JP2000187206A - ディスプレイデバイス及びカラ―フィルタ―及びカラ―フィルタ―の製造方法 - Google Patents

ディスプレイデバイス及びカラ―フィルタ―及びカラ―フィルタ―の製造方法

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JP2000187206A
JP2000187206A JP10378166A JP37816698A JP2000187206A JP 2000187206 A JP2000187206 A JP 2000187206A JP 10378166 A JP10378166 A JP 10378166A JP 37816698 A JP37816698 A JP 37816698A JP 2000187206 A JP2000187206 A JP 2000187206A
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color filter
particles
black matrix
solid particles
filter according
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Yoshihisa Okamoto
好久 岡本
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OPUTEKU KK
Optech Co Ltd
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OPUTEKU KK
Optech Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクジェット法で生じる混色がなく表示品
位の高い液晶ディスプレイを提供し、また、平坦化層又
は配向膜層を形成した際に非常によい平坦性を示し、デ
ィスプレイデバイスに使用する際に好都合であると同時
に、露光工程を用いずにブラックマトリクスのパターン
にあわせて固体粒子層が形成できるため、簡便な工程で
製造でき、コストダウンが図れるカラーフィルターを提
供する 【構成】 インクジェット法を用いるカラーフィルター
のベースとして固体粒子を用い、全面に固体粒子を付与
した後にブラックマトリクス層上の固体粒子を選択的に
除去する事で有効面内にのみ固体粒子層を残留させ、適
宜ブラックマトリクス層上の固体粒子を選択的に除去し
た後に固体粒子の親水化処理及び/又はブラックマトリ
クス層表面の疎水化処理を行った後に着色材を含む溶液
を付与する事によってカラーフィルターを形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
をはじめとするフラットパネルディスプレイ、及びそれ
に用いられるカラーフィルター、及びカラーフィルター
の製造方法に関わる。
【0002】
【従来の技術】液晶ディスプレイ等のフラットパネルデ
ィスプレイに用いられるカラーフィルターの製造方法と
して、顔料分散法、電着法、染色法、インクジェット法
等が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の、顔料分散法に
よるカラーフィルターの形成方法に於いては、顔料を分
散したレジストをスピンコート等で均一に塗布し、露光
機を用いてパターンを焼き付けし、さらに不要な部分を
ウェット工程でエッチングする必要があり、非常に煩雑
なプロセスとならざるを得ない。さらに、3色のカラー
フィルターを製造するには、このプロセスを最低3回繰
り返さねばならず、非常に冗長なラインとプロセス時間
を必要とし、コストダウンの障害となっていた。これを
解決する手段として、インクジェット法によるカラーフ
ィルターの製造方法が開示されている。インクジェット
法に於いては、前記の顔料分散法のような冗長なプロセ
スは必要ないものの、依然として受容層を塗布する工程
及び撥水層を設けるためにフォトマスクを用いて露光す
る工程が必要であり、コストアップの要因となってい
た。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明に於いては、インクジェット法を用いるカラ
ーフィルターのベースとして固体粒子を用い、全面に固
体粒子を付与した後にブラックマトリクス層上の固体粒
子を選択的に除去する事で有効面内にのみ固体粒子層を
残留させ、適宜ブラックマトリクス層上の固体粒子を選
択的に除去した後に固体粒子の親水化処理及び/又はブ
ラックマトリクス層表面の疎水化処理を行った後に着色
材を含む溶液を付与する事によってカラーフィルターを
形成した。
【0005】
【発明の実施の形態】
【実施例】(実施例1)発明の実施の形態を実施例に基
づき図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施の
例を示す概念図である。液晶ディスプレイのカラーフィ
ルター層11、12、13は、固体粒子層をベースに着
色材が付与されて成る。カラーフィルター層11、1
2、13はそれぞれ赤、緑、青色に着色されている。本
実施例に於いては、固体粒子層に着色材が付与された後
に平坦化層14が形成されているが、この平坦化層は必
ずしも必要ではない。このカラーフィルターを形成した
基板15はTFT基板16と対向配置され、両基板の対
向する面には配向膜層17が形成されている。両基板は
一定の間隙を維持するようにしながら周辺部を接着さ
れ、間隙には液晶材料18が充填されている。
【0006】ここで、該カラーフィルターを形成した基
板15は、TFTを形成した基板であっても問題無く、
この場合は対向基板16は透明電極と配向膜層のみが形
成されていればよい。
【0007】本実施例に於いては、ブラックマトリクス
層としては約2000オングストロームの厚みを持つク
ロム及びクロム酸化物を主成分とするものを用い、固体
粒子としては平均粒径約2000オングストロームのシ
リカを主成分とする多孔質粒子を用いた。なお、本発明
は上記の各材料に限定されるものではなく、ブラックマ
トリクス層としては樹脂材料等他の材質を用いてもよ
く、固体粒子としても樹脂材料等の他の材質や多孔質で
ない粒子等を用いても問題無い。
【0008】本実施例に於いては、固体粒子の付与及び
ブラックマトリクス層上の固体粒子の除去後に200℃
のホットプレート上で10分間加熱する事によって固体
粒子の親水化及びブラックマトリクス層表面の疎水化を
行ってある。
【0009】本実施例に係る液晶ディスプレイは、一般
的にインクジェット法によるカラーフィルターで発生す
る隣接画素間の混色がなく、表示品位の高い液晶ディス
プレイであった。
【0010】(実施例2)図2は、本発明に係るカラー
フィルターの例を示す模式図である。透明基板21上に
ブラックマトリクス層22がパターニングされ、このブ
ラックマトリクスに囲まれた有効部に多孔質の固体粒子
層23が形成されている。着色材はインクジェット法に
よって付与され、固体粒子層により保持される。
【0011】本実施例に於いては、固体粒子の付与及び
ブラックマトリクス層上の固体粒子の除去後に200℃
のホットプレート上で10分間加熱する事によって固体
粒子の親水化及びブラックマトリクス層表面の疎水化を
行ってある。このため、インクジェット法によって着色
材を付与される際に、ブラックマトリクス層22は撥水
層として働き、画素間の混色を防止する事が出来る。
【0012】なお、本発明に係るカラーフィルターは、
TFTアレイ上に形成する事も可能である。
【0013】本発明に係るカラーフィルターは、平坦化
層又は配向膜層を形成した際に非常によい平坦性を示
し、ディスプレイデバイスに使用する際に好都合であ
る。同時に、本発明に係るカラーフィルターは、露光工
程を用いずにブラックマトリクスのパターンにあわせて
固体粒子層が形成できるため、簡便な工程で製造でき、
コストダウンが図れるものである。
【0014】(実施例3)図3は、本発明に係るカラー
フィルターの製造方法を模式的に示した工程フロー図で
ある。
【0015】本実施例に於いては、まず1μmの膜厚の
樹脂を主成分とするブラックマトリクスパターンが形成
された。ここで、ブラックマトリクス層に関して、その
材料に対する制限はない。また、これはTFTアレイ側
に形成しても全く同様である。
【0016】次に、ブラックマトリクスパターンの形成
された基板上に、平均粒径1μmの多孔質のシリカを主
成分とする粒子を均一に塗布して付与した。ここで、固
体粒子としては、樹脂材料等の他の材質や多孔質でない
粒子等を用いても問題無い。また、固体粒子の付与方法
は印刷法、スピンコート法、水面展開法、スリット塗布
法、吹き付け法、散布法、等、如何なる方法を用いても
よい。
【0017】また、固体粒子の粒径は、ブラックマトリ
クス層の総厚に対して略同等のものを用いれば、工程上
問題が生じない。
【0018】次に、全面に付与された固体粒子のうち、
不要部を除去するため、水をかけながら、回転するバフ
を押し当てて加工を行った。これによってブラックマト
リクス上及び有効範囲外の固体粒子が除去され、有効画
素内にのみ固体粒子層を有する基板が得られた。ここ
で、不要部の固体粒子を除去する方法は、スキージを押
し当てながら基板表面を移動させる方法等の、他の方法
を用いても問題無い。
【0019】次に、固体粒子の付与及びブラックマトリ
クス層上の固体粒子の除去後に200℃のホットプレー
ト上で10分間加熱する事によって固体粒子の親水化及
びブラックマトリクス層表面の疎水化を行った。
【0020】次に、前記有効画素内にのみ固体粒子層を
有する基板を用いて、インクジェット法を用いて着色材
の付与を行った。インクとして付与された着色材は、多
孔質の粒子の孔中及び固体粒子間に保持された。ブラッ
クマトリクス層は撥水層として機能し、隣接する他色間
での混色は見られなかった。この後、熱処理によってイ
ンク中の水分及び溶剤を揮散させて、カラーフィルター
基板を得た。
【0021】なお、この後、必要に応じて平坦化層の形
成を行ってもよい。
【0022】
【発明の効果】本発明は、一般的にインクジェット法に
よるカラーフィルターで発生する隣接画素間の混色がな
く、表示品位の高い液晶ディスプレイを製造可能である
と同時に、露光工程を用いずにブラックマトリクスのパ
ターンにあわせて固体粒子層が形成できるため、簡便な
工程で製造でき、コストダウンが図れるカラーフィルタ
ーを提供することを可能ならしめるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るディスプレイデバイスの例を示す
概念図。
【図2】本発明に係るカラーフィルターの例を示す概念
図。
【図3】本発明に係るカラーフィルターの製造工程を模
式的に示すフロー図。
【符号の説明】
11、12、13 カラーフィルター層 14 平坦化層 15 カラーフィルター基板 16 TFT基板 17 配向膜層 18 液晶材料 21 透明基板 22 ブラックマトリクス層 23 固体粒子層

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対向配置された基板間に光変調層を挟持
    してなるディスプレイデバイスに於いて、該ディスプレ
    イデバイスはカラーフィルターを備えて成り、該カラー
    フィルターはその層中に少なくとも親水化処理された無
    機粒子を包含し事を特徴とするディスプレイデバイス。
  2. 【請求項2】 該ディスプレイデバイスは、光変調層と
    して液晶を用いたことを特徴とする請求項1記載のディ
    スプレイデバイス。
  3. 【請求項3】 ディスプレイデバイスに用いられるカラ
    ーフィルターであって、その層中に少なくとも親水化処
    理された無機粒子を包含する事を特徴とするカラーフィ
    ルター。
  4. 【請求項4】 該カラーフィルターは、多孔質の粒子を
    含んで成ることを特徴とする請求項3記載のカラーフィ
    ルター。
  5. 【請求項5】 該カラーフィルターは、多孔質の粒子を
    含み、さらに表面を平坦化する膜を構成されることを特
    徴とする請求項3記載のカラーフィルター。
  6. 【請求項6】 該カラーフィルターは、中空の粒子を含
    んで成ることを特徴とする請求項3記載のカラーフィル
    ター。
  7. 【請求項7】 該カラーフィルターは、中空の粒子を含
    み、さらに表面を平坦化する膜を構成されることを特徴
    とする請求項3記載のカラーフィルター。
  8. 【請求項8】 該カラーフィルターは、中空且つ多孔質
    の粒子を含んで成ることを特徴とする請求項3記載のカ
    ラーフィルター。
  9. 【請求項9】 該カラーフィルターは、中空且つ多孔質
    の粒子を含み、さらに表面を平坦化する膜を構成される
    ことを特徴とする請求項3記載のカラーフィルター。
  10. 【請求項10】 ブラックマトリクス及び着色層を形成
    したカラーフィルターであって、着色層は少なくとも固
    体粒子を含み、該固体粒子は親水性であり、且つ該ブラ
    ックマトリクス表面は疎水性である事を特徴とするカラ
    ーフィルター。
  11. 【請求項11】 該カラーフィルターは、多孔質の粒子
    を含んで成ることを特徴とする請求項10記載のカラー
    フィルター。
  12. 【請求項12】 該カラーフィルターは、多孔質の粒子
    を含み、さらに表面を平坦化する膜を構成されることを
    特徴とする請求項10記載のカラーフィルター。
  13. 【請求項13】 該カラーフィルターは、中空の粒子を
    含んで成ることを特徴とする請求項10記載のカラーフ
    ィルター。
  14. 【請求項14】 該カラーフィルターは、中空の粒子を
    含み、さらに表面を平坦化する膜を構成されることを特
    徴とする請求項10記載のカラーフィルター。
  15. 【請求項15】 該カラーフィルターは、中空且つ多孔
    質の粒子を含んで成ることを特徴とする請求項10記載
    のカラーフィルター。
  16. 【請求項16】 該カラーフィルターは、中空且つ多孔
    質の粒子を含み、さらに表面を平坦化する膜を構成され
    ることを特徴とする請求項10記載のカラーフィルタ
    ー。
  17. 【請求項17】 ブラックマトリクスを形成した基板上
    に、固体粒子を付着又は接着せしめた上で画素有効部以
    外の基板上の固体粒子を除去し、さらに該固体粒子の親
    水化及び/又は該ブラックマトリクス表面の疎水化処理
    を行った基板の有効画素に対して、着色材を含む溶液を
    付与して着色を行う事によってカラーフィルターを形成
    する事を特徴とするカラーフィルターの製造方法。
  18. 【請求項18】 該カラーフィルターは、多孔質の粒子
    を含んで成ることを特徴とする請求項17記載のカラー
    フィルターの製造方法。
  19. 【請求項19】 該カラーフィルターは、多孔質の粒子
    を含み、さらに表面を平坦化する膜を構成されることを
    特徴とする請求項17記載のカラーフィルターの製造方
    法。
  20. 【請求項20】 該カラーフィルターは、中空の粒子を
    含んで成ることを特徴とする請求項17記載のカラーフ
    ィルターの製造方法。
  21. 【請求項21】 該カラーフィルターは、中空の粒子を
    含み、さらに表面を平坦化する膜を構成されることを特
    徴とする請求項17記載のカラーフィルターの製造方
    法。
  22. 【請求項22】 該カラーフィルターは、中空且つ多孔
    質の粒子を含んで成ることを特徴とする請求項17記載
    のカラーフィルターの製造方法。
  23. 【請求項23】 該カラーフィルターは、中空且つ多孔
    質の粒子を含み、さらに表面を平坦化する膜を構成され
    ることを特徴とする請求項17記載のカラーフィルター
    の製造方法。
  24. 【請求項24】 該ブラックマトリクスは、金属酸化物
    及び金属による多層膜から成る事を特徴とする請求項1
    7記載のカラーフィルターの製造方法。
  25. 【請求項25】 該ブラックマトリクスは、基板表面側
    が金属である事を特徴とする請求項17記載のカラーフ
    ィルターの製造方法。
  26. 【請求項26】 該ブラックマトリクスは、樹脂を主成
    分とする材料から成る事を特徴とする請求項17記載の
    カラーフィルターの製造方法。
  27. 【請求項27】 該固体粒子は、その平均粒径がブラッ
    クマトリクス膜厚に対して略同等である事を特徴とする
    請求項17記載のカラーフィルターの製造方法。
  28. 【請求項28】 ブラックマトリクスを形成した基板上
    に、固体粒子を付着又は接着せしめた上で画素有効部以
    外の基板上の固体粒子を除去し、さらに該固体粒子の親
    水化及び/又は該ブラックマトリクス表面の疎水化処理
    を行った基板の有効画素に対して、着色材を含む溶液を
    付与して着色を行ったのち、平坦化機能を有する保護層
    を形成する事によってカラーフィルターを形成する事を
    特徴とするカラーフィルターの製造方法。
  29. 【請求項29】 該平坦化機能を有する保護層は、無機
    物を主成分とすることを特徴とする請求項28記載のカ
    ラーフィルターの製造方法。
  30. 【請求項30】 該着色材の付与は、印刷法によって行
    われる事を特徴とする請求項17乃至29記載のカラー
    フィルターの製造方法。
  31. 【請求項31】 該着色材の付与は、インクジェット法
    によって行われる事を特徴とする請求項17乃至30記
    載のカラーフィルターの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7241639B2 (en) 2004-07-07 2007-07-10 Seiko Epson Corporation Color filter, manufacturing method thereof, electrooptical device and electronic equipment
US8530115B2 (en) 2005-04-13 2013-09-10 Samsung Display Co., Ltd. Color filter array panel, liquid crystal display having the same, and manufacturing method thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7241639B2 (en) 2004-07-07 2007-07-10 Seiko Epson Corporation Color filter, manufacturing method thereof, electrooptical device and electronic equipment
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