JP2003043242A - カラーフィルターの製造方法 - Google Patents

カラーフィルターの製造方法

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JP2003043242A
JP2003043242A JP2001232190A JP2001232190A JP2003043242A JP 2003043242 A JP2003043242 A JP 2003043242A JP 2001232190 A JP2001232190 A JP 2001232190A JP 2001232190 A JP2001232190 A JP 2001232190A JP 2003043242 A JP2003043242 A JP 2003043242A
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color filter
black matrix
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ink
light
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JP2001232190A
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Junichi Sakamoto
淳一 坂本
Satoshi Kokubo
智 小久保
Kenitsu Iwata
研逸 岩田
Nagato Osano
永人 小佐野
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラーフィルターの保護膜の密着性と平坦性
向上を図ることができるカラーフィルターの製造方法を
提供すること。 【構成】 透明基板1上の一部にブラックマトリックス
パターン及びRGB又はCMYの3色を配列し、その上
層に保護層6を設けるカラーフィルターの製造方法にお
いて、ブラックマトリックス2及び3色配列パターン部
を遮光し、非カラーフィルター形成部のみに紫外線表面
処理を施した後、保護層6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、カラーフィルター
の製造に関する。
【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
ィスプレー、特にカラー液晶ディスプレーの需要が増加
する傾向にあり、更なる普及のためにはコスト比率の高
いカラーフィルターのコストダウンに対する要求が高ま
っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】樹脂BM形成基板で
は、ポストベークを行った後、ガラス面に対する揮発成
分の汚染があり、水に対する接触角が40°以上とな
り、受容層又は保護層の塗布膜性能が劣化する。又、受
容層形成、カラーフィルター形成後に保護層を塗布する
場合も同様に接触角が高いため、保護層の塗布膜性能が
劣化する。
【0004】上記問題を解決するために、UV/O3
理を行って接触角を低下させ、濡れ性を向上する場合、
色度変化があり、製品として成り立たない。特に、染料
タイプのインクを使用する場合には影響が大きい。
【0005】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、カラーフィルターの保護膜の
密着性と平坦性向上を図ることができるカラーフィルタ
ーの製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、透明基板上の一部にブラックマトリック
スパターン及びRGB又はCMYの3色を配列し、その
上層に保護層を設けるカラーフィルターの製造方法にお
いて、ブラックマトリックス及び3色配列パターン部を
遮光し、非カラーフィルター形成部のみに紫外線表面処
理を施した後、保護層を形成することを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
【0008】<実施の形態1>図1は本発明に係るカラ
ーフィルターの製造方法の一例を示す工程図であり、図
1(a)、1は透明基板であり、その上面にはブラック
マトリクス2が形成されている。このブラックマトリク
ス2には開口部2aが多数配列して形成され、これによ
り透明基板1に光透過部7が設けられている。
【0009】ここで、透明基板2としては一般にガラス
が用いられるが、液晶用カラーフィルターとしての透明
性、強度等の必要特性を有するものであればプラスチッ
ク等でも良く、ガラス基板に限定されるものではない。
【0010】先ず、図1(b)に示すように、ブラック
マトリックス2が形成された基板1上に、光照射又は光
照射と熱処理により光照射部分のインク吸収性が低下す
る樹脂組成物を塗布し、必要に応じてプリベークを行っ
て樹脂層3を形成する。尚、本実施の形態においては、
光照射によって樹脂組成物を硬化させる場合を示すが、
樹脂組成物として光照射と熱処理とによって硬化するも
のを用いても良い。
【0011】上記樹脂層3を構成する材料としては、N
−メチロールアクリルアミド、N−メトキシメチルアク
リルアミド、N−エトキシメチルアクリルアミド、N−
イソプロポキシメチルアクリルアミド、N−メチロール
メタクリルアミド、N−メトキシメチルメタクリルアミ
ド、N−エトキシメチルメタクリルアミド等の単量体を
含むアクリル系重合体と、ジフェニルヨードニウム塩、
トリフェニルスルフォニウム塩等のオニウム塩や、ハロ
ゲン化トリアジン化合物等の光開始剤との組み合わせが
特に好ましい。又、ポリビニルアルコール、ヒドロキシ
プロピルセルロース等の水酸基を有する化合物にメチロ
ール化メラミン、メチロール化プロピレンン尿素等の架
橋剤と前記光開始剤を混合させた系であっても良い。
又、組成物中には、増感剤としてペリレン、アントラセ
ン等の化合物を加えても良い。
【0012】樹脂層3の塗布は、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
等の方法を用いることができるが、これらに限られるも
のではない。
【0013】次いで、図1(c1)に示すように、ブラ
ックマトリックス2により遮光される樹脂層3の部分を
第1マスク41を用いてパターン露光し、樹脂層3の露
光部分を硬化させることにより、インク吸収性を低下さ
せた第1露光部81を形成し、この第1露光部81によ
り区分された画素形成部20を形成する。
【0014】次いで、図1(d)に示すように、上記の
ようにして製造したカラーフィルター用基板100にイ
ンクジェットヘッド5を用いてR、G、Bの各色インク
を付与し、画素形成部20の着色を行い、必要に応じて
インクの乾燥を行う。第1露光部81は混色防止壁とし
て作用し、非着色部を形成する。又、未露光部及び第
2,3露光部82,83は着色部を形成する。
【0015】ここで、前記のように第2,3露光部8
2,83は画素形成部20に付与されたインクを画素形
成部20の中心部から画素形成部20の周縁部側(混色
防止壁側)に向かって押し出し、着色されて形成される
画素内の白抜けを防止し、画素の色濃度を均一にする機
能を発揮する。樹脂層の露光部は、樹脂層のインク吸収
性が低下しているため、未露光部に比べて露光量に応じ
た撥インク性を示し、露光部に付着したインク滴は、よ
り高いインク吸収性を保持している露光部又は未露光部
に引き寄せられる。その結果、画素形成部20以外の部
分に付着したインクは画素内に引き寄せられ、画像形成
部20内に付着したインクは画像形成部20の境界部に
インクが付与されなくても画素形成部20内でインクを
画像形成部20の中心部から画素形成部20の境界部に
向かって押し広げることにより図2(a)、(b)にそ
れぞれ示すように、インク付与量が必要最小限に近い場
合、及びインク付与位置が画素形成部中央部から許容量
以上はずれている場合においても、インクは画素形成部
20中央部から画素形成部20の周縁部に向かって自然
に引き寄せられ、結果として画素形成部20の境界部ま
でインクが広がり、画素形成部20内の白抜けを確実に
防ぐ。
【0016】次いで、図1(e)に示すように着色した
基板に光照射又は光照射と熱処理を施し、更に必要によ
り図1(f)に示すように保護層6を形成し、カラーフ
ィルター用基板を完成する。
【0017】その後、保護層形成前のUV/O3 処理を
行う。本処理において、着色済みの基板の着色エリアと
UV光源の間に遮光のために厚さ0.5mmのSUS3
03製平板を設け、着色部にUV光が照射されないよう
にした。又、UV光源としてウシオ電機株式会社製UE
R465308−172エキシマ光源を用いた。基板を
光源下部に設置し、突き上げピンにより基板を光源窓に
1.5mmまで近づける。そして、15sec.点灯後
消灯し、カラーフィルター周辺部の表面改質を行った。
このようにして得られた基板は、周辺部の水に対する接
触角が39°(未照射部69°)であった。
【0018】ここで、UV光源はエキシマに限定される
ものではなく、従来から使用されている低圧水源燈であ
っても良い。又、生産方式もインライン方式に限るもの
ではなく、枚葉処理可能なコーターバス方式でも良い。
【0019】<実施の形態2>次に、本発明の実施の形
態2について説明する。
【0020】本実施の形態では、ガラス基板を2%水酸
化ナトリウム水溶液を用いてアルカリ超音波洗浄し、次
いでUVオゾン処理した後、ガラス基板上に、カーボン
ブラックを含有したレジスト材(新日鉄化学社製ブラッ
クマトリックス用ネガ型レジストインキV−259 B
K739P)を、スピンコーターで膜厚1μmになるよ
う塗布した。この基板をホットプレートで80℃で18
0秒加熱し、レジストを仮硬化させた。
【0021】DEEP−UV露光装置を使用し、所定の
パターンマスクを用いてプロキミティ露光し、続いて無
機アルカリ水溶液の現像液でスピン現像器を用いて現像
し、更に純水でリンス処理し、現像液を完全に除去し、
クリーンオーブン中で200℃で30分間加熱し、本硬
化処理を行って所定パターン形状のブラックマトリック
スを得た。
【0022】この状態で、ブラックマトリックス表面の
水に対する接触角を測定したところ、75°と濡れにく
い状態となっていた。又、ブラックマトリックスの間隙
のガラス表面の水に対する接触角は68°であり、撥水
性が大きく、ブラックマトリックス表面との撥水性の差
も小さかった。
【0023】この基板をアルカリ系界面活性剤(ヘンケ
ル白水社製 精密ガラス・レンズ洗浄用超音波併用型洗
浄剤 Siliron HS)3%の洗浄液で超音波洗
浄機を用いて10分間洗浄処理した。この状態で、ブラ
ックマトリックス表面の水対する接触角を測定したと
ころ、70°と余り変化がなく、濡れにくい状態であっ
たが、一方、ガラス表面の水に対する接触角は30°で
あり、撥水性が著しく減少し、ブラックマトリックス表
面との表面エネルギーの差が大きくなっていた。
【0024】次に、インクジェット装置を用い、赤、
緑、青それぞれの染料系インクをブラックマトリックス
パターンの間隙に付与して着色した。このインクは、染
料(例えば、アントラキノン染料、アゾ染料、トリフェ
ニルメタン染料、ポリメチル染料等から適宜選ばれる)
を樹脂(アクリル−シリコーングラフトポリマーを主成
分とする自己架橋熱硬化性樹脂)に分散させ、溶剤(例
えば、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、
N−メチル−2−ピロリドン等)で溶かしたものに表面
張力調整剤(アセチレノールEH;商品名、川崎ファイ
ンケミカル)を添加したものであり、表面エネルギーは
32dyne/cmである。
【0025】インクは、ブラックマトリックスの間隙の
表面を均一に覆い、又、にじみ、はみ出し、隣接画素と
の混色及び白抜け等の欠陥となる不良は見つからなかっ
た。その後、加熱処理してインクを硬化させた後、イン
ク描画、カラーフィルター形成部を遮光し、その周辺部
(ガラス面)のみをUV光照射する。尚、UV光源がエ
キシマ光の場合、方法は実施の形態1と同じである。但
し、照射後の周辺部の水に対する接触角は5°、未照射
部69°であった。
【0026】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、透明基板上の一部にブラックマトリックスパタ
ーン及びRGB又はCMYの3色を配列し、その上層に
保護層を設けるカラーフィルターの製造方法において、
ブラックマトリックス及び3色配列パターン部を遮光
し、非カラーフィルター形成部のみに紫外線表面処理を
施した後、保護層を形成するようにしたため、カラーフ
ィルターの保護膜の密着性と平坦性向上を図ることがで
きるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】カラーフィルターの製造工程の一例を示す模式
的断面図である。
【図2】画素形成部の作用を説明する模式図である。
【符号の説明】
1 透明基板 2 ブラックマトリックス 3 樹脂層 5 インクジェットヘッド 6 保護層 20 画素形成部 81 第1露光部 82 第2露光部 83 第3露光部 100 カラーフィルター用基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 研逸 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 小佐野 永人 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) 2H025 AB13 AC01 AD01 DA01 EA01 FA39 2H048 BA02 BA11 BA45 BA64 BB01 BB02 BB14 BB15 BB22 BB37 BB44 2H097 CA17 LA17

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板上の一部にブラックマトリック
    スパターン及びRGB又はCMYの3色を配列し、その
    上層に保護層を設けるカラーフィルターの製造方法にお
    いて、 ブラックマトリックス及び3色配列パターン部を遮光
    し、非カラーフィルター形成部のみに紫外線表面処理を
    施した後、保護層を形成することを特徴とするカラーフ
    ィルタの製造方法。
  2. 【請求項2】 紫外線表面処理に用いる光源がエキシマ
    ランプであることを特徴とする請求項1記載のカラーフ
    ィルターの製造方法。
  3. 【請求項3】 保護層形成方法としてスリットを用いる
    ことを特徴とする請求項1記載のカラーフィルターの製
    造方法。
JP2001232190A 2001-07-31 2001-07-31 カラーフィルターの製造方法 Withdrawn JP2003043242A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006084911A (ja) * 2004-09-17 2006-03-30 Toppan Printing Co Ltd カラーフィルタ基板及びその製造方法
CN100405163C (zh) * 2005-04-15 2008-07-23 比亚迪股份有限公司 一种外置式彩色滤光片的液晶显示器面板结构
US10873475B2 (en) 2012-06-11 2020-12-22 Apple Inc. Location-based device automation

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