JP2003121629A - カラーフィルタ並びに液晶装置及び電子デバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主として従来より優れた発色特性を有するカ
ラーフィルタを提供する。 【解決手段】 本発明のカラーフィルタは、赤、緑、及
び青の色要素を備え、標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標
の赤の色要素のｘ座標の値が０．５６０以上であり、ｙ
座標の値が０．３３０以上である。また、緑の色要素の
ｘ座標の値が０．２８０以上であり、ｙ座標の値が０．
５８５以上である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーフィルタ並
びに液晶装置及び電子デバイスに係り、特にインクジェ
ット印刷に用いられている微小液滴吐出法を応用して製
造されるカラーフィルタ並びに当該カラーフィルタを備
える液晶装置、当該カラーフィルタ又は液晶装置を備え
る電子デバイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えばコンピュータ及び携帯情報
機器等の各種電子デバイスが著しく発達しているが、こ
れらの電子デバイスの発達に伴って液晶表示装置、特に
表示能力の高いカラー液晶表示装置を備えた電子デバイ
スが増大している。また、カラー液晶表示装置は、小型
であるにもかかわらず表示能力が高いため、使用される
用途（範囲）が広がっている。カラー液晶表示装置は、
一般に表示画像をカラー化するためのカラーフィルタを
備えている。

【０００３】従来、カラーフィルタの製造方法の１つと
して、以下の方法が知られている。つまり、まず、遮光
材としてクロムの薄膜をフォトリソグラフィー及びエッ
チングによってパターニングしてブラックマトリクスを
形成する。その後、このブラックマトリクス間の間隙
に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の感光性樹脂
を、一色毎にスピンコート法などによって塗布した後、
フォトリソグラフィーによりパターニングする。これら
の工程を経て、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の着
色層（ドット）が隣り合って配置されたカラーマトリク
スが製造される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したフ
ォトリソグラフィーによるカラーフィルタの製造方法で
は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の感光性樹脂を
パターニングして着色層を形成している。よって、感光
性樹脂として本来の発色に関係する有機顔料（溶剤を含
む）以外に、光化学反応を引き起こす光重合開始剤を混
入させる必要があり、更に樹脂として光硬化性樹脂を用
いる必要があった。これらの光重重合開始剤及び光硬化
性樹脂は、カラーフィルタの製造プロセス上は必要不可
欠なものであるが、実現しようとする発色を得るために
は不必要なものである。

【０００５】前述したように、液晶表示装置、特にカラ
ー液晶表示装置は、種々の用途に用いられており、今後
更なる用途の広がりが見込まれる。かかる状況下におい
て、液晶表示装置には更なる高性能、つまり、より明る
く、より発色が良く色再現性が良いという性能が求めら
れると考えられる。液晶表示装置の色再現性は主として
カラーフィルタによって決定されるため、より良い色再
現性を有するカラーフィルタが求められる。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、従来より優れた発色特性を有するカラーフィルタ
を提供することを主たる目的とする。また、本発明はか
かる優れた発色特性を有するカラーフィルタを備えるこ
とにより、色再現性に優れた液晶装置及び電子デバイス
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の観点によるカラーフィルタは、赤、
緑、及び青の色要素を備えたカラーフィルタであって、
標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標の前記赤の色要素のｘ
座標の値が０．５６０以上であることを特徴としてい
る。この発明によれば、標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座
標の赤の色要素のｘ座標の値が０．５６０以上であるた
め、赤色の透過率の絶対値及び透過率の立ち上がりの急
峻さが向上し、従来より優れた発色特性を有するカラー
フィルタを得ることができる。上記課題を解決するため
に、本発明の第２の観点によるカラーフィルタは、前記
標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標の前記赤の色要素のｙ
座標の値が０．３３０以上であることを特徴としてい
る。この発明によれば、標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座
標の赤の色要素のｙ座標の値が０．３３０以上であるた
め、赤色の透過率の絶対値及び透過率の立ち上がりの急
峻さが向上し、従来より優れた発色特性を有するカラー
フィルタを得ることができる。上記課題を解決するため
に、本発明の第３の観点によるカラーフィルタは、赤、
緑、及び青の色要素を備えたカラーフィルタであって、
標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標の前記緑の色要素のｘ
座標の値が０．２８０以上であることを特徴としてい
る。この発明によれば、標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座
標の緑の色要素のｘ座標の値が０．２８０以上であるた
め、緑色の透過率の絶対値及び透過率の立ち上がりの急
峻さが向上し、従来より優れた発色特性を有するカラー
フィルタを得ることができる。上記課題を解決するため
に、本発明の第４の観点によるカラーフィルタは、赤、
緑、及び青の色要素を備えたカラーフィルタであって、
標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標の前記緑の色要素のｙ
座標の値が０．５８５以上であることを特徴としてい
る。この発明によれば、標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座
標の緑の色要素のｙ座標の値が０．５８５以上であるた
め、緑色の透過率の絶対値及び透過率の立ち上がりの急
峻さが向上し、従来より優れた発色特性を有するカラー
フィルタを得ることができる。上記課題を解決するため
に、本発明の第５の観点によるカラーフィルタは、赤、
緑、及び青の色要素を備えたカラーフィルタであって、
標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標の前記赤の色要素のｘ
座標の値が０．５６０以上であり、ｙ座標の値が０．３
３０以上であることを特徴としている。この発明によれ
ば、標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標の赤の色要素のｘ
座標の値が０．５６０以上であり、ｙ座標の値が０．３
３０以上であるため、彩度の高い赤が得られ、従来より
優れた発色特性を有するカラーフィルタを得ることがで
きる。ここで、更に、本発明の第５の観点によるカラー
フィルタは、前記標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標の前
記緑の色要素のｘ座標の値が０．２８０以上であり、ｙ
座標の値が０．５８５以上であることを特徴としてい
る。この発明によれば、標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座
標の緑の色要素のｘ座標の値が０．２８０以上であり、
ｙ座標の値が０．５８５以上であるため、彩度の高い緑
が得られ、その結果として、赤及び緑のみならず、赤及
び緑で形成される黄の発色特性を向上させることができ
る。本発明の第６の観点によるカラーフィルタは、前記
赤、緑、及び青の色要素は、熱硬化性樹脂を含むことを
特徴としている。この発明によれば、赤、緑、及び青の
色要素が熱硬化性樹脂を含んでいるため、黄色の発色に
影響を与える光硬化性樹脂を除去することができ、その
結果として従来より優れた発色特性が得られる。また、
光硬化性樹脂はライフタイムが短く、管理も煩雑という
問題があったが、光硬化性樹脂を用いずに熱硬化性樹脂
を用いることで、経時劣化による色色素を形成する材料
の廃棄の機会が少なくなり、カラーフィルタの製造コス
ト低減を図ることができるのはもちろんのこと、資源の
有効利用に資することもできる。また、本発明の液晶装
置は、上記の何れかの観点によるカラーフィルタを備え
たことを特徴としている。この発明によれば、優れた発
色特性を有するカラーフィルタを備えているため、色再
現性を向上させることができ、その結果として高画質の
液晶装置を得ることができる。更に、本発明の電子デバ
イスは、上記の何れかの観点によるカラーフィルタ又は
上記の液晶装置を備えたことを特徴としている。この発
明によれば、優れた発色特性を有するカラーフィルタ又
は上記の色再現性の高い液晶装置を備えているため、よ
り高品質な表示が可能な電子デバイスを提供することが
できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態によるカラーフィルタ並びに液晶装置及び電子
デバイスについて詳細に説明する。図１は、本発明の一
実施形態による電子デバイスの全体構成の一例を示す斜
視図である。図１に示した電子デバイスは、薄膜トラン
ジスタ（Thin Film Transistor： 以下、ＴＦＴと略記
する）をスイッチング手段として用いたアクティブマト
リクス方式の透過型液晶装置の一例であり、図１（ａ）
は機器装置の全体構成を示す斜視図であって、図１
（ｂ）は図１（ａ）における一画素の拡大図である。

【０００９】本実施形態による電子デバイスとしての液
晶装置１は、図１（ａ）に示すように、ＴＦＴが形成さ
れた側の素子基板２と対向基板３とが対向配置され、こ
れらの素子基板２と対向基板３との間に誘電率異方性が
正の液晶からなる液晶層（図示省略）が封入されてい
る。素子基板２の内面側には、多数のソース線４及び多
数のゲート線５が互いに交差するように格子状に設けら
れている。各ソース線４と各ゲート線５の交差点の近傍
にはＴＦＴ６が形成されており、各ＴＦＴ６を介して画
素電極７がそれぞれ接続されている。即ち、マトリクス
状に配置された各画素毎に１つのＴＦＴ６と１つの画素
電極７とが設けられている。一方、対向基板３の内面側
全面には、多数の画素がマトリクス状に配列されてなる
表示領域の全体にわたって一つの共通電極８が形成され
ている。

【００１０】図１（ｂ）に示すように、ＴＦＴ６は、ゲ
ート線５から延びるゲート電極１０と、ゲート電極１０
を覆う絶縁膜（図示略）と、この絶縁膜上に形成された
多結晶シリコン又はアモルファスシリコンからなる半導
体層１１と、半導体層１１中のソース領域に電気的に接
続されたソース線４から延びるソース電極１２と、半導
体層１１中のドレイン領域に電気的に接続されたドレイ
ン電極１３とを有している。そして、ＴＦＴ６のドレイ
ン電極１３が画素電極７に電気的に接続されている。本
実施形態においては、画素電極７がＩＴＯ等の透明導電
膜で形成され、対向基板３側の共通電極８もＩＴＯ等の
透明導電膜で形成されている。

【００１１】図２は、図１に示した液晶装置の内部構成
を詳細に示す断面図である。尚、図２に示した部材の
内、図１に示した部材には同一の符号を付してある。図
２に示したように、液晶装置１は素子基板２と対向基板
３とが対向配置され、これらの素子基板２と対向基板３
との間に液晶層１５が封入されている。素子基板２は、
ガラス等の透明な基板１６上に画素電極７が形成されお
り、その一面には配向膜１７が形成されている。尚、配
向膜１７はラビング処理されており、液晶分子を一定方
向に配列させることができる。また、基板１６の他面に
は偏向板１８が形成されている。尚、図２においては、
図示を省略しているが、素子基板２には図１に示したＴ
ＦＴ６がマトリクス状に形成されている。

【００１２】また、対向基板３は、偏光板１９、カラー
フィルタ２０、オーバーコート層２１、共通電極８、及
び配向膜２２から構成される。カラーフィルタ２０は、
ガラス等からなる透明な基板２３と、基板２３上にマト
リックス状に形成されたブラックマトリクス等の遮光層
２４と、遮光層２４の上部に形成されたバンク層２５
と、遮光部２４及びバンク層２５間に形成された着色層
２６とから構成されている。尚、着色層２６は、例えば
Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、及びＢ（青）が順次繰り返される
ように構成されている。また、図示は省略しているが、
図１及び図２に示した液晶装置にはバックライトが設け
られる。このバックライトとしては蛍光灯（図示せず）
と散乱板の組み合わせが一般的に用いられており、液晶
層１５をバックライト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。

【００１３】以上、本発明の一実施形態による電子デバ
イスの一例としての液晶装置について説明したが、次
に、本発明の実施形態による電子デバイスが備える本発
明の一実施形態によるカラーフィルタの製造方法につい
て説明する。図３は、デバイス製造装置を用いてＲＧＢ
パターンを形成する工程を含めたカラーフィルタの一連
の製造工程を示す図である。

【００１４】カラーフィルタの製造に用いられるウェハ
Ｗは、例えば長方形型薄板形状の透明基板であり、適度
の機械的強度と共に光透過性の高い性質を兼ね備えてい
る。このウェハＷとしては、例えば、透明ガラス基板、
アクリルガラス、プラスチック基板、プラスチックフィ
ルム及びこれらの表面処理品等が好ましく用いられる。
尚、このウェハＷには、ＲＧＢパターン形成工程の前工
程において、生産性を上げる観点から、複数のカラーフ
ィルタ領域が予めマトリックス状に形成されており、こ
れらカラーフィルタ領域をＲＧＢパターン形成工程の後
工程で切断することにより、液晶表示装置に適合するカ
ラーフィルタとして用いられるようになっている。

【００１５】ここで、図４は、カラーフィルタに形成さ
れるＲＧＢパターン例を示す図であり、（ａ）はストラ
イプ型のパターンを示す斜視図であり、（ｂ）はモザイ
ク型のパターンを示す部分拡大図であり、（ｃ）はデル
タ型のパターンを示す部分拡大図である。図３に示すよ
うに、各カラーフィルタ領域には、Ｒ（赤）のインク、
Ｇ（緑）のインク、及びＢ（青）のインクが、インクジ
ェットヘッド３０より所定のパターンで形成されるよう
になっている。この形成パターンとしては、図４（ａ）
に示すストライプ型のパターンの他に、図４（ｂ）に示
すモザイク型のパターン、又は、図４（ｃ）に示すデル
タ型のパターンなどがあるが、本発明ではその形成パタ
ーンに関し、特に限定はされない。

【００１６】ここで、本実施形態のカラーフィルタを製
造する際に用いられるインクジェットヘッド３０の構成
について簡単に説明する。図５は、インクジェットヘッ
ド３０の機械的断面構造の一例を示す図である。図５に
おいて、第１の蓋部材７０は、厚さが６μｍ程度のジル
コニア（ＺｒＯ）の薄板から構成されており、その表面
には一方の極となる共通電極７１が形成されている。ま
た、共通電極７１の表面には後述するようにＰＺＴ等か
らなる圧力発生素子４８ａが固定され、更に、圧力発生
素子４８ａの表面にＡｕ等の比較的柔軟な金属の層から
なる駆動電極７２が形成されている。

【００１７】圧力発生素子４８ａは第１の蓋部材７０と
ともに、撓み振動型のアクチュエータを構成しており、
圧力発生素子４８ａが充電されると収縮して圧力発生室
４８ｂの体積を縮める変形を行い、圧力発生素子４８ａ
が放電されると伸長して圧力発生室４８ｂの体積を元に
拡げる方向に変形するようになっている。スペーサ７３
は、厚みが例えば１００μｍ程度のジルコニア等のセラ
ミック板に通孔を形成したものである。スペーサ７３が
第１の蓋部材７０と後述する第２の蓋部材７４とにより
両面が封止されることによって圧力発生室４８ｂが形成
される。

【００１８】第２の蓋部材７４は、第１の蓋部材７０と
同様にジルコニア等のセラミック板により形成されてい
る。この、第２の蓋部材７４は、圧力発生室４８ｂと後
述するインク供給口７５とを接続する連通孔７６と、圧
力発生室４８ｂの他端とノズル開口４８ｃとを接続する
ノズル連通孔７７とが形成され、スペーサ７３の他面に
固定されている。以上説明した第１の蓋部材７０、スペ
ーサ７３、及び第２の蓋部材７４は粘度状のセラミック
ス材料を所定の形状に成形し、それを積層して焼成する
ことにより、接着剤を使用することなくアクチュエータ
ユニット８６に纏められている。

【００１９】インク供給口形成基板７８は、上述したイ
ンク供給口７５と連通孔７９とが形成されており、アク
チュエータユニット８６の固定基板を兼ねるものであ
る。インク室形成基板８０は、インク室となる通孔とイ
ンク供給口形成基板７８に形成された連通孔７９と接続
される連通孔８１とが形成されている。ノズルプレート
８２には、インクを吐出するためのノズル開口４８ｃが
形成されている。これらのインク供給口形成基板７８、
インク室形成基板８０、及びノズルプレート８２は、各
々の間に熱溶着フィルムや接着剤等の接着層８３，８４
により固定されて流路ユニット８７に纏められている。
この流路ユニット８７と前述したアクチュエータユニッ
ト８６とは、熱溶着フィルムや接着剤等の接着層８５に
より固定されてインクジェットヘッド３０が構成されて
いる。

【００２０】以上の構成のインクジェットヘッド３０に
おいて、圧力発生素子４８ａを放電すると、圧力発生室
４８ｂが膨張し、圧力発生室４８ｂ内の圧力が低下して
インク室４８ｄから圧力発生室４８ｂ内にインクが流入
する。これに対して、圧力発生素子４８ａを充電する
と、圧力発生室４８ｂが縮小し、圧力発生室４８ｂ内の
圧力が上昇して圧力発生室４８ｂ内のインクがインク滴
としてノズル開口４８ｃを介して外部に吐出される。

【００２１】また、図６は、インクジェットヘッド３０
の機械的断面構造の他の例を示す図である。尚、図６に
おいては、伸縮振動する圧電振動子を圧力発生素子とし
て用いた記録ヘッド４１の機械的断面構造の一例を示し
てある。図６に示したインクジェットヘッド３０におい
て、９０はノズルプレートであり、９１は流路形成板で
ある。ノズルプレート９０にはノズル開口４８ｃが形成
されており、流路形成板９１には、圧力発生室４８ｂを
区画する通孔、圧力発生室４８ｂに両側で連通する２つ
のインク供給口９２を区画する通孔又は溝、及びこれら
のインク供給口９２にそれぞれ連通する２つの共通のイ
ンク室４８ｄを区画する通孔が形成されている。

【００２２】振動板９３は、弾性変形可能な薄板から構
成され、ピエゾ素子等の圧力発生素子４８ａの先端に当
接し、流路形成板９１を挟んでノズルプレート９０と液
密に一体に固定され、流路ユニット９４を構成してい
る。基台９５には、圧力発生素子４８ａを振動可能に収
容する収容室９６と、流路ユニット９４を支持する開口
９７とが構成され、圧力発生素子４８ａの先端を開口９
７から露出させた状態で圧力発生素子４８ａを固定基板
９８で固定している。また、基台９５は、振動板９３の
アイランド部９３ａを圧力発生素子４８ａに当接させた
状態で、流路ユニット９４を開口９７に固定してインク
ジェットヘッドを纏めている。

【００２３】このように構成のインクジェットヘッド３
０において、充電パルスが圧力発生素子４８ａに印加さ
れると、圧力発生素子４８ａは圧力発生室４８ｂの容積
を膨張させる方に撓み、圧力発生室４８ｂ内に負圧を発
生させる。その結果、メニスカスはノズル開口４８ｃ内
に引き込まれる。次に、放電パルスが印加されると、圧
力発生素子４８ａは圧力発生室４８ｂの容積を収縮させ
る方向に撓み、圧力発生室４８ｂに正圧が生じる。その
結果、ノズル開口４８ｃからインク滴が吐出される。

【００２４】図３に戻り、前工程であるブラックマトリ
ックス形成工程では、図３（ａ）に示すように、透明の
ウェハＷの一方の面（カラーフィルタの基礎となる面）
に対して、光透過性のない樹脂（好ましくは黒色）を、
スピンコート等の方法により、所定の厚さ（例えば、２
μｍ程度）に塗布し、その後、フォトリソグラフィー法
等の方法によりマトリックス状にブラックマトリックス
ＢＭ，…を形成していく。これらブラックマトリックス
ＢＭ，…の格子で囲まれる最小の表示要素は、所謂フィ
ルターエレメントＦＥ，…といわれ、ウェハＷ面内の一
方向（例えばＸ軸方向）の巾寸法が３０μｍであり、こ
の方向に直交する方向（例えば、Ｙ軸方向）の長さ寸法
が１００μｍ程度の大きさの窓である。ウェハＷ上にブ
ラックマトリックスＢＭ，…を形成した後は、図示しな
いヒータにより熱を加えることで、ウェハＷ上の樹脂を
焼成することがなされる。

【００２５】このようにしてブラックマトリックスＢＭ
が形成されたウェハＷに対して、引き続きＲＧＢパター
ン形成工程が行われる。ＲＧＢパターン形成工程では、
まず、図示せぬインクジェット装置が、赤色のインク滴
を着弾させる前準備として、その描画方向と位置決めと
を行う。次に、位置決めしたウェハＷをインクジェット
ヘッド３０の可動範囲内の所定位置に移載する。このイ
ンクジェット装置では、図４（ｂ）に示すように、所定
のパターンを形成するための所定位置のフィルターエレ
メントＦＥ，…内に、赤色のインク滴ＲＤを着弾させ
る。この時の各インク滴ＲＤの量は、加熱工程における
インク滴ＲＤの体積減少量を考慮した充分な量となって
いる。ここで、インクヘットヘッド３０から吐出される
赤色のインク滴ＲＤの組成は、熱硬化性アクリル樹脂を
２０重量％、有機顔料を１０重量％、及び溶剤としてジ
エチレングリコールブチルエーテル誘導体を７０％含ん
でいる。

【００２６】このようにして所定の全てのフィルターエ
レメントＦＥ，…に赤色のインク滴ＲＤが充填された後
のウェハＷは、所定の温度（例えば７０度程度）で乾燥
処理される。この時、インク滴ＲＤの溶媒が蒸発する
と、図３（ｃ）に示すようにインク滴ＲＤの体積が減少
するので、体積減少が激しい場合には、カラーフィルタ
として充分なインク膜厚が得られるまで、インク滴ＲＤ
の着弾作業と乾燥作業とが繰り返される。この処理によ
り、インク滴ＲＤの溶媒が蒸発して、最終的にインク滴
ＲＤの固形分のみが残留して膜化する。

【００２７】以上の乾燥作業後のウェハＷは、加熱状態
にあるため、図示せぬ冷却器へと搬送されて冷却され
る。冷却後のウェハＷは、緑色のインク滴を着弾させる
前準備として、その描画方向と位置決めとがなされる。
次に、位置決めしたウェハＷをインクジェットヘッド３
０の可動範囲内の所定位置に移載する。移載が完了する
と、図３（ｂ）に示すように、所定のパターンを形成す
るための所定位置のフィルターエレメントＦＥ，…内
に、緑色のインク滴ＧＤを着弾させる。この時の各イン
ク滴ＧＤの量は、加熱工程におけるインク滴ＧＤの体積
減少量を考慮した充分な量となっている。また、この場
合のインクヘットヘッド３０から吐出される緑色のイン
ク滴ＧＤの組成も、熱硬化性アクリル樹脂を２０重量
％、有機顔料を１０重量％、及び溶剤としてジエチレン
グリコールブチルエーテル誘導体を７０％含んだもので
ある。

【００２８】このようにして所定の全てのフィルターエ
レメントＦＥ，…に緑色のインク滴ＧＤが充填された後
のウェハＷは、所定の温度（例えば、７０度程度）で乾
燥処理される。この時、インク滴ＧＤの溶媒が蒸発する
と、図３（ｃ）に示すようにインク滴ＧＤの体積が減少
するので、体積減少が激しい場合には、カラーフィルタ
として充分なインク膜厚が得られるまで、インク滴ＧＤ
の着弾作業と乾燥作業とが繰り返される。この処理によ
り、インク滴ＧＤの溶媒が蒸発して、最終的にインク滴
ＧＤの固形分のみが残留して膜化する。

【００２９】以上の乾燥作業後のウェハＷは、加熱状態
にあるため、図示せぬ冷却器へと搬送されて冷却され
る。冷却後のウェハＷは、これから青色のインク滴を着
弾させる前準備として、その描画方向と位置決めとがな
される。次に、位置決めしたウェハＷをインクジェット
ヘッド３０の可動範囲内の所定位置に移載する。移載が
完了すると、図３（ｂ）に示すように、所定のパターン
を形成するための所定位置のフィルターエレメントＦ
Ｅ，…内に、青色のインク滴ＢＤを着弾させる。この時
の各インク滴ＢＤの量は、加熱工程におけるインク滴Ｂ
Ｄの体積減少量を考慮した充分な量となっている。尚、
青色のインク滴ＢＤの組成も、熱硬化性アクリル樹脂を
２０重量％、有機顔料を１０重量％、及び溶剤としてジ
エチレングリコールブチルエーテル誘導体を７０％含ん
だものである。

【００３０】このようにして所定の全てのフィルターエ
レメントＦＥ，…に青色のインク滴ＢＤが充填された後
のウェハＷは、図３（ｃ）に示すように所定の温度（例
えば、７０度程度）で乾燥処理される。この時、インク
滴ＢＤの溶媒が蒸発すると、インク滴ＢＤの体積が減少
するので、体積減少が激しい場合には、カラーフィルタ
として充分なインク膜厚が得られるまで、インク滴ＢＤ
の着弾作業と乾燥作業とが繰り返される。この処理によ
り、インク滴ＢＤの溶媒が蒸発して、最終的にインク滴
ＢＤの固形分のみが残留して膜化する。この青色パター
ンの形成工程における乾燥作業が終了すると、ウェハＷ
がインクジェット装置からアンロードされることによ
り、ＲＧＢパターン形成工程が完了する。その後は引き
続き、図３（ｄ）以降に示す後工程が行われる。

【００３１】後工程の１つである図３（ｄ）に示す保護
膜形成工程では、インク滴ＲＤ，ＧＤ，ＢＤを完全に乾
燥させるために、所定の温度で所定時間加熱を行う。乾
燥が終了すると、インク膜が形成されたウェハＷの表面
保護及び表面平坦化を目的として保護膜ＣＲが形成され
る。この保護膜ＣＲは、例えばスピンコート法、ロール
コート法、又はリッピング法等の方法を用いて形成され
る。以上の工程を経ることにより、図１及び図２に示し
たカラーフィルタは製造される。

【００３２】図１及び図２に示した液晶装置は、対向基
板３にカラーフィルタ２０及び共通電極８が設けられて
おり、素子基板２にＴＦＴ６及び画素電極７が形成され
ている場合を例に挙げて説明したが、近年では、カラー
フィルタとＴＦＴ及び画素電極とを同一基板に形成した
液晶装置も作成されている。この種の液晶装置に用いら
れるカラーフィルタでは、保護膜形成工程に続いて、図
３（ｅ）及び図３（ｆ）に示した工程が行われる。

【００３３】保護膜形成工程に続く図３（ｅ）に示した
透明電極形成工程では、スパッタ法又は真空吸着法等の
方法を用いて、保護膜ＣＲの全面を覆うように透明電極
ＴＬが形成される。透明電極形成工程に続く図３（ｆ）
に示すパターニング工程では、透明電極ＴＬが、画素電
極ＰＬとしてパターニングされる。尚、液晶表示パネル
の駆動にＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のスイッチ
ング素子を用いる場合にはこのパターニング工程は不要
となる。以上説明した各工程を経て、図３（ｆ）に示す
カラーフィルタＣＦが製造される。

【００３４】そして、このカラーフィルタＣＦと対向基
板（図示省略）とを対向配置させ、その間に液晶を挟持
させる工程を経て液晶表示装置が製造される。尚、図１
及び図２に示したカラーフィルタ２０又はカラーフィル
タＣＦを備える液晶表示装置は、バックライトを備える
透過型の液晶表示装置であっても良く、入射した光を反
射させる反射型の液晶表示装置であっても良い。また、
液晶表示装置は、駆動方式で分類すると、装置自体にＴ
ＦＴ等のスイッチング素子を用いない単純マトリックス
液晶表示パネルやスタティック駆動液晶表示装置、又は
ＴＦＴで代表される三端子スイッチング素子若しくはＴ
ＦＤ（薄膜ダイオード）で代表される二端子スイッチン
グ素子を用いたアクティブマトリックス液晶表示装置で
あっても良く、電気光学特性で分類すると、ＴＮ型、Ｓ
ＴＮ型、ゲストホスト型、相転移型、強誘電型等の、種
々のタイプの液晶表示装置であっても良い。

【００３５】このようにして製造された液晶表示装置、
ＣＰＵ（中央処理装置）等を備えたマザーボード、キー
ボード、ハードディスク等の電子部品を筐体内に組み込
むことで、例えば図７に示すノート型のパーソナルコン
ピュータ３５（電子デバイス）が製造される。図７は、
本発明の一実施形態による液晶装置を備える電子デバイ
スの一例を示す図である。尚、図７において３６は筐体
であり、３７は液晶表示装置であり、３８はキーボード
である。

【００３６】尚、以上説明した製造工程を経て形成され
るカラーフィルタＣＦが装備されるデバイスは上記のノ
ート型のパーソナルコンピュータ３５に限られず、携帯
型電話機、電子手帳、ページャ、ＰＯＳ端末、ＩＣカー
ド、ミニディスクプレーヤ、液晶プロジェクタ、エンジ
ニアリングワークステーション（ＥＷＳ）、ワードプロ
セッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型
のビデオレコーダ、電子卓上計算機、カーナビゲーショ
ン装置、タッチパネルを備えた装置、時計、ゲーム機器
等、様々な電子デバイスが挙げられる。

【００３７】次に、本実施形態のカラーフィルタの色特
性について説明する。図８は、本発明の一実施形態によ
るカラーフィルタの色特性を示す図である。尚、図８に
示した座標系はｘｙ色度座標系である。ＣＩＥ（国際照
明委員会）は１９３１年にＸ，Ｙ，Ｚの三刺激値からな
るＸＹＺ表色系を制定している。ここで、三刺激値Ｘ，
Ｙ，Ｚは、以下の（１）式で表される。

【００３８】

【数１】 上記（１）式において、

【数２】 である。ｘｙ色度座標系とＸＹＺ表色系の関係は以下の
（２）式から求められる。

【数３】

【００３９】ＸＹＺ表色系における三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚ
は色を抽象概念で捕らえたものであり、Ｘはいわば赤の
色みだけがあり、明るさをもたない色、Ｙはいわば緑の
色みと、明るさをもつ色、Ｚはいわば青の色みだけがあ
り、明るさをもたない色である。このＸＹＺ表色系は、
三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚの内、Ｙだけに明るさを持たせてい
るという特色がある。ｘｙ色度座標系は、明るさ情報を
除いて色を色味（色相と彩度）だけで表したものであ
る。従って、明るさが異なっても色味が同じであるなら
ば、色度座標（ｘの値及びｙの値）は同一となるという
特性がある。

【００４０】図８中の符号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を付した点
は、本実施形態のカラーフィルタのＲ（赤）のインクに
より形成された着色層（赤の色要素）、Ｇ（緑）のイン
クにより形成された着色層（緑の色要素）、及びＢ
（青）のインクにより形成された着色層（青の色要素）
各々のｘｙ色度座標系上の位置を示しており、符号Ｔｒ
１を付した三角形は、本実施形態のカラーフィルタの各
着色層のｘｙ色度座標系上における位置を結んで形成さ
れる三角形（いわゆる色三角形）である。また、図８中
の符号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２を付した点は、従来のカラーフ
ィルタのＲ（赤）のインク、Ｇ（緑）のインク、及びＢ
（青）のインク各々のｘｙ色度座標系上の位置を示して
おり、符号Ｔｒ２を付した三角形は、従来のカラーフィ
ルタの各着色層のｘｙ色度座標系上における位置を結ん
で形成される色三角形である。

【００４１】尚、符号Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１を付した点及び
符号Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２を付した点においては、２つのプ
ロットがなされているが、これは複数回行った計測を反
映したものである。また、図８において、本実施形態の
カラーフィルタと比較するために用いた従来のカラーフ
ィルタは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、及びＢ（青）のパター
ンがフォトリソグラフィー工程を経て形成されたカラー
フィルタである。

【００４２】本実施形態のカラーフィルタは、図３に示
した製造工程を経ることにより、Ｒ（赤）のインク、Ｇ
（緑）のインク、及びＢ（青）のインクが、図４（ａ）
〜図４（ｃ）に示した所定のパターンで形成されるが、
Ｒ（赤）のインクにより形成された着色層（赤の色要
素）の標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標のｘ座標の値が
０．５６０以上であり、ｙ座標の値が０．３３０以上で
ある。また、Ｇ（緑）のインクにより形成された着色層
（緑の色要素）の標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標のｘ
座標の値が０．２８０以上であり、ｙ座標の値が０．５
８５以上である。更に、Ｂ（青）のインクにより形成さ
れた着色層（青の色要素）は、従来のカラーフィルタと
同様の値である。

【００４３】以上、本実施形態のカラーフィルタに設け
られる各着色層のｘｙ色度座標系における数値を規定し
たが、ＣＲＴ（Cathod Ray Tube）に近いより良い発色
性のためには、Ｒ（赤）のインクにより形成された着色
層（赤の色要素）の標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標の
ｘ座標の値が０．５７０以上であり、ｙ座標の値が０．
３３５以上であり、Ｇ（緑）のインクにより形成された
着色層（緑の色要素）の標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座
標のｘ座標の値が０．３４５以上であり、ｙ座標の値が
０．７００以上であることが好ましい。

【００４４】カラーフィルタの発色性は上記の数値がよ
り大きい方が好ましいが、従来の製造プロセスを踏襲し
なければならない場合があり、使用することのできるイ
ンクも制限される場合もある。かかる場合には、Ｒ
（赤）のインクにより形成された着色層（赤の色要素）
の標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標のｘ座標の値が０．
５６０以上であって０．６３０以下であり、ｙ座標の値
が０．３３０以上であって０．５５５以上であることが
好ましい。また、Ｇ（緑）のインクにより形成された着
色層（緑の色要素）の標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標
のｘ座標の値が０．３４５以上であって０．６３０以下
であり、ｙ座標の値が０．３３０以上であって０．５５
５以上であることが好ましい。

【００４５】尚、カラーフィルタの発色は、三刺激値Ｙ
（明度）との兼ね合いで決定されるものであり、明度を
優先する場合には、ｘｙ色度が制限される場合もある。
つまり、明るさ（カラーフィルタの透過率）を追求する
と、カラーフィルタの色は薄くせざるを得ないし、色
（発色性）を追求すると明るさを犠牲にしなければなら
ない場合がある。よって、例えば携帯電話及びノート型
のパーソナルコンピュータ等の携帯性を有する電子機器
に設けられる液晶表示装置に本実施形態のカラーフィル
タを用いる場合には、消費電力の低いバックライトを用
いなければならないため、色を追求するよりも明るさが
優先され、その結果としてカラーフィルタのｘｙ色度座
標系のｘ値及びｙ値が低くても良いとされる。一方、液
晶テレビ等の据え置き形の電子機器に設けられる液晶表
示装置に本実施形態のカラーフィルタを用いる場合に
は、消費電力を携帯性を有する電子機器の場合よりも考
慮する必要がないため、カラーフィルタのｘｙ色度座標
系のｘ値及びｙ値をより高くすることが可能になる。

【００４６】一方、従来のカラーフィルタは、Ｒ（赤）
のインクの標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標のｘ座標の
値が０．５３０程度であり、ｙ座標の値が０．３２０程
度である。また、Ｇ（緑）のインクの標準Ｃ光源におけ
るｘｙ色度座標のｘ座標の値が０．２５０程度であり、
ｙ座標の値が０．５５５程度である。尚、Ｂ（青）のイ
ンクについては、、標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標の
ｘ座標の値が０．１７０程度であり、ｙ座標の値が０．
１８０程度である。

【００４７】図８の結果をみると、本実施形態のカラー
フィルタは、従来のカラーフィルタに比較すると、Ｒ
（赤）のインクにより形成された着色層（赤の色要素）
の発色及びＧ（緑）のインクにより形成された着色層
（緑の色要素）の発色が従来のカラーフィルタに比べて
格段に向上していることが分かる。この性能差は、主と
してインクの成分に起因しているものと考えられる。つ
まり、フォトリソグラフィー工程を経て形成される従来
のカラーフィルタは、パターニングのために実現しよう
とする発色を得るためには不必要な光重重合開始剤及び
光硬化性樹脂を添加しなければならなかった。

【００４８】例えば、従来は光硬化性樹脂として紫外線
硬化型樹脂の１つであるアクリル系樹脂を用いて様々な
市販の樹脂や感光剤を添加していた。紫外線硬化型のア
クリル系樹脂の基本組成の具体例としては、プレポリマ
ーまたはオリゴマー、モノマー、光重合開始剤が挙げら
れる。

【００４９】プレポリマーまたはオリゴマーとしては、
例えば、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレー
ト類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアク
リレート類、スピロアセタール系アクリレート類等のア
クリレート類、エポキシメタクリレート類、ウレタンメ
タクリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリ
エーテルメタクリレート類等のメタクリレート類等を用
いていた。

【００５０】また、モノマーとしては、例えば、２−エ
チルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタク
リレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒ
ドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロ
リドン、カルビトールアクリレート、テトラヒドロフル
フリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシ
クロペンテニルアクリレート、１，３−ブタンジオール
アクリレート等の単官能性モノマー、１，６−ヘキサン
ジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ
メタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレー
ト、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、エチレ
ングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール
ジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート
等の二官能性モノマー、トリメチロールプロパントリア
クリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレー
ト、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタ
エリスリトールヘキサアクリレート等の多官能性モノマ
ーを用いていた。

【００５１】更に、光重合開始剤としては、例えば、
２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン等の
アセトフェノン類、α−ヒドロキシイソブチルフェノ
ン、ｐ−イソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェ
ノン等のブチルフェノン類、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジク
ロロアセトフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルトリクロロ
アセトフェノン、α，α−ジクロル−４−フェノキシア
セトフェノン等のハロゲン化アセトフェノン類、ベンゾ
フェノン、Ｎ，Ｎ−テトラエチル−４，４−ジアミノベ
ンゾフェノン等のベンゾフェノン類、ベンジル、ベンジ
ルジメチルケタール等のベンジル類、ベンゾイン、ベン
ゾインアルキルエーテル等のベンゾイン類、１−フェニ
ル−１，２−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカル
ボニル）オキシム等のオキシム類、２−メチルチオキサ
ントン、２−クロロチオキサントン等のキサントン類、
ベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテル等
のベンゾインエーテル類、ミヒラーケトン等のラジカル
発生化合物を用いていた。

【００５２】しかしながら、紫外線硬化型のアクリル系
樹脂及び光重合開始剤は、黄色（波長６３０ｎｍ付近の
色）の透過率を低下させるため、黄色顔料を含んでいる
緑（波長５４０ｎｍ付近の光）及び赤（波長６８０ｎｍ
付近の光）の発色（透過率の絶対値及び透過特性の立ち
上がりの急峻さ）が悪くなる。つまり、従来は製造プロ
セス上は必要不可欠であるが、発色特性を低下させる紫
外線硬化型のアクリル系樹脂及び光重合開始剤を用いな
ければならず、主に赤色及び緑色の発色特性を改善する
ことができなかった。

【００５３】これに対し、本実施形態では、製造プロセ
ス上、紫外線硬化型のアクリル系樹脂と光重合開始剤と
の両方を必要としない。従って、発色特性を低下させる
原因となる紫外線硬化型のアクリル系樹脂及び光重合開
始剤を共に用いることなく、熱硬化性アクリル樹脂、有
機顔料、及び溶剤としてジエチレングリコールブチルエ
ーテル誘導体を含んだインクを用いて着色層を形成する
とができる。このため従来のカラーフィルタに比べて格
段に発色特性を向上させることができる。ここで、本実
施形態で使用可能な熱硬化性アクリル樹脂は、例えばア
クリル酸の不飽和モノカルボン酸類である。

【００５４】また、従来の紫外線硬化型のアクリル系樹
脂及び光重合開始剤を含む樹脂はライフタイムが短く、
管理も煩雑になるという問題があったが、本実施形態で
用いている熱硬化性アクリル樹脂、有機顔料、及び溶剤
としてジエチレングリコールブチルエーテル誘導体を含
むインクはライフタイムが長く、管理も容易であるとい
う特性も有する。このため、経時劣化によりインクを廃
棄する機会を低減することができ、カラーフィルタの製
造コスト低減を図ることができるのはもちろんのこと、
資源の有効利用に資することもできる。

【００５５】更に、紫外線硬化型のアクリル系樹脂及び
光重合開始剤を含む樹脂は一般的に高粘度の樹脂であ
る。これに対し、熱硬化性アクリル樹脂等の熱重合樹脂
は、発色特性に影響を与えない材料を添加することで、
インクの粘度を自在に低下させることができるため、イ
ンクジェットヘッドとの相性が極めて良く、インク滴の
吐出安定性及び信頼性を向上させることができる。この
結果、所期の特性を有する電子デバイスを高い歩留まり
で製造することができる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標の赤の色要素のｘ座標
の値が０．５６０以上であるため、赤色の透過率の絶対
値及び透過率の立ち上がりの急峻さが向上し、従来より
優れた発色特性を有するカラーフィルタを得ることがで
きるという効果がある。また、本発明によれば、標準Ｃ
光源におけるｘｙ色度座標の緑の色要素のｘ座標の値が
０．２８０以上であるため、緑色の透過率の絶対値及び
透過率の立ち上がりの急峻さが向上し、従来より優れた
発色特性を有するカラーフィルタを得ることができると
いう効果がある。また、本発明によれば、標準Ｃ光源に
おけるｘｙ色度座標の緑の色要素のｘ座標の値が０．２
８０以上であり、ｙ座標の値が０．５８５以上であるた
め、彩度の高い緑が得られ、その結果として、赤及び緑
のみならず、赤及び緑で形成される黄の発色特性を向上
させることができるという効果がある。また、本発明に
よれば、赤、緑、及び青の色要素が熱硬化性樹脂を含ん
でいるため、黄色の発色に影響を与える光硬化性樹脂を
除去することができ、その結果として従来より優れた発
色特性が得られるという効果がある。また、光硬化性樹
脂はライフタイムが短く、管理も煩雑という問題があっ
たが、光硬化性樹脂を用いずに熱硬化性樹脂を用いるこ
とで、経時劣化による色色素を形成する材料の廃棄の機
会が少なくなり、カラーフィルタの製造コスト低減を図
ることができるのはもちろんのこと、資源の有効利用に
資することもできるという効果がある。また、本発明に
よれば、優れた発色特性を有するカラーフィルタを備え
ているため、色再現性を向上させることができ、その結
果として高画質の液晶装置を得ることができるという効
果がある。また、本発明によれば、優れた発色特性を有
するカラーフィルタ又は上記の色再現性の高い液晶装置
を備えているため、より高品質な表示が可能な電子デバ
イスを提供することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態による電子デバイスの全
体構成の一例を示す斜視図である。

【図２】 図１に示した液晶装置の内部構成を詳細に示
す断面図である。

【図３】 デバイス製造装置を用いてＲＧＢパターンを
形成する工程を含めたカラーフィルタの一連の製造工程
を示す図である。

【図４】 カラーフィルタに形成されるＲＧＢパターン
例を示す図であり、（ａ）はストライプ型のパターンを
示す斜視図であり、（ｂ）はモザイク型のパターンを示
す部分拡大図であり、（ｃ）はデルタ型のパターンを示
す部分拡大図である。

【図５】 インクジェットヘッド３０の機械的断面構造
の一例を示す図である。

【図６】 インクジェットヘッド３０の機械的断面構造
の他の例を示す図である。

【図７】 本発明の一実施形態による液晶装置を備える
電子デバイスの一例を示す図である。

【図８】 本発明の一実施形態によるカラーフィルタの
色特性を示す図である。

【符号の説明】

２０……カラーフィルタ ＣＦ……カラーフィルタ Ｒ１……着色層（赤の色要素） Ｇ１……着色層（緑の色要素） Ｂ１……着色層（青の色要素）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H048 BA11 BA47 BA48 BA64 BB02 BB42 2H091 FA02Y FA42Z FB03 FB04 FC26 GA08 GA13 HA07 HA08 HA10 HA11 HA12 LA15 4J039 AD10 BC15 BE01 EA15 EA16 EA20 GA24

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 赤、緑、及び青の色要素を備えたカラー
   フィルタであって、 標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標の前記赤の色要素のｘ
   座標の値が０．５６０以上であることを特徴とするカラ
   ーフィルタ。
2. 【請求項２】 前記標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標の
   前記赤の色要素のｙ座標の値が０．３３０以上であるこ
   とを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ。
3. 【請求項３】 赤、緑、及び青の色要素を備えたカラー
   フィルタであって、 標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標の前記緑の色要素のｘ
   座標の値が０．２８０以上であることを特徴とするカラ
   ーフィルタ。
4. 【請求項４】 前記標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標の
   前記緑の色要素のｙ座標の値が０．５８０以上であるこ
   とを特徴とするカラーフィルタ。
5. 【請求項５】 赤、緑、及び青の色要素を備えたカラー
   フィルタであって、 標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標の前記赤の色要素のｘ
   座標の値が０．５６０以上であり、ｙ座標の値が０．３
   ３０以上であることを特徴とするカラーフィルタ。
6. 【請求項６】 前記標準Ｃ光源におけるｘｙ色度座標の
   前記緑の色要素のｘ座標の値が０．２８０以上であり、
   ｙ座標の値が０．５８５以上であることを特徴とする請
   求項５記載のカラーフィルタ。
7. 【請求項７】 前記赤、緑、及び青の色要素は、熱硬化
   性樹脂を含むことを特徴とする請求項１から請求項６の
   何れか一項に記載のカラーフィルタ。
8. 【請求項８】 請求項１から請求項７の何れか一項に記
   載のカラーフィルタを備えたことを特徴とする液晶装
   置。
9. 【請求項９】 請求項１から請求項７の何れか一項に記
   載のカラーフィルタ又は請求項８記載の液晶装置を備え
   たことを特徴とする電子デバイス。