面活
性剤を用いても良い。なお、これら種々の水溶性溶剤、
及び界面活性剤を添加したインクの表面張力を測定する
には、ウイルヘルミー型表面張力測定器等を利用するこ
とにより測定可能である。

【００３８】インクジェット記録方式に好ましいインク
の粘度は、インクの吐出性、インク滴着弾時のインクド
ットの拡がり等を考慮すると、１．２〜２０ｃｐｓ、好
ましくは１．５〜１０ｃｐｓ、より好ましくは１．５〜
８ｃｐｓの範囲である。

【００３９】上記に挙げたインク組成及び親水性ポリマ
ーとの組み合せにより、くびれに起因する白ぬけの発生
を抑えることが可能となるが、更に好ましくは、これら
の間でなされる初期接触角が６０°以下、より好ましく
は５０°以下とするとより効果的であり好ましいもので
ある。

【００４０】ここで言う初期接触角とは、インクが基板
表面に接触した直後、好ましくは１分以内に測定される
接触角のことを示す。これ以上の時間が経過した後に測
定される接触角は、インク中の成分、例えば水の蒸発あ
るいは樹脂による吸収の影響を受けるため好ましくな
い。また初期接触角を測定するときのインク滴の量は任
意の量で良いが、ある程度インク滴が大きくなると重力
の影響を受けやすく値が正確なものでなくなる可能性が
あるため、１０μリットル以下の量で測定するのが好ま
しい。

【００４１】初期接触角の測定法としては、市販されて
いるゴニオメーター等を利用することにより直接測定す
ることが可能である。

【００４２】図４に、対向する基板にブラックマトリク
スを設けた液晶パネルに用いるカラーフィルタの製造方
法を示す。

【００４３】カラーフィルタ側にではなく、対向する基
板にブラックマトリクスを設ける方法は、開口率を向上
させる方法として有効である。

【００４４】図４（ａ）に示すガラス基板１上に、水性
インク吸収性を有し、光照射あるいは光照射と熱処理に
より光照射部分のインク吸収性が低下する樹脂組成物を
塗布し、必要に応じてプリベークを行って光照射あるい
は光照射と熱処理により光照射部分のインク吸収性が低
下する樹脂層３を形成する（図４（ｂ））。

【００４５】次いでフォトマスク４を使用してパターン
露光を行うことにより樹脂層３の露光部８のインク吸収
性を低下させ、混色防止壁を形成した後（図４
（ｃ））、インクジェットヘッド５を用いて未露光部を
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色でストライプ状に着色し（図４
（ｄ））、必要に応じて乾燥させる。色抜けを防止する
ために、露光部であり、混色防止壁でもある８の幅は対
向する基板に設けられたブラックマトリクス（不図示）
の幅よりも狭くすることが重要である。

【００４６】図５は、本発明における液晶用カラーフィ
ルタの別の製造方法を示したものであり、本発明にかか
る液晶用カラーフィルタの構成の一例が示されている。

【００４７】図５（ａ）は、光透過部７（ブラックマト
リクスの開口部）を有するガラス基板１上にブラックマ
トリクス２が形成された図を示したものである。まず、
ブラックマトリクス２の形成された基板上に光照射又は
光照射と熱処理により光照射部分のインク濡れ性及び／
又はインク吸収性が向上する樹脂組成物を塗布し、必要
に応じてプリベークを行って樹脂層３を形成する（図５
（ｂ））。なお、本例においては、光照射のみにより樹
脂層を反応させる例を示すが、樹脂組成物としては、光
照射と熱処理を併用するものであって問題はない。

【００４８】次いで、マスク４を使用して樹脂層３をあ
らかじめパターン露光を行うことにより樹脂組成物を反
応させた後（図５（ｃ）、この例では未露光部８’が混
色防止壁になる））、インクジェットヘッド５を用いて
露光部にＲ、Ｇ、Ｂの各色でストライプ状に着色し（図
５（ｄ））、必要に応じてインク乾燥を行う。

【００４９】次いで光照射及び／又は熱処理を行って着
色された樹脂層を硬化させ（図５（ｅ））、必要に応じ
て保護層６を形成（図５（ｆ））する。

【００５０】パターン露光の際のフォトマスクとして
は、インクジェットヘッド５により着色される部分の樹
脂層３をストライプ状に露光するための開口部を有する
ものを使用する。この際、ブラックマトリクスと開口部
の境界部における色抜けを防止するためには、多めのイ
ンクを吐出する必要があることを考慮すると、ブラック
マトリクスにより形成された開口部７の幅よりも広い開
口部を有するマスクを用いることが好ましい。

【００５１】図６は本発明のカラーフィルタを基板上方
より見た図を示したものである。

【００５２】パターン露光は、図６に示すようにストラ
イプ状に行うのが好ましい。

【００５３】図７に、対向する基板にブラックマトリク
スを設けた液晶パネルに用いるカラーフィルタの製造方
法を示す。

【００５４】図７（ａ）に示すガラス基板１上に、光照
射あるいは光照射と熱処理により光照射部分のインク吸
収性が向上する樹脂組成物を塗布し、必要に応じてプリ
ベークを行って光照射あるいは光照射と熱処理により光
照射部分のインク吸収性が向上する樹脂層３を形成する
（図７（ｂ））。

【００５５】次いでフォトマスク４を使用してパターン
露光を行うことにより樹脂層３の露光部のインク吸収性
を向上させた後（図７（ｃ））、インクジェットヘッド
５を用いて露光部をＲ、Ｇ、Ｂの各色でストライプ状に
着色し（図７（ｄ））、必要に応じて乾燥させる。色抜
けを防止するために、混色防止壁８の幅は対向する基板
に設けられたブラックマトリクス（不図示）の幅よりも
狭くすることが重要である。

【００５６】図８に、本発明によるカラーフィルタを組
み込んだＴＦＴカラー液晶パネルの断面を示す。なお、
その形態は本例に限定されるものではない。

【００５７】カラー液晶パネルは、一般的にカラーフィ
ルタ基板１と対向基板１４を合わせ込み、液晶化合物１
２を封入することにより形成される。液晶パネルの一方
の基板１４の内側に、ＴＦＴ（不図示）と透明な画素電
極１３がマトリクス状に形成される。又、もう一方の基
板１の内側には、画素電極に対向する位置にＲＧＢの色
材が配列するようにカラーフィルタ９が設置され、その
上に透明な対向電極（共通電極）１０が一面に形成され
る。ブラックマトリクス２は、通常カラーフィルタ基板
側に形成されるが（図８）、ＢＭオンアレイタイプの液
晶パネルにおいては対向するＴＦＴ基板側に形成される
（図９）。更に、両基板の面内には配向膜１１が形成さ
れており、これ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。又、それぞれの
ガラス基板の外側には偏光板１５が接着されており、液
晶化合物１２は、これらのガラス基板の間隙（２〜５μ
ｍ程度）に充填される。又、バックライトとしては蛍光
灯（不図示）と散乱板（不図示）の組み合わせが一般的
に用いられており、液晶化合物１２をバックライト光の
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
により表示を行う。

【００５８】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。

【００５９】実施例１図１に示すように、ブラックマトリクス２の形成された
ガラス基板１上に、下記に示す組成から成るアクリル系
共重合体９７重量部メチルメタクリレート５０重量部ヒドロキシエチルメタクリレート３０重量部Ｎ−メチロールアクリルアミド２０重量部及びトリフェニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチ
モネート３重量部をエチルセルソロブに溶解してなる樹
脂組成物を膜厚２μｍとなるようスピンコートし、９０
℃で２０分間のプリベークを行って樹脂層３を形成し
た。

【００６０】次いで、ブラックマトリクス２の幅よりも
狭いストライプ状の開口部を有するフォトマスク４を介
してブラックマトリクス２上の樹脂層３の一部をストラ
イプ状にパターン露光し、さらに１２０℃のホットプレ
ート上で１分間の熱処理を施して混色防止壁８を形成し
た。次いで、未露光部に対して、インクジェットヘッド
５を用いてＲ、Ｇ、Ｂの染料インクにより、連続するド
ットでストライプ状のパターンを着色した後、９０℃で
５分間のインク乾燥を行った。引き続き２００℃で６０
分間の熱処理を行って樹脂層を硬化させた。

【００６１】更に、着色済の基板上に、エポキシアクリ
レート及び光開始剤より成る光硬化型の樹脂組成物を膜
厚１μｍとなるようスピンコートし、９０℃で３０分間
のプリベークを行って保護層６を形成した。次いで、全
面露光を行って保護層６を硬化させることにより液晶用
カラーフィルタを作成した。

【００６２】このようにして作成された液晶用カラーフ
ィルタを光学顕微鏡により観察したところ、混色、色ム
ラ、色抜け等の障害は観察されなかった。

【００６３】また、このようにして作成された液晶用カ
ラーフィルターを用いて図８に示すＴＦＴ液晶パネルを
作成し駆動したところ、高精彩なカラー表示が可能であ
った。

【００６４】実施例２ブラックマトリクス２の形成されたガラス基板１上に、
下記に示す組成から成るアクリル系共重合体９７重量部メチルメタクリレート５０重量部Ｎ−メチロールアクリルアミド５０重量部及びトリフェニルスルフォニウムトリフラート３重量部
をエチルセルソロブに溶解してなる樹脂組成物を膜厚２
μｍとなるようスピンコートし、９０℃で２０分間のプ
リベークを行って樹脂層３を形成した。

【００６５】次いで、実施例１に用いたものと同一のフ
ォトマスク４を介してブラックマトリクス２上の樹脂層
３の一部をストライプ状にパターン露光し、さらに１２
０℃のホットプレート上で１分間の熱処理を施して混色
防止壁８を形成した。次いで、未露光部に対して、イン
クジェットヘッド５を用いてＲ、Ｇ、Ｂの染料インクに
より、連続するドットでストライプ状のパターンを着色
した後、９０℃で５分間のインク乾燥を行った。引き続
き２００℃で６０分間の熱処理を行って樹脂層３を硬化
させた。

【００６６】次に、着色済の基板上に、二液型の熱硬化
型樹脂組成物（日本合成ゴム製：オプトマーＳＳ−６６
８８）を膜厚１μｍとなるようスピンコートし、９０℃
で３０分間のプリベークを行って保護層６を形成した。
次いで、２００℃で３０分間の熱処理を行って保護層６
を硬化させることにより液晶用カラーフィルタを作成し
た。

【００６７】このようにして作成された液晶用カラーフ
ィルタを光学顕微鏡により観察したところ、混色、色ム
ラ、色抜け等の障害は観察されなかった。

【００６８】また、このようにして作成された液晶用カ
ラーフィルタを用いて図８に示すＴＦＴ液晶パネルを作
成し駆動したところ、高精彩なカラー表示が可能であっ
た。

【００６９】実施例３ブラックマトリクス２の形成されたガラス基板１上に、
下記に示す組成から成るアクリル系共重合体９８重量部メチルメタクリレート６０重量部Ｎ−メトキシメチルアクリルアミド４０重量部及びジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモー
ネート２重量部をエチルセルソロブに溶解してなる樹脂
組成物を膜厚２μｍとなるようスピンコートし、９０℃
で２０分間のプリベークを行って樹脂層３を形成した。

【００７０】次いで、実施例１に用いたものと同一のフ
ォトマスク４を介してブラックマトリクス２上の樹脂層
３の一部をストライプ状にパターン露光し、さらに１２
０℃のホットプレート上で１分間の熱処理を施して混色
防止壁８を形成した。次いで、未露光部に対して、イン
クジェットヘッド５を用いてＲ、Ｇ、Ｂの染料インクに
より、連続するドットでストライプ状のパターンを着色
した後、９０℃で５分間のインク乾燥を行った。引き続
き２００℃で６０分間の熱処理を行って樹脂層３を硬化
させた。

【００７１】次に、着色済の基板上に、二液型の熱硬化
型樹脂組成物（日本合成ゴム製：オプトマーＳＳ−６６
８８）を膜厚１μｍとなるようスピンコートし、９０℃
で３０分間のプリベークを行って保護層６を形成した。
次いで、２００℃で３０分間の熱処理を行って保護層６
を硬化させることにより液晶用カラーフィルタを作成し
た。

【００７２】このようにして作成された液晶用カラーフ
ィルタを光学顕微鏡により観察したところ、混色、色ム
ラ、色抜け等の障害は観察されなかった。

【００７３】また、このようにして作成された液晶用カ
ラーフィルターを用いて図８に示すＴＦＴ液晶パネルを
作成し駆動したところ、高精彩なカラー表示が可能であ
った。

【００７４】参考例1 図４に示すように、ガラス基板１上に、下記に示す組成
から成るアクリル系共重合体９８重量部アクリル酸３重量部メチルメタクリレート５０重量部ヒドロキシエチルメタクリレート２７重量部Ｎ−メチロールアクリルアミド２０重量部及びトリフェニルスルフォニウムトリフラート２重量部
をエチルセルソロブに溶解してなる樹脂組成物を膜厚２
μｍとなるようスピンコートし、９０℃で２０分間のプ
リベークを行って樹脂層３を形成した。

【００７５】次いで、実施例１に用いたものと同一のフ
ォトマスク４を介して樹脂層３の一部をストライプ状に
パターン露光し、さらに１２０℃のホットプレート上で
１分間の熱処理を施して混色防止壁８を形成した。次い
で、未露光部に対して、インクジェットヘッド５を用い
てＲ、Ｇ、Ｂの染料インクにより、連続するドットでス
トライプ状のパターンを着色した後、９０℃で５分間の
インク乾燥を行った。引き続き２００℃で６０分間の熱
処理行って樹脂層３を硬化させた。

【００７６】次に、着色済の基板上に、エポキシアクリ
レート及び光開始剤より成る光硬化型の樹脂組成物を膜
厚１μｍとなるようスピンコートし、９０℃で３０分間
のプリベークを行って保護層６を形成した。次いで、全
面露光を行って保護層を硬化させることにより液晶用カ
ラーフィルタを作成した。

【００７７】このようにして作成された液晶用カラーフ
ィルタを用いて、図９に示すようにＴＦＴ基板側にブラ
ックマトリクスを形成した基板と張り合わせ、液晶化合
物を封入することにより液晶パネルを作成し駆動したと
ころ、高精彩なカラー表示が可能であった。また、混
色、色ムラ、色抜け等の障害は観察されなかった。

【００７８】実施例4 図５に示すように、ブラックマトリクス２の形成された
ガラス基板１上に、メチルフェニルポリシランを膜厚２
μｍとなるようスピンコートし、９０℃で２０分間のプ
リベークを行って樹脂層３を形成した。

【００７９】次いで、ブラックマトリクス２により形成
された開口部７の幅よりも広いストライプ状の開口部を
有するフォトマスク４を介してストライプ状にパターン
露光して混色防止壁８′を形成した。

【００８０】露光部に対して、インクジェットヘッド５
を用いてＲ、Ｇ、Ｂの染料インクにより、連続するドッ
トでストライプ状のパターンを着色した後、９０℃で５
分間のインク乾燥を行った。引き続き２００℃で６０分
間の熱処理を行った。

【００８１】次に、着色済の基板上に、二液型の熱硬化
型樹脂組成物（日本合成ゴム製：オプトマーＳＳ−６６
８８）を膜厚１μｍとなるようスピンコートし，９０℃
で３０分間のプリベークを行って保護層６を形成した。
更に、２００℃で６０分間の熱処理を行って保護層６を
硬化させることにより液晶用カラーフィルターを作成し
た。

【００８２】このようにして作成された液晶用カラーフ
ィルターを光学顕微鏡により観察したところ、混色、色
ムラ、色抜け等の障害は観察されなかった。

【００８３】また、このようにして作成された液晶用カ
ラーフィルターを用いて図８に示すようにＴＦＴ液晶パ
ネルを作成し駆動したところ、高精彩なカラー表示が可
能であった。

【００８４】実施例5 ブラックマトリクス２の形成されたガラス基板１上に、
下記に示す組成から成るアクリル系共重合体９７重量部メチルメタクリレート３０重量部フェノキシエチルメタクリレート６０重量部ヒドロキシエチルメタクリレート１０重量部及びトリフェニルスルフォニウムトリフラート３重量部
をエチルセルソロブに溶解してなる樹脂組成物を膜厚２
μｍとなるようスピンコートし、９０℃で２０分間のプ
リベークを行って樹脂層３を形成した。

【００８５】次いで、実施例4で用いたものと同一のフ
ォトマスク４を介して着色する部分をストライプ状にパ
ターン露光し、１２０℃のホットプレート上で１分間の
熱処理を施して混色防止壁８′を形成した。次いで、露
光部に対して、インクジェットヘッド５を用いてＲ、
Ｇ、Ｂの染料インクにより、連続するドットでストライ
プ状のパターンを着色した後，９０℃で５分間のインク
乾燥を行った。引き続き２００℃で６０分間の熱処理を
行って樹脂層３を硬化させた。

【００８６】次に、着色済の基板上に、二液型の熱硬化
型樹脂組成物（日本合成ゴム製：オプトマーＳＳ−６６
８８）を膜厚１μｍとなるようスピンコートし、９０℃
で３０分間のプリベークを行って保護層６を形成した。
次いで、２００℃で３０分間の熱処理を行って保護層６
を硬化させることにより液晶用カラーフィルターを作成
した。

【００８７】このようにして作成された液晶用カラーフ
ィルターを光学顕微鏡により観察したところ、混色、色
ムラ、色抜け等の障害は観察されなかった。

【００８８】また、このようにして作成された液晶用カ
ラーフィルターを用いて図８に示すようにＴＦＴ液晶パ
ネルを作成し駆動したところ、高精彩なカラー表示が可
能であった。

【００８９】参考例2 図７に示すように、ガラス基板１上に、メチルフェニル
ポリシロキサンを膜厚２μｍとなるようスピンコート
し、９０℃で２０分間のプリベークを行って樹脂層３を
形成した。

【００９０】次いで、実施例4で用いたものと同一のフ
ォトマスク４を介して樹脂層３の一部をストライプ状に
パターン露光して混色防止壁８′を形成した。次に、露
光部に対して、インクジェットヘッド５を用いてＲ、
Ｇ、Ｂの染料インクにより、連続するドットでストライ
プ状のパターンを着色した後、９０℃で５分間のインク
乾燥を行った。引き続き２００℃で６０分間の熱処理を
行って樹脂層３を硬化させた。

【００９１】次に、着色済の基板上に、エポキシアクリ
レート及び光開始剤より成る光硬化型の樹脂組成物を膜
厚１μｍとなるようスピンコートし、９０℃で３０分間
のプリベークを行って保護層６を形成した。次いで、全
面露光を行って保護層６を硬化させることにより液晶用
カラーフィルターを作成した。

【００９２】このようにして作成された液晶用カラーフ
ィルタを用いて、図９に示すようにＴＦＴ基板側にブラ
ックマトリクスを形成した基板と張り合わせ、液晶化合
物を封入することにより液晶パネルを作成し駆動したと
ころ、高精彩なカラー表示が可能であった。また、混
色、色ムラ、色抜け等の障害は観察されなかった。

【００９３】

【発明の効果】本発明による液晶用カラーフィルタの製
造方法を採用することにより、混色、色ムラ、色抜け等
の障害のない信頼性の高い液晶用カラーフィルタを安価
に製造することができる。特に、ストライプ状の着色パ
ターンを有するカラーフィルタの製造に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶用カラーフィルタの製造方法
を示す図である。

【図２】本発明による液晶用カラーフィルタの平面から
みた図である。

【図３】本発明による液晶用カラーフィルタの製造にお
けるインクジェット方式による着色方法を示す図であ
る。

【図４】液晶用カラーフィルターの別の製造方法を示す
図である。

【図５】本発明による液晶用カラーフィルタの別の製造
方法を示す図である。

【図６】本発明による液晶用カラーフィルタの平面から
みた図である。

【図７】液晶用カラーフィルターの別の製造方法を示す
図である。

【図８】本発明による液晶用カラーフィルタを搭載した
液晶パネルの断面図である。

【図９】液晶用カラーフィルターを搭載した液晶パネル
の断面図である。

【符号の説明】

１基板２ブラックマトリクス３樹脂層４フォトマスク５インクジェットヘッド６保護層８露光部８’ 未露光部７、２０ブラックマトリクスによる開口部２１ブラックマトリクスによる遮光部３０インクドット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−156202（ＪＰ，Ａ) 特開平１−217302（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−77014（ＪＰ，Ａ) 特開平４−123005（ＪＰ，Ａ) 特開平４−123006（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 5/20 - 5/28 G02F 1/1335

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に設けられた、開口部をもつブラ
ックマトリクスと、前記ブラックマトリクス上に設けら
れたストライプ状混色防止壁とを有し、隣り合う前記混
色防止壁間に複数の前記開口部を有すると共に、これら
複数の開口部間には混色防止壁を設けずに、複数の前記
開口部にわたってインクジェット方式で同一色に着色さ
れていることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】前記混色防止壁の幅が、前記ブラックマ
トリクスの幅より狭い請求項1に記載のカラーフィル
タ。
【請求項３】（１）開口部を持つブラックマトリクス
を設けた基板上に、親水性樹脂組成物の層を形成する工
程と（２）該親水性樹脂層をストライプ状にパターン露光し
て、ストライプ状混色防止壁を形成する際に、隣り合う
該ストライプ状混色防止壁間に複数の前記開口部を有す
ると共に、これら複数の開口部間には混色防止壁を設け
ることなく前記混色防止壁を形成する工程と（３）インクジェット方式を用いてインクを付与し、隣
り合う前記ストライプ状混色防止壁間の前記樹脂層を同
一色で着色する工程と（４）着色された該樹脂層を光照射及び／又は熱処理に
より硬化させ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。
【請求項４】基板上に形成された樹脂層の露光部分の
幅が、遮光部により遮光される部分の幅より狭い請求項
3に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項５】硬化した樹脂層上に保護層を形成する請
求項3に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項６】インクと未露光部の樹脂との間で示され
る初期接触角が６０°以下である請求項3に記載のカラ
ーフィルタの製造方法。
【請求項７】インクと未露光部の樹脂との間で示され
る初期接触角が５０°以下である請求項3に記載のカラ
ーフィルタの製造方法。
【請求項８】インクの表面張力が２０〜６０ｄｙｎｅ
／ｃｍの範囲にある請求項3に記載のカラーフィルタの
製造方法。
【請求項９】インクの表面張力が２４〜５５ｄｙｎｅ
／ｃｍの範囲にある請求項3に記載のカラーフィルタの
製造方法。
【請求項１０】インクの表面張力が２８〜５０ｄｙｎ
ｅ／ｃｍの範囲にある請求項3に記載のカラーフィルタ
の製造方法。
【請求項１１】請求項3〜10に記載の方法により製造
されたカラーフィルタ。
【請求項１２】請求項11に記載のカラーフィルタと対
向する基板を有し、両基板間に液晶化合物を封入して成
る構造を有することを特徴とする液晶パネル。
【請求項１３】第１の基板に画素電極を形成する工
程、開口部を持つブラックマトリクスを設けた第２の基
板に親水性樹脂組成物の層を形成する工程、該親水性樹
脂組成物をストライプ状にパターン露光して、ストライ
プ状混色防止壁を形成する際に、隣り合う該ストライプ
状混色防止壁間に複数の前記開口部を有すると共に、こ
れら複数の開口部間には混色防止壁を設けることなく前
記混色防止壁を形成する工程、インクジェット方式を用
いてインクを付与し、隣り合う前記ストライプ状混色防
止壁間の前記樹脂層を同一色で着色してカラーフィルタ
を形成する工程、前記カラーフィルタ上に透明電極を形
成する工程、第１の基板と第２の基板を対向配置させ、
その間隙に液晶化合物を封入する工程とを含むことを特
徴とする液晶パネルの製造方法。
【請求項１４】前記樹脂層の露光部の幅が、遮光部の
幅より狭い請求項13に記載の液晶パネルの製造方法。