JP2001083314A

JP2001083314A - スペーサー付カラーフィルタとその製造方法、該カラーフィルタを用いた液晶素子

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Publication number: JP2001083314A
Application number: JP25501299A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Yamashita; 佳久山下; Katsuhiro Shirota; 勝浩城田; Akio Kashiwazaki; 昭夫柏崎; Koichiro Nakazawa; 広一郎中澤; Masafumi Hirose; 雅史広瀬; Takeshi Miyazaki; 健宮崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2001-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶素子を構成した際に表示に影響が無く、
セルギャップ保持機能に優れたスペーサーを備えたカラ
ーフィルタを提供する。【解決手段】透明基板１上にブラックマトリクス２
と、着色部９と非着色部５からなる着色層と、保護層１
０と、ＩＴＯ等透明導電膜１１を形成し、該透明導電膜
１１にシランカップリング剤またはチタンカップリング
剤を用いた表面処理を施した後、インクジェットヘッド
１２より硬化型樹脂組成物１３をブラックマトリクス２
上に重複するように部分的に付与し、硬化させてスペー
サー１４を形成する。

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、パチンコ遊技台等に使用される
カラー表示の液晶素子と、該液晶素子の構成部材である
カラーフィルタとその製造方法に関する。

【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、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
要不可欠となっている。

【０００３】従来、液晶素子の製造方法としては、一対
の透明な絶縁性基板であるガラス基板上にＴＦＴ（薄膜
トランジスタ）のような液晶駆動用素子、或いはカラー
フィルタのような着色用光学素子などを設けた後、透明
電極及び配向膜をそれぞれ形成する。次に、透明電極及
び配向膜が形成された一方のガラス基板面側の全面に一
般に３〜１０μｍ程度のシリカ、アルミナ、合成樹脂等
からなる真球或いは円筒状の粒子をスペーサーとして分
散させる。透明電極を対向させた状態で上記一対のガラ
ス基板を上記スペーサーを介して重ね合わせ、その間隙
に液晶を封入することにより液晶素子が構成される。

【０００４】ところが、有効画素部（透光部）では透過
／遮光状態が表示状態によって変化するため、上記スペ
ーサーを無色透明な素材で形成した場合には、遮光時に
輝点として、また、黒色に着色した場合には透過時に黒
点として観察されることとなり、表示品位が低下すると
いう問題があった。

【０００５】上記問題を解決するために、特開昭６１−
１７３２２１号公報、特開平２−２２３９２２号公報な
どに示されるように、配向膜に配向処理を行った後、感
光性ポリイミドやフォトレジストを塗布し、マスクを通
して露光することで有効画素部以外にポリイミドやレジ
ストからなるスペーサーを形成するという方法が提案さ
れている。これらの方法によれば、任意の場所に、任意
の密度でスペーサーを形成することができるため、液晶
を封入した際の液晶セルギャップの不均一性を改善でき
る。また、特開平３−９４２３０号公報には、有効画素
部以外の領域の遮光層上にビーズスペーサーを固定する
方法が述べられている。

【０００６】その他にも、膜厚の大きなブラックマトリ
クスをスペーサーとする方法（特開昭６３−２３７０３
２号公報、特開平３−１８４０２２号公報、特開平４−
１２２９１４号公報等）、重ねた着色レジストをスペー
サーとする方法（特開昭６３−８２４０５号公報）、ブ
ラックマトリクス上にも着色パターンを形成し、スペー
サーとする方法（特開昭６３−２３７０３２号公報）な
どが提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記各公報に提案され
た改善方法は、いずれもフォトリソグラフィーを用いた
方法であるため、高価な露光機が必要であり、また現像
などのウエットプロセスの導入により、製造ラインが長
くなるという問題があった。

【０００８】また、上記各改善方法では、全面に感光性
ポリイミドやフォトレジストを塗布し、塗工後は不要部
を溶剤などにより除去することから、有効画素部の汚染
が問題であった。特に、ラビング法などにより配向処理
を行ったポリイミド膜などの配向膜上にスペーサーを形
成する場合には、スペーサー形成工程において配向膜に
施された配向処理状態を著しく汚染、破壊してしまう場
合があり、液晶セル内に注入された液晶の配向が不均一
となる懸念があった。

【０００９】また、スペーサーは、基板間の距離（セル
ギャップ）を一定に保持する上で少なくとも一方の基板
表面に確実に固定されていることが望ましい。

【００１０】本発明の目的は、セルギャップ保持機能が
良好で、表示に影響の無いスペーサーを備え、表示品位
に優れた液晶素子をより安価に提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のスペーサー付カ
ラーフィルタの製造方法は、透明基板上に、複数の開口
部を有する遮光層と、該遮光層の各開口部に配置された
着色部を有する着色層と、透明導電膜と、を少なくとも
形成してカラーフィルタを形成する工程と、該透明導電
膜表面をシランカップリング剤またはチタンカップリン
グ剤にて表面処理する工程と、表面処理した透明導電膜
上の上記遮光層に重複する領域に部分的にインクジェッ
ト方式により硬化型樹脂組成物を付与して硬化させスペ
ーサーを形成する工程と、を少なくとも有することを特
徴とする。

【００１２】上記本発明は、着色層上に保護層を形成し
た後、透明導電膜を形成することを好ましい態様として
含むものである。また、上記本発明は、透明基板上に全
面に樹脂組成物からなるインク受容層を形成し、該イン
ク受容層にインクジェット方式により着色インクを付与
して着色し、着色部を形成すること、或いは、黒色樹脂
組成物により開口部を有する遮光層を形成し、該遮光層
の開口部に着色樹脂組成物からなる硬化型着色インクを
付与して硬化し、着色部を形成すること、を好ましい態
様として含むものである。

【００１３】また、本発明は、透明基板上に、複数の開
口部を有する遮光層と、該遮光層の各開口部に配置され
た着色部を有する着色層と、該着色層上に形成された透
明導電膜と、を少なくとも備えたカラーフィルタと、該
カラーフィルタ上の遮光層に重複する領域に部分的にイ
ンクジェット方式により形成された樹脂組成物からなる
スペーサーと、を備え、上記本発明の製造方法により製
造されたことを特徴とするスペーサー付カラーフィルタ
を提供するものである。

【００１４】またさらに、本発明は、一対の基板間に液
晶を狭持してなり、一方の基板が上記本発明のスペーサ
ー付カラーフィルタであって、一対の基板間の距離が該
スペーサーにより保持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。

【００１５】本発明においては、スペーサーをインクジ
ェット方式により形成するため、遮光層上の表示に影響
を及ぼさない領域にのみ選択的に形成することができ
る。

【００１６】また、本発明においては、透明導電膜上に
スペーサーを形成する前に、透明導電膜表面を、シラン
カップリング剤或いはチタンカップリング剤により処理
するため、無機化合物からなる透明導電膜と樹脂組成物
からなるスペーサーとの密着性が高く、底面積が小さい
ドット状で形成したスペーサーであっても強固に透明導
電膜に固着し、配向膜形成工程等液晶素子製造工程中、
及び製造後の該スペーサーの脱離が防止される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明を詳
細に説明する。

【００１８】図１〜図２は、本発明のスペーサー付カラ
ーフィルタの製造方法の一実施形態の工程図である。図
中、１は透明基板、２はブラックマトリクス、３はイン
ク受容層、４はフォトマスク、５は非着色部、６は被着
色部、７はインクジェットヘッド、８は着色インク、９
は着色部、１０は保護層、１１は透明電極、１２はイン
クジェットヘッド、１３は硬化型樹脂組成物、１４はス
ペーサーである。尚、図１〜図２の（ａ）〜（ｇ）はそ
れぞれ以下の工程（ａ）〜（ｇ）にそれぞれ対応する断
面模式図である。

【００１９】工程（ａ）透明基板１上に、開口部を有する遮光層としてブラック
マトリクス２を形成し、その上に樹脂組成物からなるイ
ンク受容層３を全面に形成する。本発明において透明基
板１としては、一般にガラス基板が用いられるが、液晶
素子としての透明性、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く、プ
ラスチック基板なども用いることができる。本発明にか
かる遮光層は、ブラックストライプであっても良い。

【００２０】ブラックマトリクス２としては特に制限は
なく、公知のものを用いることができる。例えば、透明
基板１上に形成したＣｒ等の金属や金属酸化物などの積
層膜をパターン状にエッチングしたり、透明基板１上に
塗布した黒色レジストをパターニングすることにより、
形成することができる。

【００２１】インク受容層３は、光照射や熱処理、或い
はその両方により硬化する樹脂組成物からなり、インク
吸収性を有する。特に好ましくは、光照射によってイン
ク吸収性が増加或いは低減する感光性樹脂組成物で形成
し、後述するパターン露光によって隣接する被着色部６
間に非着色部５を形成して混色防止を図る。このような
感光性樹脂組成物としては、アクリル系樹脂、エポキシ
系樹脂、アミド系樹脂、フェノール系樹脂、ポリスチレ
ン系樹脂などが必要に応じて光開始剤（架橋剤）と併せ
て用いられる。本実施形態は、光照射によってインク吸
収性が低下するネガ型の感光性樹脂組成物を用いた例で
ある。

【００２２】上記感光性樹脂組成物は透明基板１上にス
ピンコート法、ディッピング法、ロールコート法、バー
コート法、スリットコート法等の公知の手段により塗布
し、必要に応じてプリベークしてインク受容層３とす
る。

【００２３】尚、インク受容層３は光照射によってイン
ク吸収性が増加または低減すると同時に、インクぬれ性
も増加または低減するものが好ましい。

【００２４】工程（ｂ）フォトマスク４を介してパターン露光を行うことによ
り、インク吸収性を有する被着色部６とインク吸収性が
被着色部６より低い（或いは無い）非着色部５を形成す
る。本例では、インク受容層３の感光性がネガ型であ
り、この場合、ブラックマトリクス２の開口部における
色抜けを防止するために、着色部９をブラックマトリク
ス２の開口部よりも広く形成する意味から、ブラックマ
トリクス２の幅よりも非着色部５の幅が狭くなるような
開口パターンを有するフォトマスクを用いることが好ま
しい。

【００２５】また、インク受容層３の感光性がポジ型の
場合には、ブラックマトリクス２をフォトマスクとして
用い、透明基板１の裏面から露光することにより、フォ
トマスクを用いずにパターン露光することが可能であ
る。

【００２６】工程（ｃ）インク受容層の被着色部６にインクジェットヘッド７よ
り、所定の着色パターンに沿ってＲ（赤）、Ｇ（緑）、
Ｂ（青）の各着色インク８を付与する。本実施形態で
は、隣接する被着色部６間にはインク吸収性が低い（或
いはない）非着色部５が介在するため、被着色部６から
はみ出したインクは非着色部５においてはじかれ、隣接
する被着色部６間での混色が防止される。

【００２７】本発明において用いられる着色インク８と
しては、染料系、顔料系のいずれでも用いることがで
き、インクジェット方式によって吐出が可能なものであ
れば好ましく用いることができる。

【００２８】また、本発明において用いられるインクジ
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り、着
色面積及び着色パターンは任意に設定することができ
る。

【００２９】工程（ｄ）着色インク８が被着色部６に吸収され十分に拡散した
後、必要に応じて乾燥処理を施し、さらに光照射、熱処
理等必要な処理を施してインク受容層全体を硬化させ、
非着色部５と着色部９からなる着色層を形成する。

【００３０】工程（ｅ）必要に応じて保護層１０を形成した後、液晶を駆動する
ための電極となる透明導電膜１１を形成する。保護層１
０としては、光硬化型、熱硬化型、或いは熱・光併用硬
化型の樹脂組成物層、或いは蒸着、スパッタ等によって
形成された無機膜等を用いることができる。いずれの場
合も、カラーフィルタとしての透明性を有し、その後の
透明導電膜形成工程や配向膜形成工程等液晶素子の製造
工程に耐えるものであれば使用することができる。

【００３１】透明導電膜１１としては、通常ＩＴＯ（イ
ンジウム・チン・オキサイド）膜が用いられ、スパッタ
法等により成膜することができる。

【００３２】さらに、本発明においては、透明導電膜１
１表面を、シランカップリング剤或いはチタンカップリ
ング剤にて表面処理する。

【００３３】透明導電膜１１は通常ＩＴＯ等無機化合物
であるため、樹脂組成物からなるスペーサー１４との密
着性が弱い。前記したように、スペーサーが有効表示部
内（図１のブラックマトリクス２の開口部内）に存在す
ると表示に影響を及ぼすため、幅の狭いブラックマトリ
クス２上に形成する必要がある。本発明においては、透
明導電膜１１表面を処理した上でスペーサー１４を形成
することから、スペーサー１４が透明導電膜１１に強固
に固着する。よって、底面積が非常に小さなドット状の
スペーサーでも脱離しにくく、ブラックマトリクス２上
にのみ良好なスペーサーを形成して、液晶素子における
セルギャップの保持を良好に行うことができる。

【００３４】本発明における表面処理は、具体的には、
例えば、シランカップリング剤またはチタンカップリン
グ剤を含む溶液をスリットコーターや、スピンコート、
ディッピング等などの方法により透明導電膜１１上に塗
布し、乾燥させることによって実施される。塗布方法と
しては上記に挙げた方法に限定されるものではない。上
記塗布方法のうちでは、スピンコートが均一且つ簡便な
方法であり、最適である。塗布後は溶剤が十分乾燥しう
る環境下において乾燥させる。乾燥温度としては１００
〜２００℃が好ましく、乾燥装置としてはオーブンまた
はホットプレートが好ましく用いられる。

【００３５】本発明に用いられるシランカップリング剤
の具体例としては、３−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、２−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、２−アミノプロピル
トリエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−
アミノ−プロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミ
ノエチル）−３−アミノ−プロピルトリエトキシシラ
ン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノ−プロピル
メチルジメトキシシラン、Ｎ−エトキシカルボニル−３
−アミノ−プロピルトリメトキシシラン、Ｎ−エトキシ
カルボニル−３−アミノ−プロピルトリエトキシシラ
ン、３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラ
ン、３−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラ
ン、Ｎ−フェニル−３−アミノ−プロピルトリメトキシ
シラン、Ｎ−フェニル−３−アミノ−プロピルトリエト
キシシラン、Ｎ−フェノール−３−アミノ−プロピルト
リメトキシシラン、Ｎ−フェノール−３−アミノ−プロ
ピルトリエトキシシラン、３−クロロプロピルトリメト
キシシラン、３−クロロプロピルトリエトキシシランな
どを挙げることができる。

【００３６】また、チタンカップリング剤としては、例
えばイソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イ
ソプロピルトリラウリルチタネート、イソプロピルトリ
ミリスチルチタネート、イソプロピルジメタクリロイル
イソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ（ドデ
シルベンゼンスルフォニル）チタネート、イソプロピル
イソステアロイルジアクリロイルチタネート、イソプロ
ピルトリ（ジイソオクチルフォスファト）チタネート、
イソプロピルトリメタクリロイルチタネート、イソプロ
ピルトリ（ジオクチルピロフォスファト）チタネート、
イソプロピルトリアクロイルチタネート、イソプロピル
トリ（ジオクチルフォスファト）チタネート、ブチルト
リイソステアロイルチタネート、エチルイソステアロイ
ルチタネートなどのモノアルキルチタネート；ビス（ト
リエタノールアミン）ジイソプロピルチタネート、ビス
（トリエタノールアミン）ジブチルチタネート、ビス
（トリエタノールアミン）ジエチルチタネート、ビス
（トリエタノールアミン）ジメチルチタネート、ジイソ
プロピルジラウリルチタネート、ジイソプロピルラウリ
ルミリスチルチタネート、ジイソプロピルジステアロイ
ルチタネート、ジイソプロピルステアロイルメタクリロ
イルチタネート、ジイソプロピルジアクリロイルチタネ
ート、ジイソプロピルジドデシルベンゼンスルフォニル
チタネート、ジイソプロピルイソステアロイル−４−ア
ミノベンゾイルチタネート、トリイソプロピルアクリロ
イルチタネート、トリエチルメタクリロイルチタネー
ト、トリイソプロピルミリスチルチタネート、トリブチ
ルドデシルベンゼンスルフォニルチタネート、トリイソ
プロピルステアロイルチタネート、トリイソプロピルイ
ソステアロイルチタネートなどのジまたはトリアルキル
チタネートを挙げることができる。

【００３７】工程（ｆ）インクジェットヘッド１２より、硬化型樹脂組成物１３
を、ブラックマトリクス２に重複する領域に部分的に付
与する。硬化型樹脂組成物１３は、硬化後にスペーサー
１４となるスペーサー形成素材であり、好ましくは、以
下に挙げるような単量体の単独重合体或いは該単量体と
他のビニル系単量体との共重合体を含有しており、その
含有量は０．０１〜３０重量％が好ましく、特に０．１
〜１０重量％が望ましい。

【００３８】硬化型樹脂組成物１３に含有される重合体
或いは共重合体の構成成分である単量体としては、例え
ば、Ｎ，Ｎ−ジメチロールアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジ
メトキシメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエトキシメ
チルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチロールメタクリル
アミド、Ｎ，Ｎ−ジメトキシメチルメタクリルアミド、
Ｎ，Ｎ−ジエトキシメチルメタクリルアミド等が挙げら
れるが、これらに限られるものではない。これらの単量
体は単独重合体、或いは、他のビニル系単量体との共重
体で用いられる。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、ヒドロキシエチルメタクリレ
ート、ヒドロキシメチルアクリレート、ヒドロキシエチ
ルアクリレート等の水酸基を含有したビニル系単量体、
その他スチレン、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等
を挙げることができる。

【００３９】上記共重合体における、上記単量体と他の
ビニル系単量体との共重合割合（重量％）は、１００
％：０％〜５％：９５％が好ましく、特に９０％：１０
％〜１０％：９０％が望ましい。

【００４０】さらに、光硬化させる場合には、各種光硬
化性樹脂、光重合開始剤を加えても良い。また、硬化型
樹脂組成物中で固着等の問題を起こすものでなければ、
他の成分として、様々な市販の樹脂や添加剤を加えても
良い。具体的には、アクリル系樹脂やエポキシ系樹脂等
が好適に用いられる。

【００４１】硬化型樹脂組成物１３の調製に際しては、
上記各成分を水／または公知の溶剤で混合、溶解する。
この操作は、それ自体公知のものが利用できる。望まし
くは、スペーサー１４を形成する基板表面の材質（透明
導電膜１１）によって添加溶剤或いは界面活性剤などの
添加剤を加えて吐出された硬化型樹脂組成物１３の形成
するドットの径を調整することにより、スペーサーの径
の調整が可能である。

【００４２】また、硬化型樹脂組成物１３は、液晶素子
を構成した際にセルギャップを保持するために必要な部
位にのみ、ドット状或いはライン状で基板内に複数個、
分散して形成すればよく、好ましくは略円柱状に形成す
る。本発明においては、透明導電膜１１が表面処理され
ているため、スペーサー１４は底面積の小さな円柱状で
あっても、強固に透明導電膜１１表面に固着し、脱離し
にくい。

【００４３】硬化型樹脂組成物１３の付与に用いるイン
クジェット方式としては、先の着色インク８の付与工程
と同様に、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。硬化型樹脂組
成物の打ち込み位置、及び打ち込み量は任意に設定する
ことができる。

【００４４】工程（ｇ）光照射、熱処理、或いは光照射と熱処理の両方を行って
硬化型樹脂組成物１３を硬化させて透明導電膜１１に強
固に固着したスペーサー１４を形成し、本発明のスペー
サー付カラーフィルタを得る。光照射や熱処理の方法は
公知の方法による。

【００４５】特に厳密な平坦性が必要な場合には、スペ
ーサー１４の表面を研磨テープ等を用いて研磨してもか
まわない。

【００４６】次に、図４に本発明のスペーサー付カラー
フィルタの製造方法の他の実施形態の工程を示す。図
中、図１〜図２と同じ部材には同じ符号を付して説明を
省略する。また、図中、３２はブラックマトリクス、３
７はインクジェットヘッド、３８は硬化型着色インク、
３９は着色部である。尚、図４の（ａ）〜（ｆ）はそれ
ぞれ以下の工程（ａ）〜（ｆ）にそれぞれ対応する断面
模式図である。

【００４７】工程（ａ）透明基板１上に開口部を有するブラックマトリクス３２
を黒色樹脂組成物で形成する。該ブラックマトリクス３
２は、着色部３９を形成するための硬化型着色インク３
８の混色を防止する隔壁機能を備えている。このような
黒色樹脂組成物としては、感光性を備えたものが好まし
く、具体的には、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ア
ミド系樹脂、フェノール系樹脂、ポリスチレン系樹脂な
どが必要に応じて光開始剤（架橋剤）と併せて用いら
れ、黒色染料或いは顔料を混合して用いる。

【００４８】上記感光性黒色樹脂組成物は、スピンコー
ト法、ディッピング法、ロールコート法、バーコート
法、スリットコート法等の公知の手段により塗布され、
必要に応じてプリベークした後、パターン露光、現像し
て所定のパターンを有するブラックマトリクス３２が得
られる。

【００４９】工程（ｂ）ブラックマトリクス３２の開口部にインクジェットヘッ
ド３７より硬化型着色インク３８を付与する。硬化型着
色インク３８としては、光照射や熱処理などのエネルギ
ー付与により硬化する樹脂とＲ、Ｇ、Ｂの染料或いは顔
料を含有する着色樹脂組成物が用いられる。上記樹脂と
しては、メラミン樹脂、水酸基或いはカルボキシル基含
有ポリマーとメラミン、水酸基或いはカルボキシル基含
有ポリマーと多官能エポキシ化合物、水酸基或いはカル
ボキシル基含有ポリマーと繊維素反応型化合物、エポキ
シ樹脂とレゾール型樹脂、エポキシ樹脂とアミン類、エ
ポキシ樹脂とカルボン酸又は酸無水物、エポキシ化合
物、ネガ型レジストなどが用いられる。

【００５０】また、インクジェット方式としては、前記
第一の実施形態における着色インクの付与工程と同様
に、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り、着色パターンは任意
に設定することができる。

【００５１】工程（ｃ）必要に応じて、乾燥処理を施し、光照射及び熱処理等必
要な処理を施して硬化型着色インク３８を硬化し、着色
部３９を形成する。本実施形態では、着色部３９がカラ
ーフィルタの着色層に相当する。

【００５２】工程（ｄ）図１（ｅ）と同様に、必要に応じて保護層１０を形成し
た後、透明導電膜１１を形成し、表面処理を施す。

【００５３】工程（ｅ）図２（ｆ）と同様に、インクジェットヘッド１２より硬
化型樹脂組成物１３をブラックマトリクス２に重複する
領域に部分的に付与する。

【００５４】工程（ｆ）図２（ｇ）と同様に、必要な処理を施して硬化型樹脂組
成物１３を硬化し、透明導電膜１１に強固に固着したス
ペーサー１４を形成し、本発明のスペーサー付カラーフ
ィルタを得る。

【００５５】上記図１〜図２、図４には、インクジェッ
ト方式によりカラーフィルタの着色層を形成する工程を
示したが、本発明においては特にこれに限定されるもの
ではなく、従来の顔料分散法等により着色層を形成した
カラーフィルタにも好ましく適用される。尚、インクジ
ェット方式による製造方法に従えば、顔料分散法等によ
って製造されたカラーフィルタに比較して、凹凸の少な
い平坦な着色層を得ることが可能であるため、本発明を
より効果的に実施することができる。

【００５６】次に、本発明の液晶素子の一例を図３に示
す。図３は、図２（ｇ）に示した本発明のスペーサー付
カラーフィルタを用いて構成した液晶素子の一例の断面
模式図である。図中、２１は対向基板、２２は画素電
極、１５，２３は配向膜、２４は液晶である。本液晶素
子は、画素毎にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を配置した
アクティブマトリクスタイプ（いわゆるＴＦＴ型）の液
晶素子の一例である。

【００５７】カラー表示の液晶素子は、一般的にカラー
フィルタ側の基板１と対向基板２１を合わせ込み、液晶
２４を封入することにより形成される。対向基板２１の
内側に、ＴＦＴ（図示しない）と透明な画素電極２２が
マトリクス状に形成される。また、透明基板１の内側に
は、画素電極２２に対向する位置に、Ｒ、Ｇ、Ｂが配列
するようにカラーフィルタの着色部９が設置され、その
上に透明導電膜１１（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１５，２３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。これらの基板間
の距離はスペーサー１４により一定に保持され、対向配
置されてシール材（図示しない）によって貼り合わさ
れ、その間隙に液晶２４が充填される。液晶としては一
般的に用いられているＴＮ型液晶や強誘電性液晶等いず
れも用いることができる。

【００５８】上記液晶素子は、透過型の場合には両基板
の外側に偏光板を設置し、一般的に蛍光灯と散乱板を組
み合わせたバックライトを用い、反射型の場合には透明
基板１の外側に偏光板を設置して、それぞれ液晶２４を
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。

【００５９】上記実施形態においては、ＴＦＴ型の液晶
素子について説明したが、本発明は単純マトリクス型等
他の駆動タイプの液晶素子にも好ましく適用される。ま
た、本発明の液晶素子は直視型でも投写型でも好適に用
いられる。

【００６０】

【実施例】（実施例１）開口部の大きさが６０μｍ×１
５０μｍで幅が２１μｍ及び３５μｍのＣｒからなるブ
ラックマトリクスの形成されたガラス基板上に、下記に
示す組成からなるアクリル系共重合体９７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２
０分間のプリベークを行ってインク受容層を形成した。

【００６１】〔アクリル系共重合体の組成〕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重量部次いで、ブラックマトリクス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を介してブラックマト
リクス上のインク受容層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
の熱処理を施した。次いで、未露光部に対して，インク
ジェット記録装置を用いてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）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
行ってインク受容層全体を硬化させ、着色層を得た。

【００６２】上記着色層上に、二液型の熱硬化型樹脂組
成物（ＪＳＲ社製「ＳＳ６６９９Ｇ」）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
クを行った後、２５０℃で６０分間の熱処理を行って保
護層を形成した。次いで、スパッタによりＩＴＯを厚さ
１５００Åとなるよう成膜し、カラーフィルターを得
た。

【００６３】得られたＩＴＯ膜上に、３−アミノプロピ
ルトリエトキシシランの２重量％エタノール溶液を均一
に塗布し、１２０℃のホットプレートで５分間乾燥し、
ＩＴＯ膜の表面処理を行った。

【００６４】次に、スペーサー形成用硬化型樹脂組成物
を調製した。硬化型樹脂組成物としては、メチルメタク
リレート７０重量部、グリシジルメタクリレート２２重
量部、メタクリル酸６重量部、ジアセトンアクリルアミ
ド２重量部、ベンゾイルパーオキシド０．５重量部、２
−ブタノン４００重量部を用いて、９０℃で５時間溶液
重合し、さらに２−ブタノンを加えて固形分が１８重量
％となるように希釈した溶液を用いた。

【００６５】上記表面処理を施したＩＴＯ膜上の、幅が
３５μｍのブラックマトリクスに重複する領域内に部分
的に、上記硬化型樹脂組成物をインクジェット方式によ
り付与し、１００℃で２５分間及び２００℃で３０分間
熱処理を施して硬化し、底面が直径２０μｍで高さが
４．５〜４．７μｍの円形の略円柱状のスペーサーを得
た。

【００６６】また、比較例１として、透明導電膜の３−
アミノプロピルトリエトキシシランによる表面処理を行
わない以外は、全く上記実施例１と同様にして、スペー
サー付カラーフィルタを形成した。

【００６７】得られたスペーサー付カラーフィルタのス
ペーサーのテープ剥離試験を行った。試験は、セロファ
ン粘着テープを用い、密着させて１８０°方向にひきは
がし、カラーフィルタ上の残存するスペーサーの程度で
判定した。結果を表１に示す。

【００６８】

【表１】

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インクジェット方式により表示に影響しない遮光領域に
のみ選択的にスペーサーを形成することができるため、
スペーサー形成素材の無駄が無く、また、スペーサー形
成時に他の部材を現像液等で汚染する心配もない。ま
た、本発明において形成されるスペーサーは、強固に透
明導電膜に固着しているため、配向膜形成等後工程及び
液晶素子構成後に脱離する恐れが無く、セルギャップが
均一に保持された信頼性の高い液晶素子を歩留まり良
く、より安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスペーサー付カラーフィルタの製造方
法の一実施形態の工程図である。

【図２】本発明のスペーサー付カラーフィルタの製造方
法の一実施形態の工程図である。

【図３】図２のスペーサー付カラーフィルタを用いて構
成した本発明の液晶素子の一実施形態の断面模式図であ
る。

【図４】本発明のスペーサー付カラーフィルタの製造方
法の他の実施形態の工程図である。

【符号の説明】

１透明基板２ブラックマトリクス３インク受容層４フォトマスク５非着色部６被着色部７インクジェットヘッド８着色インク９着色部１０保護層１１透明導電膜１２インクジェットヘッド１３硬化型樹脂組成物１４スペーサー１５配向膜２１対向基板２２画素電極２３配向膜２４液晶３２ブラックマトリクス３７インクジェットヘッド３８硬化型着色インク３９着色部

フロントページの続き (72)発明者柏崎昭夫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)発明者中澤広一郎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)発明者広瀬雅史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)発明者宮崎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） 2C056 FB01 FB08 FD20 2H048 BA64 BB02 BB08 BB14 BB37 BB44 2H089 LA10 LA16 LA19 LA20 MA04X MA16X NA12 NA15 NA24 NA25 NA32 NA41 NA58 NA60 PA09 QA12 TA09 TA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に、複数の開口部を有する遮
光層と、該遮光層の各開口部に配置された着色部を有す
る着色層と、透明導電膜と、を少なくとも形成してカラ
ーフィルタを形成する工程と、該透明導電膜表面をシラ
ンカップリング剤またはチタンカップリング剤にて表面
処理する工程と、表面処理した透明導電膜上の上記遮光
層に重複する領域に部分的にインクジェット方式により
硬化型樹脂組成物を付与して硬化させスペーサーを形成
する工程と、を少なくとも有することを特徴とするスペ
ーサー付カラーフィルタの製造方法。
【請求項２】着色層上に保護層を形成した後、透明導
電膜を形成する請求項１記載のスペーサー付カラーフィ
ルタの製造方法。
【請求項３】透明基板上に全面に樹脂組成物からなる
インク受容層を形成し、該インク受容層にインクジェッ
ト方式により着色インクを付与して着色し、着色部を形
成する請求項１または２に記載のスペーサー付カラーフ
ィルタの製造方法。
【請求項４】黒色樹脂組成物により開口部を有する遮
光層を形成し、該遮光層の開口部に着色樹脂組成物から
なる硬化型着色インクを付与して硬化し、着色部を形成
する請求項１または２に記載のスペーサー付カラーフィ
ルタの製造方法。
【請求項５】透明基板上に、複数の開口部を有する遮
光層と、該遮光層の各開口部に配置された着色部を有す
る着色層と、該着色層上に形成された透明導電膜と、を
少なくとも備えたカラーフィルタと、該カラーフィルタ
上の遮光層に重複する領域に部分的にインクジェット方
式により形成された樹脂組成物からなるスペーサーと、
を備え、請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法によ
り製造されたことを特徴とするスペーサー付カラーフィ
ルタ。
【請求項６】一対の基板間に液晶を狭持してなり、一
方の基板が請求項５記載のスペーサー付カラーフィルタ
であって、一対の基板間の距離が該スペーサーにより保
持されていることを特徴とする液晶素子。