JP2001083525A

JP2001083525A - 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

Info

Publication number: JP2001083525A
Application number: JP25501099A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Nakazawa; 広一郎中澤; Katsuhiro Shirota; 勝浩城田; Takeshi Miyazaki; 健宮崎; Yoshihisa Yamashita; 佳久山下; Akio Kashiwazaki; 昭夫柏崎; Masafumi Hirose; 雅史広瀬
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】セルギャップ保持機能に優れ、表示に影響し
ないスペーサーを安価に形成したスペーサー付カラーフ
ィルタを提供する。【解決手段】透明基板１上に、インクジェット方式に
より樹脂組成物からなるインク受容層を着色してなる着
色部９と非着色部５からなる着色層を形成し、該着色層
上に保護層１０と透明導電膜１１を形成した後、樹脂組
成物からなる硬化型樹脂組成物１３をインクジェットヘ
ッド１２よりブラックマトリクスに重複する領域に付与
して硬化させ、ビッカース硬度が着色層等下層の樹脂層
のビッカース硬度以上であるスペーサー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
が問題であり、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、本来基板間の距離
（セルギャップ）を一定に保持することが必須である。

【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
する樹脂組成物からなる着色層と、を備えたカラーフィ
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、上記スペーサーのビ
ッカース硬度が、スペーサーと透明基板間に位置する樹
脂層のビッカース硬度以上であることを特徴とする。

【００１２】上記本発明のカラーフィルタにおいては、
着色層上に保護層を備えたカラーフィルタ、及び／また
は着色層上に透明導電膜を備えたカラーフィルタを、好
ましい態様として含むものである。

【００１３】また、本発明は、上記本発明のスペーサー
付カラーフィルタの製造方法を提供するものであり、そ
の特徴は、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、を少なくとも形成してカラーフィルタを形成
し、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硬化型樹脂組成物を付与
し、硬化させることによって、スペーサーを形成するこ
とにある。

【００１４】上記本発明の製造方法においては、樹脂組
成物からなるインク受容層に、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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】また、本発明においては、スペーサーのビ
ッカース硬度が、スペーサーと透明基板間に位置する樹
脂層、具体的には、着色層や保護層、或いは黒色樹脂組
成物からなる遮光層等のビッカース硬度以上である。ス
ペーサーのビッカース硬度がスペーサー下層の樹脂層よ
りも小さい場合には、液晶素子の基板に垂直な方向に外
力が加わった場合に、スペーサーのみが厚み方向に変形
してセルギャップが変化し、表示に影響を与えるが、本
発明ではスペーサーのビッカース硬度が上記樹脂層のビ
ッカース硬度以上であるため、上記外力に対しても、ス
ペーサー下層或いはスペーサー下層とスペーサーの両方
が厚み方向に変形するため、セルギャップの変化が小さ
い。

【００１８】

【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。

【００１９】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を示す図であり、本
発明のスペーサー付カラーフィルタの一実施形態であ
る、着色層上に保護層と透明導電膜とを備えたカラーフ
ィルタ上にスペーサーを有する場合の製造工程を示す模
式図である。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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】尚、本発明においては、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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】工程（ｅ）必要に応じて保護層１０及び液晶素子において液晶を駆
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１０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
の後の配向膜形成工程、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。ま
た、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)をスパッタ法等により成膜して用
いられる。

【００３２】さらに本発明のカラーフィルタにおいて
は、透明導電膜１１上に液晶素子において液晶を配向さ
せるための配向膜を形成してから後述のスペーサー１４
を形成する場合もある。

【００３３】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、硬化後のビッカ
ース硬度が下層の樹脂層（インク受容層、樹脂製の遮光
層、樹脂製の保護層、樹脂製の配向膜等）のビッカース
硬度以上となる素材を選択する。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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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（本実
施形態では透明導電膜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。

【００３８】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。

【００３９】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。硬化型インク
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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】工程（ｄ）図１（ｅ）と同様に、必要に応じて保護層１０と透明導
電膜１１を形成する。

【００４９】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。尚、本実施形態では、スペー
サーは樹脂製のブラックマトリクス３２上に形成される
ため、そのビッカース硬度が、ブラックマトリクス３２
及び、保護層を樹脂で形成した場合には該保護層１０の
ビッカース硬度と同等かそれ以上となるように素材を適
宜選択する。

【００５０】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、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。

【００５１】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。

【００５２】本発明において、スペーサー及び、スペー
サーと透明基板間に位置する樹脂層のビッカース硬度
は、それぞれの素材をガラス基板上に厚さ１μｍに成膜
し、薄膜硬度計（ＮＥＣ社製「ＭＨＡ−４００」）を用
いて三角圧子を０．２ｇ加重で押し込んでいった時の加
重と押し込み量からそれぞれ算出する。

【００５３】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。

【００５４】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。これらの基板は
スペーサー１４により一定の距離を介して対向配置さ
れ、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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】

【実施例】（実施例１、比較例１）６０μｍ×１５０μ
ｍの開口部を有し、幅が３５μｍと２０μｍのＣｒから
なるブラックマトリクスを備えたガラス基板上に、イン
ク受容層としてＮ−メチロールアクリルアミドとヒドロ
キシエチルメタクリレート（モル比；１：１）との共重
合体からなる樹脂組成物を膜厚が１．０μｍとなるよう
にスピンコートし、１２０℃、２０分のプリベークを行
った。次いで、インクジェットヘッドを用いて、下記処
方のＲ、Ｇ、Ｂの各着色インクを上記インク受容層の所
定の位置に付与し、Ｒ、Ｇ、Ｂのマトリクスパターンを
着色した。その後、２３０℃で５０分間のベーキングを
行うことにより、着色したインク受容層を硬化させて着
色層を得た。

【００５８】〔着色インク処方〕染料５．７重量％Ｒインク：Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１５８Ｂインク：Ｃ．Ｉ．アシッドブルー８３Ｇインク：Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン２５エチレングリコールモノブチルエーテル（沸点：１７０℃）３９．０重量％エチルアルコール（沸点：７８℃）６．０重量％水４９．３重量％

【００５９】上記着色層上に、２液型のアクリル系熱硬
化型樹脂材料（ＪＳＲ社製「ＳＳ−６５００」）を膜厚
が１μｍとなるようにスピンコートし、２３０℃で４０
分間の熱処理を行って硬化させることにより保護層を形
成した。

【００６０】さらに、上記保護層上に、枚葉式スパッタ
装置を用いて成膜温度１５０℃でスパッタ室の均熱板上
にて加熱した後ＩＴＯ膜を成膜した。ターゲットはＩｎ
₂Ｏ₃にＳｎＯ₂を１０重量％含有した焼結体ターゲット
で、純度：９９．９９％、相対密度：９８％以上のもの
を用いた。クライオポンプにより５×１０^-5Ｐａ以下に
排気された状態で、Ａｒ流量：１８０ｓｃｃｍ、Ｏ₂流
量：２．５ｓｃｃｍとし、スパッタ圧力：０．６Ｐａに
て成膜を行った。成膜時はターゲットの後ろに配置され
たカソードマグネットを揺動させることによって面内で
膜厚が均一になるように制御を行った。カソードに投入
するパワーは１．８ｋＷとし、膜厚は１３５ｎｍとなる
ように成膜した。その後、加熱アニール処理を施した。
加熱室はクライオポンプにより１．０×１０^-4Ｐａ以下
に排気された状態でＡｒを導入し、５０Ｐａに保たれた
状態で加熱アニール処理を行った。加熱処理時間は５分
とした。

【００６１】得られたＩＴＯ膜上に、配向膜材料（ＪＳ
Ｒ社製「ＪＡＬＳ−１０７７−Ｒ２」）を焼成後の膜厚
が０．１μｍとなるようにスピンコートし、２３０℃で
６０分間の加熱処理を行って配向膜を得た。

【００６２】スペーサー形成用の硬化型樹脂組成物とし
て、Ｎ，Ｎ−ジメチロールアクリルアミドとメタクリル
酸メチルの２元共重合体（重量比；４０：６０）を１０
重量％、純水８０重量％、エチレングリコール１０重量
％からなる組成物をインクジェットヘッドよりブラック
マトリクスに重複する領域内に部分的に配置するよう
に、上記配向膜上に付与し、１００℃で１５分間の予備
加熱後、２００℃で３０分間の本加熱処理を行い、幅が
３５μｍのブラックマトリクス上に厚さ５μｍで、底面
が直径２０μｍの円形である略円柱状のスペーサーを得
た。

【００６３】得られたスペーサー付カラーフィルタの各
部材のビッカース硬度は、スペーサーが１２３、着色層
が１０２、保護層が１０８、配向膜が９４であった。

【００６４】また、比較例１として、スペーサー形成用
の硬化型樹脂組成物の組成を日本澱粉工業社製「マルデ
ックス」を固形分５重量％、エチレングリコール２０重
量％、純水７５重量％とした以外は実施例１と全く同様
にしてスペーサー付カラーフィルタを得た。比較例１の
スペーサーのビッカース硬度は９０であった。

【００６５】上記実施例１と比較例１のスペーサー付カ
ラーフィルタを用い、カラー表示の液晶素子を作製して
表示品位を比較したところ、明らかに実施例１の表示品
位が優れていた。

【００６６】

【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、スペーサー下
層を現像液等で汚染する心配もない。また、スペーサー
下層にはビッカース硬度がスペーサーのビッカース硬度
以下の樹脂層が介在するため、外力に対して樹脂層とス
ペーサーの両方、或いは該樹脂層が優先的に吸収するた
め、スペーサーの変形によるセルギャップの変化が低減
され、セルギャップ変化による表示品位の低下が抑制さ
れる。よって、本発明によれば、スペーサーによる表示
への影響がなく、外力による表示品位の低下が抑制され
た液晶素子がより安価に提供される。

【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 (72)発明者山下佳久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Ｆターム(参考） 2H048 BA64 BB02 BB08 BB14 BB37 BB44 2H089 LA07 LA16 LA19 MA01X NA12 NA15 QA12 QA14 QA15 SA01 TA12 2H091 FA02Y FA35Y FB13 FC24 FD04 GA08 KA04 LA11 LA12 LA13 LA15

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
る樹脂組成物からなる着色層と、を備えたカラーフィル
タと、上記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、上記スペーサーのビ
ッカース硬度がスペーサーと透明基板間に位置する樹脂
層のビッカース硬度以上であることを特徴とするスペー
サー付カラーフィルタ。
【請求項２】カラーフィルタが着色層上に保護層を備
えた請求項１記載のスペーサー付カラーフィルタ。
【請求項３】カラーフィルタが着色層上に透明導電膜
を備えた請求項１又は２に記載のスペーサー付カラーフ
ィルタ。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載のスペー
サー付カラーフィルタの製造方法であって、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、を少なくとも
形成してカラーフィルタを形成し、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
により硬化型樹脂組成物を付与し、硬化させることによ
って、スペーサーを形成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５】樹脂組成物からなるインク受容層に、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４記載のスペーサー付カラーフ
ィルタの製造方法。
【請求項６】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４記載のスペーサー付カラーフィルタの製造
方法。
【請求項７】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１〜３のいずれかに記載のスペーサー
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。