JP2002277623A

JP2002277623A - 光学素子とその製造方法、該光学素子を用いた液晶素子

Info

Publication number: JP2002277623A
Application number: JP2001077667A
Authority: JP
Inventors: Akio Nishi; 彰夫西; Hiroshi Fujiike; 弘藤池; Akio Kashiwazaki; 昭夫柏崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2002-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】着色部内での光学特性が均一なカラーフィル
タを製造する。【解決手段】透明基板１上にＴｉＯ２等感光性化合物
を含有する樹脂組成物からなる隔壁パターン４を形成
し、その側面を露光することにより、上記感光性化合物
の作用により、該側面の親インク性を増加せしめ、上面
が撥インク性、側面が親インク性の隔壁４’を形成し、
該隔壁４’で囲まれた領域にインク５を付与して着色部
６を形成し、カラーフィルタを形成する。

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、パチンコ遊技台に使用されてい
るカラー液晶素子の構成部材であるカラーフィルタや、
発光素子といった光学素子とその製造方法に関し、さら
には、該光学素子の一つであるカラーフィルタを用いて
なる液晶素子に関する。

【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、液晶
ディスプレイ、とりわけカラー液晶ディスプレイの需要
が増加している。しかしながら、さらなる普及のために
は大幅なコストダウンが必要であり、特にコスト的に比
重の重いカラーフィルタのコストダウンが求められてい
る。

【０００３】カラーフィルタの低コストな製造方法とし
ては、基板上に先ずブラックマトリクスを形成し、イン
クジェット方式により該ブラックマトリクスの開口部に
インクを付与して着色部（画素）を形成する方法が提案
されている。この方法に関して、それぞれの着色部に対
応するブラックマトリクスの開口部に良好にインクが収
まるようにするため、ブラックマトリクスの材料とし
て、該インクに濡れにくく、はじきやすいものが検討さ
れている。

【０００４】例えば、特開平７−３５９１７号公報に
は、インクに対して２０°以上の接触角を有する材料を
用いてブラックマトリクスを形成し、その開口部にイン
クを付与する方法が提案されている。また、特開平７−
３３５９１５号公報には、ブラックマトリクス材料とし
て水に対して４０°以上の接触角を有する材料が提案さ
れている。さらに、特開平６−３４７６３７号公報に
は、それぞれの材料の臨界表面張力を、基板面＞インク
＞ブラックマトリクス面とし、ブラックマトリクス面＜
３５×１０^-5Ｎ／ｍ、基板面≧３６×１０^-5Ｎ／ｍ、イ
ンクは両者から５×１０^-5Ｎ／ｍ以上の差を有するよう
に、それぞれ設定することが提案されている。これらの
提案では、いずれもブラックマトリクスの材料として撥
インク性を持たせるために、フッ素化合物やケイ素化合
物を含むことが提案されている。

【０００５】また、特開平４−１２１７０２号公報に
は、基板と逆の親和性を有する堤を形成し、その間にイ
ンクを注入する方法が提案されているが、材料について
の詳細は記載されていない。

【０００６】これらの提案によれば、ブラックマトリク
スに撥インク性を持たせることにより、ブラックマトリ
クス上に飛散したインクをブラックマトリクスの開口部
内に引き込ませることが可能となり、各着色部に対応す
る開口部にインクがうまく収まらないという問題は改善
された。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たようにインクに濡れにくく、はじきやすい性質を持つ
ブラックマトリクスはインクとの界面部分で互いにはじ
きあい、着色部の周囲で膜厚が薄くなってしまう。その
様子を図６に示す。図中、６１は透明基板、６２はブラ
ックマトリクス、６３、６３’は着色部である。図６は
１画素分の断面模式図であり、（ａ）に示すように、ブ
ラックマトリクス６２の撥インク性によって、着色部６
３の周縁部膜厚が薄くなってしまう。図６（ｂ）は理想
的な着色部６３’の断面であり、着色部６３’内におい
て膜厚が均一である。

【０００８】図６（ａ）のように、着色部６３内におけ
る膜厚分布は色ムラとなり、場合によっては着色部６３
の周縁部で白抜けを生じる場合もある。

【０００９】上記問題は、カラーフィルタ以外にも、イ
ンクジェット方式で製造しうる同様の構造の光学素子に
おいても生じる。即ち、基板上に隔壁を形成し、該隔壁
の開口部にインクジェット方式でインクを付与して画素
を形成する光学素子において、所定量のインクを開口部
に収めるためには隔壁の撥インク性が重要であるが、該
撥インク性によって生じた画素内の膜厚分布によって、
画素内で光学特性の分布を生じてしまう。

【００１０】本発明の課題は、このような問題を解決
し、画素内において膜厚分布の発生を防止し、画素内に
おいて均一な光学特性を有する光学素子を提供し、該光
学素子を用いて、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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の第一は、基板上
に画素と該画素を囲む隔壁とを少なくとも有する光学素
子の製造方法であって、光照射によりインクに対する親
和性が増加或いは発現する感光性化合物を含有する樹脂
組成物からなる隔壁パターンを形成する工程と、上記隔
壁パターンの側面を露光して該側面の親インク性を増加
或いは発現させ、上面が撥インク性で側面が親インク性
を示す隔壁を形成する工程と、上記隔壁で囲まれた領域
にインクを付与し、硬化して画素を形成する工程と、を
少なくとも有することを特徴とする光学素子の製造方法
である。

【００１２】上記本発明の光学素子においては、下記の
構成を好ましい態様として含むものである。上記感光性
化合物がＴｉＯ₂、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ、ＷＯ₃、ＳｒＴｉ
Ｏ₃、ＢｉＯ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃から選択される少なくとも一種
である。上記隔壁パターンの露光工程において、フォト
マスクを用いて該隔壁パターン上面を遮光する。上記樹
脂組成物が黒色樹脂組成物であり、上記隔壁パターンの
露光工程において、基板裏面より全面露光する。上記樹
脂組成物がポジ型の感光性樹脂組成物であり、該樹脂組
成物からなる層をパターン露光して隔壁パターンを形成
する。上記樹脂組成物が非感光性樹脂組成物であり、該
樹脂組成物からなる層の上にレジストパターンを形成
し、該レジストパターンをマスクとして該樹脂組成物層
をエッチングして隔壁パターンを形成する。上記インク
を付与する手段がインクジェット方式である。

【００１３】本発明の第二は、基板上に画素と該画素を
囲む隔壁とを少なくとも有し、上記本発明の光学素子の
製造方法により製造されたことを特徴とする光学素子で
ある。

【００１４】上記本発明の光学素子においては、上記画
素が着色部であり、複数色の着色部を有するカラーフィ
ルタであること、隔壁が遮光層であること、着色部上に
保護膜を有すること、を好ましい態様として含むもので
ある。

【００１５】本発明の第三は、一対の基板間に液晶を挟
持してなり、一方の基板が上記本発明の光学素子を用い
て構成されたことを特徴とする液晶素子である。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明は、基板上に隔壁を形成
し、該隔壁で囲まれた領域、即ち隔壁の開口部にインク
を付与して画素を形成する工程において、光照射により
インクに対する親和性を増加或いは発現する感光性化合
物を含有する樹脂組成物を用いて隔壁パターンを形成
し、該隔壁パターンの側面を露光することにより、該側
面のインクに対する親和性を増加或いは発現させること
に特徴を有する。これにより、本発明にかかる隔壁は上
面が撥インク性を、側面が親インク性を示し、上面にお
いては付与されたインクがはじかれて速やかに開口部内
に引き込まれ、該開口部内においては、隔壁側面の親イ
ンク性によってインクと隔壁側面とが良好に接触し、開
口部内でインクが比較的均一に広がり、均一な膜厚の画
素が得られる。

【００１７】本発明の光学素子としては、基板上に画素
と該画素を囲む隔壁からなる構成を一組以上有し、基板
上に形成した隔壁の開口部にインクを付与して画素を形
成しうるものであれば、本発明の範疇にあるが、具体的
には、画素が着色部であり、複数色の着色部を有し、上
記隔壁が隣接する着色部間を隔てているカラーフィルタ
や、画素が発光層であり、上記隔壁が隣接する発光層間
を隔てている有機エレクトロルミネッセンス素子（有機
ＥＬ素子）等の発光素子、画素がレンズであるマイクロ
レンズなどが挙げられる。本発明は特に、インクジェッ
ト方式によりインクを付与し、着色部を形成するカラー
フィルタの製造方法に好適であり、以下、カラーフィル
タを製造する実施形態を挙げて説明する。

【００１８】図１は、本発明の光学素子の製造方法によ
りカラーフィルタを製造する一実施形態の工程を示す断
面模式図である。図中、１は透明基板、２は樹脂組成物
層、３、３’はフォトマスク、４は隔壁パターン、４’
は隔壁、５はインク、６は着色部、７は保護膜である。
尚、図１の（ａ）〜（ｇ）は以下の工程（ａ）〜（ｇ）
にそれぞれ対応する断面模式図である。

【００１９】工程（ａ）透明基板１上に隔壁４を形成するための樹脂組成物層２
を形成する。透明基板１としては、一般にはガラス基板
が用いられるが、液晶素子を構成する目的においては、
所望の透明性、機械的強度等の必要特性を有するもので
あれば、プラスチック基板なども用いることができる。

【００２０】本発明に係る樹脂組成物層２は、光照射に
より後述するインク５に対する親和性が増加或いは発現
する感光性化合物を含む樹脂組成物で形成される。この
ような感光性化合物としては、例えば、ＴｉＯ₂、Ｓｎ
Ｏ₂、ＺｎＯ、ＷＯ₃、ＳｒＴｉＯ₃、ＢｉＯ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃
が挙げられ、これらのうちの一種を単独で、或いは二種
以上を混合して用いることができる。このような感光性
化合物を含む樹脂組成物層２に光を照射すると、該光照
射によって励起生成した電子と正孔が感光性化合物表面
の吸着酸素や水と反応して活性酸素を生成し、光照射領
域の樹脂組成物層２表面が親インク化する。一方、上記
したような金属酸化物等感光性化合物は、元来撥水性、
撥油性を有するため、光照射していない領域の樹脂組成
物層２表面では親インク性を発現せず、撥インク性を示
す。従って、樹脂組成物層２をパターニングした後の隔
壁パターン４の所望の領域のみ光を照射すれば、光照射
した領域のみ選択的に親インク化し、その他の領域は撥
インク性とすることができる。

【００２１】本発明にかかる感光性化合物の樹脂組成物
中への添加量としては、１０〜４０重量％が好ましい。

【００２２】また、上記感光性化合物を添加する樹脂組
成物の基材としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹
脂、ポリアミドイミドを含むポリイミド系樹脂、ウレタ
ン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニル系樹脂など
の感光性または非感光性の樹脂材料を用いることができ
るが、２５０℃以上の耐熱性を有することが好ましく、
その点から、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイ
ミド系樹脂が好ましく用いられる。尚、感光性の基材を
用いる場合には、パターン露光の際に露光した領域の親
インク性が増加或いは発現してしまうため、ポジ型を用
いる必要がある。また、隔壁４を遮光層（ブラックマト
リクス、ブラックストライプ）とする場合には、上記樹
脂組成物中に、カーボンブラック等遮光剤を分散せしめ
た黒色樹脂組成物を用いて樹脂組成物層２を形成する。
このような黒色樹脂組成物としては、市販の黒色レジス
トなども用いることができる。尚、本実施形態において
は、樹脂組成物層２をポジ型の感光性樹脂組成物を用い
て形成した例を示す。

【００２３】樹脂組成物層２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、或いは印刷法等の方法により形成することができ
る。またその膜厚は、隔壁作用、及び遮光層とした場
合、その遮光作用を考慮すると０．５μｍ以上が好まし
い。

【００２４】工程（ｂ）樹脂組成物層２が感光性を有する場合には、フォトマス
ク３を用いてパターン露光する。

【００２５】工程（ｃ）露光した樹脂組成物層２を現像処理することにより、露
光領域の樹脂組成物を除去し、必要に応じて加熱乾燥処
理（ポストベーク）を行い、撥インク性の隔壁パターン
４を得る。

【００２６】工程（ｄ），（ｅ）隔壁パターン４の側面のみをパターン露光して、隔壁パ
ターン４に含まれる感光性化合物によって該側面の親イ
ンク性を増加或いは発現させ、上面は撥インク性、側面
は親インク性の隔壁４’を形成する。パターン露光に際
しては、隔壁パターン４の上面を露光しないようにフォ
トマスク３’を用いればよいが、隔壁パターン４を黒色
樹脂組成物で形成した場合には、図２に示すように、透
明基板１の裏面より全面露光することにより、側面のみ
を親インク化することができる。

【００２７】工程（ｆ）隔壁４’で囲まれた領域（開口部）に不図示のインクジ
ェットヘッドより所定の着色パターンに従ってインク５
を付与する。通常、カラーフィルタはＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の３色の着色部を有するため、Ｒ、
Ｇ、Ｂの各色のインクを用いる。また、インクジェット
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る。
尚、本発明においては、インク５を付与する手段として
はインクジェット方式以外の印刷法でも適用することが
可能であるが、複数色のインクを同時に付与しうるイン
クジェット方式が本発明においては特に好ましい。

【００２８】また、インク５としては、カラーフィルタ
の場合には硬化後にＲ、Ｇ、Ｂの着色部６を形成するよ
うに各色の着色剤と硬化成分と溶剤からなるものが好ま
しい。以下、各成分について説明する。

【００２９】〔１〕着色剤本発明でインク中に含有させる着色剤としては、染料系
及び顔料系共に使用可能であるが、顔料を使用する場合
には、インク中で均一に分散させるために別途分散剤の
添加が必要となり、全固形分中の着色剤比率が低くなっ
てしまうことから、染料系の着色剤が好ましく用いられ
る。また、着色剤の添加量としては、後述する硬化成分
と同量以下であることが好ましい。

【００３０】〔２〕硬化成分後工程におけるプロセス耐性、信頼性等を考慮した場
合、熱処理或いは光照射等の処理により硬化し、着色剤
を固定化する成分、即ち架橋可能なモノマー或いはポリ
マー等の成分を含有することが好ましい。特に、後工程
における耐熱性を考慮した場合、硬化可能な樹脂組成物
を用いることが好ましい。具体的には、例えば基材樹脂
として、水酸基、カルボキシル基、アルコキシ基、アミ
ド基等の官能基を有するアクリル樹脂、シリコーン樹
脂；または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
ルセルロース等のセルロース誘導体或いはそれらの変性
物；または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等のビニル系ポリマーが挙げ
られる。さらに、これらの基材樹脂を光照射或いは加熱
処理により硬化させるための架橋剤、光開始剤を用いる
ことが可能である。具体的には、架橋剤としては、メチ
ロール化メラミン等のメラミン誘導体が、また光開始剤
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
可能である。また、これらの光開始剤を複数種混合し
て、或いは他の増感剤と組み合わせて使用することもで
きる。

【００３１】〔３〕溶媒本発明で使用されるインクの媒体としては、水及び水溶
性有機溶剤の混合溶媒が好ましく使用される。水として
は種々のイオンを含有する一般の水ではなく、イオン交
換水（脱イオン水）を使用することが好ましい。

【００３２】水溶性有機溶剤としては、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；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；アセトン、
ジアセトンアルコール等のケトン類またはケトアルコー
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、トリ
エチレングリコール、チオジグリコール、へキシレング
リコール、ジエチレングリコール等のアルキレン基が２
〜４個の炭素を含有するアルキレングリコール類；グリ
セリン類；エチレングリコールモノメチルエーテル、ジ
エチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリ
コールモノメ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−
ピロリドン等の中から選択することが好ましい。

【００３３】また、上記成分の他に、必要に応じて所望
の物性値を持つインクとするために、沸点の異なる２種
類以上の有機溶剤を混合して用いたり、界面活性剤、消
泡剤、防腐剤等を添加しても良い。

【００３４】工程（ｇ）熱処理、光照射等必要な処理を施し、インク５中の溶剤
成分を除去して硬化させることにより、着色部６を形成
する。

【００３５】さらに、必要に応じて保護膜７を形成し、
カラーフィルタを得る。この場合の保護膜７としては、
光硬化タイプ、熱硬化タイプ、或いは光熱併用硬化タイ
プの樹脂材料、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、カラーフィルタと
した場合の透明性を有し、その後の透明導電膜形成プロ
セス、配向膜形成プロセス等に耐えうるものであれば使
用可能である。

【００３６】上記実施形態においては、感光性樹脂組成
物を用いて隔壁パターン４を形成したが、隔壁パターン
４を形成する樹脂組成物が非感光性の場合には、レジス
トを用いてエッチングによりパターニングすればよい。
図３を用いてその一例を説明する。図３中、１は透明基
板、３２は樹脂組成物層、３３はフォトレジスト層、３
３’はレジストパターン、３４はフォトマスクである。
尚、図３（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。

【００３７】工程（ａ）透明基板１上に非感光性の樹脂組成物層３２を形成し、
その上に全面にフォトレジスト層３３を形成する。樹脂
組成物層３２を形成する樹脂組成物としては、先の実施
形態の工程（ａ）で説明した樹脂組成物のうち非感光性
のものを用いる。また、フォトレジストは市販のものを
用いれば良く、その感光性はネガ型でもポジ型でも良
く、本例はネガ型の場合を示す。

【００３８】工程（ｂ）、（ｃ）フォトマスク３４を用いてレジスト層３３をパターン露
光、現像し、レジストパターン３３’を形成する。

【００３９】工程（ｄ）レジストパターン３３’をマスクとして樹脂組成物層３
２をエッチングした後、レジストパターン３３’を除去
して隔壁パターン４を得る。

【００４０】以下、図１の工程（ｄ）以降と同様の工程
により、隔壁パターン４をパターン露光し、インクを付
与して着色部を形成すればよい。

【００４１】以上、本発明の光学素子の一実施形態であ
るカラーフィルタの製造方法について説明したが、本発
明の光学素子としては、発光素子、マイクロレンズが挙
げられる。これらの構成を図５、図７に模式的に示す。
図５（ａ）は発光素子の一例の断面模式図であり、図中
５１は基板、５２は電極、５３は隔壁、５４は発光層
（画素）であり、矢印方向に光が放射される。また、図
５（ｂ）はマイクロレンズの一例の断面模式図であり、
図中、５６は透明基板、５７は隔壁、５８はレンズ（画
素）であり、矢印方向に光が入射、出射される。

【００４２】また、図７は発光素子の一つである有機Ｅ
Ｌ素子の断面模式図であり、図中７１は駆動基板、７２
は隔壁、７３は発光層（画素）、７４は透明電極、７６
は金属電極である。駆動基板７１には、ＴＦＴ（不図
示）、配線膜及び絶縁膜等が多層に積層されている。

【００４３】本発明において、光学素子として例えば有
機ＥＬ素子を製造する場合には、図１の工程において、
透明基板１の代わりに透明電極７４を形成した駆動基板
７１を用い、図７の如く当該基板側から光を観察する場
合には、駆動基板７１にガラス基板などの透明基板を用
い、画素である発光層７３形成後に金属電極７６を形成
すればよい。尚、インク５としては、発光層７３を形成
すべく、発光材料と結着剤とを少なくとも含有する組成
物で構成される。

【００４４】上記発光材料としては、フタレン及びその
誘導体、アントラセン及びその誘導体、ペリレン及びそ
の誘導体、ポリメチン系、キサンテン系、クマリン系、
シアニン系などの色素類、８−ヒドロキシキノリン及び
その誘導体の金属錯体、芳香族アミン、テトラフェニル
シクロペンタジエン及びその誘導体、テトラフェニルブ
タジエン及びその誘導体等の低分子有機化合物や、ポリ
フェニレンビニレン、ポリアリレン、ポリアルキルチオ
フェン、ポリアルキルフルオレン等高分子化合物を用い
ることができる。

【００４５】また、異なる色の光を発光する材料を用い
ることにより、カラー表示の有機ＥＬ素子とすることも
できる。

【００４６】上記結着剤としては広範囲な結着性樹脂よ
り選択でき、例えばポリビニルカルバゾール樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート
樹脂、ブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニル
アセタール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アクリル樹
脂、メタクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、
シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂、尿素樹脂等が挙げ
られるが、これらに限定されるものではない。これらは
単独または共重合体ポリマーとして１種または２種以上
混合して用いても良い。

【００４７】また、上記発光材料や結着剤を溶解或いは
分散させる溶媒としては、前記した、図１を用いたカラ
ーフィルタの製造工程の説明において挙げた、インク５
に用いられる好ましい溶媒が本形態でも好ましく用いら
れる。

【００４８】さらに、かかる有機ＥＬ素子においては、
上記部材以外にも、発光層７３と透明電極７４或いは金
属電極７６との間に、正孔注入層、正孔輸送層、電子注
入層、電子輸送層等を適宜設けることができる。

【００４９】次に、図４に本発明の液晶素子の一実施形
態の断面模式図を示す。本実施形態は、図１の工程によ
り得られた本発明の光学素子の一実施形態であるカラー
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、４２は共通電極、４３、４８は配向
膜、４４は液晶、４６は対向基板、４７は画素電極であ
り、図１と同じ部材には同じ符号を付して説明を省略す
る。

【００５０】カラー液晶素子は、一般的にカラーフィル
タ側の基板１と対向基板４６とを合わせ込み、液晶４４
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４６の内側に、ＴＦＴ（不図示）と画素電極４７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１の内側には、画素電極４７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
６が形成され、その上に透明な共通電極４２が形成され
る。ブラックマトリクスは通常カラーフィルタ側に形成
されるため、本発明では隔壁４’がこれを兼ねることが
できるが、ＢＭオンアレイタイプの液晶素子等ではブラ
ックマトリクスを対向基板４６側に形成する場合もあ
る。さらに、両基板の面内には配向膜４３、４８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４４が充填される。

【００５１】上記液晶素子は、透過型の場合には、基板
４６及び画素電極４７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４６或いは画素電極４７を反射機能を備えた
素材で形成するか、或いは、基板４６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。

【００５２】また、本発明の液晶素子においては、本発
明の光学素子である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。

【００５３】

【実施例】（実施例１）表面研磨した無アルカリガラス
（２００ｍｍ角、厚さ１．１ｍｍ）上に、ＴｉＯ₂を３
重量％含有させたポジ型レジスト（シプレイ・ファーイ
ースト社製「ＭＩＣＲＯＰＯＳＩＴ」ＳＲＣ−１０
０）にカーボンブラック（日本触媒社製「ＣＸ−ＧＬＦ
−５０」）を１５重量％添加した黒色レジストを膜厚
１．０μｍとなるようにスピンコートし、９０℃で２０
分間のプリベークを行って、黒色レジスト層を形成し
た。

【００５４】次いで、フォトマスクを介して上記黒色レ
ジスト層をパターン露光し、露光した部分の黒色レジス
トを現像処理により除去した後、２００℃で３０分間の
熱処理を行い、パターニングされた黒色レジスト層を硬
化させ、撥インク性を有するブラックマトリクスパター
ンを形成した。

【００５５】引き続き、上記ブラックマトリクスパター
ンと同じパターンのフォトマスクを介してパターン露光
し、上記ブラックマトリクスパターンの側面のみを露光
して、側面が親インク性、上面が撥インク性のブラック
マトリクスを得た。得られたブラックマトリクスを光学
顕微鏡により観察したところ、エッジ形状は問題が無
く、精度の高いブラックマトリクスであった。

【００５６】次に、インクジェット装置を用い、Ｒ、
Ｇ、Ｂの各染料及びバインダー成分としてＮ−メチロー
ルアクリルアミドとメタクリル酸メチルとヒドロキシエ
チルメタクリレートの３元共重合体〔共重合比（モル
比）３０：２０：５０〕とを、溶剤で溶解したインクを
上記ブラックマトリクスの開口部に所定の着色パターン
に沿って付与し、９０℃で１０分間仮硬化後、２３０℃
で３０分間加熱して硬化させ、着色部を形成した。用い
たインクの表面張力は４０×１０^-3Ｎ／ｍであった。

【００５７】得られたカラーフィルタの着色部を観察し
たところ、開口部に付与されたインクは、該開口部内の
基板表面を均一に覆い、にじみやはみ出し、混色、白抜
けは見られなかった。また、該カラーフィルタ上に保護
膜〔二液型の熱硬化型感光性樹脂組成物（日本合成ゴム
社製「オプトマーＳＳ−６６８８」）〕及びＩＴＯから
なる透明電極を成膜しても、密着性に優れ、何ら不都合
は生じなかった。さらに、本例のカラーフィルタを用い
て液晶素子を構成したところ、色特性に優れたカラー表
示を行うことができた。

【００５８】（実施例２）感光性化合物としてＴｉＯ₂
の代わりにＺｎＯを用い、ブラックマトリクスパターン
の親インク化のためのパターン露光の際に基板裏面より
全面露光する以外は実施例１と同様にしてカラーフィル
タを作製した。得られたカラーフィルタは、実施例１と
同様ににじみやはみ出し、混色、白抜けのない高品質な
ものであった。さらに、実施例１と同様に保護膜、透明
電極を形成し、液晶素子を構成したが、いずれも実施例
１と同様の良好な結果が得られた。

【００５９】（実施例３）ＺｎＯを３重量％含有する黒
色樹脂組成物〔アクリル酸共重合アクリル樹脂（非感光
性樹脂）溶液にカーボンブラック（三菱化学社製「ＭＡ
−１００」）を樹脂固形分に対して３０重量％の割合で
添加した溶液を実施例１と同じガラス基板上に膜厚が
１．０μｍとなるようにスピンコートし、９０℃で２０
分間のプリベークを行い、黒色樹脂組成物層を形成し
た。

【００６０】次いで、該黒色樹脂組成物層上にネガ型レ
ジスト（東京応化工業社製、「ＰＭＥＲＮ−ＨＣ４
０」）をスピンナーで塗布し、９０℃で２０分間乾燥さ
せた。該レジスト層をフォトマスクを介して露光し、現
像処理してレジストパターンを得、該レジストパターン
をマスクとして上記黒色樹脂組成物層をエッチングし
た。その後、レジストを除去し、２００℃で３０分間の
熱処理を行ってパターニングされた黒色樹脂組成物層を
硬化させ、撥インク性を有するブラックマトリクスパタ
ーンを形成した。

【００６１】引き続き、実施例１と同様にして上記ブラ
ックマトリクスパターンをフォトマスクを介してパター
ン露光し、上記ブラックマトリクスパターンの側面のみ
を露光して、側面が親インク性、上面が撥インク性のブ
ラックマトリクスを得た。得られたブラックマトリクス
を光学顕微鏡により観察したところ、エッジ形状は問題
が無く、精度の高いブラックマトリクスであった。

【００６２】さらに、実施例１と同様にして上記ブラッ
クマトリクスの開口部にＲ、Ｇ、Ｂの各インクを付与し
て着色部を形成し、カラーフィルタを得た。得られたカ
ラーフィルタは実施例１と同様に高品質のものであっ
た。さらに、実施例１と同様に保護膜、透明電極を形成
し、液晶素子を構成したが、いずれも実施例１と同様の
良好な結果が得られた。

【００６３】（実施例４）感光性化合物としてＺｎＯの
代わりにＦｅ₂Ｏ₃を用い、ブラックマトリクスパターン
の親インク化のためのパターン露光の際に基板裏面より
全面露光する以外は実施例３と同様にしてカラーフィル
タを作製した。得られたカラーフィルタは、実施例３と
同様ににじみやはみ出し、混色、白抜けのない高品質な
ものであった。さらに、実施例１と同様に保護膜、透明
電極を形成し、液晶素子を構成したが、いずれも実施例
１と同様の良好な結果が得られた。

【００６４】（比較例１）ＴｉＯ₂を含まないポジ型レ
ジスト（シプレイ・ファーイースト社製「ＭＩＣＲＯ
ＰＯＳＩＴ」ＳＲＣ−１００）にカーボンブラック（日
本触媒社製「ＣＸ−ＧＬＦ−５０」）を１５重量％添加
した黒色レジストを実施例１と同じガラス基板上に膜厚
１μｍとなるようにスピンコートし、９０℃で２０分間
のプリベークを行って黒色レジスト層を形成した。次い
で、フォトマスクを介してパターン露光し、現像処理を
行い、２００℃で３０分間の熱処理を行い、パターニン
グした黒色レジスト層を硬化させてブラックマトリクス
を形成した。

【００６５】得られたブラックマトリクスを用いて、実
施例１と同様にＲ、Ｇ、Ｂの各インクを付与し、カラー
フィルタを作製した。得られたカラーフィルタは、にじ
みやはみ出しが生じ、隣接する着色部間での混色が生じ
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、
隔壁の開口部に付与されたインクが隔壁と良好に接触
し、隔壁及び基板と密着性が良く、膜厚が均一な画素が
形成されるため、画素内で光学特性のムラのない光学素
子が得られる。よって、本発明により得られるカラーフ
ィルタは混色や白抜け、画素内での色ムラのない高品質
なカラーフィルタであり、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
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学素子の製造方法の一実施形態の工
程図である。

【図２】本発明の光学素子の製造方法における、隔壁パ
ターンの露光工程の他の形態を示す図である。

【図３】本発明の光学素子の製造方法における、隔壁パ
ターンの形成工程の他の形態を示す図である。

【図４】本発明の液晶素子の一実施形態の断面模式図で
ある。

【図５】本発明の光学素子の実施形態を示す断面模式図
である。

【図６】インクジェット方式により得られるカラーフィ
ルタの着色部の断面模式図である。

【図７】本発明の光学素子の他の実施形態を示す断面模
式図である。

【符号の説明】

１透明基板２（感光性）樹脂組成物層３、３’ フォトマスク４隔壁パターン４’ 隔壁５インク６着色部７保護膜３２（非感光性）樹脂組成物層３３フォトレジスト層３３’ レジストパターン３４フォトマスク４２共通電極４３、４８配向膜４４液晶４６対向基板４７画素電極５１基板５２電極５３隔壁５４発光層５６透明基板５７隔壁５８レンズ６１透明基板６２ブラックマトリクス６３、６３’ 着色部７１駆動基板７２隔壁７３発光層７４透明電極７６金属電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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Ｆターム(参考） 2C056 EA11 FB01 2H025 AA04 AA18 AB13 AD03 BB00 BH03 FA06 2H048 BA11 BA45 BA48 BA64 BB02 BB44 2H091 FA02Y FA35Y FC01 FC29 FD04 FD24 LA15 LA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に画素と該画素を囲む隔壁とを少
なくとも有する光学素子の製造方法であって、光照射に
よりインクに対する親和性が増加或いは発現する感光性
化合物を含有する樹脂組成物からなる隔壁パターンを形
成する工程と、上記隔壁パターンの側面を露光して該側
面の親インク性を増加或いは発現させ、上面が撥インク
性で側面が親インク性を示す隔壁を形成する工程と、上
記隔壁で囲まれた領域にインクを付与し、硬化して画素
を形成する工程と、を少なくとも有することを特徴とす
る光学素子の製造方法。
【請求項２】上記感光性化合物がＴｉＯ₂、ＳｎＯ₂、
ＺｎＯ、ＷＯ₃、ＳｒＴｉＯ₃、ＢｉＯ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃から
選択される少なくとも一種である請求項１に記載の光学
素子の製造方法。
【請求項３】上記隔壁パターンの露光工程において、
フォトマスクを用いて該隔壁パターン上面を遮光する請
求項１または２に記載の光学素子の製造方法。
【請求項４】上記樹脂組成物が黒色樹脂組成物であ
り、上記隔壁パターンの露光工程において、基板裏面よ
り全面露光する請求項１または２に記載の光学素子の製
造方法。
【請求項５】上記樹脂組成物がポジ型の感光性樹脂組
成物であり、該樹脂組成物からなる層をパターン露光し
て隔壁パターンを形成する請求項１〜４のいずれかに記
載の光学素子の製造方法。
【請求項６】上記樹脂組成物が非感光性樹脂組成物で
あり、該樹脂組成物からなる層の上にレジストパターン
を形成し、該レジストパターンをマスクとして該樹脂組
成物層をエッチングして隔壁パターンを形成する請求項
１〜４のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項７】上記インクを付与する手段がインクジェ
ット方式である請求項１〜６のいずれかに記載の光学素
子の製造方法。
【請求項８】基板上に画素と該画素を囲む隔壁とを少
なくとも有し、請求項１〜７のいずれかに記載の光学素
子の製造方法により製造されたことを特徴とする光学素
子。
【請求項９】上記画素が着色部であり、複数色の着色
部を有するカラーフィルタである請求項８に記載の光学
素子。
【請求項１０】隔壁が遮光層である請求項９に記載の
光学素子。
【請求項１１】着色部上に保護膜を有する請求項９ま
たは１０に記載の光学素子。
【請求項１２】一対の基板間に液晶を挟持してなり、
一方の基板が請求項９〜１１のいずれかに記載の光学素
子を用いて構成されたことを特徴とする液晶素子。