JP2003029020A - Color filter and method for manufacturing the same, liquid crystal element using the color filter - Google Patents

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

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JP2003029020A
JP2003029020A JP2001217420A JP2001217420A JP2003029020A JP 2003029020 A JP2003029020 A JP 2003029020A JP 2001217420 A JP2001217420 A JP 2001217420A JP 2001217420 A JP2001217420 A JP 2001217420A JP 2003029020 A JP2003029020 A JP 2003029020A
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JP
Japan
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ink
colored
color filter
layer
receiving layer
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Japanese (ja)
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Masanori Sudo
正法 須藤
Nagato Osano
永人 小佐野
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Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent color mixing, a bright defect and color irregularity inside a coloring pixel in a method for manufacturing a color filter with an inkjet method. SOLUTION: In the method for manufacturing the color filter comprising pattern exposure of an ink receiving layer composed of a photosensitive resin composition to form a part not to be colored and a part to be colored and imparting of ink to the part to be colored with the inkjet method to form a coloring part, a preventive effect on the color mixing by the ink on the part not to be colored is improved by forming a black matrix on a substrate, pattern exposing as described, subsequently irradiating the ink receiving layer with an infrared ray and elevating temperature only of the region of the ink receiving layer overlapping the black matrix so as to lower the ink absorbing property.

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、自動車ナビゲ
ーションシステム、小型テレビ等に使用されるカラー液
晶ディスプレイの構成部材であ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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color filter which is a constituent member of a color liquid crystal display used in a color television, a personal computer, a pachinko game table, a car navigation system, a small television, and the like, and a manufacturing method thereof. The present invention relates to a liquid crystal element using a filter.

【0002】[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
が増加する傾向にある。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。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
べく種々の製造方法が試みられているが、未だ全ての要
求特性を満足する方法は確立されていない。以下にそれ
ぞれの方法を説明する。
2. Description of the Related Art In recent years, the development of personal computers,
Particularly, with the development of portable personal computers, the demand for liquid crystal displays, especially color liquid crystal displays, tends to increase. However, for further popularization, it is necessary to reduce the cost of liquid crystal displays, and in particular, there is an increasing demand for reducing the cost of color filters, which have a high cost weight. Conventionally, various manufacturing methods have been tried to meet the above-mentioned requirements while satisfying the required characteristics of the color filter, but a method that satisfies all the required characteristics has not yet been established. Each method will be described below.

【0003】第1の方法は、近年一般に最も多く用いら
れている顔料分散法であり、この方法は、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、この工程をR
(赤)、G(緑)、B(青)について繰り返すことによ
り3色の着色部を形成する。
The first method is a pigment dispersion method which has been used most often in recent years. In this method, a photosensitive resin layer in which a pigment is dispersed is formed on a substrate, and this is patterned to obtain a monochromatic image. Get the pattern and R
By repeating (red), G (green), and B (blue), three colored portions are formed.

【0004】第2の方法としては、染色法がある。染色
法は、基板上に染色用の材料である水溶性高分子材料を
塗布し、これをフォトリソグラフィ工程により所望の形
状にパターニングした後、得られたパターンを染色浴に
浸漬して着色されたパターンを得る。この工程をR、
G、Bについて繰り返すことにより3色の着色部を形成
する。
The second method is a dyeing method. In the dyeing method, a water-soluble polymer material, which is a material for dyeing, is applied onto a substrate, and this is patterned into a desired shape by a photolithography process, and then the obtained pattern is dipped in a dyeing bath to be colored. Get the pattern. This process is R,
By repeating G and B, three colored portions are formed.

【0005】この染色法の別の例として特開平5−28
8913号公報には、基板上に感光層を設け、これをパ
ターン露光した後、未露光部を染色する工程を、R、
G、Bについて繰り返すことにより3色の着色部を形成
する方法が開示されている。
As another example of this dyeing method, JP-A-5-28 is known.
8913 discloses a process of forming a photosensitive layer on a substrate, performing pattern exposure of the photosensitive layer, and dyeing an unexposed portion, R,
A method of forming colored portions of three colors by repeating G and B is disclosed.

【0006】第3の方法としては、電着法がある。この
方法は、基板上に透明電極をパターニングし、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R、G、Bについて繰り返し、焼
成して3色の着色部を得る。
A third method is an electrodeposition method. In this method, a transparent electrode is patterned on a substrate, and the first color is electrodeposited by immersing it in an electrodeposition coating solution containing a pigment, a resin, an electrolytic solution and the like. This process is repeated for R, G, and B, and baked to obtain three colored portions.

【0007】第4の方法は印刷法であり、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を塗り分けた後、樹脂を熱硬化させることに
より着色部を形成する。
The fourth method is a printing method, in which a pigment is dispersed in a thermosetting resin, and printing is repeated three times.
After R, G, and B are separately coated, the resin is heat-cured to form a colored portion.

【0008】いずれの方法においても、着色部上に保護
層を形成するのが一般的であり、また、これらの方法に
共通する点は、R、G、Bの3色の着色部を形成するた
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、工程が多いほど歩留りが低下
するという問題も有している。さらに、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型(薄膜トランジスタを画素のスイッチ
ングに用いたアクティブマトリクス駆動型)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形成には不向きである。
In any of the methods, it is general that a protective layer is formed on the colored portion, and the common point of these methods is that the colored portions of three colors of R, G and B are formed. Therefore, it is necessary to repeat the same process three times, which increases the cost. There is also a problem that the yield decreases as the number of processes increases. Further, in the electrodeposition method, since the pattern shape that can be formed is limited, it is difficult to apply the present technology to a TFT type (active matrix driving type using a thin film transistor for pixel switching) liquid crystal element. Further, the printing method is not suitable for forming a fine pitch pattern because of its poor resolution.

【0009】これらの欠点を補うべく、特開昭59−7
5205号公報、特開昭63−235901号公報、或
いは、特開平1−217302号公報等には、インクジ
ェット方式によるカラーフィルタの製造方法が提案され
ている。この方法は、インクジェット記録装置を用い、
基板上にR、G、Bの各色のインクを付与して着色部を
形成する方法であり、3色の着色部の形成を1工程で行
うことができ、インクの使用量にも無駄がないため、大
幅な生産性の向上、コストダウンを図ることができる。
In order to make up for these drawbacks, JP-A-59-7 is used.
5205, JP-A-63-235901, JP-A-1-217302, and the like propose a method for manufacturing a color filter by an inkjet method. This method uses an inkjet recording device,
This is a method of forming colored portions by applying inks of R, G, and B colors on a substrate, and the colored portions of three colors can be formed in one step, and the amount of ink used is not wasted. Therefore, it is possible to significantly improve productivity and reduce costs.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】インクジェット方式に
よるカラーフィルタの製造方法として具体的には、基板
上に光照射によりインク吸収性の変化する感光性樹脂組
成物層を形成し、該樹脂組成物層をパターン露光して、
インク吸収性の高い被着色部と、インク吸収性の低い非
着色部を形成し、被着色部にのみインクを付与して吸収
させ、着色部を形成する。この場合、非着色部は隣接す
る被着色部間で異なる色のインクが混じり合う、いわゆ
る混色を防止するための領域である。
Specifically, as a method for producing a color filter by an ink jet method, specifically, a photosensitive resin composition layer whose ink absorbency is changed by light irradiation is formed on a substrate, and the resin composition layer is formed. Pattern exposure to
A colored portion having high ink absorbency and a non-colored portion having low ink absorbency are formed, and ink is applied and absorbed only on the colored portion to form the colored portion. In this case, the non-colored portion is an area for preventing so-called color mixing, in which inks of different colors are mixed between adjacent colored portions.

【0011】しかしながら上記の方法において、被着色
部のインク吸収性が不十分である場合には、被着色部に
着弾したインクが被着色部内で良好に拡がらず、被着色
部を不均一に着色して未着色或いは色の薄い部分が生じ
る場合があり、これらは白抜けや色ムラとして認識され
る。これに対して、インク受容層の材料を変更して被着
色部のインク吸収性を高めた場合、同じ材料からなる非
着色部でもインクが拡がり易くなり、混色を生じ易くな
ってしまう。
However, in the above method, if the ink absorbency of the portion to be colored is insufficient, the ink that has landed on the portion to be colored does not spread well in the portion to be colored, and the portion to be colored becomes uneven. There are cases in which there are uncolored or lightly colored portions due to coloring, and these are recognized as white spots or color unevenness. On the other hand, when the material of the ink receiving layer is changed to enhance the ink absorbency of the portion to be colored, the ink easily spreads even in the non-colored portion made of the same material, and color mixing easily occurs.

【0012】本発明の課題は、上記インクジェット方式
によるカラーフィルタの製造方法において、被着色部で
はインクが良好に拡がって均一に着色し、一方、非着色
部においては良好にインクをはじいて混色を防止し、信
頼性の高いカラーフィルタを歩留まり良く提供し、該カ
ラーフィルタを用いて、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, in the method for producing a color filter by the above-mentioned ink jet method, the ink is well spread and uniformly colored in the portion to be colored, while the ink is favorably repelled in the non-colored portion to mix the colors. Another object of the present invention is to provide a highly reliable color filter with high yield, and to provide a liquid crystal element for color display at a lower cost by using the color filter.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の第一は、基板上
に複数の開口部を有する遮光層と、複数色の着色部を色
毎に複数個備えた着色層とを備えた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する遮光層
を形成する工程と、上記遮光層を覆って、少なくとも光
照射によってインク吸収性が変化し、加熱によってイン
ク吸収性が低下する感光性樹脂組成物層からなるインク
受容層を形成する工程と、上記インク受容層をパターン
露光して、少なくとも上記遮光層の開口部に重なる領域
にインク吸収性の高い被着色部を形成し、且つ、上記遮
光層に重なる領域の少なくとも一部の隣接する被着色部
間に該被着色部よりもインク吸収性の低い非着色部を形
成する工程と、上記インク受容層に赤外線を照射し、上
記遮光層に重なる領域のインク受容層のインク吸収性を
低下させる工程と、上記インク受容層の被着色部にイン
クジェット方式により所定の着色パターンに従ってイン
クを付与して着色し、着色部を形成する工程と、を少な
くとも有することを特徴とするカラーフィルタの製造方
法である。
A first aspect of the present invention is to provide a color filter having a light-shielding layer having a plurality of openings on a substrate and a colored layer having a plurality of colored portions of a plurality of colors. And a step of forming a light-shielding layer having a plurality of openings on a substrate, the ink absorptivity is changed by at least light irradiation to cover the light-shielding layer, and the ink absorptivity is lowered by heating. A step of forming an ink receiving layer comprising a photosensitive resin composition layer, and pattern-exposing the ink receiving layer to form a colored portion having high ink absorbability in at least a region overlapping the opening of the light shielding layer, And, a step of forming a non-colored portion having a lower ink absorbability than the colored portion between adjacent colored portions of at least a part of the region overlapping the light shielding layer, and irradiating the ink receiving layer with infrared rays, Overlaps the light shielding layer At least the step of reducing the ink absorbency of the ink receiving layer in the area, and applying the ink to the colored portion of the ink receiving layer according to a predetermined coloring pattern by an inkjet method to form a colored portion. A method of manufacturing a color filter, which comprises:

【0014】上記本発明のカラーフィルタの製造方法に
おいて、インク受容層に照射する赤外線は、好ましくは
近赤外線或いは中赤外線である。
In the method for producing a color filter of the present invention, the infrared rays with which the ink receiving layer is irradiated are preferably near infrared rays or mid infrared rays.

【0015】また、本発明の第二は、基板上に複数の開
口部を有する遮光層と、複数色の着色部を色毎に複数個
備えた着色層とを備え、上記カラーフィルタの製造方法
により製造された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形成され
たことを特徴とする液晶素子である。
A second aspect of the present invention comprises a light-shielding layer having a plurality of openings on a substrate, and a colored layer having a plurality of colored portions of a plurality of colors for each color. A third feature is a color filter manufactured by, a third feature is that a liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, and one of the substrates is formed using the color filter of the present invention. It is a liquid crystal element that operates.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明は、前記したインクジェッ
ト方式によるカラーフィルタの製造方法において、通常
用いられる遮光層の赤外線吸収性を利用し、インク受容
層に赤外線を照射することによって、遮光層に重なる領
域を選択的に高温にしてインク吸収性を低下させること
に特徴を有する。本発明に係る非着色部は、パターン露
光と上記赤外線照射による加熱によって、被着色部との
インク吸収性の差が従来よりも大幅に増加しているた
め、良好にインクをはじいて混色を防止することができ
る。一方、被着色部は赤外線を照射されてもさほど高温
にならないため、インク吸収性はほとんど変化せず、良
好にインクを吸収、拡散して均一な着色部が形成され
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention provides a method for producing a color filter by the above-mentioned ink jet method, in which the infrared ray absorbing property of a light shielding layer which is usually used is utilized to irradiate the ink receiving layer with infrared rays to form a light shielding layer. It is characterized in that the overlapping region is selectively heated to a high temperature to reduce the ink absorption. In the non-colored portion according to the present invention, the difference in ink absorbency between the portion to be colored and the portion to be colored is significantly increased by the pattern exposure and the heating by the infrared irradiation, and thus the ink is favorably repelled to prevent color mixture. can do. On the other hand, since the portion to be colored does not reach a high temperature even when irradiated with infrared rays, the ink absorbency hardly changes, and the ink is favorably absorbed and diffused to form a uniform colored portion.

【0017】以下、本発明のカラーフィルタの製造方法
を、実施形態を挙げて説明する。
Hereinafter, the method for manufacturing the color filter of the present invention will be described with reference to embodiments.

【0018】図1は本発明のカラーフィルタの製造方法
の好ましい実施形態を示す工程図であり、インク受容層
をネガ型の感光性樹脂組成物で形成した例である。図
中、1は基板、2はブラックマトリクス、3はインク受
容層、4はフォトマスク、5は非着色部、6は被着色
部、7はインク、8は着色部、9は保護層である。以下
に各工程について説明するが、図3の(a)〜(e)は
それぞれ、下記工程(a)〜(e)に対応する断面模式
図である。
FIG. 1 is a process chart showing a preferred embodiment of the method for producing a color filter of the present invention, which is an example in which the ink receiving layer is formed of a negative photosensitive resin composition. In the figure, 1 is a substrate, 2 is a black matrix, 3 is an ink receiving layer, 4 is a photomask, 5 is a non-colored portion, 6 is a colored portion, 7 is ink, 8 is a colored portion, and 9 is a protective layer. . Each step will be described below, but (a) to (e) of FIG. 3 are schematic cross-sectional views corresponding to the following steps (a) to (e), respectively.

【0019】工程(a) 基板1上に、ブラックマトリクス2を形成する。基板1
としては、一般にガラス基板等透明基板が用いられる
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、透明なプラスチック基板も
用いることができる。また、ブラックマトリクス2は前
記したようにブラックストライプでも良く、その膜厚
は、通常0.1〜0.5μm程度であり、基板1上にク
ロム等金属をスパッタ或いは蒸着等により成膜し、フォ
トリソ工程によりパターニングして得られる。また、ブ
ラックマトリクス2は黒色樹脂等を用いて形成しても良
い。
Step (a) The black matrix 2 is formed on the substrate 1. Board 1
As the material, a transparent substrate such as a glass substrate is generally used, but a transparent plastic substrate can also be used as long as it does not impair the transparency of the color filter and has necessary properties such as strength. The black matrix 2 may be a black stripe as described above, and its film thickness is usually about 0.1 to 0.5 μm. A metal such as chromium is formed on the substrate 1 by sputtering or vapor deposition, and photolithography is performed. It is obtained by patterning in the process. Further, the black matrix 2 may be formed by using a black resin or the like.

【0020】次いで、基板1上に全面に感光性樹脂組成
物からなるインク受容層3を形成する。インク受容層3
は、後述する工程において着色して着色部8を形成する
ための着色媒体であり、少なくとも光照射によってイン
ク吸収性が変化し、また、加熱によってインク吸収性が
低下する感光性樹脂組成物である。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
インク吸収性が低下する、ネガ型の樹脂組成物を用いた
例を示す。
Next, an ink receiving layer 3 made of a photosensitive resin composition is formed on the entire surface of the substrate 1. Ink receiving layer 3
Is a coloring medium for coloring to form the colored portion 8 in a step described later, and is a photosensitive resin composition whose ink absorbency is changed by at least light irradiation and which is lowered by heating. . The photosensitivity may be either a negative type or a positive type, and specifically, a cellulose derivative such as an acrylic resin, an epoxy resin, a silicone resin, hydroxypropyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose or a modified product thereof. , Amide-based resin, phenol-based resin, polystyrene-based resin and the like are optionally used together with a photoinitiator (crosslinking agent). As the photoinitiator, a dichromate, a bisazide compound, a radical type initiator, a cationic type initiator, an anionic type initiator or the like can be used, and further, a mixture of these photoinitiators or other Can be used in combination with the sensitizer.
Furthermore, it is also possible to use a photoacid generator such as an onium salt as a crosslinking agent. The present embodiment shows an example using a negative resin composition whose ink absorbency is lowered by light irradiation.

【0021】上記感光性樹脂組成物は、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
コート等の方法により基板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3とする。インク受容層3
の厚さは、通常0.3〜3.0μm程度である。
The above photosensitive resin composition is spin coated,
It is applied on the substrate 1 by a method such as roll coating, bar coating, spray coating, or dip coating, and prebaked as necessary to form the ink receiving layer 3. Ink receiving layer 3
Usually has a thickness of about 0.3 to 3.0 μm.

【0022】工程(b) インク受容層3をフォトマスク4を用いてパターン露光
し、露光部分のインク吸収性を低下せしめて非着色部5
を形成する。当該工程において露光されなかった領域は
被着色部6となる。非着色部5はブラックマトリクス2
に重なる位置に形成され、特に、ブラックマトリクス2
の開口部境界における白抜けを防止する観点から、ブラ
ックマトリクス2の幅よりも非着色部5が狭くなるよう
に形成することが好ましい。非着色部5の幅は、通常の
カラーフィルタのブラックマトリクスの幅を考慮する
と、1.0〜30.0μmである。
Step (b) The ink receiving layer 3 is pattern-exposed using the photomask 4 to reduce the ink absorbency of the exposed portion and thereby the non-colored portion 5 is exposed.
To form. The area that has not been exposed in this step becomes the colored portion 6. The non-colored portion 5 is the black matrix 2
Is formed in a position overlapping with the black matrix 2.
From the viewpoint of preventing white spots at the boundary of the opening, it is preferable that the non-colored portion 5 is formed to be narrower than the width of the black matrix 2. The width of the non-colored portion 5 is 1.0 to 30.0 μm in consideration of the width of the black matrix of an ordinary color filter.

【0023】さらに、インクジェットヘッドの走査方向
に対しては同じ色の着色画素(ブラックマトリクス2の
開口部内の着色部領域)が配置するため、走査方向に沿
ってドット状に配置したブラックマトリクスの開口部行
に対して、非着色部5を該開口部行を挟んで平行なスト
ライプ状に形成することで、走査方向に平行なストライ
プ状の被着色部6が形成され、着色時にインク7を該被
着色部6に連続して吐出できるため、好ましい。
Further, since colored pixels of the same color (colored area in the opening of the black matrix 2) are arranged in the scanning direction of the ink jet head, the openings of the black matrix arranged in dots along the scanning direction. By forming the non-colored portions 5 in parallel stripes with respect to the partial rows so as to sandwich the opening row, stripe-shaped colored portions 6 parallel to the scanning direction are formed. It is preferable because the ink can be continuously discharged onto the portion to be colored 6.

【0024】また、露光によりインク吸収性が増加する
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。
When a positive type resin composition whose ink absorbency is increased by exposure is used, the pattern may be exposed in reverse.

【0025】工程(c) 基板1の少なくも一方、好ましくは図1に示すように両
面から赤外線を照射する。赤外線としては、本発明では
近赤外線或いは中赤外線が好ましく用いられ、該赤外線
はブラックマトリクス2でより高く吸収されるため、ブ
ラックマトリクス2に重なる領域のインク受容層、主に
非着色部5の温度が高くなり、当該領域のインク吸収性
がさらに低下し、被着色部6と非着色部5とでインク吸
収性の差が大きくなる。
Step (c) Irradiate infrared rays from at least one side of the substrate 1, preferably from both sides as shown in FIG. In the present invention, near-infrared rays or mid-infrared rays are preferably used as the infrared rays, and since the infrared rays are more highly absorbed by the black matrix 2, the temperature of the ink receiving layer in the region overlapping with the black matrix 2, mainly the temperature of the non-colored portion 5. Becomes higher, the ink absorbency of the area is further reduced, and the difference in ink absorbency between the colored portion 6 and the non-colored portion 5 becomes large.

【0026】尚、被着色部6であってブラックマトリク
ス2に重なる領域の温度も、上記赤外線照射によって上
昇するが、パターン露光されていないため、インク吸収
性の低下がさほど大きくはならない。また、最終的には
ブラックマトリクス2によって遮光され、表示には関わ
らないため、カラーフィルタに対して実質的な影響は及
ぼさない。
The temperature of the area to be colored 6 that overlaps the black matrix 2 also rises due to the above infrared irradiation, but since the pattern exposure is not performed, the ink absorbency is not significantly reduced. Further, finally, the light is shielded by the black matrix 2 and is not involved in the display, so that the color filter is not substantially affected.

【0027】工程(d) インクジェットヘッド(不図示)より、所定の着色パタ
ーンに沿って、R、G、Bのインク7を被着色部6に吐
出し、着色する。
Step (d) The ink 7 of R, G and B is discharged from the ink jet head (not shown) along the predetermined coloring pattern onto the portion to be colored 6 for coloring.

【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。
The ink jet method used in the present invention is a bubble jet (registered trademark) type using an electrothermal converter as an energy generating element, or
A piezo jet type using a piezoelectric element or the like can be used, and the coloring area and coloring pattern can be set arbitrarily.

【0029】また、本発明においてインク受容層3の着
色に用いられるインク7は、染料系、顔料系のいずれで
も用いることができる。また、常温で液体のものに限ら
ず、室温やそれ以下で固化するインクであっても、室温
で軟化するもの、もしくは液体であるもの、或いは、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
なるように温度制御するものが一般的であるから、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。
The ink 7 used for coloring the ink receiving layer 3 in the present invention may be either a dye type or a pigment type. Further, the ink is not limited to a liquid at normal temperature, and even an ink that solidifies at room temperature or lower, a liquid that softens at room temperature or a liquid, or the ink itself at 30 ° C. to 70 ° C. Since the temperature is generally controlled within the range to control the temperature of the ink so that the viscosity of the ink is in the stable discharge range, any liquid that is liquid at the time of discharge is preferably used.

【0030】工程(e) 熱処理或いは光照射等必要な処理を施してインク受容層
全体を硬化させ、非着色部5と着色部8からなる着色層
を形成し、さらに、必要に応じて着色層上に保護層9を
形成して本発明のカラーフィルタを得る。保護層9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) The entire ink receiving layer is cured by subjecting it to necessary treatment such as heat treatment or light irradiation to form a colored layer consisting of the non-colored portion 5 and the colored portion 8 and, if necessary, the colored layer. A protective layer 9 is formed on top to obtain the color filter of the present invention. As the protective layer 9, a photo-curing type, a thermosetting type, or a heat / light combined curing type resin composition layer, 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.

【0031】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
り得られた本発明の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、10は共通
電極、11は対向基板、12は画素電極、13,14は
配向膜、15は液晶であり、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 shows a schematic sectional view of an 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 filter of the present invention obtained by the process of FIG. In the figure, 10 is a common electrode, 11 is a counter substrate, 12 is a pixel electrode, 13 and 14 are alignment films, and 15 is a liquid crystal. The same members as those in FIG.

【0032】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15
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
8が形成され、その上に透明な共通電極10が形成され
る。さらに、両基板の面内には配向膜13,14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15が充填される。
In the color liquid crystal element, generally, the substrate 1 on the color filter side and the counter substrate 11 are put together to form a liquid crystal 15
Is formed by encapsulating. TFTs (not shown) and pixel electrodes 12 are formed in a matrix on the inside of one substrate 11 of the liquid crystal element. Also, inside the substrate 1 on the color filter side, at a position facing the pixel electrode 12,
The colored portion 8 of the color filter is formed so that R, G, and B are arranged, and the transparent common electrode 10 is formed thereon. Furthermore, alignment films 13 and 14 are formed in the planes of both substrates, and liquid crystal molecules are arranged in a fixed direction. These substrates are arranged to face each other with a spacer (not shown) in between, and are bonded together by a sealant (not shown), and the liquid crystal 15 is filled in the gap.

【0033】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 a transmissive liquid crystal device, the substrate 11 and the pixel electrode 12 are made of a transparent material, and a polarizing plate is adhered to the outside of each substrate to generally combine a fluorescent lamp and a scattering plate. The display is performed by using a backlight and causing the liquid crystal compound to function as an optical shutter that changes the light transmittance of the backlight. In the case of a reflective type, the substrate 11 or the pixel electrode 12 is formed of a material having a reflection function, or a reflective layer is provided on the substrate 11 and a polarizing plate is provided outside the substrate 1, and a color filter is provided. Display is performed by reflecting the light incident from the side.

【0034】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。
Further, in the liquid crystal element of the present invention, it goes without saying that the conventional technique can be used as it is for the other members as long as it is constructed by using the color filter of the present invention.

【0035】[0035]

【実施例】(実施例1)厚さ0.15μmのCr膜をス
パッタ成膜し、通常のフォトリソ、エッチングプロセス
により、80μm×210μmの開口部を複数個二次元
状に配置したブラックマトリクスを形成したガラス基板
上に、主にDeep−UV光に対して感度を有するアク
リル樹脂系の感光性樹脂組成物を、スピンコート法によ
って厚さ1.0μmに塗布し、50℃で10分間のプリ
ベークを行ってインク受容層を形成した。
Example 1 A black matrix having a plurality of openings of 80 μm × 210 μm arranged two-dimensionally was formed by sputtering a Cr film having a thickness of 0.15 μm and performing ordinary photolithography and etching processes. An acrylic resin-based photosensitive resin composition, which is mainly sensitive to Deep-UV light, was applied on the prepared glass substrate to a thickness of 1.0 μm by spin coating, and prebaked at 50 ° C. for 10 minutes. Performed to form an ink receiving layer.

【0036】ブラックマトリクスの開口部の長手方向に
平行な30μm幅のストライプ状の開口部を有するフォ
トマスクを介して、上記インク受容層にDeep−UV
光で50mJ/cm2のパターン露光を行い、ブラック
マトリクスの開口部の長手方向の配列を開口部行とし
て、該開口部行間に平行なストライプ状の非着色部と被
着色部を形成した。
Deep-UV is formed on the ink receiving layer through a photomask having a stripe-shaped opening having a width of 30 μm which is parallel to the longitudinal direction of the opening of the black matrix.
A pattern exposure of 50 mJ / cm 2 was performed with light, and the arrangement of the openings of the black matrix in the longitudinal direction was used as opening rows to form parallel stripe-shaped non-colored portions and colored portions between the opening rows.

【0037】次いで、上記基板に表面側から10W/c
2の近赤外線を150秒間照射した後、インクジェッ
ト記録装置を用い、R、G、Bの染料系インクを所定の
着色パターンに沿って未露光の被着色部に付与した。被
着色部に十分インクが浸透したことを確認した後、90
℃で10分間の乾燥を行い、次いで200℃で1時間の
ポストベーク処理を行って、インク受容層全体を硬化さ
せ、カラーフィルタを得た。
Then, 10 W / c is applied to the substrate from the front side.
After irradiating the near infrared ray of m 2 for 150 seconds, the dye-based inks of R, G, and B were applied to the unexposed portion to be colored along a predetermined coloring pattern using an inkjet recording device. After confirming that the ink has sufficiently penetrated into the part to be colored,
Drying was performed at 10 ° C. for 10 minutes, and then post-baking treatment was performed at 200 ° C. for 1 hour to cure the entire ink receiving layer to obtain a color filter.

【0038】得られたカラーフィルタは、隣接する異な
る色の着色画素(ブラックマトリクスの開口部内の着色
部)間で混色がなく、また、着色画素内に白抜けや色ム
ラもなく、表面平坦性に優れたものであった。
The obtained color filter has no color mixture between adjacent colored pixels of different colors (colored portions in the openings of the black matrix), there is no white spot or color unevenness in the colored pixels, and the surface flatness is good. Was excellent.

【0039】さらに、得られたカラーフィルタの着色部
上に、アクリル系熱硬化型樹脂を用いて、2.0μmの
膜厚の保護層を形成したところ、表面が平坦で着色部が
保護された良好なカラーフィルタが得られた。
Further, a protective layer having a thickness of 2.0 μm was formed on the colored portion of the obtained color filter by using an acrylic thermosetting resin, and the surface was flat and the colored portion was protected. A good color filter was obtained.

【0040】(実施例2)インク受容層に照射する赤外
線を8W/cm2に変更する以外は実施例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と同様に混色が無く、また、着色画素内に白
抜けや色ムラもなかった。
Example 2 A color filter was produced in the same manner as in Example 1 except that the infrared ray with which the ink receiving layer was irradiated was changed to 8 W / cm 2 . The obtained color filter had no color mixture as in Example 1, and there was no white spot or color unevenness in the colored pixel.

【0041】さらに、得られたカラーフィルタの着色部
上に、実施例1と同様にして保護層を形成したところ、
表面が平坦で着色部が保護された良好なカラーフィルタ
が得られた。
Further, a protective layer was formed on the colored portion of the obtained color filter in the same manner as in Example 1,
A good color filter having a flat surface and protected colored portions was obtained.

【0042】(実施例3)洗浄されたガラス基板上に、
黒色レジスト(新日鐵化学社製「V−259BK」)を
スピンコート法によって1μmの膜厚で塗布し、50
℃、10分間のプリベークを行った後、マトリクス状の
パターンマスクを用い、該マスクを介して、上記黒色レ
ジスト層に対してUV光で13秒間露光を行い、アルカ
リ現像液でスピン現像して実施例1と同様のパターンの
ブラックマトリクスを形成した。
(Example 3) On a washed glass substrate,
A black resist (“V-259BK” manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) was applied by a spin coating method to a film thickness of 1 μm,
After prebaking at 10 ° C. for 10 minutes, using a matrix pattern mask, the black resist layer was exposed to UV light for 13 seconds through the mask, and spin-developed with an alkali developing solution. A black matrix having the same pattern as in Example 1 was formed.

【0043】上記ガラス基板上に、主にDeep−UV
光に対して感度を有するアクリル樹脂系の感光性樹脂組
成物を、スピンコート法によって1.0μmの膜厚で塗
布し、50℃、10分間のプリベークを行ってインク受
容層を形成した。尚、インク受容層はブラックマトリク
ス上にも0.6μm程度の厚さで形成されている。
On the above glass substrate, mainly Deep-UV
An acrylic resin-based photosensitive resin composition having sensitivity to light was applied by a spin coating method to a film thickness of 1.0 μm and prebaked at 50 ° C. for 10 minutes to form an ink receiving layer. The ink receiving layer is also formed on the black matrix with a thickness of about 0.6 μm.

【0044】上記インク受容層に対して、実施例1と同
様のパターン露光を行い、ブラックマトリクスの開口部
行間に平行なストライプ状の被着色部と非着色部を形成
した。さらに、該インク受容層に対して、実施例2と同
様に8W/cmの近赤外線を150秒間照射した後、
実施例1と同様にR、G、Bの染料系インクを所定の着
色パターンに沿って被着色部に付与し、90℃で10分
間の乾燥、200℃で1時間のポストベーク処理を行っ
て、インク受容層全体を硬化させ、カラーフィルタを得
た。
The same pattern exposure as in Example 1 was performed on the above ink receiving layer to form parallel stripe-shaped colored portions and non-colored portions between the opening rows of the black matrix. Furthermore, after irradiating the ink receiving layer with near infrared rays of 8 W / cm 2 for 150 seconds in the same manner as in Example 2,
Similar to Example 1, R, G, and B dye-based inks were applied to a portion to be colored along a predetermined coloring pattern, dried at 90 ° C. for 10 minutes, and post-baked at 200 ° C. for 1 hour. The entire ink receiving layer was cured to obtain a color filter.

【0045】得られたカラーフィルタは、隣接する異な
る色の着色画素間で混色が無く、また、着色画素内に白
抜けや色ムラも認められなかった。
In the obtained color filter, there was no color mixing between adjacent colored pixels of different colors, and neither white spots nor color unevenness was observed in the colored pixels.

【0046】さらに、得られたカラーフィルタの着色部
上に、実施例1と同様にして保護層を形成したところ、
表面が平坦で着色部が保護された良好なカラーフィルタ
が得られた。
Further, a protective layer was formed on the colored portion of the obtained color filter in the same manner as in Example 1,
A good color filter having a flat surface and protected colored portions was obtained.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、遮光層の高い赤外線吸収性を利用して、非着色部の
インク吸収性をさらに低下させるため、非着色部ではイ
ンクを良好にはじいて混色を防止すると同時に、被着色
部においてはインクを速やかに吸収、拡散して白抜けや
色ムラのない着色部を形成することができる。よって、
本発明によれば、信頼性の高いカラーフィルタを簡易な
工程によって歩留まり良く提供することができ、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。
As described above, in the present invention, the high infrared absorptivity of the light-shielding layer is utilized to further reduce the ink absorptivity of the non-colored portion, so that the ink is repelled well in the non-colored portion. Thus, color mixture can be prevented, and at the same time, the colored portion can quickly absorb and diffuse the ink to form a colored portion without white spots or color unevenness. Therefore,
According to the present invention, a highly reliable color filter can be provided with a high yield by a simple process, and a liquid crystal element having excellent color display characteristics can be provided at a lower cost by using the color filter.

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

【図1】本発明のカラーフィルタの製造方法の好ましい
一実施形態の工程図である。
FIG. 1 is a process drawing of a preferred 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 an embodiment of a liquid crystal element of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 ブラックマトリクス 3 インク受容層 4 フォトマスク 5 非着色部 6 被着色部 7 インク 8 着色部 9 保護層 10 共通電極 11 対向電極 12 画素電極 13、14 配向膜 15 液晶 1 substrate 2 Black matrix 3 Ink receiving layer 4 photo mask 5 Non-colored part 6 Colored part 7 ink 8 Coloring part 9 Protective layer 10 Common electrode 11 Counter electrode 12 pixel electrodes 13, 14 Alignment film 15 LCD

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H048 BA02 BA11 BA64 BB01 BB02 BB23 BB42 2H091 FA02X FA02Y FA02Z FA35Y FC01 FC22 GA16 LA12 LA15 LA16    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2H048 BA02 BA11 BA64 BB01 BB02                       BB23 BB42                 2H091 FA02X FA02Y FA02Z FA35Y                       FC01 FC22 GA16 LA12 LA15                       LA16

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に複数の開口部を有する遮光層
と、複数色の着色部を色毎に複数個備えた着色層とを備
えたカラーフィルタの製造方法であって、基板上に複数
の開口部を有する遮光層を形成する工程と、上記遮光層
を覆って、少なくとも光照射によってインク吸収性が変
化し、加熱によってインク吸収性が低下する感光性樹脂
組成物層からなるインク受容層を形成する工程と、上記
インク受容層をパターン露光して、少なくとも上記遮光
層の開口部に重なる領域にインク吸収性の高い被着色部
を形成し、且つ、上記遮光層に重なる領域の少なくとも
一部の隣接する被着色部間に該被着色部よりもインク吸
収性の低い非着色部を形成する工程と、上記インク受容
層に赤外線を照射し、上記遮光層に重なる領域のインク
受容層のインク吸収性を低下させる工程と、上記インク
受容層の被着色部に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インクを付与して着色し、着色部を
形成する工程と、を少なくとも有することを特徴とする
カラーフィルタの製造方法。
1. A method of manufacturing a color filter comprising: a light-shielding layer having a plurality of openings on a substrate; and a coloring layer having a plurality of colored portions of a plurality of colors for each color. A step of forming a light-shielding layer having an opening, and an ink-receiving layer comprising a photosensitive resin composition layer covering the light-shielding layer, the ink absorbency of which is changed by at least light irradiation and which is lowered by heating. And a pattern exposure of the ink receiving layer to form a colored portion having high ink absorbability in at least a region overlapping with the opening of the light shielding layer, and at least one of regions overlapping with the light shielding layer. A non-colored portion having lower ink absorbability than the colored portion between adjacent colored portions, and irradiating the ink receiving layer with infrared rays to form an ink receiving layer in an area overlapping the light shielding layer. Ink absorption And a step of forming a colored portion by applying ink to the portion to be colored of the ink receiving layer according to a predetermined coloring pattern by an inkjet method to form a colored portion. Production method.
【請求項2】 インク受容層に照射する赤外線が近赤外
線或いは中赤外線である請求項1に記載のカラーフィル
タの製造方法。
2. The method for producing a color filter according to claim 1, wherein the infrared rays with which the ink receiving layer is irradiated are near infrared rays or mid infrared rays.
【請求項3】 基板上に複数の開口部を有する遮光層
と、複数色の着色部を色毎に複数個備えた着色層とを備
え、請求項1または2に記載のカラーフィルタの製造方
法により製造されたことを特徴とするカラーフィルタ。
3. The method of manufacturing a color filter according to claim 1, further comprising: a light-shielding layer having a plurality of openings on a substrate, and a coloring layer having a plurality of colored portions of a plurality of colors for each color. A color filter manufactured by.
【請求項4】 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に記載のカラーフィルタを用いて形
成されたことを特徴とする液晶素子。
4. A liquid crystal element comprising a pair of substrates and a liquid crystal sandwiched between the substrates, wherein one of the substrates is formed by using the color filter according to claim 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2013146903A1 (en) 2012-03-28 2013-10-03 凸版印刷株式会社 Display color filter

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