JP2001214096A - 記録用インク、インクジェット記録方法、カラーフィルタの製造方法、被膜性インク、液晶ディスプレイパネルの製造方法、及び、液晶ディスプレイパネル - Google Patents

記録用インク、インクジェット記録方法、カラーフィルタの製造方法、被膜性インク、液晶ディスプレイパネルの製造方法、及び、液晶ディスプレイパネル

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JP2001214096A
JP2001214096A JP2000022427A JP2000022427A JP2001214096A JP 2001214096 A JP2001214096 A JP 2001214096A JP 2000022427 A JP2000022427 A JP 2000022427A JP 2000022427 A JP2000022427 A JP 2000022427A JP 2001214096 A JP2001214096 A JP 2001214096A
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color filter
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Masafumi Hirose
雅史 広瀬
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性、耐光性に優れ、インクジェット方
式によるカラーフィルタ製造に好適な緑色色調のイン
ク、及び耐洗浄性及び基板との密着性に優れ、着色部に
滲みがなく、色彩コントラスト及び色純度が高いカラー
フィルタの提供。 【解決手段】 式(1)のフタロシアニン系色素と水溶性
有機溶剤とを有する記録用インク、インクジェット記録
方法、カラーフィルタの製造方法、被膜性インク、液晶
ディスプレイパネルの製造方法、及び、液晶ディスプレ
イパネル。

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等に使用されているカラー液晶デ
ィスプレイのカラーフィルタ及びその製造方法、該カラ
ーフィルタ用に好適な記録用インク、並びに該カラーフ
ィルタを組み込んだ液晶ディスプレイパネルの製造方法
及び液晶ディスプレイパネルに関する。
【0002】
【従来の技術】カラーフィルタは、カラー液晶ディスプ
レイの重要な構成部品であり、このフィルタは、透明基
板上に赤(R)、緑(G)及び青(B)の三原色からな
る画素を繰り返して多数配列した構造をしている。
【0003】近年、パーソナルコンピュータの発達、特
に、携帯用のパーソナルコンピュータの発達に伴い、液
晶ディスプレイ、特に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、更なる普及のため
には、より高精細で、且つ、高画質なディスプレイの提
供と同時に、ディスプレイ本体の製造コストを下げなけ
ればならないという相反する要求を満足させる必要があ
る。特に、コスト的に製品に占める比重の高いカラーフ
ィルタに対する前記の要求が急速に高まっている。しか
しながら、従来から、カラーフィルタの要求特性を満足
しつつ、上記の要求に応えるべく種々の方法が試みられ
ているが、未だすべての要求特性を満足するものは得ら
れていない。
【0004】以下に、カラーフィルタの代表的な製造方
法について説明する。最も多く用いられている第1の方
法は染色法である。染色法では、染色することの容易な
水溶性の高分子材料に感光剤を添加したものを用い、こ
れを、フォトリソグラフイー工程により透明支持体上に
所望の形状にパターニングした後、得られたパターンを
染色浴に浸漬して着色パターンを得る。上記の工程を3
回繰り返すことにより、R、G、Bのカラーフィルタが
形成される。
【0005】次に多く用いられている第2の方法は顔料
分散法であり、近年、上記の染色法に取って代りつつあ
る。この方法では、先ず、基板上に顔料を分散させた感
光性樹脂層を形成し、これをパターニングすることによ
り単色のパターンを得る。そして、この工程を3回繰り
返すことにより、R、G、Bの3色カラーフィルタを形
成する。
【0006】第3の方法は電着法である。この方法で
は、先ず、基板上に透明電極をパターニングする。次
に、顔料、樹脂、電解液等の入った電着塗装液に浸漬し
て、第1の色を電着する。この工程を3回繰り返すこと
により、R、G、Bのカラーフィルタ層を形成し、最後
に焼成することによってカラーフィルタを形成する。
尚、これらの第1〜第3のいずれの方法においても、着
色層上に保護層を形成するのが一般的である。
【0007】第4の方法は印刷法である。印刷法では、
熱硬化型の樹脂に顔料を分散させ、印刷を3回繰り返す
ことにより、R、G、Bのカラーフィルタ層を形成した
後、樹脂を熱硬化させることにより着色層を形成するも
のである。上記に挙げたいずれの方法にも共通している
点は、R、G、Bの3色を着色するために同一工程を3
回繰り返していることであり、それは、必然的に製造コ
スト高に繋がる。更に、工程数が多いほど、製品の歩留
りが低下するという問題もある。
【0008】更に、電着法においては、形成可能なパタ
ーン形状が限定されるため、現状の技術では、TFTカ
ラー液晶用ディスプレイには適用できない。又、第4の
印刷法においては、解像性及び平滑性が悪いという欠点
があり、ファインピッチのパターンは形成できない。
【0009】上記したように、カラーフィルタの製造方
法には既に幾つかの方法があるが、ディスプレイの色彩
性を重視する観点からは、色材として染料を用いる染色
法が一般的に有利とされている。しかしながら、上記し
た通り、染色法においては、画素を形成する際に、染色
液に基板を浸漬する方法が採られているため、用いる受
容層に染着しにくい染料は、例え、色調(スペクトル特
性)が良好であっても使用できないといった欠点があ
る。これに対し、使用できる染料の種類を増やすべく、
染料がアニオン型の場合は、受容層中に4級アンモニウ
ム等のカチオン基を導入して、染料の染着性を向上させ
ようという試みが一般的に行われている。しかし、この
方法では、染料の色調が変化したり(スペクトルシフ
ト)、耐熱性が低下してしまう等の問題が発生してい
る。
【0010】更には、調色のために複数の染料から成る
染色液を用いた場合には、各染料と受容層との間の染着
性が必ずしも同一ではないため、所望の色調にコントロ
ールすることが困難になるといった問題も生じている。
このため、現実には、微妙な色調コントロールが困難な
ばかりか、使用できる染料や受容層材料の種類も大幅に
制約されている。
【0011】これらの欠点を改良するために、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63
−235901号公報、特開平1−217302号公
報、特開平4−123005号公報等参照)。これらは
前記の方法と異なり、R、G、Bの各色素を含有する着
色液(インク)をノズルより噴射し、フィルタ基板に直
接付与し、付着したインクをフィルタ基板上で乾燥させ
て画素を形成するものである。
【0012】かかる方法によれば、着色部の形成の際
に、前述した染色法のような染料−受容層間の染着プロ
セスを経ないため、受容層側にカチオン基導入等による
染着性向上手段を用いる必要がないという利点がある。
従って、染着前後での染料自体の色調変化(スペクトル
シフト)や、耐熱性の低下といった問題も回避可能であ
り、更には、調色のため複数の染料を含有するインクを
用いた場合であっても、予想と大幅に異なった色調にな
ることが生じない。又、R、G、Bの各着色層の形成を
一度に行うことができ、更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、コストダウン等の
効果も期待できる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インクジェット記録方法によるカラーフィルタの作製方
法では、使用されている染料が必ずしもインクジェット
方式に好適なものばかりではなく、又、受容層材料と染
料のマッチング、インクジェット方式による描画条件
(受容層種及びそこに噴射された染料の量)等も技術的
に不明な点が多く存在している。このため、下記に挙げ
たような解決すべき新たな技術課題が発生していたが、
現状では、下記要求特性の全てを満足するものはなく、
従って、問題の早急な解決方法の確立が望まれていた。
【0014】(1)着色部とカラーフィルタ基板との間
の密着性がよいこと。 (2)着色部の色純度が高いこと(例えば、B画素の場
合は、G、Rの波長帯の光を十分に遮光すること)。 (3)着色部の滲みがないこと。 (4)着色部の耐熱性が良好なこと。
【0015】これらの要求性能を満足するインクについ
ての検討が行なわれた結果、フタロシアニン系染料とア
ゾ系染料の組み合わせによって、これを実現することが
可能となった。ところが、フタロシアニン系のシアン染
料にアゾ系のイエロー染料を混合して緑色色相を呈する
ようにするには、アゾ系のイエロー染料の混合比が、シ
アン染料と同量以上に配合することを必要とした。この
状態においては、緑色記録部位は、耐水性に乏しく、耐
光性に乏しいものとなってしまう。
【0016】本発明は、上記した従来技術の課題を解決
するためになされたものであり、その目的とするところ
は、上記要求特性を全て満足するインクとして非常に有
用であり、且つ、耐光性に優れた緑色色調の記録用イン
クを提供することにある。更には、このインクを用いて
インクジェット方式により優れた特性のカラーフィルタ
が容易に得られるカラーフィルタの製造方法、並びに優
れた特性のカラーフィルタ及び液晶パネルを提供するこ
とにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、下記の本
発明によって達成される。即ち、本発明は、下記一般式
(1)によるフタロシアニン系色素と、水溶性有機溶剤
を少なくとも含有することを特徴とする記録用インクで
ある。
【0018】
【0019】又、本発明の記録用インクの別の好ましい
実施形態は、インク中に、更に被膜化成分を含むことを
特徴とする被膜性インクである。そして、これらのイン
クを用い、基板上にインクジェット方式によってインク
を付与することで複数の着色画素を形成すれば、優れた
特性のカラーフィルタが容易に、且つ、経済的に得られ
る。更に、かかるカラーフィルタの製造方法によって製
造されるカラーフィルタを用い、例えば、パネル基板が
そのカラーフィルタに対向して配設され、該フィルタと
該パネル基板との間に少なくとも液晶組成物が封入する
ことで、優れた特性を有する液晶パネルが提供できる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、好ましい実施の形態を挙げ
て、本発明の記録用インク等について詳細に説明する。
上記目的を達成するために、本発明者は鋭意研究の結
果、フタロシアニン系染料にアゾ染料を結合せしめた特
定の構造を有するフタロシアニン系染料を記録用インク
の色材に用いることにより、黄色染料の添加を低減する
ことができ、緑色色調をなすと共に、高い耐光性を有す
るカラーフィルタを作成できることを知見して本発明に
至った。尚、本発明の記録用インクは、従来の記録技術
においても優れた性能を示し、筆記具用インク、インク
ジェット用インク等、各種記録技術用途に用いることも
可能である。
【0021】先ず、本発明の記録用インクを特徴付ける
下記の一般式(1)で表されるフタロシアニン系染料に
ついて説明する。
【0022】MPcについて更に述べると、以下の構造
式(I)又は(II)で示されるフタロシアニン骨格であ
る。
【0023】従来より、グリーン用の画素用色素とし
て、シアン系の色調を有するフタロシアニン系色素を用
いた場合には、任意の黄色色調の色素を混合させて、緑
色色調とする必要があった。例えば、フタロシアニン系
のシアン染料にアゾ系のイエロー染料を混合させて緑色
色相を呈させるが、この場合に、アゾ系のイエロー染料
の混合比が、シアン染料と同量以上に多量に配合させる
ことを必要とし、更に、かかるインクを用いて形成した
緑色記録部位は、耐水性や耐光性に乏しいものであっ
た。
【0024】これに対し、本発明では、単に、黄色色調
の色素を混合させるのではなく、フタロシアニン系染料
にアゾ染料を結合せしめた上記一般式(1)に示した特
定の構造を有するフタロシアニン系染料を、インクの色
材として用いることにより、上記に挙げた課題を解決し
たカラーフィルタの画素用色素、特に、グリーン用の画
素用色素として有効な記録用インクを提供する。
【0025】特に、本発明の記録用インクに用いる上記
のフタロシアニン系色素は、耐熱性に優れ、カラーフィ
ルタ製造の際に要求される180℃以上の高熱下に曝さ
れても変退色の程度が小さく、好ましいものである。即
ち、シアン系の色調を有するフタロシアニン系色素をグ
リーン用色素として用いる際には、従来は、アゾ系の色
素を多く混合させて用いる必要があった。これに対し、
本発明においては、フタロシアニン系染料にアゾ染料を
結合せしめた特定の構造を有するフタロシアニン系染料
をインクの色材として用いることによって、フタロシア
ニン色素が有すると同等の耐熱性を有し、且つ、得られ
る画素の色純度が高く、しかも色彩コントラストの高い
黄色色素を有する記録用インクが得られる。
【0026】一般式(1)中のRとして用いられるもの
は、一般に、アゾ染料のカップラーとして用いられる芳
香環化合物が好適に用いられ、具体的には、下記の式2
〜4のものが挙げられる。
【0027】前記一般式(1)に示した特定の構造を有
するフタロシアニン系染料の例としては、下記の式5〜
8で示されるものが挙げられる。
【0028】本発明で使用する一般式(1)で表される
特定の構造を有するフタロシアニン系染料は、一般式
(1)中のフタロシアニン骨格の中心金属Mによって染
料特性が異なる。従って、例えば、カラーフィルタの画
素を形成するためのインクとしては、色調の面から、亜
鉛、アルミニウム誘導体等であるものが好適に用いられ
る。又、一般記録用途に使用する際には、中心金属Mが
銅であるものとすれば、耐久性に優れた色素が得られ、
好適である。
【0029】一般的なフタロシアニンの合成法として
は、実験化学講座第4版17巻395〜401頁にある
ような合成法が用いられる。本発明で用いる前記した特
定のフタロシアニン色素の合成法としては、特開平06
−172361号公報に示されるような方法により、ア
ミノフェノキシフタロシアニンを合成した後、該フタロ
シアニン中間体をジアゾ化し、カップリングすることに
よって、本発明に用いるアゾ結合型フタロシアニンが得
られる。或いは、中間体であるフェノキシフタロニトリ
ルを合成する際に、水酸基を有するアゾ染料を原料とし
てアゾ結合型フェノキシフタロニトリルを合成し、これ
を環化することにより、本発明の色素を合成することが
可能である。いずれの経路によっても合成が可能である
が、収率と操作性の観点から、後者の合成経路による方
法が望ましい。
【0030】この色素は、ほぼ緑色色調をなし、分子中
に有するmの数により色調を調整することが可能であ
る。これにより、調色用のアゾ系或いは他の構造を有す
る黄色色素の配合量を低減することができ、この結果、
本発明のインクは、よりフタロシアニン系色素の耐久性
の高さを発揮し得るインクとなる。上記した特定の構造
を有する染料化合物のインク中に含有される量として
は、0.5〜20重量%、好ましくは、1〜15重量%
の範囲である。又、染料は必要に応じてこれ以外の染料
を包含してもよい。
【0031】上記したような染料を有する本発明の記録
用インク中には、水溶性有機溶剤が添加されが、特に、
インクジェット用に用いられるインク中にはヘッド先端
での染料の析出による目詰まり現象を回避する等の目的
のために、高沸点有機溶媒を添加することが好ましい。
例えば、インクに含まれる水溶性有機溶剤のうち少なく
とも一つとして、沸点120℃以上のものを添加するこ
とが好ましい。
【0032】本発明の記録用インクに用いることのでき
る好ましい沸点が120℃以上である水溶性有機溶剤と
しては、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセ
トアミド等のアミド類;ポリエチレングリコール、ポリ
プロピレングリコール等のポリアルキレングリコール
類;ジアセトンアルコール等のケトン又はケトアルコー
ル類;エチレングリコール、プロピレングリコール、ブ
チレングリコール、トリエチレングリコール、1,2,
6−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレ
ングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレン基
が2〜6個の炭素原子を含むアルキレングリコール類;
グリセリン;エチレングリコールモノメチル(又はエチ
ル)エーテル、ジエチレングリコールメチル(又はエチ
ル)エーテル、トリエチレングリコールモノメチル(又
はエチル)エーテル等の多価アルコールの低級アルキル
エーテル類;N−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリ
ドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が挙
げられる。又、そのインク中における含有量は、インク
全量に対して10wt%以上であることが好ましい。
【0033】又、沸点が120℃以下の水溶性有機溶剤
が添加されることもしばしばあるが、このような有機溶
媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコ
ール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコー
ル、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコー
ル、tert−ブチルアルコール等の炭素数1〜4のア
ルキルアルコール類;アセトン等のケトン又はケトアル
コール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテ
ル類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコ
ール等のポリアルキレングリコール類;エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、
1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が挙げられ
る。
【0034】又、本発明の記録用インクには、更に、非
イオン系、アニオン系、カチオン系等の界面活性剤を含
有させてもよく、他にも、pH調整剤、防かび剤等の添
加剤を必要に応じて添加してもよい。
【0035】更に、本発明の記録用インクの別の形態と
しては、前記した一般式(1)で表されるフタロシアニ
ン系色素と、上記に挙げたような水溶性有機溶剤に加
え、更に被膜化成分を少なくとも含有し、且つ、インク
付与後に熱又は光、或いはその両方を照射することによ
ってインクが被膜化される被膜性インクが挙げられる。
以下、本発明の被膜性インクについて説明する。
【0036】本発明の被膜性インクに用いる被膜化成分
としては、少なくとも1種或いは数種のアクリルモノマ
或いは重合体であることが望ましい。具体的には、以下
に挙げるような単量体或いはその重合体、及び又は、こ
れらの単量体と共重合体を形成し得る他のビニル系単量
体、又は、それらの共重合体を含むものが望ましい。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、これらに限定されない。
【0037】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
ることが出来るが、勿論、これらに限られるものではな
い。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。
【0038】インク中に含有させる上記したような被膜
化成分の含有量としては、0.01〜30重量%が好ま
しく、特に0.1〜10重量%が望ましい。インクを被
膜化させる方法として光を用いる場合には、更に、各種
の光硬化性樹脂成分や光重合開始剤を加えてもよい。
【0039】次に、本発明における液晶ディスプレイ等
に用いるカラーフィルタ(以下、単に、液晶用カラーフ
ィルタと呼ぶ)の製造方法について説明する。図1は、
本発明における液晶用カラーフィルタの製造方法を示し
たものであり、本発明の液晶用カラーフィルタの構成の
1例が示されている。図1中の1は基板を示している
が、基板としては、一般にガラス基板を用いることがで
きる。しかし、液晶用カラーフィルタとしての透明性、
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い。例えば、TFTアレイ
の設けられた基板上に直接カラーフィルタを形成すれ
ば、位置あわせの精度に優れるオンアレイ型のカラーフ
ィルタを得ることが可能である。
【0040】図1(a)は、ブラックマトリクス2が形
成されたガラス基板1を示したものであり、7は光透過
部を示す。ブラックマトリクスの形成方法としては、例
えば、基板上に直接設ける場合は、スパッタ若しくは蒸
着により金属薄膜を形成し、フォトリソ工程によりパタ
ーニングする方法が挙げられ、又、樹脂組成物上に設け
る場合は、一般的なフォトリソ工程によるパターニング
の方法が挙げられる。しかし、本発明は、これらに限定
されるものではない。
【0041】図1の手順では、先ず、ブラックマトリク
ス2の形成された基板1上に硬化可能な樹脂組成物を含
む層を形成し、これを硬化させることによって、基板1
上にインク受容層3を形成する(図1(b))。インク
受容層3としては、構造単位として1種或いは数種のア
クリルモノマ単位を持つ重合体を含有するように構成す
るのが好ましい。インク受容層を形成する材料として
は、以下の一般式(2)を少なくとも有するものを用い
ることが好ましく、インク受容層としては、これに相当
するアクリルアミド単量体単独の重合体、或いは、その
単量体と他のビニル系単量体との共重合体を含むか、若
しくは、それら重合体を複数種含むものであることが好
ましい。
【0042】
【0043】上記一般式(2)で表される構造単位に相
当する単量体としては、具体的には、例えば、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等が挙げられるが、
これらに限られるものではない。
【0044】又、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;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
とができるが、これらに限られるものではない。上記式
(2)で表される構造単位に相当する単量体と、これら
の他のビニル系単量体との共重合比は、モル比で95:
5〜5:95の範囲とすることが望ましい。
【0045】本発明で使用するインク受容層には、上記
したようにして形成される単独重合体及び/又は共重合
体に、更に、他の高分子化合物が混合されたものでもよ
い。このような高分子化合物としては、例えば、ポリビ
ニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニルア
セタール、ポリウレタン、カルボキシメチルセルロー
ス、ポリエステル、ポリアクリル酸(エステル)、ヒド
ロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロー
ス、或いは、これらの変性物等の合成樹脂、又、アルブ
ミン、ゼラチン、カゼイン、でんぷん、カチオン化でん
ぷん、アラビアゴム、アルギン酸ソーダ等の天然樹脂等
も挙げられる。これらの他の高分子化合物の配合量とし
ては、インク受容層を構成する樹脂全量に対して、70
重量%以下とすることが好ましい。
【0046】又、インク受容層3には、必要に応じて各
種添加剤が含まれていてもよい。添加剤の具体的な例と
しては、各種界面活性剤、染料固着剤(耐水化剤)、消
泡剤、酸化防止剤、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、分散
剤、粘度調整剤、pH調整剤、防カビ剤、可塑剤等が挙
げられる。これらの添加剤については、従来公知の化合
物から目的に応じて任意に選択すればよい。
【0047】上記インク受容層の形成方法としては、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を用いることができる。こ
のような方法で形成したインク受容層に、更に、必要に
応じてプリベークを行った後、インクジェット記録方式
により、先に説明した水溶性染料等を含むR、G、Bの
各色インク5を用いて着色する(図1(c))。着色に
用いるインクとしては、前記した水溶性染料以外の染料
及び顔料のいずれも併用することができ、又、液状イン
ク、ソリッドインク共に使用できるが、特に本発明のカ
ラーフィルタの製造方法の場合には、水性インクを用い
ることが非常に好適である。
【0048】図1(c)中の4はインクジェット記録ヘ
ッドを、5は、R、G及びBの各インク滴を模式的に示
したものである。インクジェット記録方式としては、エ
ネルギー発生素子として電気熱変換体を用いたタイプ、
或いは、圧電素子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。
【0049】上記のようにして各色インクでインク受容
層を着色した後、次に、光照射、若しくは、光照射と熱
処理を施して、インク受容層3を硬化させ(図1
(d))、必要であれば、その上に保護層6を形成し
て、本発明のカラーフィルタを作製する(図1
(e))。
【0050】先に説明したように、本発明において好ま
しく用いるインク受容層の形成材料には光重合開始剤を
含有させておくことができるが、この場合には、インク
付与に先だち、ブラックマトリクスに対応するインク受
容層の非着色用部分に予め光照射若しくは光照射と熱処
理を施せば、その部分のインク吸収性を低下させておく
ことができる。インク受容層に、かかる処理を行なって
おけば、インクジェット記録方法にてR、G、Bの各画
素を形成する際に発生し易い、各画素間の混色や色ムラ
等によるトラブルを有効に防止することができる。この
結果、低コスト、且つ、高画質のカラーフィルタの製造
が可能となる。
【0051】図2に、このような製造手順を示した。即
ち、光重合開始剤を含有するインク受容層3を基板1上
に形成した(図2(a)及び図2(b))後、ブラック
マトリクス2に対応する非着色用部分81を、フォトマ
スク84を介してパターン露光することにより(図2
(c))、インク受容層3の非着色用部分のインク吸収
性を低下させる。パターン露光の際のフォトマスク84
としては、ブラックマトリクス2に対応するインク受容
層3の非着色用部分81にのみ露光し、露光された部分
のインク吸収性を低下させるための開口部90を有する
ものを使用する。この際、ブラックマトリクス2に接す
る部分での色ヌケを防止するためには、多めのインクを
吐出する必要があることを考慮すると、ブラックマトリ
クス2の幅Xよりも若干狭い開口部幅Yを有するマスク
を用いることが好ましい。これにより、インク受容層3
に形成された非着色用部分81の幅は、ブラックマトリ
クス2の幅よりも狭くなる。それ以降の工程(図2
(d)〜(f))は、図1の場合と同様に行うことによ
り(図1(c)〜(e))、カラーフィルタを作製す
る。
【0052】上記した方法において、インク受容層3に
光照射し、その部分に、インク吸収性が低下した層(非
着色用部分)81を形成する際の光照射手段としては特
に限られるものではないが、本発明では特にDeep−
UV光が好ましく、光照射条件1〜3000mJ/cm
2 程度とすればよい。熱処理は、オーブン、ホットプレ
ート等の手段によるものが挙げられ、温度条件50℃〜
180℃で、10秒〜20分間行えばよい。以下に、上
記したように、光照射することで、その部分のインク受
容層3に、インク吸収性を低下させる性能を付与し得る
光重合開始剤について説明する。
【0053】本発明で使用する光重合開始剤としては特
に限られるものではないが、例えば、オニウム塩、ハロ
ゲン化トリアジン化合物が好ましく用いられる。更に具
体的には、オニウム塩としては、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
ホニウムテトラフルオロボレート、トリフェニルスルホ
ニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスル
ホニウムトリフルオロメチルスルホネート又これらの誘
導体、更に、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、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホス
フェート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメチル
スルホネート又これらの誘導体等が挙げられる。これら
の中でも、特に、ハロゲン化トリアジン化合物が好適に
用いられる。但し、それらに限定されるものではない。
更に、上記に挙げた化合物の誘導体等を使用することが
できるが、当然のことながら、本発明においてはそれら
の誘導体等にも限定されるものではない。
【0054】上記に挙げたような光重合開始剤の配合量
は、前記したインク受容層材料に対して重量基準で、
0.01〜20%、好ましくは0.1〜10%とするこ
とが好ましい。又、増感剤として、ペリレン、アントラ
セン等の化合物を加えてもよい。
【0055】次に、図3を参照しながら、先に説明した
ような被膜化成分を含有する本発明の被膜性インクを用
いた場合のカラーフィルタの作製方法について説明す
る。先ず、この場合には、図3(a)に示したように、
基板1として、インク混色防止壁2を具備する基板を用
いることが好ましい。具体的には、基板の非着色部位
に、撥インク性を有するマトリックスを形成することに
よってインク混色防止壁を形成させることができる。本
発明において用いることができる基板の非着色部位に撥
インク性を有するマトリックスを形成する方法として
は、例えば、透明基板、或いは、ブラックマトリクスを
具備する基板に、硬化時に撥インク性を発現する透明或
いは黒色の、ポジ型或いはネガ型のフォトレジストを用
い、非着色部位にレジストパターンが残されるように加
工する方法が挙げられる。この際に、透明フォトレジス
トを使用した場合は、精度のよい撥インク壁を基板上に
形成することが期待できる。又、黒色フォトレジストを
使用した場合には、別にブラックマトリクスを設ける必
要がないため、工程を短縮できる。又、各レジストを用
いた際に、更に上部に撥インク能を有する部位を形成し
ても構わない(不図示)。
【0056】次いで、基板の着色領域に、インクジェッ
トヘッドを用いてR、G、Bの各色の本発明の被膜性イ
ンクを付与し、その後、熱又は光、或いはその両方によ
り被膜化させることにより着色画素を形成する(図3
(c))。図3中、4はインクジェットヘッドを、5は
R、G、Bの各インク滴を模式的に示したものである。
インクジェット記録方式としては、エネルギー発生素子
として電気熱変換体を用いたタイプ、或いは、圧電素子
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。次に、必要
に応じて、その上に保護層9を積層してカラーフィルタ
を完成させる(図3(e))。以上、説明したような方
法によって、経済的に、特性に優れる本発明のカラーフ
ィルタが完成する。
【0057】図4に、上記のようにして得られる本発明
のカラーフィルタを組み込んだTFTカラー液晶パネル
の断面図を示した。カラー液晶パネルは、カラーフィル
タ9と対向する基板14を合わせ込み、その間に液晶組
成物12を封入することにより形成される。液晶パネル
の一方の基板の内側に、TFT(不図示)と透明な画素
電極13がマトリクス状に形成されている。又、もう一
方の基板1の内側には、画素電極に対向する位置にカラ
ーフィルタ9が設置され、その上に透明な対向(共通)
電極10が一面に形成されている。更に、両基板の面内
には配向膜11が形成されており、これをラビング処理
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。又、夫々のガラス基板の外側には偏光板15が
接着されており、液晶化合物は、これらのガラス基板の
間隙(2〜5μm程度)に充填される。又、バックライ
ト光16の光源としては、蛍光灯と散乱板(いずれも不
図示)の組み合わせが用いられる。液晶化合物を、この
バックライト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って表示が行われる。
【0058】
【実施例】以下に、実施例及び比較例を用いて本発明の
各実施態様をより詳細に説明する。 [実施例1〜6]60〜150μmの大きさの開口部を
有するクロム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(50:
50(重量比))の共重合体を含有する硬化性樹脂組成
物を、膜厚1.2μmとなるようにスピンコートし、1
20℃、20分のプリベークを行なってインク受容層を
形成した。
【0059】一方、Gインク用の色素として、先に示し
た化学式5〜7で表させる化合物5〜7の色素1、或い
は、これに加えて表1に記載の色素2を用い、表1に示
した処方例A1〜A6の組み合せで、下記の処方1
(G)の通りに調製した6種類のGインクを用意した。
【0060】 インク処方1(G) ・色素混合物 6.0wt% ・エチレングリコールモノブチルエーテル(b.p.170℃)39wt% ・エチルアルコール(b.p.78℃) 6wt% ・水 49wt%
【0061】
【表1】
【0062】又、同時に用いるRインクとしては、C.
I.Direct Red 80を染料として用い、
又、Bインクとしては、C.I.Acid Blue
83を染料として用い、下記の処方1(R、B)の通り
に調製した。
【0063】 インク処方1(R,B) ・染料 5.7wt% ・エチレングリコールモノブチルエーテル(b.p.170℃)39wt% ・エチルアルコール(b.p.78℃) 6wt% ・水 49.3wt%
【0064】次いで、上記で得られたGインク、Rイン
ク及びBインクをインクジェットプリンターで、インク
受容層の各色の画像が形成されるべき位置に付与し、R
GBのマトリクスパターンを着色した。次いで、230
℃、50分のべーキングを行なうことにより硬化反応を
進行させ、乾燥後、更にその上に2液型のアクリル系熱
硬化樹脂材料(商品名:SS−7625(日本合成ゴム
社製))を膜厚1μmとなるようにスピンコートし、2
40℃、20分の熱処理を行なって硬化させて保護層を
形成することにより、実施例1の液晶用カラーフィルタ
を作成した。
【0065】以降、処方例A1のGインクを、処方例A
2〜A6のGインクを順次変えた以外は上記と全く同様
にして、実施例2〜6の液晶用カラーフィルタを作成し
た。そして、実施例1〜6の液晶用カラーフィルタの特
性について、下記の評価1〜3をした。又、評価4とし
て、Gインクのインクジェット吐出安定性についても評
価を行なった。基準評価は下記の通りであり、又、得ら
れた結果は下記表2に示した。
【0066】<評価方法> (評価1:着色部の透明性)上記で得られた実施例1〜
6の各液晶用カラーフィルタを用いて液晶パネルを作成
し、Gパターン部の透明性を目視にて観察し、下記の3
段階にグループ分けすることにより評価した。 A:透明性良好 B:やや透明性が劣る C:A、Bのものと比較してよりくすんでいる
【0067】(評価2:耐熱性)上記で得られた実施例
1〜6の各液晶用カラーフィルタを250℃のオーブン
に1時間放置し、Bパターン部の変退色の大きさをCI
Eで定めたΔEとして算出し、下記の基準で評価した。 A:ΔEが10以下 B:ΔEが10を超え20以下 C:ΔEが20より大
【0068】(評価3:耐光性)アトラス社フェードメ
ーターCi35を用いて、上記で得られた実施例1〜6
の各液晶用カラーフィルタにキセノン光を50時間照射
し、Bパターン部の変退色の大きさをCIEで定めたΔ
Eとして算出し、下記の基準で評価した。 A:ΔEが3以下 B:ΔEが3を超え10以下 C:ΔEが10より大
【0069】(評価4:吐出安定性)上記で得られた実
施例1〜6のGインクをBJー10Vに装填し、A4用
紙にキャラクタパターンを300枚印字した。300枚
目の印字されたA4用紙を目視にて観察した。 A:全く問題なし B:若干のかすれが生じた C:殆ど吐出せず
【0070】
【表2】
【0071】[比較例1〜3]実施例1〜6において、
Gインク中の色素を下記の表3に示した処方例A8〜A
10の染料に変えた以外は全く同様にして、比較例1〜
3の液晶用カラーフィルタを作成した。そして、得られ
た各液晶用カラーフィルタ、及び使用したGインクにつ
いて、実施例1〜6と同様にして評価を行ない、その評
価結果を表4に示した。
【0072】
【表3】
【0073】
【表4】
【0074】[実施例7〜12]先ず、ガラス基板上に
富士ハント(株)製の黒色顔料レジストCK−S171
Bをスピンコート法により塗布し、その後、露光、現
像、熱処理によって、厚さ1.0μmのブラックマトリ
クスを形成した。
【0075】次いで、インクジェットプリンタにより開
口部に、R、G、Bの各インクを吐出し、230℃、3
0分の熱処理により該インクを被膜化させ、液晶素子用
カラーフィルタを形成した。各インクとしては、以下の
ようにして調製した被膜性インクを用いた。即ち、色材
としては、夫々以下のものを用い、又、各々のインク組
成は、下記インク処方2(G)及びインク処方2(R、
B)に示した通りである。
【0076】 Rインクの色材:C.l.Direct Red 80 Bインクの色材:C.l.Acid Blue 83 Gインクの色材:前記表1に示した処方例A1〜A6に
記載の色素
【0077】 インク処方2(G) ・色素(表1の各組み合わせの色素) 6.0wt% ・以下の重量組成からなるアクリル系共重合体 3.0wt% N−メチロールアクリルアミド 20部 N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート 10部 メタクリル酸メチル 25部 2−ヒドロキシエチルメタクリレート 40部 アクリル酸 5部 ・エチレングリコールモノブチルエーテル(b.p.170℃)36.0wt% ・エチルアルコール(b.p.78℃) 6.0wt% ・水 49.0wt%
【0078】 インク処方2(R、B) ・染料 5.7wt% ・以下の重量組成からなるアクリル系共重合体 3.0wt% N−メチロールアクリルアミド 20部 N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート 10部 メタクリル酸メチル 25部 2−ヒドロキシエチルメタクリレート 40部 アクリル酸 5部 ・エチレングリコールモノブチルエーテル(b.p.170℃)36.0wt% ・エチルアルコール(b.p.78℃) 6.0wt% ・水 49.3wt%
【0079】<評価方法> (評価1:着色部の透明性)上記で調製した実施例7〜
12の各カラーフィルタを用いて液晶パネルを作成し、
Gパターン部の透明性を目視にて観察し、下記の3段階
にグループ分けすることにより評価し、評価結果を表5
に示した。 A:透明性良好 B:やや透明性が劣る C:A,Bのものと比較してよりくすんでいる
【0080】(評価2:吐出安定性)上記で調製した実
施例7〜12のGインクをBJ−10Vに装填し、A4
用紙にキャラクタパターンを300枚印字した。300
枚目の印字されたA4用紙を目視にて観察しし、下記の
3段階にグループ分けすることにより評価し、評価結果
を表5に示した。 A:全く問題なし B:若干のかすれが生じた C:殆ど吐出せず
【0081】(評価3:耐光性)アトラス社フェードメ
ーターCi35を用いて、上記で調製した実施例7〜1
2の各カラーフィルタにキセノン光を50時間照射し、
Bパターン部の変退色の大きさをCIEで定めたΔEと
して算出し、評価した。そして、下記の3段階にグルー
プ分けすることにより評価し、評価結果を表5に示し
た。 A:ΔEが3以下 B:ΔEが3を超え10以下 C:ΔEが10より大
【0082】(評価4:耐熱性)上記で調製した実施例
7〜12の各カラーフィルタを250℃のオーブンに1
時間放置し、Bパターン部の変退色の大きさをCIEで
定めたΔEとして算出し、下記の基準で評価した。そし
て、下記の3段階にグループ分けすることにより評価
し、評価結果を表5に示した。 A:ΔEが10以下 B:ΔEが10を超え20以下 C:ΔEが20より大
【0083】
【表5】
【0084】[比較例4〜6]実施例7〜12におい
て、表1に示した処方例A1〜A6の色素を、表3に示
したA8〜A10の色素とした他は全く同一の条件で、
比較例4〜6のカラーフィルタを作成し、実施例と同じ
評価を行なった。評価結果を表6に示した。
【0085】
【表6】
【0086】[実施例13〜19]表1の処方例A1〜
A7に記載の色素を用いて下記の処方3に従って調製し
たGインクをキヤノン(株)製インクジェットプリンタ
BJC−620に装填し、キヤノン(株)製OHPフィ
ルムCF−102にベタパターンを印字した。
【0087】 インク処方3 ・色素(表1の各組み合わせの色素) 6.0wt% ・エチレングリコール(b.p.197.9℃) 20.0wt% ・エチルアルコール(b.p.78℃) 4.0wt% ・水 71.0wt%
【0088】<評価方法> (評価1:OHP適性)記録画像をOHPによりスクリ
ーンに投影し、目視により観察して判定し、記録部が明
るく、記録画像の光学濃度が高く、コントラストの高
い、鮮明な見易い投影画像が得られるものをA、記録部
の若干濃度が低く、暗く観察されるものをB、記録部が
明らかに暗く、光学濃度が低く、精細性に欠けるものを
Cとして評価し、その結果を表7に示した。
【0089】(評価2:ベタ均一性)投影画像或いは目
視で明らかにビーディングが発生しており、ムラの目立
つものをC、若干ビーディングが発生しているものを
B、全く発生せず、ムラのないものをAとした。その結
果を表7に示した。ここでビーディングとは、インクが
インク受容層に定着する前の流動性を有しているとき
に、ドットがインク受容層表面の面方向へ不規則に移動
し、隣接するドットと新たなドットの集合体を形成して
記録画像に濃度ムラを生じる現象を言う。
【0090】(評価3:画像保存性)画像の保存性は、
夫々の記録媒体に対して上記のプリンターを用いて記録
した画像を35℃、90%RHの環境下に7日間保管し
た後に、保存前の画像と比較評価した。保存前の画像に
比べ、インクの拡がり、滲み出し、文字太りを発生し、
画質が著しく劣っているものをC、変化の認められない
ものをA、その中位のものをBとし、その結果を表7に
示した。
【0091】
【表7】
【0092】[比較例7〜9]実施例13〜19におい
て、表1に示した処方例A1〜A7の色素を、表3に示
した処方例A8〜A10の色素とした以外は全く同一の
条件で、OHPフィルムにベタパターンを印字した。そ
して、実施例13〜19の場合と同様にして評価し、そ
の結果を表8に示した。
【0093】
【表8】
【0094】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特定のフタロシアニン系色素を用いることによって、得
られる画素の透明性、滲み、基板との密着性、更に、イ
ンクとしての吐出性のいずれも満足する記録用インクが
提供され、かかるインクを用いることによってインクジ
ェット記録方式でカラーフィルタを簡単に経済的に製造
することが可能となる。又、本発明によれば、カラーフ
ィルタ以外の用途としても有効な、オフィス用、産業用
プリンタのインクとしても好適な記録用インクが提供さ
れる。更に、本発明によれば、耐熱性、耐洗浄性及び基
板との密着性に優れ、着色部に滲みがなく色彩コントラ
スト及び色純度が高いカラーフィルタを経済的に製造す
ることができ、そのカラーフィルタを用いて優れた液晶
パネルの作製が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のカラーフィルタの製造手順の1例を示
す工程図である。
【図2】本発明のカラーフィルタの製造手順の別の例を
示す工程図である。
【図3】本発明のカラーフィルタの製造手順の別の例を
示す工程図である。
【図4】本発明のカラーフィルタを組み込んだ液晶パネ
ルの1例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1:基板 2:ブラックマトリクス 3:インク受容層 4:インクジェットヘッド 6:保護層 7:光透過部 9:カラーフィルタ 10:共通電極 11:配向膜 12:液晶組成物 13:画素電極 14:基板 15:偏光板 81:非着色用部分 84:フォトマスク 90:開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C056 EA13 FB01 FC02 2H048 BA47 BA48 BA57 BA64 BB01 BB02 BB44 2H086 BA05 BA15 BA31 BA53 BA55 BA60 BA62 2H091 FA02Y FA35Y FB02 FB12 FC01 FC18 GA01 GA13 LA01 MA10 4J039 AD09 AD10 AD12 AE07 BC09 BC13 BC36 BC50 BC60 BE01 BE12 CA06 EA36 EA37 EA42 EA47 GA24

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1)によるフタロシアニン
    系色素と、水溶性有機溶剤を少なくとも含有することを
    特徴とする記録用インク。
  2. 【請求項2】 インクに含まれる水溶性有機溶剤のうち
    少なくとも一つは沸点120℃以上であり、且つ、その
    インク中における含有量が10wt%以上である請求項
    1に記載の記録用インク。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の記録用インクを
    用いてインクジェット記録を行うことを特徴とするイン
    クジェット記録方法。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2に記載の記録用インクを
    用いて複数の着色画素を形成し、カラーフィルタを形成
    することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
  5. 【請求項5】 基板上にインクジェット記録方式によっ
    てインクを付与することで複数の着色画素を形成し、カ
    ラーフィルタを形成するカラーフィルタの製造方法にお
    いて、上記インクジェット記録方式に請求項3に記載の
    インクジェット記録方法を用いることを特徴とするカラ
    ーフィルタの製造方法。
  6. 【請求項6】 1種或いは数種のアクリルモノマ単位を
    持つ重合体を含有するインク受容層にインクを付与し、
    インク受容層を硬化させて着色画素を形成するカラーフ
    ィルタの製造方法において、上記インクの付与を請求項
    3に記載のインクジェット記録方法を用いて行なうこと
    を特徴とするカラーフィルタの製造方法。
  7. 【請求項7】 アクリルモノマ単位の一つが、少なくと
    も下記一般式(2)で示される請求項6に記載のカラー
    フィルタの製造方法。
  8. 【請求項8】 インク受容層が、光重合開始剤を含有す
    る請求項6又は7に記載のカラーフィルタの製造方法。
  9. 【請求項9】 更に、インク付与に先だって、インク受
    容層の非着色部分を光照射、或いは、光照射及び熱処理
    の併用のいずれかによって部分的に硬化させ、インク受
    容層のインク吸収性を低下させておく請求項8に記載の
    カラーフィルタの製造方法。
  10. 【請求項10】 下記一般式(1)で表されるフタロシ
    アニン系色素と、水溶性有機溶剤と被膜化成分とを少な
    くとも含有し、且つ、インク付与後に熱又は光、或いは
    その両方を照射することによって被膜化されるインクで
    あることを特徴とする被膜性インク。
  11. 【請求項11】 被膜化成分が、少なくとも1種或いは
    数種のアクリルモノマ若しくはアクリルモノマ単位を有
    するポリマ、ビニルモノマ若しくはビニルモノマ単位を
    有するポリマを含有する請求項10に記載の被膜性イン
    ク。
  12. 【請求項12】 アクリルモノマ単位の一つが、少なく
    とも下記一般式(2)で示される請求項11に記載の被
    膜性インク。
  13. 【請求項13】 請求項10〜12のいずれか1項に記
    載の被膜性インクを用いてインクジェット記録を行うこ
    とを特徴とするインクジェット記録方法。
  14. 【請求項14】 基板上にインクを付与し、付与された
    インクを被膜化させて着色画素を形成するカラーフィル
    タの製造方法において、上記インクに、請求項10〜1
    2のいずれか1項に記載の被膜性インクを用いることを
    特徴とするカラーフィルタの製造方法。
  15. 【請求項15】 基板にインク混色防止壁を具備する基
    板を用いる請求項14に記載のカラーフィルタの製造方
    法。
  16. 【請求項16】 基板上にインクを付与し、付与された
    インクを被膜化させて複数の着色画素を形成して液晶デ
    ィスプレイ用カラーフィルタを形成するカラーフィルタ
    の製造方法において、上記インクの付与を請求項13に
    記載のインクジェット記録方法を用いて行なうことを特
    徴とするカラーフィルタの製造方法。
  17. 【請求項17】 基板にインク混色防止壁を具備する基
    板を用いる請求項16に記載のカラーフィルタの製造方
    法。
  18. 【請求項18】 請求項4〜9、請求項14〜17のい
    ずれか1項に記載のカラーフィルタの製造方法で製造さ
    れたことを特徴とするカラーフィルタ。
  19. 【請求項19】 請求項18に記載のカラーフィルタを
    用いたことを特徴とする液晶ディスプレイパネル製造方
    法。
  20. 【請求項20】 請求項19に記載の液晶ディスプレイ
    パネル製造方法によって製造されたことを特徴とする液
    晶ディスプレイパネル。
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