JP2001147316A

JP2001147316A - 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: JP2001147316A
Application number: JP33121399A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Wada; 聡和田; Makoto Akahira; 誠赤平
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-11-22
Filing date: 1999-11-22
Publication date: 2001-05-29

Abstract

(57)【要約】【課題】インクジェット方式によるカラーフィルタの
製造において、発一性による混色を防止する。【解決手段】表示領域の一端に非表示領域を設け、表
示領域と非表示領域の境界に隔壁４を設け、非表示領域
から表示領域に向かってインク滴３を吐出して着色部を
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、特にコスト的に比
重の高いカラーフィルタのコストダウンに対する要求が
高まっている。

【０００３】従来、カラーフィルタの製造方法として
は、透明基板上に、ゼラチン、カゼイン、グリュー或い
はポリビニルアルコール等の親水性高分子からなる媒染
層を設けた後、該媒染層を染料色素にて染色してカラー
フィルタの着色部を形成する染色法や、顔料等の着色剤
が透明樹脂中に分散されている感光性着色樹脂を用いて
均一層を形成し、該感光性着色樹脂層をフォトリソグラ
フィーによりパターニングして着色部を形成する顔料分
散法等が知られている。

【０００４】しかしながら、上記染色法は、各色毎に媒
染層の媒染処理を行うという複雑な工程を必要とするた
め、生産性、歩留等の点で問題があり、特に生産コスト
的に不利である。また、顔料分散法の場合には、高価な
感光性着色樹脂をスピンコート法により基板上に塗布
し、感光性着色樹脂層を形成しているために、感光性着
色樹脂の利用効率が非常に悪く、生産コスト的に不利で
ある。

【０００５】上記問題点を解決する方法として、インク
ジェット方式を用いたカラーフィルタの製造方法が提案
されている（特開昭５９−７５２０５号公報、特開昭６
３−２３５９０１号公報、特開平１−２１７３０２号公
報、特開平４−１２３００５号公報）。

【０００６】インクジェット方式によるカラーフィルタ
の製造方法としては、樹脂組成物等からなるインク受容
層に着色インクを付与して着色する方法と、着色樹脂組
成物等からなる硬化型インクを付与して硬化させる方法
があるが、いずれにおいても所望の領域に所望の色のイ
ンクを付与する（描画する）点は共通である。この方法
によれば、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色層の形成を１工程で行う
ことができ、さらに、インクの使用量にも無駄が生じな
いため、大幅な生産性の向上、コストダウンを図ること
ができる。

【０００７】図９に、インクジェット方式によりインク
を付与する工程を模式的に示す。図９において、１は透
明基板上に全面に形成されたブラックマトリクス（遮光
層）であり、複数の開口部２を有している。この開口部
２にインクが付与されて着色画素が形成される。尚、上
記インク受容層を着色する場合などには、着色された領
域（着色部）が開口部２（着色画素）よりも大きい場合
もある。図９中、９１Ｒ、９１Ｇ、９１Ｂは、それぞれ
Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のインクを付与するため
のインクジェットヘッドであり、それぞれ複数のノズル
９２を備えている。

【０００８】図９において、インクジェットヘッド９１
Ｒ〜９１Ｇが画素の配置に対して傾きを有している理由
は、ヘッドのノズル９２のピッチをカラーフィルタの画
素のピッチに合わせるためである。即ち、ヘッドを傾け
て実際にインクを吐出するノズルを数ノズルおきに（図
９では４ノズルおき）設定することで、図９に示すよう
に、カラーフィルタの画素ピッチと異なるピッチのノズ
ルを備えたヘッドを用いることが可能となる。

【０００９】インクジェットヘッド９１Ｒ〜９１Ｇは、
図９に示すように、それぞれインクを付与する画素に対
応してその位置をずらせ、図中の矢印に沿って走査しな
がらインクを付与し、各開口部２に対応した着色部を形
成する。

【００１０】インクジェット方式によりカラーフィルタ
を製造する場合、「混色」が最も大きな問題となる。混
色とは、使用するインクジェットヘッドの着弾精度に限
界があるため、吐出したインク滴が隣の着色部に着弾し
てしまい、異なる色のインク同士が混ざる現象をいう。
また、着弾精度に限らず、吐出するインク滴の量が極端
に多い場合にも、必要以上にインクが拡がって隣の着色
部に達することで混色が発生する。

【００１１】さらに、インクジェット方式に特有の問題
で、「発一性」と呼ばれる現象がある。この発一性と
は、インク吐出までに時間を要した場合に、ノズル内の
インクから溶媒成分が蒸発して、最初の一滴目のインク
滴の着色剤濃度が高くなってしまい、結果として着弾精
度を低下させる（「よれ」と呼ばれる）ことをいう。

【００１２】また、さらに長時間を経過した場合には、
ノズルからインクが吐出しなくなる「不吐」状態に至っ
てしまう。いずれの現象も、使用するインクの物性及び
使用環境に大きく左右される。

【００１３】特に、インクジェット方式によるカラーフ
ィルタの描画工程においては、わずかな時間の経過でイ
ンク濃度が変化してしまう上記発一性は大きな問題であ
る。

【００１４】発一性が発生した場合、吐出されたインク
滴が基板上に着弾後、ドット径が大きくなるため、必要
以上に拡がって隣の異なる色の着色領域にかかる、上記
混色の問題を引き起こす原因となる。また、上記よれの
影響によってさらに混色が引き起こされる可能性が高ま
る。

【００１５】このような発一性の問題を解決する方法と
して、インク吐出開始前に回復動作或いは予備吐と呼ば
れる動作を実施し、当該動作後にできるだけ時間をあけ
ずに吐出操作を行う方法がある。回復動作及び予備吐動
作はいずれも正常に吐出しないインクを各ノズルから吐
き出し、ノズル内のインクをリフレッシュし、一滴目の
吐出から正常な状態にすることを目的としている。

【００１６】しかしながら、実際のカラーフィルタの描
画工程においては、上記回復動作或いは予備吐動作を行
った後に、ヘッドと透明基板（一般的にはガラス基板）
との位置合わせ（アライメント工程）が必要となる。ア
ライメント工程にどの程度の時間が必要かはアライメン
トに求める精度或いは装置の性能によるが、いずれにし
ても、アライメント工程前に回復動作や予備吐動作を行
うと、その効果が低減される可能性がある。逆に、アラ
イメント工程後に回復動作や予備吐動作を行う方法も考
えられるが、描画工程全体の生産タクトを低下させるこ
とに変わりはない。

【００１７】そこで、次に考えられる方法が、図１０に
示されるように、本来必要な表示領域に隣接して、液晶
素子を構成した際に表示に関わらない非表示領域を設
け、該非表示領域からインクの付与を開始する方法であ
る。図中、３はインク滴を示す。

【００１８】図１０に示した方法であれば、回復動作や
予備吐動作といった本来の描画工程に関係なく生産タク
トを低下させる作業を省略することができる。図１０で
は、非表示領域にも開口部２を設けているが、もちろ
ん、開口部２を設けなくてもかまわない。また、図１０
では、開口部２のみにインク滴３を付与しているが、イ
ンク受容層を着色する場合などでは、図１１に示すよう
に、走査方向に連続してインク滴３を付与することも可
能である。

【００１９】尚、図１０，図１１においては、インク滴
３を円形で示しているが、接触したインク滴同士は混ざ
り合い、ラインを形成して開口部２全体を着色すること
は言うまでもない。

【００２０】しかしながら、非表示領域を設けて描画を
行っても、非表示領域の長さによっては、表示領域内に
まで混色が拡がってしまう場合がある。この問題を解決
する方法としては、図１２に示すように、非表示領域で
はインク滴３の吐出密度（着弾間隔）を広げ、インク滴
３を間引く方法などが提案されている。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】インクジェット方式に
よるカラーフィルタの描画工程において混色を防止する
ために、上記非表示領域を設けた場合、該非表示領域は
カラーフィルタの一部として液晶素子に組み込まれるた
め、液晶素子の組み立て工程において問題を生じる恐れ
がある。よって非表示領域はできるだけ狭くすることが
望ましい。

【００２２】一方で、一度混色が発生すると、その発生
箇所から走査方向に向けて表示領域内に一瞬に混色が拡
がる傾向がある。つまり、非表示領域を狭くするに従っ
て、一滴目で発生した混色が表示領域の先頭部に拡がる
可能性がより増すことになる。そして、この問題を回避
するために図１２に示すように間引く方法をとった場合
には、非表示領域内に吐出させるインク量が少なくなる
ことになり、発一性を避け、正常な吐出が可能になるた
めに必要な量のインクを非表示領域に吐出することがで
きないと言った新たな問題を発生させる恐れがあり、非
表示領域が狭くなってしまうと、インク滴を間引く方法
自体が困難になってしまう。

【００２３】本発明の課題は、上記問題点を解決し、イ
ンクジェット方式を用いたカラーフィルタの製造工程に
おいて、狭い表示領域により効率よく発一性を回避し
て、信頼性の高いカラーフィルタを歩留まり良く提供す
ることにあり、さらには、該カラーフィルタを用いて、
カラー表示特性に優れた液晶素子をより安価に提供する
ことにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明のカラーフィルタ
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、を有するカラーフィルタの製造方法であっ
て、透明基板上にインクジェット方式によりインクを付
与して着色部を形成する工程を有し、該工程において、
表示に関わる表示領域の少なくとも一端に隣接して非表
示領域を設け、表示領域と非表示領域との境界に隔壁を
形成した後、非表示領域よりインクの付与を開始し、連
続して表示領域にもインクを付与することを特徴とす
る。

【００２５】上記本発明は、非表示領域と表示領域と
で、付与するインク滴の量を変えること、非表示領域と
表示領域とで、付与するインク滴の吐出ピッチを変える
こと、隔壁がスペーサーを兼ね、該隔壁の形成工程にお
いて表示領域内の遮光層上にもスペーサーを形成するこ
と、透明基板上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、透明
基板上に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。

【００２６】また、本発明のカラーフィルタは、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着色層と、を有する
カラーフィルタであって、表示に関わる表示領域の少な
くとも一端に隣接して非表示領域を有し、該表示領域と
非表示領域との境界に隔壁を備えたことを特徴とする。

【００２７】上記本発明のカラーフィルタは、表示領域
内の遮光層上にスペーサーを備え、隔壁とスペーサーと
が同じ高さであることを好ましい態様として含むもので
ある。

【００２８】また、本発明の液晶素子は、一対の基板間
に液晶を狭持してなり、一方の基板が、上記本発明のカ
ラーフィルタを用いて構成されていることを特徴とす
る。

【００２９】上記本発明の液晶素子は、カラーフィルタ
に対向する基板にのみ液晶を駆動する電極が形成されて
いることを好ましい態様として含むものである。

【００３０】本発明のカラーフィルタの製造方法におい
ては、非表示領域と表示領域との境界部に隔壁を設けて
着色工程を行うことにより、非表示領域に吐出したイン
ク滴が表示領域に到達するのを妨げることができるた
め、最小限に狭い非表示領域で発一性を回避するに十分
な量のインクを吐出させることができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】本発明のカラーフィルタの製造方
法は、基本的には、図９に示したように、各色のインク
ジェットヘッドを走査方向に移動させながら所望の領域
にインクを吐出し、着色部を形成する。

【００３２】図１は、本発明の製造方法の着色工程の様
子を模式的に示した平面図である。図中、１はブラック
マトリクス、２はブラックマトリクスの開口部、３はイ
ンク滴、４は隔壁、５はスペーサーである。

【００３３】図１に示すように、本発明においては、液
晶素子を構成した際に表示に関わる領域である表示領域
の一端に隣接して、非表示領域を設け、該非表示領域と
表示領域との間に隔壁４を設け、非表示領域から着色走
査を開始する。非表示領域において、発一性が発生した
としても、隔壁４が非表示領域に吐出されたインク滴３
が表示領域に拡がるのを阻むことができるため、表示領
域には発一性の影響は及ばない。従って、非表示領域が
狭い場合でも、表示領域に影響を与えることなく非表示
領域に発一性を回避するに十分な量のインクを吐出させ
ることができる。

【００３４】図１においては、非表示領域において連続
してインク滴３を吐出し、表示領域においては、開口部
２に対応して断続的にインク滴３を吐出しているが、特
に本発明はこれに限定されるものではない。即ち、図１
０〜図１２に示したように、全ての領域で連続してイン
ク滴３を吐出したり、開口部２に対応する領域のみイン
ク滴３を吐出したり、或いは、非表示領域では間引いて
吐出するなど、非表示領域の広さや発一性を回避するた
めに必要なインク滴量等に応じて、適宜設定することが
できる。

【００３５】図２に本発明のカラーフィルタの製造方法
の一実施形態の工程を示す。本実施形態は、インク受容
層を着色インクで着色して着色部を形成する方法の一例
である。図中、１はブラックマトリクス、１１は透明基
板、１２はインク受容層、１３はフォトマスク、１４は
非着色部、１５は被着色部、１６はインクジェットヘッ
ド、１７は着色インク、１８は着色部である。また、図
２における（ａ）〜（ｅ）は、下記工程（ａ）〜（ｅ）
にそれぞれ対応する断面模式図である。以下、各工程を
説明する。

【００３６】工程（ａ）透明基板１１上に開口部を有する遮光層を形成し、その
上に全面にインク受容層１２を形成する。透明基板１１
としては、一般にガラスが用いられるが、カラーフィル
タの透明性を損なわず、強度等必要な特性を備えたもの
であれば、プラスチック等も用いることができる。ま
た、本実施形態では遮光層としてブラックマトリクス１
を形成したが、遮光層としてはブラックストライプでも
良く、その膜厚は、通常０．１〜０．５μｍ程度であ
り、透明基板１１上にクロム等金属をスパッタ或いは蒸
着等により成膜し、パターニングして得られる。

【００３７】インク受容層１２は、後述する工程におい
て着色して着色部１８を形成するための着色媒体であ
り、樹脂組成物等で形成する。好ましくは、光照射或い
は光照射と熱処理によってインク受容性が変化する感光
性樹脂組成物で形成し、次工程においてパターン露光し
て混色防止のための非着色部１４を形成するのが好まし
い。感光性としては、ネガ型、ポジ型のいずれでも良
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
る。本実施形態は、光照射によりインク受容性を消失
（或いは低減）する、ネガ型の樹脂組成物を用いた例を
示す。

【００３８】上記樹脂組成物は、スピンコート、ロール
コート、バーコート、スプレーコート、ディップコート
等の方法により透明基板１１上に塗布し、必要に応じて
プリベークしてインク受容層１２とする。インク受容層
１２の厚さは、通常０．３〜３．０μｍ程度である。

【００３９】工程（ｂ）フォトマスク１３を用いて、インク受容層１２をパター
ン露光し、露光部分のインク受容性を消失（或いは低
減）せしめて非着色部１４を形成する。非着色部１４は
ブラックマトリクス１に重なる位置に形成され、特に、
ブラックマトリクス１の開口部境界における白抜けを防
止する観点から、ブラックマトリクス１の幅よりも非着
色部１４が狭くなるように形成することが好ましい。ま
た、混色防止効果を高める上で、非着色部１４が撥イン
ク性を発現するような成分をインク受容層１２に付与し
ておくことも好ましく適用される。

【００４０】当該工程において露光されなかった領域は
被着色部１５となる。また、露光によりインク受容性が
発現（或いは増加）するポジ型の樹脂組成物を用いた場
合には、逆のパターンで露光すればよい。

【００４１】工程（ｃ）非表示領域と表示領域との境界に位置するブラックマト
リクス１上に隔壁４を形成する。本発明にかかる隔壁４
の形成方法としては、特に限定されず、ポリイミドやア
クリル樹脂などの感光性樹脂或いはこれらを着色した感
光性着色樹脂、ポジレジスト、ネガレジスト等を用い、
通常のフォトリソグラフィプロセスによって形成すれば
よい。また、インクジェット方式により、液状の樹脂組
成物を所定の位置に吐出して付与し、硬化させても良
い。

【００４２】本発明においては、上記隔壁４を、液晶素
子のセルギャップを保持するためのスペーサー（図１の
５，図２では不図示）と同時に形成することにより、工
程数を増やすことなく隔壁４を形成することができる。
この場合、隔壁４はスペーサーと同じ高さに形成される
ため、隔壁４がスペーサーとしても機能することにな
る。

【００４３】本発明のカラーフィルタを用いて構成する
液晶素子が、カラーフィルタに対向する基板にのみ液晶
を駆動する電極が形成されている、いわゆるイン−プレ
イン−スイッチング（ＩＰＳ）モードの液晶素子の場合
には、カラーフィルタ上に透明電極を形成する必要がな
い。よって、このような液晶素子に用いるカラーフィル
タでは、着色工程に先だって基板上にスペーサーを形成
することができるため、スペーサー形成工程において隔
壁４をスペーサーの一部として形成し、着色工程後に除
去する必要が無くなる。

【００４４】工程（ｄ）インクジェットヘッド１６により、図１に示したよう
に、非表示領域より表示領域に向かってヘッド１６を走
査しながら、所定の着色パターンに沿って、所定の色の
着色インク１７を被着色部１５に吐出し、着色する。

【００４５】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、また静電吸引力を用いたタ
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。

【００４６】また、本発明において用いられる着色イン
ク１７は、染料或いは顔料等着色剤を含有し、吐出時に
液状であるものであれば、いずれでも好ましく用いられ
る。

【００４７】工程（ｅ）熱処理或いは光照射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１４と着色部１８からなる着
色層を形成する。

【００４８】図３に、本発明の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。本実施形態は、硬化型
インクを硬化させて着色部を形成する方法の一例であ
る。図中、３１は硬化型インクであり、図２と同じ部材
には同じ符号を付した。図３における（ａ）〜（ｄ）
は、下記工程（ａ）〜（ｄ）にそれぞれ対応する断面模
式図である。以下、各工程を説明する。

【００４９】工程（ａ）透明基板１１上に、後述する工程で硬化型インクを収納
するための、開口部を有する遮光層を形成する。本実施
形態では、遮光層としてブラックマトリクス１を形成し
た例を示したが、ブラックストライプでもかまわない。
また、ブラックマトリクス１が隣接する異なるインク同
士の混色を防止するための隔壁としても作用することか
ら、その厚さは、０．５μｍ以上が好ましい。また、素
材としては、黒色レジスト等黒色樹脂組成物が好ましく
用いられる。

【００５０】工程（ｂ）図２の工程（ｄ）と同様にして、非表示領域と表示領域
との境界のブラックマトリクス上に隔壁４を形成する。

【００５１】工程（ｃ）インクジェットヘッド１６により、図１に示したよう
に、非表示領域より表示領域に向かってヘッド１６を走
査しながら、所定の着色パターンに沿って、所定の色の
硬化型インク３１をブラックマトリクス１の開口部に吐
出する。

【００５２】本発明で用いられる硬化型インク３１は、
着色した硬化型樹脂組成物であり、少なくとも染料或い
は顔料等着色剤と、熱処理或いは光照射等エネルギー付
与により硬化する樹脂を含有している。例えば熱硬化型
の樹脂組成物としては、公知の樹脂と架橋剤の組み合わ
せが使用でき、具体的には、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または酸
無水物、エポキシ化合物などが挙げられる。また、光硬
化型樹脂組成物としては、市販のネガ型レジストが好適
に用いられる。

【００５３】また、上記硬化型インクには、種々の溶媒
を用いることができる。特に、インクジェット方式に用
いる場合の吐出性の面から、水及び水溶性有機溶剤の混
合溶媒が好ましく用いられる。

【００５４】さらに、上記成分の他に必要に応じて所望
の特性を持たせるために、界面活性剤、消泡剤、防腐剤
等を用いることができ、さらに、市販の水溶性染料など
を添加することもできる。

【００５５】また、上記した光或いは熱硬化型樹脂のう
ち、水或いは水溶性有機溶剤に溶解しないものでも安定
に吐出可能なものであれば、水や水溶性有機溶剤以外の
溶媒を用いてもかまわない。また、特に光により重合す
るタイプの硬化性化合物を用いる場合には、染料をモノ
マーに溶解した無溶剤タイプとすることもできる。

【００５６】工程（ｄ）熱処理或いは光照射等必要な処理を施して硬化型インク
３１を硬化させ、着色部１８を形成する。

【００５７】次に、インクジェットヘッドより吐出され
るインク滴量（吐出量）の制御方法について、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
タイプを例に挙げて説明する。

【００５８】バブルジェットタイプのインクジェットヘ
ッドでは、インク液室からインク吐出口に至る液路内の
において、インクをヒーターにより急激に加熱すること
によって、インク中に気泡（バブル）を発生させ、この
バブルの体積膨張によりインクを吐出口より押し出して
吐出する。従って、ヒーターに加える駆動パルスを制御
することにより、気泡の大きさを調整することが可能で
あり、これによって吐出口より吐出されるインク滴の量
を制御することができる。

【００５９】図４に上記ヒーターの駆動パルスを例示す
る。図４（ａ）はシングルパルス駆動、（ｂ）はダブル
パルス駆動のパルス波形であり、（ａ）のシングルパル
ス駆動の場合、電圧（Ｖ−Ｖ₀）はもちろんこと、パル
ス幅（Ｔ）を変化させることで吐出量を制御することが
できる。また、吐出量の制御幅と言った観点では、
（ｂ）のダブルパルス駆動はより広く調整することがで
き、効率がよい。

【００６０】図４（ｂ）において、Ｔ₁をプレパルス
幅、Ｔ₂を休止期間、Ｔ₃をメインパルス幅とする。シン
グルパルス駆動に比べてダブルパルス駆動が効率的な理
由としては、ヒーターの発熱量はその表面に触れたイン
クに一部吸収されるため、プレパルスを投入すること
で、インク自体をある程度温めておき、その後のメイン
パルスでの発泡を助ける役目を果たすことができるから
である。

【００６１】上記ダブルパルス駆動において、メインパ
ルス幅Ｔ₃を一定とし、プレパルス幅Ｔ₁を可変とするこ
とで、非表示領域に吐出するインク滴の量の増減調整を
可能とすることができる。即ち、Ｔ₁を長くすると吐出
量は増加し、短くすると低下する。以下にダブルパルス
駆動においてＴ₁を選択して吐出量を制御する一例を示
す。

【００６２】図５に示したように、ノズルに対応した２
ビットのデータがインクジェットヘッドをコントロール
するコントロールボードのＲＯＭエリアＡ及びＢに書き
込まれている。この２ビットのデータで、図６（ａ）〜
（ｄ）に示す４種類のパルス幅のパルスＰＨ₁〜ＰＨ₄が
選択可能であるものとする。例えば、ノズルＮｏ．１、
２は（０，１）であり、ＰＨ₂が、ノズルＮｏ．３は
（１，０）であるからＰＨ₃のパルスが選択される。こ
のように、インクジェットヘッドの描画が開始される前
にこのプレパルスの選択ビットにより各ノズルのプレパ
ルス幅が決定され、その後、図６（ｅ）のメインパルス
ＭＨが印加される。各ノズルにおいて、走査期間内にお
いて吐出量を変更したい所望の位置で上記プレパルス選
択ビットを書き換えることで、吐出量制御が可能とな
る。

【００６３】図７に上記吐出量制御の電気回路構成を示
す。図７において、信号線ＶＨはインクジェットヘッド
の電源、Ｈ_GNDはＶＨに対するＧＮＤ線、ＭＨはメイン
パルスの信号線、ＰＨ₁〜ＰＨ₄は先に示したプレパルス
の信号線、Ｂ_LATはＰＨ₁〜ＰＨ₄を選択するためのビッ
トデータをラッチするための信号線、Ｄ_LATは描画に必
要なデータ（描画パターンデータ）をラッチするための
信号線、ＤＡＴＡはビットデータ及び描画パターンデー
タがシリアルデータとして転送されシフトレジスタに確
認される信号線である。

【００６４】図７のような構成において、図５で示した
ビットデータ（選択ビット）がシリアルデータとしてＤ
ＡＴＡ信号線からシフトレジスタに格納される。全ノズ
ルのビットデータがそろったところで、Ｂ_LAT信号が発
生し、ビットデータがラッチされる。

【００６５】次に、描画に必要な描画パターンデータが
同様にＤＡＴＡ信号線からシフトレジスタに格納され
る。全ノズルのデータがそろったところで、Ｄ_LAT信号
が発生してデータがラッチされる。先にラッチされたビ
ットデータから選択論理回路を通してＰＨ₁〜ＰＨ₄のい
ずれかが選択される。選択されたＰＨ信号とメインパル
ス信号ＭＨが合成されて、さらに描画パターンデータと
ＡＮＤをとってノズルＮのトランジスタが駆動され、抵
抗（ヒーターボード）にＶＨが印加されてノズルからイ
ンクが吐出される。この工程が全ノズルにわたってなさ
れる。ＰＨ信号とＭＨ信号との合成波形は図６（ｆ）〜
（ｉ）に示す通りである。吐出量を変更したい所望のタ
イミングで新たなビットデータをシフトレジスタに送
り、Ｂ_LAT信号を発生させることにより吐出量の制御は
可能である。

【００６６】上記駆動例では、２ビットを使用して４種
類のＰＨパルスを選択可能としているが、１ビットを使
用して２種類の選択としても駆動することは可能であ
る。また、さらにビット数を増やすことでより細かい吐
出量制御が可能であるが、その反面、選択論理回路が複
雑になることは言うまでもない。

【００６７】次に、本発明の液晶素子の一実施形態の断
面模式図を図８に示す。本実施形態は、図３の工程によ
って作製されたカラーフィルタを用いて、ＩＰＳモード
の液晶素子を構成した例である。図中、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、８１は対
向基板、８２ａ，８２ｂは電極、８３は配向膜、８４は
液晶である。

【００６８】カラー液晶素子は、一般的にカラーフィル
タ基板と対向基板とを合わせ込み、液晶８４を狭持する
ことにより形成される。ＩＰＳモードの液晶素子では、
一方の基板８１の内側に電極８２ａ，８２ｂ及び必要に
応じてＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のスイッチング素
子をマトリクス状に形成する。また、もう一方の基板１
１の内側には、電極８２ａ、８２ｂ一組に対向する位置
に、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかが配列するようにカラーフィ
ルタの着色部１８が設置される。対向基板８１側には配
向膜８３が形成され、液晶分子を所定の方向に配向させ
ている。これらの基板は、不図示のスペーサー（図１の
５）及び隔壁（図１及び図２の４）を介して対向配置さ
れ、シール材（不図示）によって貼り合わされ、その間
隙に液晶８４が充填される。

【００６９】上記液晶素子は、透過型の場合には、基板
８１及び電極８２ａ，８２ｂを透明素材で形成し、それ
ぞれの基板の外側に偏光板を接着し、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、液晶化合物
をバックライトの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。また、反射型
の場合には、基板８１或いは電極８２ａ，８２ｂを反射
機能を備えた素材で形成するか、或いは、基板８１上に
反射層を設け、透明基板１１の外側に偏光板を設け、カ
ラーフィルタ側から入射した光を反射して表示を行う。

【００７０】

【実施例】厚さ１．１ｍｍのガラス基板上に、厚さ１．
０μｍのアクリル系樹脂からなる黒色レジスト層を形成
し、パターニングして図１のａ＝７２μｍ、ｂ＝２３
８．５μｍの開口部を有し、幅が図１のｃ＝２１μｍと
ｄ＝４０．５μｍのブラックマトリクスを形成した。

【００７１】走査開始端部より１．０ｍｍまでを非表示
領域として、該非表示領域と表示領域との境界に高さ５
±０．０３μｍの隔壁を形成した。該隔壁は、ＪＳＲ社
製のスペーサー形成用ネガレジスト「オプトマーＮＮ７
００」を用い、フォトリソグラフィによって形成した。
また、該隔壁と同時に、スペーサーとして走査方向に平
行なラインのブラックマトリクス１本おきに、隔壁と同
じ高さのスペーサー柱を２７９μｍピッチで形成した。

【００７２】上記基板上に、着色剤としてＲ、Ｇ、Ｂの
いずれかの染料と架橋剤を含む樹脂組成物からなる硬化
型インクを用い、図１に示すように、非表示領域から表
示領域に向かってインクジェットヘッドを走査しなが
ら、ブラックマトリクスの開口部に吐出した。その後、
熱処理を施してインクを硬化させた。

【００７３】得られたカラーフィルタを顕微鏡にて観察
したところ、非表示領域では発一性により一部混色が発
生していたが、該混色は隔壁に阻まれて表示領域には達
していなかった。

【００７４】また、得られたカラーフィルタを用いて、
図８に示したＩＰＳモードのカラー液晶素子を作製し、
表示を行ったところ、均一なセルギャップで良好なカラ
ー表示が得られた。

【００７５】また、比較例として、隔壁を形成しない以
外は上記実施例と同様にカラーフィルタを作製し、同様
に顕微鏡にて観察したところ、発一性により非表示領域
で発生した混色が表示領域に及んでいた。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発一性による混色が防止されたカラーフィルタを歩留ま
り良く提供することができ、カラー表示特性に優れた液
晶素子をより安価に提供することができる。また、特
に、ＩＰＳモードの液晶素子を構成する場合には、工程
数を増やすことなく本発明を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルタの製造方法の一実施形
態の着色工程を示す模式図である。

【図２】本発明の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】本発明の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。

【図４】本発明に用いられる、バブルジェットタイプの
インクジェットヘッドのヒーターの駆動パルス波形を示
す図である。

【図５】本発明に用いられる、バブルジェットタイプの
インクジェットヘッドのヒーターのダブルパルス駆動に
おけるプレパルスの２ビットデータの一例を示す図であ
る。

【図６】本発明に用いられる、バブルジェットタイプの
インクジェットヘッドのヒーターのダブルパルス駆動に
おける各パルス波形及び合成パルス波形を示す図であ
る。

【図７】本発明に用いられる、バブルジェットタイプの
インクジェットヘッドのヒーターのダブルパルス駆動に
おける電気回路構成図である。

【図８】本発明の液晶素子の一実施形態の断面模式図で
ある。

【図９】インクジェット方式を用いたカラーフィルタの
着色工程におけるインクジェットヘッドと基板との関係
を示す平面模式図である。

【図１０】従来のインクジェット方式によるカラーフィ
ルタの着色工程の一例を示す平面模式図である。

【図１１】従来のインクジェット方式によるカラーフィ
ルタの着色工程の他の例を示す平面模式図である。

【図１２】従来のインクジェット方式によるカラーフィ
ルタの着色工程の他の例を示す平面模式図である。

【符号の説明】

１ブラックマトリクス２開口部３インク滴４隔壁５スペーサー１１透明基板１２インク受容層１３フォトマスク１４非着色部１５被着色部１６インクジェットヘッド１７着色インク１８着色部３１硬化型インク８１対向基板８２ａ，８２ｂ電極８３配向膜８４液晶９１Ｒ，９１Ｇ，９１Ｂインクジェットヘッド９２ノズル

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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、を有するカラーフィルタの製造方法であっ
て、透明基板上にインクジェット方式によりインクを付
与して着色部を形成する工程を有し、該工程において、
表示に関わる表示領域の少なくとも一端に隣接して非表
示領域を設け、表示領域と非表示領域との境界に隔壁を
形成した後、非表示領域よりインクの付与を開始し、連
続して表示領域にもインクを付与することを特徴とする
カラーフィルタの製造方法。
【請求項２】非表示領域と表示領域とで、付与するイ
ンク滴の量を変える請求項１記載のカラーフィルタの製
造方法。
【請求項３】非表示領域と表示領域とで、付与するイ
ンク滴の吐出ピッチを変える請求項１又は２に記載のカ
ラーフィルタの製造方法。
【請求項４】隔壁がスペーサーを兼ね、該隔壁の形成
工程において表示領域内の遮光層上にもスペーサーを形
成する請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタ
の製造方法。
【請求項５】透明基板上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１〜４のいずれかに記載のカラーフィルタの製造
方法。
【請求項６】透明基板上に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インクを付与して硬化し、着色
部を形成する請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフ
ィルタの製造方法。
【請求項７】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、を有するカラーフィルタであって、表示に
関わる表示領域の少なくとも一端に隣接して非表示領域
を有し、該表示領域と非表示領域との境界に隔壁を備え
たことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項８】表示領域内の遮光層上にスペーサーを備
え、隔壁とスペーサーとが同じ高さである請求項７記載
のカラーフィルタ。
【請求項９】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７または３に記載のカラーフィルタを
用いて構成されていることを特徴とする液晶素子。
【請求項１０】カラーフィルタに対向する基板にのみ
液晶を駆動する電極が形成されている請求項９記載の液
晶素子。