JP2002365423A - Color filter and method for manufacturing the same, liquid crystal element using the same - Google Patents

Color filter and method for manufacturing the same, liquid crystal element using the same

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JP2002365423A
JP2002365423A JP2001173386A JP2001173386A JP2002365423A JP 2002365423 A JP2002365423 A JP 2002365423A JP 2001173386 A JP2001173386 A JP 2001173386A JP 2001173386 A JP2001173386 A JP 2001173386A JP 2002365423 A JP2002365423 A JP 2002365423A
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color filter
substrate
liquid crystal
colored portion
layer
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JP2001173386A
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Masafumi Hirose
雅史 広瀬
Akio Kashiwazaki
昭夫 柏崎
Katsuhiro Shirota
勝浩 城田
Yoshihisa Yamashita
佳久 山下
Koichiro Nakazawa
広一郎 中澤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a color filter with a flat surface by an inkjet method. SOLUTION: Partition walls 2 with an ink-repelling property are formed on a substrate 2. Hardening type ink 3 is imparted by the inkjet method so as to form coloring parts 4. Subsequently a resin composition layer 5 is formed on the full surface of the substrate, the coloring parts 4 are exposed and the color filter with the flat surface is formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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て
いるカラー液晶ディスプレイに好適に使用されるカラー
フィルタをインクジェット方式により製造する方法、及
び該製造方法により製造されたカラーフィルタ、さらに
は該カラーフィルタを用いて構成される液晶素子に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a color filter suitably used for a color liquid crystal display used in a color television, a personal computer, a pachinko game machine, etc. by an ink jet method, and a method for manufacturing the same. The present invention relates to a manufactured color filter and a liquid crystal element formed using the color filter.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯型パーソナルコンピュータや
小型液晶テレビなどの発達に伴い、液晶ディスプレイの
需要が増加している。なかでも、カラー表示の液晶ディ
スプレイの成長が著しい。しかしながら、さらなる普及
のためには液晶ディスプレイのコストダウンが必要であ
り、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。
2. Description of the Related Art In recent years, with the development of portable personal computers and small liquid crystal televisions, the demand for liquid crystal displays has been increasing. Above all, the growth of color liquid crystal displays is remarkable. However, for further widespread use, it is necessary to reduce the cost of the liquid crystal display. In particular, there is an increasing demand for reducing the cost of a color filter having a high cost.

【0003】カラーフィルタは通常、透明基板上に光透
過率の異なる複数の着色部〔一般にはR(赤)、G
(緑)、B(青)〕により構成され、隣接する着色部間
は表示コントラストを高めるためにブラックマトリクス
やブラックストライプ等の遮光層により遮光されてい
る。
A color filter is usually provided on a transparent substrate with a plurality of colored portions having different light transmittances (generally, R (red), G (color)).
(Green) and B (blue)], and the adjacent colored portions are shielded from light by a light-shielding layer such as a black matrix or a black stripe in order to increase display contrast.

【0004】上記遮光層は、通常金属クロムの蒸着膜や
スパッタリング膜にエッチング処理を施して形成され
る。また、基板上に全面にITO等からなる透明な導電
性下地膜を成膜し、その上に顔料分散法等により着色部
を形成し、着色部間のITO膜を利用して電着法により
形成する方法、基板上に感光性の黒色樹脂層を形成し、
フォトリソグラフィによりパターニングする方法、など
も用いられる。
The light-shielding layer is usually formed by etching a metal chromium vapor deposition film or a sputtering film. In addition, a transparent conductive base film made of ITO or the like is formed on the entire surface of the substrate, and a colored portion is formed thereon by a pigment dispersion method or the like, and an electrodeposition method is performed using the ITO film between the colored portions. Forming method, forming a photosensitive black resin layer on the substrate,
A method of patterning by photolithography is also used.

【0005】また、着色部の形成方法としては、顔料を
分散した感光性樹脂を用いる方法、染色性のある樹脂層
をフォトリソグラフィを用いてパターニングして染色す
る方法、基板上に電極をパターニングし、該電極上に色
素を電着させる方法、印刷による方法などが挙げられ
る。さらに、低コストな方法として、インクジェット方
式を用いた方法が挙げられる。
[0005] As a method of forming a colored portion, a method of using a photosensitive resin in which a pigment is dispersed, a method of patterning and dyeing a dyeable resin layer using photolithography, and a method of patterning an electrode on a substrate are described. And a method of electrodepositing a dye on the electrode, a method of printing, and the like. Further, as a low-cost method, there is a method using an inkjet method.

【0006】インクジェット方式を用いた方法として
は、基板上にインク吸収性を有するインク受容層を形成
し、インクを付与して着色し、着色部を形成する方法
と、基板上に複数の開口部を有する隔壁を形成し、該隔
壁の開口部に硬化型インクを付与して硬化させて着色部
を形成する方法とがあるが、後者の場合には工程がより
短く、有利である。
[0006] As a method using an ink jet system, a method of forming an ink absorbing layer having an ink absorbing property on a substrate, applying an ink and coloring the ink to form a colored portion, and a method of forming a plurality of openings on the substrate. There is a method of forming a partition having the following formula, and applying a curable ink to the opening of the partition to cure the ink to form a colored portion. In the latter case, the process is shorter and advantageous.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たインクジェット方式により基板上の隔壁の開口部に硬
化型インクを付与して着色部を形成するカラーフィルタ
の製造方法においては、隣接する開口部にそれぞれ付与
される異なる色の硬化型インクが隔壁を超えて互いに混
じり合う、いわゆる混色を防止するために、隔壁は撥イ
ンク性を有する素材で形成されている。そのため、硬化
型インクを開口部に付与した際には、硬化型インク固有
の表面張力と隔壁の表面張力との作用により、硬化した
着色部表面は球面状となる。即ち、開口部内において、
着色部の中央部と周辺部とで膜厚差を生じた状態であ
り、着色部内での色ムラとなる。また、表面が平滑でな
いことから、液晶素子を組み上げた際に、画像品位が低
下する原因となる。具体的には、アクティブマトリクス
型の液晶素子では表面段差が0.3μm以下、単純マト
リクス型の液晶素子では0.1μm以下の平坦性が求め
られる。
However, in the above-described method of manufacturing a color filter in which a curable ink is applied to the openings of the partition walls on the substrate to form a colored portion by the ink-jet method, each of the adjacent openings has In order to prevent so-called color mixing, in which curable inks of different colors to be applied are mixed with each other beyond the partition walls, the partition walls are formed of a material having ink repellency. Therefore, when the curable ink is applied to the opening, the surface of the cured colored portion becomes spherical due to the action of the surface tension of the curable ink and the surface tension of the partition walls. That is, in the opening,
This is a state in which a difference in film thickness occurs between the central portion and the peripheral portion of the colored portion, and color unevenness occurs in the colored portion. In addition, since the surface is not smooth, when the liquid crystal element is assembled, the image quality is reduced. Specifically, an active matrix type liquid crystal element requires a flatness of 0.3 μm or less, and a simple matrix type liquid crystal element requires a flatness of 0.1 μm or less.

【0008】このような表面段差の問題に対して、着色
部上に平坦化層を塗布形成することにより段差を低減す
る方法があるが、着色部表面の段差が大きいと、平坦化
層を厚膜化したり多層化する必要があり、透過率が低下
してしまう。また、コストがかかるという問題もあり、
平坦化層を用いないカラーフィルタが求められている。
To solve the problem of the surface step, there is a method of reducing the step by applying a flattening layer on the colored portion. However, if the step on the surface of the colored portion is large, the flattening layer becomes thick. It is necessary to form a film or a multilayer, and the transmittance is reduced. In addition, there is a problem that costs are high,
There is a demand for a color filter that does not use a flattening layer.

【0009】本発明の課題は、インクジェット方式を用
いた製造方法により、短い工程により表面が平坦で平坦
化層が不要のカラーフィルタを製造し、画像品位の高い
カラー表示の液晶素子をより安価に提供することにあ
る。
An object of the present invention is to manufacture a color filter having a flat surface and no flattening layer by a short process by a manufacturing method using an ink jet system, and to provide a color display liquid crystal element having high image quality at a lower cost. To provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の第一は、基板上
に複数色の着色部と隣接する着色部間を隔てる隔壁とを
少なくとも有するカラーフィルタの製造方法であって、
基板上に、複数の開口部を有し少なくとも上面が撥イン
ク性を有する隔壁を形成し、各開口部に所定の着色パタ
ーンに沿ってインクジェット方式により硬化型インクを
付与し、硬化させて着色部を形成した後、全面に樹脂組
成物層を形成し、基板全面において表面層を所定の深さ
まで除去することによって、上記着色部を露出させるこ
とを特徴とする。
A first aspect of the present invention is a method of manufacturing a color filter having at least a plurality of colored portions on a substrate and partitions separating adjacent colored portions.
A partition having a plurality of openings and having at least an upper surface having ink repellency is formed on the substrate, and a curable ink is applied to each of the openings according to a predetermined coloring pattern by an inkjet method, and cured to cure the colored portion. Is formed, a resin composition layer is formed on the entire surface, and the colored portion is exposed by removing the surface layer to a predetermined depth on the entire surface of the substrate.

【0011】上記本発明のカラーフィルタの製造方法に
おいては、上記表面層の除去が研磨加工によることを好
ましい態様として含むものである。
In the method of manufacturing a color filter according to the present invention, it is preferable that the removal of the surface layer is performed by polishing.

【0012】本発明の第二は、基板上に複数色の着色部
と隣接する着色部間を隔てる隔壁とを少なくとも有する
カラーフィルタであって、上記本発明のカラーフィルタ
の製造方法によって製造されたことを特徴とするカラー
フィルタである。
A second aspect of the present invention is a color filter having at least a colored portion of a plurality of colors and a partition separating an adjacent colored portion on a substrate, which is manufactured by the method of manufacturing a color filter of the present invention. A color filter characterized in that:

【0013】上記本発明のカラーフィルタにおいては、
上記隔壁及び樹脂組成物のうち少なくとも一方が遮光性
であること、及び、着色部上に保護層を有することを好
ましい態様として含むものである。
In the above color filter of the present invention,
It is preferable that at least one of the partition wall and the resin composition has a light-shielding property and has a protective layer on the colored portion as a preferred embodiment.

【0014】また、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カラーフ
ィルタを用いて構成されたことを特徴とする液晶素子で
ある。
A third aspect of the present invention is a liquid crystal element characterized in that liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, and one of the substrates is formed using the color filter of the present invention.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明は、撥インク性を有する隔
壁の開口部に硬化型インクを付与して着色部を形成した
後、基板全面に第2の樹脂組成物層を積層し、その表面
から研磨等により所定の深さまで表面層を除去して着色
部を露出させることにより、表面平坦性の高いカラーフ
ィルタを製造することに特徴を有する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, a curable ink is applied to the opening of a partition wall having ink repellency to form a colored portion, and then a second resin composition layer is laminated on the entire surface of the substrate. The present invention is characterized in that a color filter having high surface flatness is manufactured by removing a surface layer from a surface to a predetermined depth by polishing or the like to expose a colored portion.

【0016】以下、本発明を実施形態を挙げて説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments.

【0017】図1に本発明のカラーフィルタの製造方法
の好ましい一実施形態の工程を模式的に示す。図中、1
は基板、2は隔壁、3は硬化型インク、4は着色部、5
は樹脂組成物層、6は保護層である。また、図1の
(a)〜(e)はそれぞれ、下記工程(a)〜(e)に
対応する断面図である。
FIG. 1 schematically shows the steps of a preferred embodiment of the method for producing a color filter of the present invention. In the figure, 1
Is a substrate, 2 is a partition, 3 is a curable ink, 4 is a colored portion, 5
Denotes a resin composition layer, and 6 denotes a protective layer. 1A to 1E are cross-sectional views corresponding to the following steps (a) to (e), respectively.

【0018】工程(a) 基板1上に、隔壁2を形成する。基板1としては、透明
性や強度等必要な特性を備えたものを用いれば良く、一
般にガラスが用いられるが、プラスチック等も用いるこ
とができる。また、予め金属薄膜等をパターニングして
作製したブラックマトリクス基板を用いても構わない。
この場合、隔壁2やその上に形成する樹脂組成物層5を
遮光層とした際に、よりOD値の高いブラックマトリク
スの形成が期待できる。
Step (a) A partition 2 is formed on a substrate 1. As the substrate 1, a substrate having necessary characteristics such as transparency and strength may be used. In general, glass is used, but plastic can also be used. Further, a black matrix substrate manufactured by patterning a metal thin film or the like in advance may be used.
In this case, when the partition wall 2 and the resin composition layer 5 formed thereon are used as a light shielding layer, formation of a black matrix having a higher OD value can be expected.

【0019】隔壁2は次の工程(b)で硬化型インク3
を収納するために作用する部材であり、本発明では遮光
層を兼ねたブラックマトリクスとすることができる。本
発明に係る隔壁2は、少なくとも上面が撥インク性を有
し、通常、樹脂組成物で形成する。具体的には、硬化時
に撥インク性を発現する感光性樹脂組成物が好ましく、
市販の透明或いは黒色のネガ型或いはポジ型のフォトレ
ジストが好ましく用いられる。ここで、透明フォトレジ
ストを用いた場合には、高精度に隔壁2を形成すること
が期待できる。また、黒色フォトレジストを用いた場合
には、ブラックマトリクス2を形成することができ、さ
らに、次工程(c)において用いる樹脂組成物として遮
光性のものを用いることで、OD値の高いブラックマト
リクスが期待できる。
In the next step (b), the partition wall 2 is cured with the curable ink 3
This is a member that acts to house the black matrix, and in the present invention, it can be a black matrix that also serves as a light shielding layer. The partition wall 2 according to the present invention has at least an upper surface having ink repellency, and is usually formed of a resin composition. Specifically, a photosensitive resin composition that exhibits ink repellency upon curing is preferable,
Commercially available transparent or black negative or positive photoresists are preferably used. Here, when a transparent photoresist is used, it is expected that the partition walls 2 can be formed with high precision. When a black photoresist is used, a black matrix 2 can be formed. Further, by using a light-shielding resin composition as a resin composition used in the next step (c), a black matrix having a high OD value can be obtained. Can be expected.

【0020】尚、本発明において当該隔壁2の高さが、
次工程(c)で形成される着色部4の高さよりも高く、
後工程(d)において当該隔壁2の上層まで研磨等によ
り除去する場合には、隔壁2として研磨工程等により除
去できる素材を用いる必要がある。本発明に係る隔壁2
の高さは、隔壁作用を考慮すると好ましくは0.5μm
以上が好ましい。
In the present invention, the height of the partition 2 is
Higher than the height of the colored portion 4 formed in the next step (c),
When the upper layer of the partition 2 is removed by polishing or the like in the subsequent step (d), it is necessary to use a material that can be removed by the polishing step or the like as the partition 2. Partition wall 2 according to the present invention
Is preferably 0.5 μm in consideration of the partition wall effect.
The above is preferred.

【0021】工程(b) 隔壁2の開口部を被着色部として、所定の着色パターン
に沿って硬化型インク3をインクジェットヘッド(不図
示)を用いて付与する。本発明にかかる硬化型インク3
は、樹脂組成物等硬化成分と着色剤(通常、R、G、
B)と溶媒成分とを含んでいる。
Step (b) The curable ink 3 is applied along a predetermined coloring pattern using an ink jet head (not shown), with the opening of the partition wall 2 as a portion to be colored. Curable ink 3 according to the present invention
Is a curing component such as a resin composition and a colorant (usually R, G,
B) and a solvent component.

【0022】硬化型インク3に含まれる上記硬化成分と
しては、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のア
クリルアミド系単量体の単独重合体、或いは、他のビニ
ル系単量体との共重合体が挙げられる。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
メチルや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、ヒドロキシメチルアクリレ
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できる。上記アク
リルアミド系単量体と他のビニル系単量体との共重合体
の場合、アクリルアミド系単量体を5重量%以上用い、
好ましくは10〜90重量%とする。
The curing components contained in the curable ink 3 include N, N-dimethylolacrylamide, N, N
Acrylamide monomers such as dimethoxymethylacrylamide, N, N-diethoxymethylacrylamide, N, N-dimethylolmethacrylamide, N, N-dimethoxymethylmethacrylamide, N, N-diethoxymethylmethacrylamide A polymer or a copolymer with another vinyl monomer is exemplified. Other vinyl monomers, acrylic acid, methacrylic acid, acrylates such as methyl acrylate and ethyl acrylate, methacrylates such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, hydroxymethyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, Hydroxymethyl acrylate, vinyl monomers containing a hydroxyl group such as hydroxyethyl acrylate, and others, styrene, α-methylstyrene, acrylamide, methacrylamide, acrylonitrile, allylamine, vinylamine, vinyl acetate,
And vinyl propionate. In the case of a copolymer of the acrylamide monomer and another vinyl monomer, the acrylamide monomer is used in an amount of 5% by weight or more,
Preferably it is 10 to 90% by weight.

【0023】本発明にかかる硬化型インク3中の上記硬
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。硬化成分が
0.01重量%未満の場合には、硬化性が不十分にな
り、また、30重量%を超える場合には、インクジェッ
ト吐出性が低下し、インク自体の安定性の低下等の問題
を生じることがあり、好ましくない。
The content of the curing component in the curable ink 3 according to the present invention is preferably 0.01 to 30% by weight, more preferably 0.1 to 10% by weight. When the amount of the curing component is less than 0.01% by weight, the curability becomes insufficient, and when the amount exceeds 30% by weight, problems such as a decrease in inkjet dischargeability and a decrease in stability of the ink itself are caused. May occur, which is not preferred.

【0024】さらに、硬化成分を光硬化させる場合に
は、各種光硬化性樹脂や光重合開始剤を添加しても構わ
ない。
Further, when the curing component is photocured, various photocurable resins and photopolymerization initiators may be added.

【0025】また、硬化型インク3に含まれる着色剤と
しては、染料系、顔料系のいずれでも用いることがで
き、その含有量は、インク全重量に対して0.5〜10
重量%が好ましい。
As the colorant contained in the curable ink 3, any of a dye or a pigment can be used, and the content thereof is 0.5 to 10 with respect to the total weight of the ink.
% By weight is preferred.

【0026】またさらに、硬化型インク3には、上記し
た成分の他にも、各種市販の樹脂、添加剤等、インク中
で固着等の問題を起こすものでなければ適宜用いること
ができる。例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等
を用いることができる。
Further, in addition to the above-mentioned components, various types of commercially available resins and additives can be used as appropriate for the curable ink 3 as long as they do not cause problems such as sticking in the ink. For example, an acrylic resin, an epoxy resin, or the like can be used.

【0027】硬化型インク3は、上記した硬化成分と着
色剤とを溶媒に溶解或いは混合して用いる。ここで用い
られる溶媒としては、水、或いは水と水溶性有機溶剤と
の組み合わせが好ましい。
The curable ink 3 is used by dissolving or mixing the above-mentioned curing component and colorant in a solvent. The solvent used here is preferably water or a combination of water and a water-soluble organic solvent.

【0028】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(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。
The ink jet system used in the present invention includes a bubble jet (registered trademark) type using an electrothermal converter as an energy generating element,
A piezo jet type using a piezoelectric element can be used.

【0029】工程(c) 硬化型インク3に熱処理や光照射等適宜必要な処理を施
し、硬化させて着色部4を形成した後、基板全面に樹脂
組成物層5を形成する。樹脂組成物層5の形成方法とし
ては、樹脂組成物前駆体溶液をスピンコート法、ロール
コート法、ディップコート法などで塗布する方法が好ま
しく、その後、熱硬化或いは光硬化等により硬化させ
る。
Step (c) The curable ink 3 is subjected to a necessary treatment such as heat treatment or light irradiation, and is cured to form the colored portion 4. Thereafter, the resin composition layer 5 is formed on the entire surface of the substrate. As a method of forming the resin composition layer 5, a method of applying the resin composition precursor solution by a spin coating method, a roll coating method, a dip coating method, or the like is preferable, and thereafter, the resin composition is cured by heat curing or photo curing.

【0030】当該工程で用いられる樹脂組成物は、着色
部4と隔壁2の表面の段差を埋め、次工程(d)におい
て研磨等により除去しうる素材である。好ましくは、工
程(a)で説明した、隔壁2と同じ素材が用いられ、特
に、隔壁2を遮光性とし、研磨した際に隔壁2上に当該
樹脂組成物層の下層が残る場合には、隔壁2と同様に遮
光性の素材を用いることでOD値の高い遮光層を形成す
ることが望ましい。
The resin composition used in this step is a material that fills the steps between the colored portion 4 and the surface of the partition 2 and can be removed by polishing or the like in the next step (d). Preferably, the same material as that of the partition wall 2 described in the step (a) is used. In particular, when the partition wall 2 is made light-blocking and the lower layer of the resin composition layer remains on the partition wall 2 when polished, It is desirable to form a light-shielding layer having a high OD value by using a light-shielding material like the partition 2.

【0031】工程(d) 基板全面において、樹脂組成物層5の表面から所定の深
さまで表面層を除去し、着色部4を露出させる。この
時、露出した各着色部4表面が等面積となるようにす
る。樹脂組成物層5は着色部4上から除去されていれ
ば、隔壁2上に残っていても構わない。表面層の除去方
法としては、研磨加工が好ましく、研磨材としてはバフ
や研磨フィルムが好ましく用いられる。当該工程によっ
て、着色部4の表面が隔壁2或いは残された樹脂組成物
層5の表面と連続した平滑な表面が得られる。
Step (d) On the entire surface of the substrate, the surface layer is removed from the surface of the resin composition layer 5 to a predetermined depth to expose the colored portion 4. At this time, the exposed surface of each colored portion 4 is made to have the same area. The resin composition layer 5 may be left on the partition 2 as long as it is removed from the colored portion 4. As a method for removing the surface layer, polishing is preferable, and as an abrasive, a buff or a polishing film is preferably used. By this step, a smooth surface in which the surface of the colored portion 4 is continuous with the surface of the partition wall 2 or the remaining resin composition layer 5 is obtained.

【0032】工程(e) 必要に応じて着色部4上に保護層6を形成し、本発明の
カラーフィルタを得る。保護層6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膜形成工程、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。
Step (e) If necessary, a protective layer 6 is formed on the colored portion 4 to obtain the color filter of the present invention. As the protective layer 6, a resin composition layer of a photo-curing type, a thermosetting type, or a combination of heat and light, or an inorganic film formed by vapor deposition, sputtering, or the like can be used. In any case, any material can be used as long as it has transparency as a color filter and can withstand the subsequent ITO film forming step, alignment film forming step, and the like.

【0033】次に、図2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、7は共通電極、8、
13は配向膜、9は液晶、11は対向基板、12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。
Next, FIG. 2 is a schematic sectional view of one embodiment of the liquid crystal element of the present invention. The present embodiment is an example in which a TFT type color liquid crystal element is configured using the color filters obtained by the process of FIG. In the figure, 7 is a common electrode, 8,
Reference numeral 13 denotes an alignment film, 9 denotes a liquid crystal, 11 denotes a counter substrate, and 12 denotes a pixel electrode. The same members as those in FIG.

【0034】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11とを合わせ込み、液晶9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
11の内側に、TFT(不図示)と画素電極12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12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
4が形成され、その上に透明な共通電極7が形成され
る。通常カラーフィルタ側にブラックマトリクスが形成
され、当該構成では隔壁2を兼用することができるが、
BMオンアレイタイプの液晶素子等では対向基板11側
にブラックマトリクスが形成される場合もある。さら
に、両基板の面内には配向膜8,13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9が充填される。
The color liquid crystal element is generally formed by aligning the substrate 1 on the color filter side with the counter substrate 11 and sealing the liquid crystal 9. TFTs (not shown) and pixel electrodes 12 are formed in a matrix inside one substrate 11 of the liquid crystal element. Further, inside the substrate 1 on the color filter side, at a position facing the pixel electrode 12,
The colored portion 4 of the color filter is formed so that R, G, and B are arranged, and a transparent common electrode 7 is formed thereon. Usually, a black matrix is formed on the color filter side, and in this configuration, the partition 2 can be used as well.
In a BM-on-array type liquid crystal element or the like, a black matrix may be formed on the counter substrate 11 side. Further, alignment films 8 and 13 are formed in the plane of both substrates, and the liquid crystal molecules are arranged in a certain direction. These substrates are opposed to each other via a spacer (not shown), are adhered to each other with a sealing material (not shown), and the gap is filled with a liquid crystal 9.

【0035】上記液晶素子は、透過型の場合には、基板
11及び画素電極12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11或いは画素電極12を反射機能を備えた
素材で形成するか、或いは、基板11上に反射層を設
け、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。
In the case of the transmissive liquid crystal element, the substrate 11 and the pixel electrode 12 are formed of a transparent material, a polarizing plate is adhered to the outside of each substrate, and a fluorescent lamp and a scattering plate are generally combined. The display is performed by using the backlight and using the liquid crystal compound as an optical shutter for changing the transmittance of the backlight. In the case of the reflection type, the substrate 11 or the pixel electrode 12 is formed of a material having a reflection function, or a reflection layer is provided on the substrate 11, a polarizing plate is provided outside the substrate 1, and a color filter is provided. Display is performed by reflecting light incident from the side.

【0036】また、本発明の液晶素子においては、本発
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。
In the liquid crystal device of the present invention, as long as it is constituted by using the color filter of the present invention, it is needless to say that the conventional technique can be used as it is for the other members.

【0037】[0037]

【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、下記に示すア
クリル系重合体からなる感光性樹脂組成物をスピンナー
塗布し、90°で20分間プリベーク処理を行い、膜厚
0.5μmの感光性樹脂組成物層を形成した。
(Example 1) A photosensitive resin composition comprising an acrylic polymer shown below was spin-coated on an alkali-free glass (200 mm square, 1.1 mm thick) whose surface was polished, and was applied at 90 °. A prebaking treatment was performed for 20 minutes to form a photosensitive resin composition layer having a thickness of 0.5 μm.

【0038】 〔感光性樹脂組成物の組成〕 アクリル系共重合体(以下のモノマーの共重合体) 10.0重量部 ・メチルメタクリレート 5.0重量部 ・ヒドロキシメチルメタクリレート 3.0重量部 ・N−メチロールアクリルアミド 2.0重量部 トリフェニルスルホニウムトリフラート(ミドリ化学社製「TPS−105」) 0.3重量部 エチルセルソルブ 89.7重量部[Composition of Photosensitive Resin Composition] Acrylic copolymer (copolymer of the following monomer) 10.0 parts by weight ・ Methyl methacrylate 5.0 parts by weight ・ Hydroxymethyl methacrylate 3.0 parts by weight ・ N -Methylol acrylamide 2.0 parts by weight Triphenylsulfonium triflate ("TPS-105" manufactured by Midori Kagaku Co., Ltd.) 0.3 parts by weight Ethyl cellosolve 89.7 parts by weight

【0039】次いで、隔壁パターンを開口部として有す
るフォトマスクを介して上記感光性樹脂組成物層をパタ
ーン露光し、120℃のホットプレート上で1分間熱処
理を行い、pH=12のNaOH水溶液に浸漬して未露
光部を除去した。その後、230℃のオーブンで30分
間加熱し、完全に硬化させて隔壁を形成した。
Next, the photosensitive resin composition layer is subjected to pattern exposure through a photomask having a partition pattern as an opening, heat-treated on a hot plate at 120 ° C. for 1 minute, and immersed in a NaOH aqueous solution of pH = 12. Then, the unexposed portion was removed. Thereafter, the resultant was heated in an oven at 230 ° C. for 30 minutes, and was completely cured to form a partition.

【0040】次に、以下の組成の硬化型インクを所定の
着色パターンに沿ってインクジェットヘッドより上記隔
壁の各開口部に吐出させ、90℃で20分間インク乾燥
を行い、引き続き230℃で30分間の熱処理を行い、
インクを硬化させて着色部を形成した。
Next, a curable ink having the following composition is discharged from the ink jet head to each opening of the partition wall along a predetermined coloring pattern, and dried at 90 ° C. for 20 minutes, and subsequently at 230 ° C. for 30 minutes. Heat treatment,
The ink was cured to form a colored portion.

【0041】 〔硬化型インクの組成〕 アクリル系共重合体(以下のモノマーの共重合体) 10.0重量部 ・メチルメタクリレート 5.0重量部 ・ヒドロキシメチルメタクリレート 3.0重量部 ・N−メチロールアクリルアミド 2.0重量部 R、G、B染料 5.0重量部 エチレングリコール 20.0重量部 イオン交換水 65.0重量部[Composition of Curable Ink] Acrylic copolymer (copolymer of the following monomer) 10.0 parts by weight ・ Methyl methacrylate 5.0 parts by weight ・ Hydroxymethyl methacrylate 3.0 parts by weight ・ N-methylol Acrylamide 2.0 parts by weight R, G, B dyes 5.0 parts by weight Ethylene glycol 20.0 parts by weight Deionized water 65.0 parts by weight

【0042】得られた着色部の最大膜厚は1.8μmで
あり、隔壁との膜厚差は約1.3μmであった。
The maximum thickness of the obtained colored portion was 1.8 μm, and the difference in thickness from the partition wall was about 1.3 μm.

【0043】上記着色部上に、黒色レジスト(新日鐵化
学社製「V−259VK」)をスピンコーターで膜厚が
1.5μmとなるように塗布し、100℃で20分間乾
燥させた。
A black resist (“V-259VK” manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) was applied on the colored portion by a spin coater so as to have a thickness of 1.5 μm, and dried at 100 ° C. for 20 minutes.

【0044】次に、研磨条件としてアルミナ粉末を用い
た研磨テープ(#100)を用い、加圧ローラーにて2
kg/cm2の圧力により上記黒色レジスト層表面より
研磨を行い、本発明のカラーフィルタを得た。研磨は上
記着色部上の黒色レジストが除去され、露出部が各着色
部で等面積となるように着色部上層も研磨した。その結
果、隔壁上に黒色レジスト層の下層が残り、表面段差は
0.15μmであった。
Next, a polishing tape (# 100) using alumina powder was used as a polishing condition,
Polishing was performed from the surface of the black resist layer under a pressure of kg / cm 2 to obtain a color filter of the present invention. In the polishing, the black resist on the colored portion was removed, and the upper layer of the colored portion was also polished so that the exposed portion had the same area in each colored portion. As a result, the lower layer of the black resist layer remained on the partition walls, and the surface step was 0.15 μm.

【0045】得られたカラーフィルタを用いて、液晶素
子を作製したところ高精細なカラー表示が可能であっ
た。
When a liquid crystal device was manufactured using the obtained color filter, a high-definition color display was possible.

【0046】(実施例2)隔壁を黒色レジスト(新日鐵
化学社製「V−259VK」)を用いて形成する以外は
実施例1と同様にしてカラーフィルタを作製したとこ
ろ、表面段差が0.15μmと小さく、良好なカラーフ
ィルタであった。また、実施例1と同様にこのカラーフ
ィルタを用いて液晶素子を作製したところ高精細なカラ
ー表示が可能であった。
Example 2 A color filter was produced in the same manner as in Example 1 except that the partition walls were formed using a black resist (“V-259VK” manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.). .15 μm, which was a good color filter. Further, when a liquid crystal element was produced using this color filter as in Example 1, high-definition color display was possible.

【0047】(比較例1)実施例1で用いたガラス基板
上に、黒色レジスト(新日鐵化学社製「V−259V
K」)を膜厚1μmとなるように形成し、パターン露
光、現像して90℃で20分間乾燥させ、隔壁を兼ねた
ブラックマトリクスを形成した。
Comparative Example 1 On the glass substrate used in Example 1, a black resist (“V-259V” manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) was used.
K ") was formed to a film thickness of 1 μm, pattern-exposed, developed, and dried at 90 ° C. for 20 minutes to form a black matrix also serving as a partition.

【0048】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実施例1と同じ硬化型インクを
実施例1と同量付与し、90℃で20分間の乾燥と、2
30℃で30分間の熱処理により硬化させ、着色部を形
成した。着色部の最大膜厚は1.7μmであり、ブラッ
クマトリクスとの膜厚差は0.7μmであった。
The same curable ink as in Example 1 was applied to the opening of the black matrix along the predetermined coloring pattern in the same amount as in Example 1, dried at 90 ° C. for 20 minutes, and dried.
The composition was cured by a heat treatment at 30 ° C. for 30 minutes to form a colored portion. The maximum thickness of the colored portion was 1.7 μm, and the difference in thickness from the black matrix was 0.7 μm.

【0049】次に、通常カラーフィルタの保護層として
用いられる二液型の熱硬化型樹脂組成物(日本合成ゴム
社製「オプトマーSS−6688」)を膜厚2μmとな
るように塗布し、90℃で30分間のプリベークを行っ
た後、200℃で30分間の熱処理を行い、硬化させ、
保護層を形成した。得られたカラーフィルタ表面の段差
は0.4μmであった。即ち、保護層を形成しているに
もかかわらず、保護層を形成していない実施例1、2に
比べて表面平滑性が悪いことがわかった。
Next, a two-pack type thermosetting resin composition ("Optomer SS-6688" manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.), which is usually used as a protective layer of a color filter, is applied to a thickness of 2 .mu.m. After pre-baking at 200 ° C. for 30 minutes, heat treatment is performed at 200 ° C. for 30 minutes, and cured,
A protective layer was formed. The step on the surface of the obtained color filter was 0.4 μm. That is, although the protective layer was formed, it was found that the surface smoothness was poor as compared with Examples 1 and 2 in which the protective layer was not formed.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来よりも表面段差が大幅に低減された平滑なカラーフ
ィルタが得られ、平坦化層を用いる必要がない、或い
は、用いる場合でも薄い平坦化層で十分である。よっ
て、透明性が高いカラーフィルタが提供され、高精細で
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
事が可能となる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to obtain a smooth color filter in which the surface step is significantly reduced compared to the conventional art, and it is not necessary to use a flattening layer, or even if it is used, a thin flattening layer is sufficient. Accordingly, a color filter having high transparency is provided, and a liquid crystal element having high definition and excellent color display characteristics can be provided at lower cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のカラーフィルタの製造方法の一実施形
態の工程図である。
FIG. 1 is a process chart of one embodiment of a method for manufacturing a color filter of the present invention.

【図2】本発明の液晶素子の一実施形態の断面模式図で
ある。
FIG. 2 is a schematic sectional view of one embodiment of the liquid crystal element of the present invention.

【符号の説明】 1 基板 2 隔壁 3 硬化型インク 4 着色部 5 樹脂組成物層 6 保護層 7 共通電極 8 配向膜 9 液晶 11 対向基板 12 画素電極 13 配向膜[Description of Signs] 1 Substrate 2 Partition wall 3 Curable ink 4 Colored part 5 Resin composition layer 6 Protective layer 7 Common electrode 8 Alignment film 9 Liquid crystal 11 Opposite substrate 12 Pixel electrode 13 Alignment film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09F 9/00 342 G09F 9/30 349A 5G435 9/30 349 349C 9/35 9/35 B41J 3/04 101Z (72)発明者 城田 勝浩 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 (72)発明者 山下 佳久 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 (72)発明者 中澤 広一郎 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 FB01 FD20 2H042 AA09 AA15 AA26 2H048 BA11 BA48 BA64 BB02 BB24 BB37 BB44 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA14Z FA35Y FA41Z LA30 5C094 AA05 AA10 BA43 CA19 CA24 ED03 ED15 HA07 HA08 5G435 AA04 AA17 BB12 BB15 CC09 CC12 GG12 KK05 KK07 KK10 LL04 LL08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G09F 9/00 342 G09F 9/30 349A 5G435 9/30 349 349C 9/35 9/35 B41J 3/04 101Z (72) Inventor Katsuhiro Shirota 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Yoshihisa Yamashita 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Invention Person Koichiro Nakazawa 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term in Canon Inc. BA43 CA19 CA24 ED03 ED15 HA07 HA08 5G435 AA04 AA17 BB12 BB15 CC09 CC12 GG12 KK05 KK07 KK10 LL04 LL08

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に複数色の着色部と隣接する着色
部間を隔てる隔壁とを少なくとも有するカラーフィルタ
の製造方法であって、基板上に、複数の開口部を有し少
なくとも上面に撥インク性を有する隔壁を形成し、各開
口部に所定の着色パターンに沿ってインクジェット方式
により硬化型インクを付与し、硬化させて着色部を形成
した後、全面に樹脂組成物層を形成し、基板全面におい
て表面層を所定の深さまで除去することによって、上記
着色部を露出させることを特徴とするカラーフィルタの
製造方法。
1. A method for manufacturing a color filter, comprising at least a plurality of colored portions on a substrate and partitions separating adjacent colored portions, wherein the substrate has a plurality of openings and at least an upper surface has repellency. Forming a partition having an ink property, applying a curable ink by an inkjet method along a predetermined coloring pattern to each opening, and curing to form a colored portion, then form a resin composition layer on the entire surface, A method for manufacturing a color filter, wherein the colored portion is exposed by removing a surface layer to a predetermined depth over the entire surface of the substrate.
【請求項2】 上記表面層の除去が研磨加工による請求
項1に記載のカラーフィルタの製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the removal of the surface layer is performed by polishing.
【請求項3】 基板上に複数色の着色部と隣接する着色
部間を隔てる隔壁とを少なくとも有するカラーフィルタ
であって、請求項1または2に記載のカラーフィルタの
製造方法によって製造されたことを特徴とするカラーフ
ィルタ。
3. A color filter having at least a colored portion of a plurality of colors and a partition separating adjacent colored portions on a substrate, wherein the color filter is manufactured by the method of manufacturing a color filter according to claim 1. A color filter characterized by the following.
【請求項4】 上記隔壁及び樹脂組成物のうち少なくと
も一方が遮光性である請求項3に記載のカラーフィル
タ。
4. The color filter according to claim 3, wherein at least one of the partition and the resin composition is light-shielding.
【請求項5】 着色部上に保護層を有する請求項3また
は4に記載のカラーフィルタ。
5. The color filter according to claim 3, further comprising a protective layer on the colored portion.
【請求項6】 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3〜5のいずれかに記載のカラーフィ
ルタを用いて構成されたことを特徴とする液晶素子。
6. A liquid crystal device comprising a pair of substrates sandwiching a liquid crystal, and one substrate comprising the color filter according to claim 3.
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