JP2001272518A - 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 - Google Patents
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
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Abstract
の製造方法において、着色層と同時に遮光層を形成し、
コストダウンを図る。 【解決手段】 感光性樹脂組成物からなるインク受容層
2をパターン露光して、インク受容の低い非着色部4を
形成した後、被着色部5にインク8を付与する同時に、
隣接する被着色部5間に位置した混色領域6にもインク
8を付与して、2色のインクで混色領域6を着色し、遮
光部10を形成する。
Description
ーソナルコンピュータのディスプレイに用いられるカラ
ー表示の液晶素子を構成するカラーフィルタとその製造
方法、及び該カラーフィルタを用いた液晶素子に関す
る。
急速な発達に伴い、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。同時に、装
置のコストダウンも要求されるようになり、特に、比較
的コスト比率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。
用いられている第1の方法が、顔料分散法である。この
方法は、先ず基板上に顔料を分散し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。この工程を3回繰り返すことにより、R
(赤)、G(緑)、B(青)の3色の着色層を得る。
ガラス基板上に染色用の材料である水溶性の高分子材料
層を形成し、フォトリソグラフィ工程により所定の形状
にパターニングし、得られたパターンを染色浴に浸漬し
て着色されたパターンを得る。この工程を3回繰り返す
ことにより、R、G、Bの3色の着色層を得る。
は、先ず基板上に透明基板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、第
1の色を電着する。この工程を3回繰り返して、R、
G、Bの3色の着色層を形成し、最後に焼成する。
法は、熱硬化性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を塗り分けた後、樹脂を熱
硬化させることにより、3色の着色層を形成するもので
ある。また、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。
G、Bの3色を着色するために、同一の工程を3回繰り
返す必要があり、コスト高になることである。また、工
程数が多いほど歩留まりが低下するという問題を有して
いる。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、薄膜トランジス
タ(TFT)を用いたアクティブマトリクスタイプ(い
わゆるTFTタイプ)の液晶素子への適用は困難であ
る。また、印刷法は、解像性が悪いため、ファインピッ
チのパターンの形成には不向きである。
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、特開昭59−75205号公報、特開昭63−23
5901号公報、特開平1−217320号公報、特開
平4−123005号公報等に提案されている。これら
の方法は、前記従来の方法とは異なり、R、G、Bの各
色のインクを透明基板上の所定の位置にインクジェット
ヘッドより付与し、インクを当該基板上で乾燥させて着
色層を形成する方法である。この方法によれば、R、
G、Bの各色の着色層の形成を一工程で行うことがで
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、コストダウンを図ることができる。
ジェット方式を用いたカラーフィルタの製造方法におい
ても、例えば、TFTタイプの液晶素子を構成した際
の、TFTや配線を遮光するための遮光層を別途形成す
る必要があり、さらなるコストダウンの傷害となってい
た。
いたカラーフィルタの製造方法において、上記遮光層を
も同時に形成し、該カラーフィルタを用いて、さらに安
価に液晶素子を提供することにある。
複数の着色部をインクジェット方式により形成するカラ
ーフィルタの製造方法であって、隣接した2色以上のイ
ンクを混色させることにより、遮光部を形成することを
特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
容層を形成し、各色のインクをインクジェット方式によ
り所定の被着色部に付与することにより着色して着色部
を形成すると同時に、隣接する被着色部間の少なくとも
一部の領域において2色以上のインクを混色させること
によって、当該領域に遮光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。
を、該領域に隣接する2つの被着色部にそれぞれ付与す
るインク2色で着色すること、特に、インク受容層を感
光性樹脂組成物を用いて形成し、パターン露光すること
により、インク吸収性を変化させ、インク受容能を有す
る被着色部及び上記インクを混色させる混色領域と、該
被着色部及び混色領域よりもインク受容能が低く、各被
着色部及び混色領域間に位置する非着色部とを形成し、
各被着色部に所定の色のインクをインクジェット方式に
より付与する際に、当該被着色部に隣接する混色領域に
もインクを付与すること、を好ましい態様として含むも
のである。
数の着色部を有し、各着色部間の少なくとも一部に、2
色以上のインクによって着色された遮光部を有すること
を特徴とするカラーフィルタであり、第三は、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
る液晶素子である。
法においては、従来着色層とは別途に形成していた遮光
層を、着色層内に遮光部として同時に形成することに特
徴を有する。即ち、インクジェット方式により所定の着
色パターンに従って、所定の被着色部にインクを付与す
る際に、遮光部となる領域に2色以上のインクを付与し
て混色させ、遮光部を形成する方法である。
ち混色領域は、隣接する被着色部間の少なくとも一部、
例えば、液晶素子を構成した際にTFTに対応する領域
に形成する。また、好ましくは、感光性樹脂組成物を用
いてインク受容層を形成し、パターン露光によって、各
被着色部と混色領域間に非着色部を形成し、混色領域以
外での混色を防止する。具体的には、インク受容層を感
光性樹脂組成物を用いて形成し、パターン露光すること
により、インク吸収性を変化させ、インク受容能を有す
る被着色部及び上記インクを混色させる混色領域と、該
被着色部及び混色領域よりもインク受容能が低く、各被
着色部及び混色領域間に位置する非着色部とを形成し、
各被着色部に所定の色のインクをインクジェット方式に
より付与する際に、当該被着色部に隣接する混色領域に
もインクを付与する。以下に、当該方法の一例を実施形
態として挙げて、本願発明を詳細に説明する。
方法の一実施形態の工程を示す図であり、図中、1は透
明基板、2はインク受容層、3はフォトマスク、4は非
着色部、5は被着色部、6は混色領域、7はインクジェ
ットヘッド、8はインク、9は着色部、10は遮光部で
ある。以下に各工程を説明する。尚、図1の(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。
2を形成する。透明基板1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。
遮光部10を形成するための着色媒体であり、本発明に
おいてその素材は限定されるものではないが、本実施形
態では、光照射或いは光照射と熱処理によってインク受
容能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4を形
成する。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、
シリコーン樹脂、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒド
ロキシエチルセルロース、メチルセルロース、カルボキ
シメチルセルロースなどのセルロース誘導体或いはその
変性物、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。光開始剤としては、重クロム酸塩、ビス
アジド化合物、ラジカル系開始剤、カチオン系開始剤、
アニオン系開始剤等が使用可能であり、さらには、これ
らの光開始剤を混合して、或いは他の増感剤と組み合わ
せて使用することができる。さらに、オニウム塩などの
光酸発生剤を架橋剤として使用することも可能である。
本実施形態は、光照射によりインク受容能を消失(或い
は低減)する、ネガ型の樹脂組成物を用いた例を示す。
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1上に塗布し、必要に応
じてプリベークしてインク受容層2とする。インク受容
層2の厚さは、通常0.3〜3.0μm程度である。
光し、露光部分のインク受容能を消失(或いは低減)せ
しめて非着色部4を形成する。混色防止効果を高める上
で、非着色部4が撥インク性を発現するような成分をイ
ンク受容層2に付与しておくことも好ましく適用され
る。
被着色部5及び混色領域6となる。図2に、当該工程後
のインク受容層の平面模式図を示す。図1は、図2のA
−A’断面に相当する。
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。
って、所定の色のインク8を被着色部5に吐出し、着色
する。この様子を図3に示す。本実施形態においては、
被着色部5に付与されたインク8が非着色部4を超えて
隣接する混色領域6に達するように、インク滴の大きさ
や量を適宜設定する。これにより、着色工程が終了した
時点で、混色領域6には隣接する2つの被着色部に付与
された2色のインクが付与されて混色する。
部とGのインクを付与した被着色部との間に位置する混
色領域には、RとGの両インクが付与され、同様に、G
とBの被着色部間に位置する混色領域には、GとBの両
インクが付与され、BとRの被着色部間に位置する混色
領域には、BとRの両インクが付与され、それぞれ混色
する。
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(登録商標)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。
色に用いられるインク8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。またインクジェット方式ではイン
ク自体を30℃〜70℃の範囲内で温度調整を行ってイ
ンクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するも
のが一般的であるから、、室温やそれ以下で固化するイ
ンクであっても用いることができる。
全体を硬化させ、非着色部4と着色部9、遮光部10か
らなる着色層を形成し、本発明のカラーフィルタを得
る。図4は、当該着色層の平面模式図である。
(不図示)を形成してもよい。保護層は光硬化型、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ITO形成工程、配向膜形成工
程等に耐えるものであれば使用することができる。
に、隣接する着色部9間にライン状に延長させた構成例
の場合の、図2〜図4に対応する図を図5〜図7に示
す。図6において、インク8を付与した状態では混色領
域6のライン状のエリアにはインク8が達していない
が、幅広のエリアに付与されたインク8が広がって、当
該ライン状エリアも十分に着色され、遮光部10を形成
することができる。
広のエリアに隣接する被着色部5には、吐出量を増やし
てインク8’を付与する。これにより、該吐出量の多い
インク8’が幅広のエリアにおいてすみやかに混色を発
生し、徐々にライン状のエリアに広がってより容易に遮
光部10を形成することができる。
態の断面模式図を示す。本実施形態は、図7に示される
着色層を備えたカラーフィルタを用いて、TFT型カラ
ー液晶素子を構成した例である。図中、80は保護層、
81は対向基板、82は共通電極、83は画素電極、8
4a,84bは配向膜、85は液晶であり、図1、図8
と同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。
タ側の基板1と対向基板81とを合わせ込み、液晶85
を封入することにより形成される。液晶素子の一方の基
板81の内側に、TFT(不図示)と画素電極83がマ
トリクス状に形成されている。また、カラーフィルタ側
の基板81の内側には、画素電極83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が形成され、その上に透明な共通電極82が形成
される。さらに、両基板の面内には配向膜84a,84
bが形成されており、液晶分子を一定方向に配列させて
いる。これらの基板は、スペーサー(不図示)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85が充填される。
光部10を形成しているため、カラーフィルタ側からの
TFTへの光の照射によるTFTの誤動作や金属配線か
らの光の反射による表示特性への影響が防止される。
81及び画素電極83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85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或いは画素電極83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1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。
明のカラーフィルタを用いて構成されていれば、他の部
材については従来の技術をそのまま用いることができる
ことは言うまでもない。
は、カラーフィルタの着色工程において同時に遮光部を
作り込むため、従来別途形成していた遮光層が不要とな
り、大幅なコストダウンを図ることができる。しかも遮
光層との位置合わせも不要となるため、遮光層の形成工
程自体が不要となる上に、着色工程がより簡略化され
る。よって、本発明によれば、より安価にカラーフィル
タを製造することができ、より安価にカラー表示の液晶
素子を提供することが可能となる。
態の工程を示す断面模式図である。
ターン露光したインク受容層の平面模式図である。
ンク受容層にインクを付与した様子を示す平面模式図で
ある。
されたカラーフィルタの着色層の平面模式図である。
ーフィルタの製造工程において、パターン露光したイン
ク受容層の平面模式図である。
示す平面模式図である。
ーフィルタの着色部の平面模式図である。
ある。
た様子を示す平面模式図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 透明基板上に複数の着色部をインクジェ
ット方式により形成するカラーフィルタの製造方法であ
って、隣接した2色以上のインクを混色させることによ
り、遮光部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。 - 【請求項2】 透明基板上にインク受容層を形成し、各
色のインクをインクジェット方式により所定の被着色部
に付与することにより着色して着色部を形成すると同時
に、隣接する被着色部間の少なくとも一部の領域におい
て2色以上のインクを混色させることによって、当該領
域に遮光部を形成する請求項1に記載のカラーフィルタ
の製造方法。 - 【請求項3】 上記混色させる領域を、該領域に隣接す
る2つの被着色部にそれぞれ付与するインク2色で着色
する請求項2に記載のカラーフィルタの製造方法。 - 【請求項4】 インク受容層を感光性樹脂組成物を用い
て形成し、パターン露光することにより、インク吸収性
を変化させ、インク受容能を有する被着色部及び上記イ
ンクを混色させる混色領域と、該被着色部及び混色領域
よりもインク受容能が低く、各被着色部及び混色領域間
に位置する非着色部とを形成し、各被着色部に所定の色
のインクをインクジェット方式により付与する際に、当
該被着色部に隣接する混色領域にもインクを付与する請
求項3に記載の液晶素子。 - 【請求項5】 透明基板上に複数の着色部を有し、各着
色部間の少なくとも一部に、2色以上のインクによって
着色された遮光部を有することを特徴とするカラーフィ
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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000083190A JP2001272518A (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000083190A JP2001272518A (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | 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 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001272518A true JP2001272518A (ja) | 2001-10-05 |
JP2001272518A5 JP2001272518A5 (ja) | 2007-04-26 |
Family
ID=18599872
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000083190A Pending JP2001272518A (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | 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 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001272518A (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10148713A (ja) * | 1996-11-19 | 1998-06-02 | Canon Inc | カラーフィルター |
-
2000
- 2000-03-24 JP JP2000083190A patent/JP2001272518A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH10148713A (ja) * | 1996-11-19 | 1998-06-02 | Canon Inc | カラーフィルター |
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