JP2001272528A - カラーフィルタおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、濡れ性の差を利用することにより
簡便でかつ精度良く画素部が形成されたカラーフィルタ
およびその製造方法を提供することを主目的とするもの
である。 【解決手段】 本発明は、透明基板と、この透明基板上
に所定のパターンで設けられ、前記透明基板よりも液体
との接触角が小さい親液性部と、この親液性部上にイン
クジェット方式により複数色を塗布して設けられた画素
部とを有することを特徴とするカラーフィルタを提供す
ることにより上記目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画素部をインクジ
ェット方式で着色することにより得られる、カラー液晶
装置に好適なカラーフィルタおよびその製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピューターの発
達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴
い、液晶装置、とりわけカラー液晶装置の需要が増加す
る傾向にある。しかしながら、このカラー液晶装置が高
価であることから、コストダウンの要求が高まってお
り、特にコスト的に比重の高いカラーフィルタに対する
コストダウンの要求が高い。

【０００３】このようなカラーフィルタにおいては、通
常赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３原色の着色
パターンを備え、Ｒ、Ｇ、およびＢのそれぞれの画素に
対応する電極をＯＮ、ＯＦＦさせることで液晶がシャッ
タとして作動し、Ｒ、Ｇ、およびＢのそれぞれの画素を
光が通過してカラー表示が行われるものである。

【０００４】従来のカラーフィルタの製造方法は、一般
に、Ｒ、Ｇ、およびＢの３色を着色するために同一の工
程を３回繰り返して行っていたため、コスト高になると
いう問題や、工程を繰り返すため歩留まりが低下すると
いう問題があった。このような問題を回避して、カラー
フィルタを安価に得る方法として、インクジェット方式
で着色インクを吹き付けして着色層（画素部）を形成す
る方法が種々提案されている（特開昭５９−７５２０５
号公報、特開平９−２０３８０３号公報、特開平８−２
３０３１４号公報、および特開平８−２２７０１２号公
報）。しかしながら、いずれの方法も工程面および得ら
れるカラーフィルタの品質面で必ずしも満足し得るもの
ではなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたもので、濡れ性の差を利用することに
より簡便でかつ精度良く画素部を形成されたカラーフィ
ルタおよびその製造方法を提供することを主目的とする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は請求項１において、透明基板と、この透明
基板上に所定のパターンで設けられ、前記透明基板より
も液体との接触角が小さい親液性部と、この親液性部上
にインクジェット方式により複数色を塗布して設けられ
た画素部とを有することを特徴とするカラーフィルタを
提供する。

【０００７】本発明のカラーフィルタにおいては、画素
部が所定のパターンで形成された親液性部上に形成され
ているので、画素部を形成するに際して、この親液性部
上にインクジェット方式で複数色の画素部形成用インク
を同時に塗布することにより、容易に画素部を形成する
ことができる。また画素部形成用インクを塗布する際
に、濡れ性の関係で、各画素部形成用インクがこの親液
性部上のみを伸び広がり、親液性部間に存在する透明基
板上で伸び広がらないことから、形成された画素部は混
色等の不具合がない。よって、本発明のカラーフィルタ
は、高品質でかつ低価格であるという特徴を有すること
になる。なお、ここでいう親液性部の所定のパターンと
は、画素部が形成される部位である画素部形成部のパタ
ーンである。

【０００８】上記請求項１に記載された発明において
は、請求項２に記載するように、前記透明基板上であっ
て、前記画素部を画する位置に形成された遮光部を有す
るものであってもよい。画素部を画する位置に遮光部が
形成されていても、上述した作用と同様の作用により、
精度よくかつ高品質のカラーフィルタを得ることができ
るからである。なお、本明細書において画素部を画する
位置とは、各画素部の外周の位置を示すものであり、こ
の場合、各画素部が遮光部間に位置していても、各画素
部の端部が遮光部上に重なっていてもよい。

【０００９】一方、本発明においては、請求項３に記載
するように、透明基板と、この透明基板上に設けられた
撥液性層と、この撥液性層上に所定のパターンで設けら
れ、前記撥液性層よりも液体との接触角が小さい親液性
部と、この親液性部上にインクジェット方式により複数
色を塗布して設けられた画素部とを有することを特徴と
するカラーフィルタを提供する。透明基材が石英ガラス
である場合等のように、透明基材表面が親液性である場
合は、画素部が設けられる部位である画素部形成部に親
液性部を設け、透明基材表面との濡れ性の差異に基づい
て画素部を形成しようとしても、液体との接触角に差異
を設けることが難しい。このような場合は、透明基板上
に撥液性層を形成し、この上に親液性部を形成すること
により、上記請求項１に記載したカラーフィルタと同様
の効果を得ることができる。

【００１０】上記請求項３に記載した発明においては、
請求項４に記載するように、前記透明基板上であって、
前記画素部を画する位置に遮光部が形成されており、前
記透明基板および前記遮光部上に前記撥液性層が形成さ
れているカラーフィルタであってもよい。上記請求項２
の場合と同様に、画素部を画する位置に遮光部が形成さ
れていても、上述した作用と同様の作用により、精度よ
くかつ高品質のカラーフィルタを得ることができるから
である。

【００１１】上記請求項２または請求項４に記載された
発明においては、請求項５に記載するように、上記遮光
部により形成される開口の幅より、上記画素部の幅が大
きくなるように形成されていることが好ましい。このよ
うに形成することにより、カラー液晶表示装置とした場
合に、色ぬけ等の不具合を防止することができるからで
ある。

【００１２】上記請求項１または請求項２に記載の発明
においては、請求項６に記載するように、表面張力４０
ｍＮ／ｍの液体の上記透明基板に対する接触角より、同
じ液体の上記親液性部に対する接触角の方が、１度以上
小さいことが好ましい。このように表面張力４０ｍＮ／
ｍの液体に対する接触角の差が１度以上あれば、塗布さ
れた画素部形成用インクに対して、親水性部間にある透
明基板表面との液体の接触角の差異を利用して有効に混
色防止の効果を発揮することができるからである。

【００１３】また、上記請求項３または請求項４に記載
の発明においては、請求項７に記載するように、表面張
力４０ｍＮ／ｍの液体の上記撥液性層に対する接触角よ
り、同じ液体の上記親液性部に対する接触角の方が、１
度以上小さいことが好ましい。同様に親液性部と、親水
性部間にある透明基板表面との液体の接触角の差異を利
用して、有効に画素部形成用インクの混色を防止するこ
とができるからである。

【００１４】本発明においては、請求項８に記載するよ
うに、（１）透明基板上に、この透明基板より液体に対
する接触角が小さい親液性部を所定のパターンで形成す
る工程と、（２）前記親液性部上に、インクジェット方
式で画素部形成用インクを塗布し、硬化させることによ
り画素部を形成する工程とを有することを特徴とするカ
ラーフィルタの製造方法を提供する。

【００１５】このような製造方法によりカラーフィルタ
を製造することにより、画素部形成に際してインクジェ
ット方式で各色を同時に塗布することができるので、１
回の塗布で画素部を形成することが可能であり、かつ画
素部間には親液性部より液体との接触角の大きい透明基
板が存在するため、隣り合う画素部の画素部形成用イン
クが混ざり合うことがない。したがって、低コストで高
品質のカラーフィルタを得ることができるという効果を
奏する。

【００１６】上記請求項８に記載された発明の場合、請
求項９に記載するように、前記透明基板上に、予め前記
画素部を画する所定のパターンで遮光部を形成した後、
前記親液性部を形成するようにしてもよい。このように
遮光部が形成されたカラーフィルタであっても、同様の
効果を奏することができるからである。

【００１７】また、本発明は、請求項１０に記載するよ
うに、（１）透明基板上に、この透明基板より液体に対
する接触角の大きい撥液性層を形成する工程と、（２）
前記撥液性層上に、この撥液性層より液体に対する接触
角が小さい親液性部を所定のパターンで形成する工程
と、（３）前記親液性部上に、インクジェット方式で画
素部形成用インクを塗布し、硬化させることにより画素
部を形成する工程とを有することを特徴とするカラーフ
ィルタの製造方法を提供する。

【００１８】上述したように、透明基板の濡れ性が親液
性である場合は、親液性部による混色防止効果が有効に
奏し得ない場合がある。このような場合は、透明基板上
に撥液性層を形成することが好ましい。

【００１９】上記請求項１０に記載された発明において
は、請求項１１に記載するように、前記透明基板上に、
予め前記画素部を画する所定のパターンで遮光部を形成
した後、前記撥液性層を形成するものであってもよい。
このように遮光部を有するカラーフィルタの製造方法に
おいても、同様の効果を得ることができるからである。

【００２０】本発明においては、さらに請求項１２に記
載するように、請求項１から請求項７までのいずれかの
請求項に記載のカラーフィルタを具備することを特徴と
するカラー液晶表示装置を提供する。このようなカラー
液晶表示装置は、上記本発明のカラーフィルタが有する
特徴、すなわち低コストで混色等の不具合の無い高品質
なカラー液晶表示装置であるという特徴を有するもので
ある。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のカラーフィルタ、
カラーフィルタの製造方法、およびカラー液晶表示装置
について、それぞれ説明する。

【００２２】Ａ．カラーフィルタ 本発明のカラーフィルタは、以下の４つの実施態様に分
けることができる。

【００２３】本発明の第１実施態様は、透明基板と、こ
の透明基板上に所定のパターンで設けられ、前記透明基
板よりも液体との接触角が小さい親液性部と、この親液
性部上にインクジェット方式により複数色を塗布して設
けられた画素部とを有するカラーフィルタであり、第２
実施態様は、さらに上記透明基板上であって、上記画素
部を画する位置に形成された遮光部を有するカラーフィ
ルタである。

【００２４】一方、本発明の第３実施態様は、透明基板
と、この透明基板上に設けられた撥液性層と、この撥液
性層上に所定のパターンで設けられ、前記撥液性層より
も液体との接触角が小さい親液性部と、この親液性部上
にインクジェット方式により複数色を塗布して設けられ
た画素部とを有するカラーフィルタであり、第４実施態
様は、さらに前記透明基板上であって、前記画素部を画
する位置に遮光部が形成されており、前記透明基板およ
び前記遮光部上に前記撥液性層が形成されているカラー
フィルタである。

【００２５】以下、各実施態様について、図面を用いて
具体的に説明する。なお、下記の各実施態様の説明にお
いて、親液性領域とは、液体との接触角が小さい領域で
あり、画素部を形成するインクジェット用インク（画素
部形成用インク）等に対する濡れ性の良好な領域をいう
こととする。また、撥液性領域とは、液体との接触角が
大きい領域領域であり、画素部を形成するインクジェッ
ト用インク（画素部形成用インク）等に対する濡れ性が
悪い領域をいうこととする。また、ここでいう液体との
接触角は、種々の表面張力を有する液体との接触角を接
触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）を用い
て測定（マイクロシリンジから液滴を滴下して３０秒
後）し、その結果から、もしくはその結果をグラフにし
て得たものである。また、この測定に際して、種々の表
面張力を有する液体としては、純正化学株式会社製のぬ
れ指数標準液を用いた。

【００２６】１．第１実施態様 本発明の第１実施態様の一例を図１に示す。図１に示す
ように、本実施態様のカラーフィルタは、透明基板１上
に、所定のパターンで形成された親液性部２が形成され
ており、この親液性部２上に画素部３が形成されてなる
ものである。本実施態様のカラーフィルタは、例えば対
向電極基板側に遮光部が形成されている等、遮光部が形
成されていないカラーフィルタであり、透明基板の濡れ
性が、液体との接触角が大きい撥液性である場合に好適
に用いられる実施態様である。

【００２７】本実施態様においては、透明基板上に所定
のパターン、すなわち画素部が形成されている部位であ
る画素部形成部のパターンで親液性部を形成し、この親
液性部上に画素部形成用インクをインクジェット方式で
付着させ、硬化させることにより、カラーフィルタとす
ることができる。この際、親液性部の方が透明基板より
液体との接触角が小さいため、インクジェット方式で付
着された画素部形成用インクは、親液性部上を均一に濡
れ広がった後、透明基板と接した位置で止まる。したが
って、画素部形成用インクの混色等の不具合の少ないカ
ラーフィルタとなるという効果を奏する。以下、本実施
態様を構成する各構成要素について説明する。

【００２８】（透明基板）本実施態様に用いられる透明
基板は、通常、カラーフィルタに用いられているもので
あれば特に限定されるものではない。例えば、石英ガラ
ス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の
可撓性のない透明なリジット材、あるいは透明樹脂フィ
ルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシ
ブル材を用いることができる。本発明において、透明基
板は通常透明なものを用いるが、反射性の基板や白色に
着色した基板でも用いることは可能である。また、透明
基板は、必要に応じてアルカリ溶出防止用やガスバリア
性付与その他の目的の表面処理を施したものを用いても
よい。

【００２９】本実施態様においては、上記透明基板表面
の濡れ性が、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が
１０度以上、好ましくは表面張力３０ｍＮ／ｍの液体と
の接触角が１０度以上、特に表面張力２０ｍＮ／ｍの液
体との接触角が１０度以上であることが好ましい。これ
は、透明基板表面は、本実施態様においては画素部の境
界としての働きが要求され、撥液性が要求される部分で
あることから、上記範囲より液体との接触角が小さい場
合は、撥液性が十分でなく、上記画素部を形成するため
のインクジェット用インクが親液性部から透明基板表面
に達した際に、その位置に止まらず、隣接する画素部を
形成する画素部形成用インクと混色を生じる可能性が生
じ、精度良く画素部を形成することができないからであ
る。

【００３０】（親液性部）次に、本実施態様の特徴部分
である親液性部について説明する。図１にも説明するよ
うに、この親液性部２は、上記透明基板１上に所定のパ
ターンで形成されるものであり、各画素部３はこの親液
性部上に形成されることから画素部３の位置を決定する
役割を有するものである。この親液性部により形成され
る画素部（画素部形成部）のパターン、すなわち親液性
部のパターンは、通常カラーフィルタに用いられるパタ
ーンであれば特に限定されるものでなく、具体的には、
モザイク状、トライアングル状、ストライプ状等のパタ
ーンを挙げることができる。

【００３１】本実施態様において、この親液性部は、上
記透明基板より液体との接触角が小さい必要がある。こ
れは、画素部形成に際してインクジェット方式で着色さ
れた画素部形成用インクがこの親液性部上で濡れ広がり
ることにより画素部を形成することから、画素部の位置
を決定する役割を有し、さらに透明基板との濡れ性の差
異により、これら各色、通常は赤、青、および緑の三色
からなる画素部形成用インクの混色を防止するものであ
るからである。

【００３２】この親液性部においては、その表面におけ
る表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、上記透明
基板表面における表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触
角より１度以上小さいことが好ましく、特に１０度以上
小さいことが好ましい。この程度異なれば、画素部形成
用インクに対する混色防止効果が有効に発揮されるから
である。

【００３３】具体的な親液性としては、表面張力４０ｍ
Ｎ／ｍの液体との接触角が９度未満、好ましくは表面張
力５０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０度以下、特に表
面張力６０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０度以下であ
ることが好ましい。親液性部上における液体との接触角
が高いと、親液性部上においてインクジェット方式で塗
布された画素部形成用インクの広がりが劣る可能性があ
り、画素部の色抜け等が生じる可能性があるからであ
る。

【００３４】本実施態様に用いられる親液性部の組成
は、上述したような親液性を有する樹脂組成物であれ
ば、特に限定されるものではないが、具体的には、例え
ば、シラン系、シリルパーオキサイド系、チタン系、ク
ロム系などの各種カップリング剤を用いた層、例えば、
ポリビニルアルコール、ポリビニルクロライド、ポリビ
ニリデンクロライド等の表面張力の高い高分子材料を用
いた層等を挙げることができる。

【００３５】この親液性部の膜厚は、インクジェット方
式により親液性部上に画素部形成用インクを塗布する際
に、画素部形成用インクが親液性部表面を濡れ広がり親
液性部端部から透明基板に落下する際の加速度を最小限
に止める必要性から、親液性を発現する限りの範囲で薄
いほど好ましい。具体的な膜厚としては０．０１〜３μ
ｍの範囲内、好ましくは０．０１〜１μｍ、特に０．０
１〜０．１μｍの範囲内であることが好ましい。

【００３６】一方、この親液性部の幅に関しては、この
幅がそのままほぼ画素部の幅となることから、例えば対
向基板側に形成されている遮光部の開口の幅より広くと
ることにより色抜け等を防止する等の理由を考えると、
親液性部の幅が広い方が好ましいが、画素部を形成する
際のインクジェット方式での着色の場合に、混色を起こ
さない程度の親液性部間の幅となるような親液性部の幅
とする必要もある。したがって、用いられる材料等によ
っても異なるものではあるが通常１〜５０μｍの範囲
内、好ましくは５〜３０μｍの範囲内、特に１０〜２０
μｍの範囲内であることが好ましい。

【００３７】（画素部）本実施態様においては、図１に
示すように、上記親液性部２上に、インクジェット方式
により複数色、通常は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青
（Ｂ）の３色の画素部形成用インクを塗布することによ
り、所定のパターンの画素部３が形成される。ここで所
定のパターンとは、上述したように、モザイク状、トラ
イアングル状、ストライプ状等の通常カラーフィルタに
用いられているパターンを挙げることができる。

【００３８】このような画素部を形成するインクジェッ
ト方式のインクとしては、大きく水性、油性に分類され
るが、本発明においてはいずれのインクであっても用い
ることができるが、表面張力の関係から水をベースとし
た水性のインクが好ましい。

【００３９】本実施態様で用いられる水性インクには、
溶媒として、水単独または水及び水溶性有機溶剤の混合
溶媒を用いることがきる。一方、油性インクにはへッド
のつまり等を防ぐために高沸点の溶媒をベースとしたも
のが好ましく用いられる。このようなインクジェット方
式のインクに用いられる着色剤は、公知の顔料、染料が
広く用いられる。また、分散性、定着性向上のために溶
媒に可溶・不溶の樹脂類を含有させることもできる。そ
の他、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性
界面活性剤などの界面活性剤；防腐剤；防黴剤；ｐＨ調
整剤；消泡剤；紫外線吸収剤；粘度調整剤：表面張力調
整剤などを必要に応じて添加しても良い。

【００４０】また、通常のインクジェット方式のインク
は適性粘度が低いためバインダ樹脂を多く含有できない
が、インク中の着色剤粒子を樹脂で包むかたちで造粒さ
せることで着色剤自身に定着能を持たせることができ
る。このようなインクも本発明においては用いることが
できる。さらに、所謂ホットメルトインクやＵＶ硬化性
インクを用いることもできる。

【００４１】本実施態様においては、中でもＵＶ硬化性
インクを用いることが好ましい。ＵＶ硬化性インクを用
いることにより、インクジェット方式により着色して画
素部を形成後、ＵＶを照射することにより、素早くイン
クを硬化させることができ、すぐに次の工程に送ること
ができる。したがって、効率よくカラーフィルタを製造
することができるからである。

【００４２】このようなＵＶ硬化性インクは、プレポリ
マー、モノマー、光開始剤及び着色剤を主成分とするも
のである。プレポリマーとしては、ポリエステルアクリ
レート、ポリウレタンアクリレート、エポキシアクリレ
ート、ポリエーテルアクリレート、オリゴアクリレー
ト、アルキドアクリレート、ポリオールアクリレート、
シリコンアクリレート等のプレポリマーのいずれかを特
に限定することなく用いることができる。

【００４３】モノマーとしては、スチレン、酢酸ビニル
等のビニルモノマー；ｎ−ヘキシルアクリレート、フェ
ノキシエチルアクリレート等の単官能アクリルモノマ
ー；ジエチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘ
キサンジオールジアクリレート、ヒドロキシピペリン酸
エステルネオペンチルグリコールジアクリレート、トリ
メチロールプロパントリアクリレート、ジペンタエリス
トールヘキサアクリレート等の多官能アクリルモノマー
を用いることができる。上記プレポリマー及びモノマー
は単独で用いても良いし、２種以上混含しても良い。

【００４４】光重合開始剤は、イソブチルベンゾインエ
ーテル、イソプロピルベンゾインエーテル、ベンゾイン
エチルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、１−フェ
ニル−ｌ，２−プロパジオン−２−オキシム、２，２−
ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、ベンジル、
ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジエトキシ
アセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フ
ェニルプロパン−１−オン、ベンゾフェノン、クロロチ
オキサントン、２−クロロチオキサントン、イソプロピ
ルチオキサントン、２−メチルチオキサントン、塩素置
換ベンゾフェノン、ハロゲン置換アルキル−アリルケト
ン等の中から所望の硬化特性等が得られるものを選択し
て用いることができる。その他必要に応じて脂肪族アミ
ン、芳香族アミン等の光開始助剤；チオキサンソン等の
光鋭感剤等を添加しても良い。

【００４５】（その他）本実施態様のカラーフィルタに
は、必要に応じて他の部材が形成されていてもよく、具
体的には、透明電極層、配向層、保護層、スペーサとし
て機能する柱状部材等が形成されていてもよい。

【００４６】２．第２実施態様 次に、本発明のカラーフィルタの第２実施態様について
説明する。本実施態様は、図２に示すように、透明基板
１上に遮光部４が形成され、この遮光部４で形成される
開口を塞ぐように親液性部２が形成され、この親液性部
２上に画素部３が形成されてなるものである。

【００４７】本実施態様が第１実施態様と異なるところ
は、遮光部（ブラックマトリックス）４が透明基板１上
に形成され、この遮光部４の開口を塞ぐように親液性部
２が形成されたところにあり、透明基板の濡れ性が液体
との接触角が大きい撥液性であり、かつ遮光部を必要と
するカラーフィルタに好適な実施態様となっている。

【００４８】本実施態様において、透明基板、親液性
部、および画素部は、上記第１実施態様と同様であるの
で、ここでの説明は省略し、遮光部について以下説明す
る。

【００４９】なお、透明基板に撥液性が要求される点に
ついては、図２に示すように遮光部４の開口を親液部２
が塞ぐように形成されている場合は特に透明基板に撥液
性が要求されるものではないが、例えば親液性部が遮光
部との間に所定の間隙をおいて形成されているような場
合は、第１実施態様と同様に透明基板に撥液性が要求さ
れる。

【００５０】（遮光部）本実施態様に用いられる遮光部
としては、樹脂製の遮光部であってもよいが、好ましく
は、通常スパッタリング法、真空蒸着法等により厚み１
０００〜２０００Å程度のクロム等の金属薄膜を形成
し、この薄膜をパターニングすることにより形成される
遮光部が好ましい。上記金属薄膜のパターニングの方法
としては、スパッタ等の通常のパターニング方法を用い
ることができる。

【００５１】本実施態様においては、この遮光部により
形成される開口の幅より、上記親液性部の幅が大きくな
るように形成されていることが好ましい。このように形
成することにより、この親液層上の部分に画素部が形成
されることから、カラー液晶表示装置とした場合に、色
抜け等の不具合を防止することができるからである。

【００５２】このように、遮光部により形成される開口
の幅より、画素部の幅、すなわち親液性部の幅を大きく
するためには、図２に示すように、親液性部２の端部が
遮光部４上に形成されている必要がある。

【００５３】このような遮光部の幅は、通常５μｍ〜５
０μｍの範囲内、好ましくは１０μｍ〜１５μｍの範囲
内である。

【００５４】また、この遮光部表面の液体との接触角
は、上記親液性部における液体との接触角より大きいこ
とが必要である。これは、以下の理由による。すなわ
ち、このように遮光部が形成されている構造において
は、前記親液性部上に、画素部形成用インクがインクジ
ェット方式で塗布されて画素部を形成する際に、上記親
液性部と遮光部との濡れ性の差を用いて画素部を形成す
ることになるので、この遮光部表面での液体との接触角
が親液性部における接触角により大きくなければ、遮光
部上での上記画素部形成用インクの混色を防止すること
ができない場合があるからである。

【００５５】本実施態様においては、遮光部表面におけ
る表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、上記親液
性部表面における表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触
角より１度以上大きいことが好ましく、特に１０度以上
大きいことが好ましい。このような遮光部上の濡れ性と
しては、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０
度以上、好ましくは表面張力３０ｍＮ／ｍの液体との接
触角が１０度以上、特に表面張力２０ｍＮ／ｍの液体と
の接触角が１０度以上であることが好ましい。なお、遮
光部表面における撥液性が不充分な場合は、この部分の
み撥液性層を形成したり、後述するような撥液性処理を
施すようにしてもよい。

【００５６】本実施態様は、図２に示すように親液性部
２の幅が遮光部４で形成される開口より大きい場合に限
定されるものではない。例えば、親液性部と遮光部とが
所定の間隙を有するように形成されていてもよい。この
場合、画素部形成用インクは、親液性部上を濡れ広がっ
た後、上記所定の間隙に落下しその位置で止まる。これ
により隣り合う画素部の混色が防止されるのである。

【００５７】（その他）本実施態様のカラーフィルタに
おいても、上記第１実施態様と同様に、必要に応じて他
の部材が形成されていてもよく、具体的には、透明電極
層、配向層、保護層、スペーサとして機能する柱状部材
等が形成されていてもよい。

【００５８】３．第３実施態様 次に、本発明のカラーフィルタの第３実施態様について
説明する。本実施態様は、図３に示すように、透明基板
１上に撥液性層５が全面に形成され、この全面に形成さ
れた撥液性層５上に親液性部２が形成され、この親液性
部２上に画素部３が形成されてなるものであり、透明基
板が親液性の場合に好適な実施態様である。

【００５９】本実施態様が第１実施態様と異なるところ
は、撥液性層５が透明基板１上に全面にわたって形成さ
れた点にある。このように撥液性層を設けるのは、以下
のような理由によるものである。

【００６０】例えば、透明基板が石英ガラス製である等
の理由によりその表面が親液性であると、画素部形成に
際して、上記画素部を形成するためのインクジェット用
インク（画素部形成用インク）が親液性部から透明基板
表面に達した際に、その位置に止まらず、隣接する画素
部を形成する画素部形成用インクと混色を生じる可能性
が生じ、精度良く画素部を形成することができない場合
があるからである。また、この透明基板の表面よりも液
体との接触角の小さい親液性部を形成することが材料選
択の面等で困難な場合がある等の問題が生じる可能性が
あるからである。

【００６１】本実施態様において、透明基板に撥液性が
要求されない点を除き、透明基板、親液性部、および画
素部は、上記第１実施態様と同様であるので、ここでの
説明は省略し、以下上記撥液性層について説明する。な
お、上記第１および第２実施態様における親液性部に関
する説明の中で、透明基板上における液体に対する接触
角を用いて親液性部を説明している部分があるが、本実
施態様においては、この部分はすべて透明基板ではなく
撥液性層上における液体に対する接触角であることとす
る。

【００６２】（撥液性層）本実施態様に用いられる撥液
性層は、透明基板よりも液体との接触角が大きいものが
好適に用いられ、具体的には、撥液性層表面における表
面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、上記親液性部
表面における表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角よ
り１度以上大きい撥液性層を用いることが好ましく、特
に１０度以上大きいことが好ましい。さらに、具体的な
撥液性としては、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触
角が１０度以上、好ましくは表面張力３０ｍＮ／ｍの液
体との接触角が１０度以上、特に表面張力２０ｍＮ／ｍ
の液体との接触角が１０度以上であることが好ましい。
この程度の撥液性が必要な理由は、上記撥液性層表面
は、本実施態様においては画素部の境界としての働きが
要求され、撥液性が要求される部分であることから、上
記範囲より液体との接触角が小さい場合は、撥液性が十
分でなく、上記画素部を形成するためのインクジェット
用インク（画素部形成用インク）が親液性部から透明基
板表面に達した際に、その位置に止まらず、隣接する画
素部を形成する画素部形成用インクと混色を生じる可能
性が生じ、精度良く画素部を形成することができないか
らである。

【００６３】このような撥液性を有する撥液性層であれ
ば、画素部形成用インクがインクジェット方式で親液性
部上に塗布された場合でも、親液性部から画素部形成用
インクが落下した撥液性層上の位置で画素部形成用イン
クが止まり、隣り合う画素部の画素部形成用インクの混
色を防止するといった効果が十分に発揮される。

【００６４】本実施態様に用いられる撥液性層の膜厚
は、カラーフィルタの薄型化の要請等から、撥液性が発
現できる厚さであればなるべく薄い方が好ましく、具体
的には、０．０１〜２μｍ、中でも０．１〜１μｍの範
囲内であることが好ましい。

【００６５】このような撥液性層としては、例えば、樹
脂製ブラックマトリックス（遮光部）に用いられる樹脂
材料であって、黒色の材料を混入しない材料等を用いる
ことができる。具体的には、ポリアクリルアミド、ポリ
ビニルアルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等
の水性樹脂を１種または２種以上混合した組成物や、Ｏ
／Ｗエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反応性シリ
コーンをエマルジョン化したもの等を挙げることができ
る。本実施態様においては、取扱性および硬化が容易で
ある点等の理由から、光硬化性樹脂が好適に用いられ
る。また、この撥液性部は、撥液性が強いほど好ましい
ので、その表面をシリコーン化合物や含フッ素化合物等
の撥インク処理剤で処理したものでもよい。

【００６６】（その他）本実施態様のカラーフィルタに
おいても、上記第１実施態様と同様に、必要に応じて他
の部材が形成されていてもよく、具体的には、透明電極
層、配向層、保護層、スペーサとして機能する柱状部材
等が形成されていてもよい。

【００６７】４．第４実施態様 最後に、本発明のカラーフィルタの第４実施態様につい
て説明する。本実施態様は、図４に示すように、透明基
板１上に遮光部４が形成され、この遮光部４および透明
基板１上の全面に撥液性層５が形成され、この撥液性層
５上の所定の位置に親液性部２が形成され、この親液性
部２上に画素部３が形成されてなるものであり、透明基
板が親液性であり、かつ遮光部を必要とする場合に好適
な実施態様である。

【００６８】本実施態様が第３実施態様と異なるところ
は、遮光部４が透明基板１上に形成され、この遮光部４
の開口を塞ぐように撥液性層５を介して親液性部２が形
成されたところにあり、撥液性層および遮光部を有する
実施態様である。

【００６９】本実施態様において、透明基板、親液性
部、撥液性層および画素部が、上記第３実施態様におい
て説明したものと同様であり、遮光部については、遮光
部が撥液性を必要としない点を除いて上記第２実施態様
において説明したものと同様であるので、ここでの説明
は省略する。また、上記各実施態様と同様に、その他の
層として、透明電極層、配向層、保護層、スペーサとし
て機能する柱状部材等が形成されていてもよい。

【００７０】Ｂ．カラーフィルタの製造方法 次に、上記第１実施態様から第４実施態様までの各実施
態様のカラーフィルタの製造方法について説明する。な
お、以下の製造方法の説明中の各構成の材料、形状等に
ついては、上記カラーフィルタの項で説明したものと同
様である。

【００７１】１．第１実施態様のカラーフィルタの製造
方法 本実施態様においては、図５に一例を示すように、まず
透明基板１上に親液性部２を形成する（図５(a)）。こ
の親液性部は、フォトリソグラフィー法等の通常のパタ
ーニング方法により形成することができる。

【００７２】次に、上記親液性部２上の部分に、インク
ジェット装置７を用いて画素部形成用インク８を噴射し
て、それぞれ、例えば赤、緑、および青に着色する（図
５(b)）。この際、親液性部２上は上述したように液体
との接触角の小さい親液性領域である。このため、イン
クジェット装置７から噴出された画素部形成用インク８
は、親液性部２上に均一に広がる。また、この親液性部
２上を濡れ広がった画素部形成用インクは、親液性部２
の端部で透明基板１上に落下するが、この透明基板１上
は、撥液性領域となっているため、画素部形成用インク
８はこの領域では濡れ広がることなくその位置に止まる
ことになる。したがって、画素部形成用インク８の混色
といった問題が生じる可能性が低い。

【００７３】本実施態様に用いられるインクジェット装
置としては、特に限定されるものではないが、帯電した
インクを連続的に噴射し磁場によって制御する方法、圧
電素子を用いて間欠的にインクを噴射する方法、インク
を加熱しその発泡を利用して間欠的に噴射する方法等の
各種の方法を用いたインクジェット装置を用いることが
できる。

【００７４】このようにして親液性部２上に付着したイ
ンクを固化させることにより画素部３が形成される（図
５(c)）。本実施態様において、インクの固化は用いる
インクの種類により種々の方法により行われる。例え
ば、水溶性のインクであれば加熱等することにより水を
除去して固化が行われる。

【００７５】このインクの固化工程を考慮すると、本実
施態様に用いられるインクの種類としては、ＵＶ硬化性
インクであることが好ましい。これは、ＵＶ硬化性イン
クであればＵＶを照射することにより、素早くインクを
固化することができるので、カラーフィルタの製造時間
を短縮することができるからである。

【００７６】この後、必要に応じて上述したような他の
層を形成して第１実施態様のカラーフィルタとすること
ができる。このようにして得られたカラーフィルタは、
上述したように混色等のない高品質なものとなる。

【００７７】２．第２実施態様のカラーフィルタの製造
方法 本実施態様が、上記第１実施態様のカラーフィルタの製
造方法と異なるのは、図６(a)に示すように、まず透明
基板１上に遮光部４が形成される点である。この遮光部
４の形成方法は、これに限定されるものではないが、ス
パッタリング法、真空蒸着法等により厚み１０００〜２
０００Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜
をパターニングすることにより形成する方法等を挙げる
ことができる。

【００７８】その後の製造方法は、上記第１実施態様の
製造方法と同様であるので詳しい説明は省略してその概
略を説明する。すなわち、この遮光部４の開口を塞ぐよ
うに、フォトリソグラフィ等の方法を用いて、親液性部
２を形成する（図６(b)）。この際、後述する画素部３
の幅が遮光部４の開口幅より大きく形成されるように、
親液性部２はその端部が遮光部４上となるように形成さ
れることが好ましい。次いで、この親液性部２上にイン
クジェット装置７を用いて画素部形成用インク８を塗布
し（図６(c)）、これを硬化させることにより画素部３
を形成する（図６(d)）ことができる。

【００７９】この後、第１実施態様と同様に上述したそ
の他の層を形成して第２実施態様のカラーフィルタとす
ることができる。このようにして得られたカラーフィル
タは、遮光部を有するものであり、かつ色抜けや混色の
ない高品質なものである。

【００８０】３．第３実施態様のカラーフィルタの製造
方法 本実施態様が第１実施態様のカラーフィルタの製造方法
と異なるのは、図７(a)に示すように、透明基板１上に
撥液性層５を形成する点にある。この撥液性層５の形成
方法は、上述した材料を用いた撥液性層形成用塗工液を
調製し、これをスピンコート、スプレーコート、ディッ
プコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布
方法を用いて透明基板１上に塗布することにより行うこ
とかできる。

【００８１】その後の製造方法は、上記第１実施態様の
製造方法と同様であるので、詳しい説明は省略してその
概略を説明する。すなわち、透明基板１上に形成された
撥液性層５上に、フォトリソグラフィ等の方法を用い
て、親液性部２を形成し（図７(b)）、次いでこの親液
性部２上にインクジェット装置７を用いて画素部形成用
インク８を塗布し（図７(c)）、これを硬化させること
により画素部３を形成する（図７(d)）ことができる。

【００８２】この後、第１実施態様と同様に上述したそ
の他の層を形成して第３実施態様のカラーフィルタとす
ることができる。このようにして得られたカラーフィル
タは、撥液性層を有するものであるが、第１実施態様と
同様に、混色のない高品質なものである。

【００８３】４．第４実施態様のカラーフィルタの製造
方法 本実施態様が、上記第３実施態様のカラーフィルタの製
造方法と異なるのは、図８(a)に示すように、まず透明
基板１上に遮光部４が形成される点にある。この遮光部
４の形成方法については、上記第２実施態様において説
明した方法と同様にして形成することができる。

【００８４】その後の製造方法は、上記第３実施態様の
カラーフィルタの製造方法と同様であるので、詳しい説
明は省略してその概略を説明する。すなわち、上記遮光
部４が形成された透明基板１上に、スピンコート等の従
来の方法を用いて撥液性層５を形成し（図８(b)）、こ
の撥液性層５上の遮光部４の開口を塞ぐ位置に、フォト
リソグラフィ等の方法を用いて、親液性部２を形成し
（図８(c)）、次いでこの親液性部２上にインクジェッ
ト装置７を用いて画素部形成用インク８を塗布し（図７
(d)）、これを硬化させることにより画素部３を形成す
る（図７(e)）ことができる。

【００８５】この後、第３実施態様と同様に上述したそ
の他の層を形成して第４実施態様のカラーフィルタとす
ることができる。このようにして得られたカラーフィル
タは、遮光部を有するものであり、第３実施態様と同様
に、色抜けや混色のない高品質なものである。

【００８６】Ｃ．カラー液晶表示装置 上記第１から第４実施態様のカラーフィルタと、このカ
ラーフィルタに対向する対向電極基板とを組み合わせ、
この間に液晶化合物を封入することによりカラー液晶表
示装置が形成される。このようにして得られるカラー液
晶表示装置は、本発明のカラーフィルタが有する利点、
すなわち、色抜けや混色等の不具合のない、表示品質の
高いものとなる。

【００８７】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【００８８】

【発明の効果】本発明のカラーフィルタにおいては、画
素部が所定のパターンで形成された親液性部上に形成さ
れているので、画素部を形成するに際して、この親液性
部上にインクジェット方式で複数色の画素部形成用イン
クを同時に塗布することにより、容易に画素部を形成す
ることができる。また画素部形成用インクを塗布する際
に、濡れ性の関係で、各画素部形成用インクがこの親液
性部上のみを伸び広がり、親液性部間に存在する透明基
板上で伸び広がらないことから、形成された画素部は混
色等の不具合がない。よって、本発明のカラーフィルタ
は、高品質でかつ低価格であるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施態様のカラーフィルタの一例
を示す概略断面図である。

【図２】本発明の第２実施態様のカラーフィルタの一例
を示す概略断面図である。

【図３】本発明の第３実施態様のカラーフィルタの一例
を示す概略断面図である。

【図４】本発明の第４実施態様のカラーフィルタの一例
を示す概略断面図である。

【図５】本発明の第１実施態様のカラーフィルタの製造
方法の一例を説明するための工程図である。

【図６】本発明の第２実施態様のカラーフィルタの製造
方法の一例を説明するための工程図である。

【図７】本発明の第３実施態様のカラーフィルタの製造
方法の一例を説明するための工程図である。

【図８】本発明の第４実施態様のカラーフィルタの製造
方法の一例を説明するための工程図である。

【符号の説明】

１…透明基板 ２…親液性部 ３…画素部 ４…遮光部 ５…撥液性層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 FB01 FB08 2H048 BA02 BA11 BA64 BB01 BB02 BB14 BB23 BB44 2H091 FA02Y FA35Y FC12 FC25 FD04 FD05 LA12 LA16

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板と、この透明基板上に所定のパ
   ターンで設けられ、前記透明基板よりも液体との接触角
   が小さい親液性部と、この親液性部上にインクジェット
   方式により複数色を塗布して設けられた画素部とを有す
   ることを特徴とするカラーフィルタ。
2. 【請求項２】 前記透明基板上であって、前記画素部を
   画する位置に形成された遮光部を有することを特徴とす
   る請求項１記載のカラーフィルタ。
3. 【請求項３】 透明基板と、この透明基板上に設けられ
   た撥液性層と、この撥液性層上に所定のパターンで設け
   られ、前記撥液性層よりも液体との接触角が小さい親液
   性部と、この親液性部上にインクジェット方式により複
   数色を塗布して設けられた画素部とを有することを特徴
   とするカラーフィルタ。
4. 【請求項４】 前記透明基板上であって、前記画素部を
   画する位置に遮光部が形成されており、前記透明基板お
   よび前記遮光部上に前記撥液性層が形成されていること
   を特徴とする請求項３記載のカラーフィルタ。
5. 【請求項５】 前記遮光部により形成される開口の幅よ
   り、前記画素部の幅が大きくなるように形成されている
   ことを特徴とする請求項２または請求項４に記載のカラ
   ーフィルタ。
6. 【請求項６】 表面張力４０ｍＮ／ｍの液体の前記透明
   基板に対する接触角より、同じ液体の前記親液性部に対
   する接触角の方が、１度以上小さいことを特徴とする請
   求項１または請求項２に記載のカラーフィルタ。
7. 【請求項７】 表面張力４０ｍＮ／ｍの液体の前記撥液
   性層に対する接触角より、同じ液体の前記親液性部に対
   する接触角の方が、１度以上小さいことを特徴とする請
   求項３または請求項４に記載のカラーフィルタ。
8. 【請求項８】 （１）透明基板上に、この透明基板より
   液体に対する接触角が小さい親液性部を所定のパターン
   で形成する工程と、（２）前記親液性部上に、インクジ
   ェット方式で画素部形成用インクを塗布し、硬化させる
   ことにより画素部を形成する工程とを有することを特徴
   とするカラーフィルタの製造方法。
9. 【請求項９】 前記透明基板上に、予め前記画素部を画
   する所定のパターンで遮光部を形成した後、前記親液性
   部を形成することを特徴とする請求項８記載のカラーフ
   ィルタの製造方法。
10. 【請求項１０】 （１）透明基板上に、この透明基板よ
    り液体に対する接触角の大きい撥液性層を形成する工程
    と、（２）前記撥液性層上に、この撥液性層より液体に
    対する接触角が小さい親液性部を所定のパターンで形成
    する工程と、（３）前記親液性部上に、インクジェット
    方式で画素部形成用インクを塗布し、硬化させることに
    より画素部を形成する工程とを有することを特徴とする
    カラーフィルタの製造方法。
11. 【請求項１１】前記透明基板上に、予め前記画素部を画
    する所定のパターンで遮光部を形成した後、前記撥液性
    層を形成することを特徴とする請求項１０記載のカラー
    フィルタの製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項１から請求項７までのいずれか
    の請求項に記載のカラーフィルタを具備することを特徴
    とするカラー液晶表示装置。