JPH0926506A - カラーフィルターおよびその製造方法ならびに液晶パネル - Google Patents

カラーフィルターおよびその製造方法ならびに液晶パネル

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JPH0926506A
JPH0926506A JP17622995A JP17622995A JPH0926506A JP H0926506 A JPH0926506 A JP H0926506A JP 17622995 A JP17622995 A JP 17622995A JP 17622995 A JP17622995 A JP 17622995A JP H0926506 A JPH0926506 A JP H0926506A
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ink
color filter
substrate
layer
liquid crystal
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JP17622995A
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Inventor
Hiroyuki Suzuki
博幸 鈴木
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 混色、色ムラ、画素中の色抜け等の障害がな
い高信頼性のカラーフィルターを低コストにて製造し、
そのカラーフィルターを用いて高精細画像を与える液晶
パネルを作製する。 【解決手段】 インク吸収層が形成された基板上の光透
過性部位にインクジェット方式でR、G、Bの染料イン
クを付与し、次に陽圧下に付与されたインクの乾燥を行
い、次にインク吸収層を熱硬化させてカラーフィルター
を製造し、そのカラーフィルターを用いて液晶パネルを
作製する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はカラーテレビ、パー
ソナルコンピューター等に使用されるカラー液晶ディス
プレイのカラーフィルターの製造方法に関し、特にイン
クジェット記録技術を利用したカラーフィルターの製造
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カラーフィルターおよびそのカラ
ーフィルター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ーの発達に伴
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
に比重の大きいカラーフィルター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、カラーフィルターの要求特性を
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について説明
する。
【0004】最も多く用いられている第一の方法は染色
法である。染色法は、まずガラス基板上に染色用の材料
である水溶性高分子材料の層を形成し、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のカラーフィルター層を形成する。
【0005】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
ルター層を形成する。
【0006】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
ラーフィルター層を形成し.最後に焼成するものであ
る。
【0007】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。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、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。
【0009】これらの欠点を補うべくインクジェットを
用いたカラーフィルターの製造方法として、特開昭59
−75205、特開昭63−235901、特開平1−
217320等に提案があるが、いまだ不十分である。
【0010】従って本発明の目的は、これら従来法の有
する問題を解決し、耐熱性、耐溶剤性、解像性等におけ
る必要特性を満足する高信頼性のカラーフィルターを短
い工程で低コストにて製造する製造方法ならびに高信頼
性のカラーフィルターおよび液晶パネルを提供すること
にある。特にインクジェット記録装置を用いてインクの
吐出により着色剤の配列を行う際にインクがインク吸収
層に完全に拡散しないで、画素の周辺部に着色されない
部分が発生することを防止する信頼性の高いカラーフィ
ルターの製造方法を提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、インクジェッ
ト方式でインクを吐出させて基板上の光透過性部位に着
色剤を配列させる工程を有するカラーフィルターの製造
方法において、染料インク付与を基板上に形成された熱
硬化可能なインク吸収層に行い、そのインク付与後に陽
圧下に該インクの乾燥を行い、次に前記インク吸収層を
熱硬化させることを特徴とするカラーフィルターの製造
方法;その方法で製造されたカラーフィルター;ならび
にそのカラーフィルターを配した基板と、該基板に対向
する対向基板との間に液晶化合物が封入されている液晶
パネルを提供する。
【0012】カラーフィルターをインクジェット方式を
用いて着色部を形成する場合、インクジェット法で使用
する水性染料インクの種類によってインク拡散性に差が
あり、特に3色の中では、BとGがインク拡散性がやや
悪い。そこで、本発明の方法では、インク乾燥する雰囲
気の圧力を大気圧に比べて高くすることで、インク吸収
層へのインク拡散を促し、画素全体にインクが行きわた
るようにして、いわゆる「色抜け」を起こさないカラー
フィルターを得るものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。
【0014】図1は、本発明のカラーフィルターの製造
方法の1実施態様を示す工程図である。
【0015】本発明のカラーフィルターにおいては、基
板2として一般にガラス基板が用いられるが、カラーフ
ィルターとしての透明性、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。
【0016】図1(a)は、ガラス基板2上にブラック
マトリクス1が形成された図を示したものである。
【0017】最初に、そのブラックマトリクス1が形成
された基板2上に光照射また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、光照射または光照射と
熱処理により光照射部分のインク吸収性が低下する組成
物層3を形成する(図1(b))。
【0018】次いで、フォトマスク4を介して組成物層
の露光を行い(図1(c))、インク吸収層にインク吸
収性が低い部分を形成する。
【0019】これらの工程により、インクの混色を完全
に防止することができる。
【0020】また、インク吸収層の形成方法としては、
スピンコート、ロールコート、バーコート、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。
【0021】次いで、インクジェットヘッド5を用いて
R、G、Bの各色を着色し(図1(d))、その後イン
ク乾燥を行う。このインク乾操を行う場合に、着色した
基板を陽圧中に保持し、インクを完全にインク吸収層に
拡散させる。画素中にインクを拡散させた後、インクの
固着と安定化のために高温で熱処理する。
【0022】インクジェットヘッドとしては、エネルギ
ー発生素子として電気熱変換体を用いたいわゆるバブル
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−ンは任意に設定することができる。
【0023】次いで、必要に応じて保護層6を形成する
(図1(e))。保護層6としては、主に熱硬化タイプ
の樹脂材料が用いられるが、あるいは蒸着、スパッタ等
によって形成された無機膜等を用いることもでき、カラ
ーフィルターとした場合の透明性を有し、その後のIT
O形成プロセス、配向膜形成プロセス等に耐え得るもの
であれば良い。
【0024】図2に、本発明によるカラーフィルターを
組み込んだTFTカラー液晶パネルの例の断面図を示
す。なお、その形態は本例に限定されるものではない。
【0025】カラー液晶パネルは、一般的にカラーフィ
ルター基板と対向基板を合わせ込み、液晶化合物を封入
することにより形成される。液晶パネルの―方の基板の
内側に、TFT(不図示)と透明な画素電極がマトリク
ス状に形成される。また、もう―方の基板の内側には、
画素電極に対向する位置にRGBの色材が配列するよう
カラーフィルターが設置され、その上に透明な対向電極
(共通電極)が一面に形成される。さらに、両基板の面
内には配向膜が形成されており、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。また、それぞれのガラス基板の外側には偏光板が
接着されており、液晶化合物は、これらのガラス基板の
間隙(2〜5μm程度)に充填される。また、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
合せが一般的に用いられており、液晶化合物をバックラ
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。
【0026】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
【0027】(実施例1) (1)N−メチロールアクリルアミドとメタクリル酸メ
チルとヒドロキシエチルメタクリレートの3元共重合体
(モノマー組成比=20:30:50)10重量部と
(2)トリフェニルスルホニウムトリフルオロメチルス
ルホネート(ミドリ化学製:TPS−105)0.2重
量部からなる、水性インク吸収性を有し光照射または光
照射/熱処理の併用によって光照射部分のインク吸収性
が低下する組成物を調製し、ブラックマトリクスが形成
されたガラス基板上にスピンコートし、60℃で10分
間のブリベークを行って、光照射または光照射/熱処理
の併用によって光照射部分のインク吸収性が低下する組
成物層を形成した。この時、その膜厚は1μmであっ
た。
【0028】次いで、ブラックマトリクスの幅(40μ
m)より狭い開口部(30μm)を有するフォトマスク
を介して、ブラックマトリクス上の組成物層の一部をD
eep UV光にて100mJ/cm2のエネルギー量で
パターン露光し、その部分のインク吸収性を低下させ
た。さらにインクジェットプリンターを用いて染料イン
クにより開口部のR、G、Bのマトリクスパターンを着
色した後、90℃で5分間のインク乾燥を行った。この
乾燥は内部が加圧可能な乾燥炉中で行い、雰囲気の圧力
を5kg/cm2まで上昇させた。さらにインク固着等
の目的のために、230℃で1時間の熱処理を行った。
【0029】次に、保護層として2液型の熱硬化性樹脂
SS−7625(JSR製)を、膜厚1μmとなるよう
にスピンコートし、230℃、1時間の熱処理を行って
硬化させた。
【0030】このようにして作製されたカラーフィルタ
ーを光学顕微鏡により観察したところ、インクは各画素
の中でR、G、Bとも完全に拡散しており、周辺部まで
均―に着色されていることが確認できた。また、混色、
色ムラ、色抜け等の障害は認められなかった。
【0031】また、このカラーフィルターを用いて液晶
パネルを作製し、駆動したところ、高精細なカラー表示
が可能であった。
【0032】(実施例2)乾燥炉中でのインク乾燥を、
雰囲気の圧力9.5kg/cm2で行った以外は、実施
例1と同様にしてカラーフィルターを作製した。
【0033】このようにして作製されたカラーフィルタ
ーを光学顕微鏡により観察したところ、インクは各画素
の中でR、G、Bとも完全に拡散しており、周辺部まで
均―に着色されていることが確認できた。また、混色、
色ムラ、色抜け等の障害は認められなかった。
【0034】また、このカラーフィルターを用いて液晶
パネルを作製し、駆動したところ、高精細なカラー表示
が可能であった。
【0035】(比較例1)インク着色後の乾燥を大気圧
下で行った以外は、実施例1と同様にしてカラーフィル
ターを作製した。
【0036】そのカラーフィルターを光学顕微鏡観察し
たところ、インクがBおよびGについて画素の中で完全
に拡散していないものが一部確認された。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により、混
色、色ムラ、画素中の色抜け等の障害がない高信頼性の
カラーフィルターを低コストにて製造することができ、
そのカラーフィルターを用いて高精細画像を与える液晶
パネルを作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるカラーフィルターの製造方法の1
例を示す工程図である。
【図2】図1のカラーフィルターを組み込んだ液晶パネ
ルの部分断面図である。
【符号の説明】
1 ブラックマトリクス 2 基板 3 組成物層 4 フォトマスク 5 インクジェットヘッド 6 保護層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インクジェット方式でインクを吐出させ
    て基板上の光透過性部位に着色剤を配列させる工程を有
    するカラーフィルターの製造方法において、染料インク
    付与を基板上に形成された熱硬化可能なインク吸収層に
    行い、そのインク付与後に陽圧下に該インクの乾燥を行
    い、次に前記インク吸収層を熱硬化させることを特徴と
    するカラーフィルターの製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の方法により製造されたカ
    ラーフィルター。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のカラーフィルターを配し
    た基板と、該基板に対向する対向基板との間に液晶化合
    物が封入されている液晶パネル。
JP17622995A 1995-07-12 1995-07-12 カラーフィルターおよびその製造方法ならびに液晶パネル Pending JPH0926506A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100546701B1 (ko) * 1998-11-25 2006-03-23 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치의 칼라필터 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100546701B1 (ko) * 1998-11-25 2006-03-23 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치의 칼라필터 제조방법

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