JPH1062616A - カラーフィルター及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 面積階調のための同一画素の細分化における
カラーフィルター表面の凹凸による画素上の配線高さの
変動を回避し、均一かつ高解像度の表示を可能にする。
また、均一な画素内濃度を実現し色再現性に優れた表示
を可能にする。 【解決手段】 透明基板上に着色材受容層を有し、該着
色材受容層の画素間の非画素領域に、撥着色材性を持っ
た非着色領域が形成され、残った着色材受容領域に着色
材が付与され画素部が着色されたカラーフィルターであ
って、一色分の画素が複数の小画素に細分化され、これ
らの小画素が前記非着色領域で互いに隔てられているカ
ラーフィルター。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカラーフィルターに
関し、特にカラー撮像素子やカラーセンサー及び液晶カ
ラーディスプレイなどの微細色分解用として好適なモザ
イクカラーフィルターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラー撮像装置やカラー画像表示
装置などの入出力装置の高精細化、軽量化、低コスト化
などの要求は強まる一方であり、それに伴ってそれら装
置に必要不可欠な様々な要素技術の開発が進んでいる。

【０００３】特に、カラー画像表示装置は根本的な方式
の改良が進行しつつあり、従来の主流であったＣＲＴの
代わりに、軽量で場所を取らず携帯にも適した液晶ディ
スプレイが急速に普及してきた。

【０００４】しかしながら、液晶ディスプレイにおいて
は大面積のものほど価格が高くなる傾向が強く、様々な
方法で低コスト化の試みが続けられている。液晶ディス
プレイには、個々の画素にＴＦＴを持つアクティブマト
リクス方式の液晶（いわゆるＴＦＴパネル）や液晶自体
がスイッチング特性を持つ強誘電液晶（ＦＬＣ）、ＴＮ
液晶のＯＮ／ＯＦＦ特性を改良したＳＴＮ液晶などが用
いられている。

【０００５】これらの液晶ディスプレイの製造コストの
中で大きな割合を占めるものの一つに、カラー画像表示
パネルに不可欠なモザイクカラーフィルターがある。液
晶ディスプレイパネルでは、画素部はそこを透過する光
量を変調する機能を持つ。その場合、２枚の偏光板に挟
まれた液晶層の中の液晶分子の方向を電界で制御し、偏
光板と直角方向の液晶の複屈折率を制御して、その液晶
パネルを透過する光の量を変調させる方法が一般的であ
る。

【０００６】この方法においては、その画素部のそれぞ
れにカラーフィルターを形成する必要がある。そのため
通常は、パネル全画面を多数の微細な絵素に分割し、そ
の中の絵画素をさらに３分割またはそれ以上の画素に分
割し、それらの画素に合わせて、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）又
は青（Ｂ）に相当する波長の光を透過し他の波長の光を
カットする微細な（普通は数１０〜１００μｍ程度の大
きさの）光学フィルターを形成する。そしてその場合、
それぞれの微細なフィルターの間を光を通さない格子状
の遮光部（配線の一部を遮光部に利用したり、ブラック
マトリクス（ＢＭ）と呼ばれる遮光のための層を形成し
たりする。）で覆うことにより、黒をより強くしたり、
隣接画素相互の混色を防止したりして色再現性を向上さ
せる方法がとられる。このようにカラーフィルターの構
造はかなり複雑で微細なため、低コストで製造するには
解決すべき問題が多くあった。

【０００７】カラーフィルターの低コスト化の方法とし
ては各種提案されているが、その中で有望な方法の一つ
として、例えば特開昭５９−７５２０２号公報に開示さ
れているインクジェット法を用いた方法がある。すなわ
ち、インクジェット法により画素部にのみ着色材を供給
できれば、カラーフィルターの製造工程は大幅に簡略化
され、従来より格段に低コストで生産することが期待で
きる。

【０００８】しかしながら、例えばプリンター用のイン
クジェットヘッドの描画の解像度は、カラーフィルター
の画素の描画には充分とは言えない。すなわち、カラー
フィルターの画素は、大きさが１００μｍ程度またはそ
れ以下と小さいことから、プリンター用のインクジェッ
トヘッド法で描画することは困難である。そのため、隣
り合う画素に異なる色のインクを正確に打ち込むことは
容易ではない。さらに、打ち込まれたインクが着色材受
容層の中を拡散したり、表面で拡がって混じり合うこと
（混色）も頻繁に起きる。カラーフィルターでは混色が
起きれば色の制御が不可能になる。

【０００９】このような各画素間でのインクの混色を防
止するために、例えば画素部は着色材受容領域として残
し、画素間の着色したくない領域の表面にインクをはじ
く層を形成する方法が特開平４−１２３００５号公報に
開示されている。

【００１０】しかしながら、その方法では、インクをは
じく層の下側の着色材受容層の内部をインクが拡散する
ために混色防止には限界があること、フォトリソ工程が
入るためインクで着色した着色材受容層の耐エッチング
性を必要とすること、現像や洗浄などの工程によりコス
トが高くなることなどの問題があった。

【００１１】それらの問題を回避するために、画素部は
インクが染み込みやすい着色材受容領域（着色領域）と
して残し、画素の周囲の画素と画素の間の部分のみを硬
化させてインクの染み込みを抑制する領域（非着色領
域）を形成する方法が提案されている（特願平６−２８
６６１６号）。このような方法を用いれば、カラーフィ
ルターの画素を描画する場合のインクジェット法の解像
度不足により生じる問題を回避することができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
上記のようなインクジェット法を用いる場合には解決し
なければならない幾つかの課題がある。

【００１３】従来のカラーフィルター形成方法において
は、すでに説明したように、インクジェット法でカラー
フィルターの画素を描画する際、解像度が不足する場合
は撥着色材性を持つ非着色領域を画素の周囲に設けるこ
とによって補うことができる。

【００１４】しかし、場合によっては非着色領域を設け
たとしても描画することが困難なこともある。それは、
例えば、面積階調により中間調表示を行なおうとする場
合に生じる。面積階調方式を実現する場合には同一色の
画素をさらに分割する必要がある。特に画像の解像度を
一定に保ったまま面積階調の階調性を高めるには各色の
画素の全体の大きさは変えずに各色の画素の中を細かく
分割する必要がある。しかし、細分化されたこれらの小
画素を個別にインクジェット法で描画することは、イン
ク液滴の大きさを小さくすることに実際上の限界がある
ため困難である。インク液滴よりも小さい画素に溢れる
ことなくインクを打ち込むことは、画素の周囲に混色防
止のための撥着色材性を持つ非着色領域を設けたとして
も困難である。

【００１５】この困難を解決するため、同一色の画素を
細分化した小画素を形成する際に、着色画素そのものは
細分化せずに一括して着色し、ブラックマトリクス（Ｂ
Ｍ）及び／又は配線で画素細分化を行なう方法がある。
配線を用いる方法の場合、配線が着色部の上部に配置さ
れる。

【００１６】ところがインクジェット法で着色材である
インクを着色材受容層（９３）に付与する場合、使用す
る着色材受容層の材料や着色材の特性にもよるが、図９
に示すように着色材を付与した領域（９８）が着色材の
吸収により膨らんで盛り上がることがある。使用する材
料により差があるが、着色材受容層（９３）の膜厚が１
μｍの場合、実用的な条件下では０．１〜０．５μｍ程
度盛り上がる場合がしばしば見られる。この上に配線
（９５）を載せると配線部も盛り上がりセルギャップの
変動が大きくなるため均一な液晶表示ができなくなる。
また例えば特開平２−６３０１９号公報や特願平５−１
５８１８２号などに開示されているような配線と配線の
間を樹脂で埋めて平坦化層（９４）を形成する方法が提
案されているが、このような方法を適用する場合にも配
線の高さが基準となるため、配線を載せているカラーフ
ィルター表面の凹凸が大きいことは配線間の高さの差が
大きくなる原因となり、その結果配線（９５）とその上
に形成すべき透明電極（９６）との間に導通不良などが
生じることがある。カラーフィルター表面の平坦性は、
その表面に平坦化層（９４）を形成することによりある
程度改善できるが、完全に行なおうとすると４〜５μｍ
程度の厚い平坦化層が必要になり、脱ガスや膜の内部応
力に起因する膜剥がれ等の新たな問題を引き起こすこと
があるので好ましくなかった。

【００１７】また、インクジェット法によりインク液滴
より大きな画素を着色する場合にはさらに別の問題が生
じることがある。カラーフィルターとして充分な色再現
性を持たせるためには各色の画素の光学濃度が充分高く
なければならないことは当然であるが、さらに画素内の
光学濃度の均一性も確保する必要がある。画素の中心部
の光学濃度が充分高くても画素内の周辺部分で濃度が低
ければカラーフィルターとしての色再現性は悪くなる。
このような画素内の光学濃度の均一性を実現するために
は、個々の画素に付与した着色材を非着色部で囲まれた
画素部の隅々まで均一に拡散させる必要がある。

【００１８】しかしながら、着色しようとする画素の大
きさが着色材（インク液滴）の大きさに対して大きすぎ
ると、画素に付与された着色材が画素内に充分に拡がら
ず画素内の着色材を打ち込んだ場所の近傍に片寄ってし
まい、そこだけが濃度が高く、そこから離れた場所の濃
度が低くなるという現象が見られることがある。面積階
調のためにＢＭや配線で遮光することにより同一色の画
素をさらに幾つかの小画素に細分化する場合、上記のよ
うな着色材の不均一な分布が生じると細分化した小画素
の濃度により大きな差が生じることになり、カラーフィ
ルターの色再現性が悪くなるという問題があった。

【００１９】そこで本発明の目的は、面積階調のための
同一画素の細分化においてカラーフィルター表面の凹凸
による画素上の配線高さの変動が回避された均一かつ高
解像度の表示を可能にするカラーフィルターを提供する
ことである。

【００２０】また本発明の他の目的は、均一な画素内濃
度が実現された色再現性に優れたカラーフィルターを提
供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために種々の検討を重ねた結果、本発明を
完成した。

【００２２】第１の発明は、透明基板上に着色材受容層
を少なくとも有し、該着色材受容層の画素間の非画素領
域の少なくとも一部に、撥着色材性を持った非着色領域
が形成され、残った着色材受容領域に着色材が付与され
画素部が着色されたカラーフィルターにおいて、一色分
の画素が複数の小画素に細分化され、これらの小画素が
前記非着色領域で互いに或いは２組以上に隔てられてい
ることを特徴とするカラーフィルターに関する。

【００２３】第２の発明は、インクジェット法で着色材
受容領域に着色材が付与され画素部が着色された第１の
発明のカラーフィルターに関する。

【００２４】第３の発明は、非着色領域上の少なくとも
一部に配線が形成され、着色材受容領域上には形成され
ていない第１又は第２の発明のカラーフィルターに関す
る。

【００２５】第４の発明は、透明基板上に着色材受容層
を少なくとも設け、該着色材受容層の画素間の非画素領
域の少なくとも一部に、撥着色材性を持った非着色領域
を光照射により形成し、残った着色材受容領域に着色材
を付与して画素部の着色を行なうカラーフィルターの製
造方法において、前記非着色領域で互いに隔てられた複
数の着色材受容領域を、非着色領域をまたいで同一の着
色材液滴で着色し、一色分の画素内に、該非着色領域で
互いに或いは２組以上に隔てられた複数の小画素を形成
することを特徴とするカラーフィルターの製造方法に関
する。

【００２６】第５の発明は、インクジェット法により着
色材を着色材受容領域に付与する第４の発明のカラーフ
ィルターの製造方法に関する。

【００２７】

【発明の実施の形態】面積階調を行なう場合、同一色の
画素をさらに小画素に細分化する必要がある。しかし、
ＢＭや配線により小画素間を遮光することによって細分
化しようとすれば着色材を付与した画素部の上に配線を
設ける必要性が生じ、表面の凹凸に起因する前記のよう
な問題が生じる。

【００２８】そこで上記のように同一色の小画素と小画
素の間にも撥着色材性を持つ非着色領域を設け、その部
分にのみ配線が設置されるようにすると表面の凹凸が配
線に与える影響を実質上回避することが可能になる。

【００２９】本実施形態の場合、図１に示すようにＡｌ
配線（５）の下には必ず非着色領域（７）があり着色材
の吸収がないのでこの領域は着色されず、前記のような
着色材受容層の盛り上がりがほとんど起きない。このた
め、カラーフィルターの配線を載せる領域は実質的に同
一の高さとなり、配線も同一の高さにそろえることが可
能になる。インクジェット法により付与する着色材液滴
の大きさが上記同一色の小画素を個別に打ち分けるに充
分なほどに小さくなくても、同一色に着色すべき隣接し
た小画素をまとめて同一の着色材液滴で着色することが
できる。

【００３０】このとき、図３（ａ）及び（ｂ）にその一
例を示すように、非着色領域（３１）をまたいで同一の
着色材液滴（３３）で着色領域（着色材受容領域（３
２））を着色し、非着色領域で互いに隔てられた隣接す
る複数の同一色の画素を形成することができる。一方、
図３（ｃ）及び（ｄ）は、従来のカラーフィルターにお
いて非着色領域をまたがずに着色材を供給する場合の例
を示している。図３（ａ）及び（ｂ）の場合、着色材が
吸収されない非着色領域上にも着色材液滴が付与される
が、この非着色領域に載った着色材は吸収されないで撥
じかれてその表面上を表面方向に流れて隣接する小画素
の着色領域に吸収されるので、実際上非着色領域上には
着色材は残らない。多少残る場合があっても着色が終わ
った後に着色材受容層を加熱硬化させて染み込んだ着色
材を固定してから表面を水洗などにより洗浄すれば非着
色領域上に染み込まずに残った着色材を容易に除去する
ことができる。

【００３１】また、このような方法で非着色領域をまた
いで同一の着色材液滴により着色を行なうと、配線で遮
光される非着色領域には着色材が付与されず、光が透過
する画素部にのみ着色材を供給することができ、付与し
た着色材は全て有効に配置されることになるため、画素
濃度の向上、及び画素内の濃度の均一化が可能になる。

【００３２】本発明のカラーフィルターの形成法では、
まず、ＢＭとその画素開口部が形成された透明基板上に
着色材受容層を均一に形成する。次に、着色材を付与す
る際に起きやすい隣接画素間の着色材の混色を防止する
目的で、画素間のＢＭで遮光される領域の少なくとも一
部を着色材受容層が感度を持つ波長光で露光し光硬化さ
せて、その部分に撥水性を付与し、着色材が浸み込まな
いようにする。その際、必要に応じて露光後の加熱（Ｐ
ＥＢ：post exposure baking）を行ってもよい。したが
って本発明に用いる着色材受容層の樹脂としては、光照
射により硬化しその部分が着色材を吸収しなくなるネガ
型の感光性樹脂が望ましい。

【００３３】ＢＭで遮光される領域に対応して、着色材
受容層の非着色領域を感光させ硬化させるには、例え
ば、ＢＭパターンに対応するフォトマスクを介して着色
材受容層側から露光を行なうことにより該マスクの遮光
部分以外の部分が露光される。マスクにより遮光された
部分が着色可能なまま残り、光が照射された部分が撥着
色材性を持つ非着色領域となる。このような非着色領域
の形成のためには実質的にほぼ無色透明でありながら光
に感光して硬化する樹脂を用いることが望ましい。樹脂
に感光性を持たせるためには樹脂自体が感光性を持つ材
料を用いたり、カチオン系その他の光開始剤を添加して
感度を付与したりする等の方法をとることができる。着
色材受容層そのものは無色透明であることが望ましいの
で感光に用いる光は紫外線などが望ましい。

【００３４】本実施形態のカラーフィルター製造方法の
手順を次に説明する。

【００３５】図２は、本実施形態のカラーフィルターの
製造手順の大きな流れの１例を概念的に示した工程図で
ある。本図において、２１は透明基板（ガラス基板）、
２２は遮光部であるブラックマトリクス（ＢＭ）、２３
は着色材受容層（樹脂層）、２４はフォトマスク、２５
はインクジェットヘッド、２６は保護層、２８は非着色
領域、２９は着色領域である。

【００３６】インクジェット法では一つのインクジェッ
トノズルからは同一色のインクを吐出させる必要があ
る。そのため、一つのノズルに着目すると、１回の１方
向への描画主走査では１色のインクの吐出を行うことに
なる。したがって、ＢＭ開口部からなる画素配列を予め
設計して主走査方向に並べ、画素部を同一の色に着色で
きるようにしておく。この画素列が複数集まって大面積
の画素配列が形成される。一例が図４に示してある。こ
の画素配列に従ったパターンのＢＭ（２２）をガラス基
板（２１）上に形成する（図２（ａ））。

【００３７】次に、着色材であるインクが染み込んで着
色される性質を持つ材料を、このＢＭパターン上にスピ
ンコート法などにより塗布して着色材受容層（２３）を
形成する（図２（ｂ））。

【００３８】その後、インクを打ち込んだ時に隣接する
画素部へインクがはみ出さないようにするために、上記
複数の画素列と画素列の間のインクを打ち込まない部分
に、主走査方向に沿って光硬化により非着色領域（２
８）を形成する（図２（ｃ））。その場合、非着色領域
に対応する部分のみ紫外線を透過するフォトマスク（２
４）を用いて、画素列と画素列との間のＢＭ領域ならび
に同一色画素間の領域で前述のように適宜設定された着
色材流動抑制領域とすべき部分（不図示）に相当するマ
スク部分に紫外線透過部をアライメントして着色材受容
層に紫外線照射し、光硬化させる方法を行うことができ
る。そのようにすると、互いに隣接する画素列間に、イ
ンク濡れ性が低くインクが浸透しにくい非着色領域を形
成することができる。なお、画素列の部分は、フォトマ
スクにより露光を受けないので光硬化は起きず、インク
浸透性が保持される。

【００３９】次に、隣接する画素列の間に非着色領域が
形成された着色材受容層の画素部に、画素列の方向を主
走査方向としてインクジェットヘッド（２５）を用いて
着色材であるインクを打ち込む（図２（ｄ））。この図
では主走査方向は紙面に対し垂直方向である。インクの
打ち込みの際は、１色ずつ打ち込んでもよいし、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの色用のインク
ジェットノズルを並べて同時に多色打ちしてもよい。

【００４０】必要な画素の着色が終了したら、次に全面
を光硬化または熱硬化させて着色材を固定する（図２
（ｅ））。

【００４１】その上に適宜保護層（２６）を塗布等の方
法で形成する（図２（ｆ））。

【００４２】本発明のカラーフィルターを搭載できるデ
ィスプレイとしては、通常のＴＮ液晶、いわゆるＳＴＮ
と呼ばれる闘値特性を改良したもの、ＴＦＴ等のスイッ
チング素子を画素ごとに取りつけたアクティブマトリク
ス型のもの、強誘電性液晶を利用したものなどが挙げら
れ、特に限定はない。カラーフィルターの設置場所は液
晶パネルの張り合わせた２枚の基板の内側が一般的であ
るが、その外側でもよく、カラーフィルターとしての制
約は特にない。

【００４３】本発明の画素形状および画素パターンは、
画素同士が主走査方向へ並べられるのであればどのよう
なものでもよい。個々の画素は長方形、正方形、三角
形、円形等、全てを均等に並べることのできるものであ
れば何でもよい。

【００４４】着色法としては、インクジェット法が使用
可能であり、着色材はインクジェット用のインクなどが
使用できる。本発明に用いるインクジェット法として
は、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いたも
の（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ーンは任意に設定することができ
る。

【００４５】本発明に用いる透明基板としては、カラー
フィルターの用途に応じて種々のものが使用可能である
が、液晶ディスプレイ用としては、透明なガラス基板や
プラスチック基板が使用可能である。着色材受容層の下
の基板との界面にＢＭを設けたり、カラーフィルターの
上にＢＭや配線を設けることも目的に応じて可能であ
る。そのような場合には、必要に応じてカラーフィルタ
ー形成後にその表面に何らかの透明な保護層を設けてカ
ラーフィルターの着色部分を保護することもできる。

【００４６】本発明に用いるインクとしては、染料系、
顔料系共に用いることが可能であり、また液状インク、
ソリッドインク共に使用可能である。

【００４７】本発明に用いる着色材受容層の塗布方法
は、スピンコート法の他、ロールコート法、バーコート
法、スプレーコート法、ディップコート法などを用いる
ことができ、特に限定されるものではない。

【００４８】本発明における遮光部は、ＢＭを形成して
構成することができる。ＢＭとしては、基板上にスパッ
タもしくは真空蒸着などの成膜法により金属膜を形成
し、フォトリソ法により開口部などをパターニングした
ものや、黒色樹脂を塗布後フォトリソ法によりパターニ
ングしたもの、印刷法により形成したものなどが使用可
能である。また、カラーフィルター上に形成した樹脂膜
などの保護層の上にカラーフィルター形成後にＢＭが形
成されてもよい。また画素の液晶駆動のために用いられ
る配線を流用することもできる。

【００４９】本発明における着色材受容層は、着色材受
容層の形成後にインクジェット法などで着色可能であ
り、かつ非着色領域の形成が可能な材料をスピンコート
その他の方法で塗布して形成することができる。このよ
うな性質を持つ材料は、例えば、（ｉ）下記の構造式
（Ｉ）で表される構造単位からなる単量体の単独重合体
および／又は他のビニル系単量体との共重合体と、（i
i）ハロゲン化トリアジン化合物、ジフェニルヨードニ
ウム塩誘導体およびトリフェニルスルホニウム塩誘導体
から選択される化合物とを少なくとも含む樹脂により実
現できる。

【００５０】

【化１】 式中、Ｒ1は水素原子またはメチル基、Ｒ2は水素原子ま
たは炭素数１〜５のアルキル基である。

【００５１】上記式（Ｉ）で表される構造単位からなる
単量体の例としては、Ｎ−メチロールアクリルアミド、
Ｎ−メトキシメチルアクリルアミド、Ｎ−エトキシメチ
ルアクリルアミド、Ｎ−イソプロポキシメチルアクリル
アミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、Ｎ−メトキ
シメチルメタクリルアミド、Ｎ−エトキシメチルメタク
リルアミドなどが挙げられるが、これらに限られるもの
ではない。これらの単量体は、単独で重合させるか或い
は他のビニル系単量体と共重合させる。他のビニル系単
量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸
メチル・アクリル酸エチル等のアクリル酸エステル、メ
タクリル酸メチル・メタクリル酸エチル等のメタクリル
酸エステル、ヒドロキシメチルメタクリレート・ヒドロ
キシエチルアクリレート等の水酸基を有するビニル系単
量体、スチレン、α−メチルスチレン、アクリルアミ
ド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、アクリルア
ミン、ビニルアミン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル
などを挙げることができるが、これらに限られるもので
はない。

【００５２】（ｉ）の樹脂に対して（ii）は０．０１〜
１０重量％程度必要である。（ii）のハロゲン化トリア
ジン化合物としては、下記式（II）で表される化合物が
挙げられる。

【００５３】

【化２】 式中、ＹはＣＺ₃、フェニル、ハロゲン化フェニル、そ
の他の置換基、Ｚはハロゲン原子を表す。

【００５４】具体的には、例えば、６−ビス（トリクロ
ロメチル）−Ｓ−トリアジン、２−スチリル−４，６−
ビストリクロロメチル−Ｓ−トリアジン、その他の化合
物が挙げられるがこれらに限らない。

【００５５】また、（ii）の他の化合物であるジフェニ
ルヨードニウム塩誘導体としては下記式（III）で表さ
れる化合物が挙げられる。

【００５６】

【化３】 式中、Ｒ₄、Ｒ₅は水素原子、炭素数１〜５のアルコキシ
基またはｔ−ブチル基であり、Ｘ^-はＢＦ₄ ^-、ＰＦ₆ ^-、
ＳｂＦ₆ ^-又はＣＦ₃ＳＯ₃ ^-である。

【００５７】具体的には、例えば、ジフェニルヨードニ
ウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニルヨード
ニウムテトラフルオロボレート等の化合物が挙げられる
が、これらに限らない。

【００５８】また、（ii）の他の化合物であるトリフェ
ニルスルホニウム塩誘導体としては、下記式（IV）で表
される化合物が挙げられる。

【００５９】

【化４】 式中、Ｒ₆は水素原子、炭素数１〜５のアルコキシ基ま
たは炭素数１〜５のアルキル基、−ＳＰｈ又はフッ素原
子であり、Ｘ^-は前記式（III）の場合と同様である。

【００６０】具体的には、例えば、トリフェニルスルホ
ニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルス
ルホニウムヘキサフルオロボレート等の化合物が挙げら
れるが、これらに限らない。

【００６１】これら（ii）の化合物は、（ｉ）のモノマ
ーを光重合させて混色防止処理する際の光開始剤として
機能する。

【００６２】これらの材料を基板上に積層した着色材受
容層はインクジェット用インク等の着色材を吸収して着
色する。混色防止のために撥インク性を持たせる部分
は、着色前に紫外線硬化させる。紫外線照射した部分は
モノマーが重合してインクの染料分子が動き難くなり、
またＯＨ基が減少してインクをはじきやすい性質が現れ
る。その結果、インクが染み込み難く濡れにくい領域と
なる。これによりこの領域へはインクが拡散・移動し難
くなり、混色防止効果が得られる。

【００６３】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに説明する
が、本発明はこれらに限定するものではない。

【００６４】実施例１ 本例では、液晶表示装置用のモザイクカラーフィルター
をガラス基板上に形成した（図４及び図８参照）。

【００６５】まず、ガラス基板上に、スパッタリング法
によりＣｒを厚さ７００Åに成膜し、フォトリソ法によ
り非着色領域の露光パターンに対応して図４に示すよう
な形状の画素部が開口した画素間遮光用のＢＭを形成し
た。１色分の画素（４５）の大きさは１００×３００μ
ｍでその中をさらに４分割し、小画素（４６）を形成し
た。このような画素分割により各色多階調の面積階調が
可能になる。同一色の画素ピッチは３００μｍである。
また隣り合う異なった色の画素間の距離は１００μｍと
した。

【００６６】次に、前記構造式（Ｉ）（Ｒ₁＝Ｈ，Ｒ₂＝
Ｈ）を主成分とするアクリル系樹脂にトリフェニルヘキ
サフルオロアンチモネートを樹脂に対し４重量％添加し
たものを、エチルセロソルブ溶媒に溶かし、その溶液を
ＢＭ上にスピンコート法によって厚さ約１μｍに塗布
し、５０℃にて約３０分乾燥した。

【００６７】乾燥後、図４に示す画素分割パターンを持
つフォトマスクを介して２９０ｎｍ以下の波長の紫外線
により着色材受容層を露光し、さらに１１０℃、９０秒
間のＰＥＢ加熱（post exposure bake）を行ない、画素
分割に一致して小画素の周辺に撥着色材性を持つ非着色
領域（４１）を形成した。

【００６８】次に、上記の画素部である着色領域（４
２）に、インクジェット法により初めの設計にしたがっ
て着色材である赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の３種の
インクを図３（ａ）に示す要領で打ち込んだ。インク
は、画素部に吸収されたが画素部周辺に形成した非着色
領域では撥じかれ、隣接画素への漏れ出しは起きず、混
色しなかった。なお、上記要領に対して、着色材である
インクの打ち込みを画素上に正確に行なおうとすると、
等間隔に打つ訳には行かないので、画素の位置に合せて
複雑な制御が必要であった。

【００６９】小画素内の光学濃度の分布は±５％以下で
あり実用上問題ないレベルであった。また、画素分割し
た小画素と小画素との間の非着色領域には着色材が吸収
されなかったため、この部分での着色材受容層の盛り上
がりは全く生じなかった。なお、画素部の着色領域では
若干の盛り上がりが起きたが問題はなかった。

【００７０】インク打ちの後、基板全体を５０℃で３０
分乾燥し、さらに２００℃にて光照射しなかった画素部
を１時間加熱硬化させた。これにより着色材受容層は全
体が硬化した。

【００７１】これを水洗し乾燥した後、アクリル樹脂系
の保護層を厚さ約１μｍに塗布し、カラーフィルターを
完成させた。

【００７２】画素の着色部は０．１〜０．２μｍ程度の
盛り上がりがあったが、非着色部は均一な厚さであっ
た。

【００７３】こうして形成したカラーフィルター上の非
着色領域に、スパッタリング法とフォトリソ法により、
図８に示すようにＡｌ配線（８５）を形成したところ、
配線の高さは何処でも等しかった。

【００７４】配線形成後、配線と配線との間の着色画素
部に特開平２−６３０１９号公報と同様の方法で樹脂を
埋め込んで平坦化（平坦化層（８４）を形成）したとこ
ろ、表面凹凸は±１５ｎｍ程度で極めて平坦であった。

【００７５】硬化後、透明電極（８６）を形成し、さら
に配向制御膜を形成してセグメント基板を完成させた。
コモン基板もカラーフィルターは搭載しないが同様の方
法で形成し、スペーサーをはさんで張り合わせてセル化
し、強誘電性液晶を注入して駆動回路その他の実装を
し、液晶表示装置として完成させた。これを駆動したと
ころ良好な中間調再現性を発揮し非常に良好な画像が得
られた。

【００７６】比較例１ 本発明の効果を従来法と比較するために、面積階調のた
めの同一色画素の細分化をＢＭと配線による遮光のみで
行なう場合の例を説明する。

【００７７】実施例１とほぼ同様の方法でカラーフィル
ターを形成した。ただし、非着色領域の形状は、同一色
画素内を分割しない図５に示す構成とした。このような
非着色領域形状を用いてインクジェット法により図３
（ｃ）に示す要領で画素の着色を行なった。

【００７８】その結果、隣接する他の色の画素との混色
は起きず正確な形状で着色できたが、画素内の濃度分布
が大きくなり、特に画素の隅の光学濃度が低くなった。
最も濃度の高い部分と最も濃度の低い部分との光学濃度
の差は１０〜１５％であり、濃度の低い領域の面積も１
０〜２０％程度で大きかった。

【００７９】また、着色して盛り上がった画素中央部の
上に保護層を設けてその上に配線を形成したところ、非
着色領域上の配線との高さの差（盛り上がり）が０．２
μｍ程度生じた。そのため、配線の高さに差が生じ、配
線間に樹脂を埋めて平坦化層を形成したときに、配線上
に樹脂が残り、配線および平坦化層の上に形成した透明
電極と配線との接触が悪くなり、画素電極に所定の電圧
を印加できなかった。そのため、液晶表示装置としたと
きの画像は不良であった。

【００８０】実施例２ 実施例１とほぼ同様の方法でカラーフィルターを形成し
た。ただし、インクジェット法による着色材付与の制御
を単純化する目的で、図６に示す非着色領域パターンを
用い、図３（ｂ）に示す要領で画素の長手方向に走査し
着色を行なった。

【００８１】これにより、走査方向に隣接するＢＭ開口
部間のＢＭで遮光される部分の着色材受容層上にも着色
材が付与され着色されたが、特に実用上の問題は起ら
ず、インクジェット法による着色制御が簡単になるとい
う効果があった。

【００８２】隣接する同一色の着色領域（６２）は、図
３（ｂ）のように、間の非着色領域（６１）をまたいで
着色材付与を行なったが、この非着色領域に付与された
着色材はそこでは吸収されずにその表面を流れてその両
側に隣接する着色領域（６２）に吸収されたため、結果
的に非着色領域には着色材はほとんど残らなかった。

【００８３】また、ＢＭで遮光される部分の長手方向に
は、非着色領域が形成されているため、そこでの着色材
の吸収は無く、その分の着色材がＢＭ開口部上の着色領
域の着色に有効に利用されたため、画素の光学濃度は充
分に高く、また画素内の濃度分布が非常に均一になっ
た。

【００８４】着色終了後、着色材受容層を加熱硬化して
着色材を固定し、さらに水洗して非着色領域にわずかに
残っていた着色材を洗い流したところ、この部分の着色
材は完全に除去でき、かつ画素の着色部に吸収された着
色材は水洗では全く除去されなかった。

【００８５】これを乾燥後、保護層を厚さ約１μｍに塗
布し熱硬化した。配線を載せる非着色領域とカラーフィ
ルターの厚さは均一で凹凸は３０ｎｍ以下であった。

【００８６】次に、スパッタリング法とフォトリソ法に
より、この部分にＡｌ配線を５００ｎｍの厚さに形成し
た。その表面の高さは充分にそろっていた。

【００８７】配線形成後、配線間に樹脂を埋めて平坦化
層を形成し、この平坦化層とＡｌ配線上に透明電極を形
成した。この透明電極とＡｌ配線との電気的接触は極め
て良好であった。

【００８８】こうして作製されたカラーフィルター、Ａ
ｌ配線および透明電極が設けられた基板と、別に用意し
た対向電極付き基板を用いて液晶パネルを作製した。こ
の液晶パネルは、極めて良好な画像が得られた。

【００８９】比較例２ 実施例２とほぼ同様の方法でカラーフィルターを作製し
た。ただし、非着色領域の形成は図６ではなく図７に示
すパターンを用い、図３（ｄ）に示す要領でインクジェ
ット法による着色を行なった。

【００９０】その結果、同一色画素の中を走る配線を載
せる部分は図２のように盛り上がった。着色材固定のた
めの加熱硬化後水洗を行なったが、配線部の凹凸には何
の変化もなく着色材受容層の表面は盛り上がったままで
あった。このようにして作製されたカラーフィルターを
用いた液晶パネルの画像は不良であった。

【００９１】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
面積階調などのために同一色画素の中をさらに小画素に
細分する場合に、表面が平坦で且つ画素内の光学濃度分
布が均一なカラーフィルターが得られるので、配線や電
極をその上に形成して作製された液晶表示装置は、高解
像度で色再現性に優れた均一な画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルターの断面図である。

【図２】本発明のカラーフィルターの製造工程図であ
る。

【図３】本発明および従来のカラーフィルターの製造に
おける、画素部の着色工程における着色材の付与方法の
説明図である。

【図４】本発明のカラーフィルターの非着色領域パター
ンの一例を示す図である。

【図５】従来のカラーフィルターの非着色領域パターン
の一例を示す図である。

【図６】本発明のカラーフィルターの非着色領域パター
ンの一例を示す図である。

【図７】従来のカラーフィルターの非着色領域パターン
の一例を示す図である。

【図８】本発明のカラーフィルターの断面図である。

【図９】従来のカラーフィルターの断面図である。

【符号の説明】

１、２１、８１、９１ 透明基板 ２、２２、４３、５３、６３、７３、８２、９２ ブラ
ックマトリクス（ＢＭ） ３、２３、８３、９３ 着色材受容層 ４、８４、９４ 平坦化層 ５、８５、９５ Ａｌ配線 ６、８６、９６ 透明電極 ７、２８、３１、４１、５１、６１、７１、８７、９７
非着色領域 ８、２９、３２、４２、５２、６２、７２、８８、９８
着色領域（着色材受容領域） ２４ フォトマスク ２５ インクジェットヘッド ２６、８９ 保護層 ３３ 着色材液滴 ３４、４４、５４、６４、７４ ブラックマトリクス開
口部（ＢＭ開口部） ４５、５５、６５、７５ 一色分の画素 ４６ 小画素

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に着色材受容層を少なくとも
   有し、該着色材受容層の画素間の非画素領域の少なくと
   も一部に、撥着色材性を持った非着色領域が形成され、
   残った着色材受容領域に着色材が付与され画素部が着色
   されたカラーフィルターにおいて、一色分の画素が複数
   の小画素に細分化され、これらの小画素が前記非着色領
   域で互いに或いは２組以上に隔てられていることを特徴
   とするカラーフィルター。
2. 【請求項２】 インクジェット法で着色材受容領域に着
   色材が付与され画素部が着色されたことを特徴とする請
   求項１記載のカラーフィルター。
3. 【請求項３】 非着色領域上の少なくとも一部に配線が
   形成され、着色材受容領域上には形成されていないこと
   を特徴とする請求項１又は２記載のカラーフィルター。
4. 【請求項４】 透明基板上に着色材受容層を少なくとも
   設け、該着色材受容層の画素間の非画素領域の少なくと
   も一部に、撥着色材性を持った非着色領域を光照射によ
   り形成し、残った着色材受容領域に着色材を付与して画
   素部の着色を行なうカラーフィルターの製造方法におい
   て、前記非着色領域で互いに隔てられた複数の着色材受
   容領域を、非着色領域をまたいで同一の着色材液滴で着
   色し、一色分の画素内に、該非着色領域で互いに或いは
   ２組以上に隔てられた複数の小画素を形成することを特
   徴とするカラーフィルターの製造方法。
5. 【請求項５】 インクジェット法により着色材を着色材
   受容領域に付与することを特徴とする請求項４記載のカ
   ラーフィルターの製造方法。