JP2012073509A - カラーフィルタ、それを用いた液晶表示装置及びカラーフィルタの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材上にブラックマトリクスと、少なくとも1色がインクジェット方式により形成された3色以上の着色層を有するカラーフィルタであって、前記ブラックマトリクスが、撥液剤を含有するブラックマトリクス形成用塗工液により形成され、前記ブラックマトリクスが、2つの長辺部と2つの短辺部により囲まれた開口部を有し、前記開口部を形成する前記長辺部および/または短辺部の線幅が、5.0μm以上、11μm以下であることを特徴とするカラーフィルタである。
【選択図】図1
Description
(1)基材上にブラックマトリクスと、少なくとも1色がインクジェット方式により形成された3色以上の着色層を有するカラーフィルタであって、前記ブラックマトリクスが、撥液剤を含有するブラックマトリクス形成用塗工液により形成され、前記ブラックマトリクスが、2つの長辺部と2つの短辺部により囲まれた開口部を有し、前記開口部を形成する前記長辺部および/または短辺部の線幅が、5.0μm以上、11μm以下であることを特徴とするカラーフィルタ。
(2)基材上にブラックマトリクスと、少なくとも1色がインクジェット方式により形成された3色以上の着色層を有するカラーフィルタであって、前記ブラックマトリクスが、撥液剤を含有するブラックマトリクス形成用塗工液により形成され、前記ブラックマトリクスが、2つの長辺部と2つの短辺部により囲まれた開口部を有し、前記短辺部の一端が、前記長辺部に接していないことを特徴とするカラーフィルタ。
(3)基板上にブラックマトリクスと、少なくとも1色がインクジェット方式により形成された3色以上の着色層を有するカラーフィルタであって、前記ブラックマトリクスが、撥液剤を含有するブラックマトリクス形成用塗工液により形成され、前記ブラックマトリクスが、2つの長辺部と2つの短辺部により囲まれた開口部を有し、前記短辺部の両端が、前記長辺部に接していないことを特徴とするカラーフィルタ。
(4)(1)〜(3)のいずれかに記載のカラーフィルタを用いたことを特徴とする液晶表示装置。
(5)基板上にブラックマトリクスと、少なくとも1色がインクジェット方式により形成された3色以上の着色層を有するカラーフィルタの製造方法であって、撥液剤を含有するブラックマトリクス形成用塗工液を基板に塗工する工程と、露光、現像して、2つの長辺部と2つの短辺部により囲まれた開口部を有し、前記開口部を形成する前記長辺部および/または短辺部の線幅が5.0μm以上、11μm以下である前記ブラックマトリクスを形成する工程と、前記開口部に、少なくとも1色がインクジェット方式により形成された3色以上の着色層を形成する工程と、を備えることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
(6)基板上にブラックマトリクスと、少なくとも1色がインクジェット方式により形成された3色以上の着色層を有するカラーフィルタの製造方法であって、撥液剤を含有するブラックマトリクス形成用塗工液を基板に塗工する工程と、露光、現像して、2つの長辺部と2つの短辺部により囲まれた開口部を有し、前記短辺部の一端が前記長辺部に接していない前記ブラックマトリクスを形成する工程と、前記開口部に、少なくとも1色がインクジェット方式により形成された3色以上の着色層を形成する工程と、を備えることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
(7)基板上にブラックマトリクスと、少なくとも1色がインクジェット方式により形成された3色以上の着色層を有するカラーフィルタの製造方法であって、撥液剤を含有するブラックマトリクス形成用塗工液を基板に塗工する工程と、露光、現像して、2つの長辺部と2つの短辺部により囲まれた開口部を有し、前記短辺部の両端が前記長辺部に接していない前記ブラックマトリクスを形成する工程と、前記開口部に、少なくとも1色がインクジェット方式により形成された3色以上の着色層を形成する工程と、を備えることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
以下、図面を参照しながら、本発明の第1の実施形態について説明する。本発明のカラーフィルタは、カラーフィルタと、共通電極と画素電極を設けた液晶駆動側基板(不図示)と、カラーフィルタと液晶駆動側基板との間に形成される液晶層(不図示)とを具備し、カラーフィルタと液晶駆動側基板に対し垂直あるいは水平な方向に電界を発生させ、液晶を駆動させる液晶表示装置(不図示)におけるカラーフィルタとして説明する。
まず、図1を参照して、第1の実施形態に係るカラーフィルタ1について説明する。なお、各図面は、各構成要素を模式的に示したもので、実際の大きさや相対的な大きさの比率を正確に示したものではない。図1(a)は、カラーフィルタ1の部分斜視図であり、図1(b)はカラーフィルタ1の表示領域と周縁領域を説明する図である。図1(a)は、図1(b)の点線で示す範囲に対応する。
透明基板3は特に限定されるものではなく、カラーフィルタに一般的に用いられるものを使用することができる。例えば、ホウ珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス、石英ガラス、合成石英ガラス、ソーダライムガラス、ホワイトサファイアなどの可撓性のない透明なリジット材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂フィルムなどの可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。前記フレキシブル材としては、ポリメチルメタクリレート等のアクリル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース、シンジオタクティック・ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、ポリエーテルニトリル、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリシクロヘキセン、ポリノルボルネン系樹脂、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド等からなるものを挙げることができるが、一般的なプラスチックからなるものも使用可能である。特に、無アルカリガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり、寸法安定性および高温加熱処理における特性に優れており、好ましい。
ブラックマトリクス5は、遮光材料と撥液剤11と感光性樹脂を含むブラックマトリクス形成用塗工液を、フォトリソグラフィー法で露光・現像して得られる。具体的には、基板上に、ブラックマトリクス形成用塗工液を均一に塗工することによりブラックマトリクス形成用層を形成する。その後、必要に応じて減圧乾燥処理やプリベーク処理を施す。次いで、所定の適切なパターンを有するフォトマスクを用いて、ブラックマトリクス形成用層をパターン状に露光するパターン露光を行い、さらに現像する方法を挙げることができる。その後、必要に応じてUV照射処理を施し、ポストベークを行う。
なお、ポジ型感光性樹脂も特に限定されるものではなく、一般的に使用されるものを用いることができる。具体的には、ノボラック樹脂をベース樹脂とした化学増幅型感光性樹脂等が挙げられる。
また、上記フッ素含有物質の微粒子としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、フルオロオレフィンビニルエーテル系共重合体、3フッ化エチレン−フッ化ビニリデン共重合体等からなる微粒子を挙げることができる。
あってもよい。
着色層7R、7B、7Gは、ブラックマトリクス5が備える開口部に、インクジェット方式により、着色層形成用塗工液を塗布し、塗工液を乾燥させることで得られる。
さらに、カラーフィルタ1は、ブラックマトリクス5及び着色層7を覆うオーバーコート層や、着色層上のITOなどの透明電極層や、対向基板とのセルギャップを均一にするためのスペーサーや、液晶の配向を制御するための構造物などを有する。
続いて、図2〜図3を用いて、図1に示したカラーフィルタ1を形成するカラーフィルタ製造方法について説明する。図2〜図3は、カラーフィルタ1の製造工程を示す部分断面図である。
本発明に用いられる塗布方法としては、インクジェット方式により着色層形成用塗工液7をブラックマトリクス5の開口部に塗布する方法であり、通常、着色層形成用塗工液7を塗布することができるノズルを複数備えるインクジェットヘッドが用いられる。
本発明によれば、線幅11μm以下の細いブラックマトリクスを使用しながら、インクジェット方式で着色層を形成する際に、着色層形成用塗工液の決壊を起こさないで塗布することができる。
次に、第2の実施形態について説明する。
図4は、第2の実施形態にかかる、カラーフィルタ1a〜1cを示す図である。以下の実施形態で第1の実施形態と同一の様態を果たす要素には同一の番号を付し、重複した説明は避ける。
[実施例]
1.ブラックマトリクス形成工程
カラーフィルタ用ガラス材として用いられている厚み0.7mm、横100mm、縦100mmのCorning(コーニング)社製EAGLE2000を用意し、アルカリ性水溶液を用い洗浄した後、UVオゾン処理を施した。このガラス基板上にブラックマトリクス形成用材料として、撥液剤を含有するブラックマトリクス形成用材料をOD4.5となるようスピンコーターで塗布した。この基板を減圧乾燥し、ホットプレートにて、80℃で3分間のプリベークを施した。
ブラックマトリクスを形成したガラス基板に対し、インクジェットヘッドを用いて着色層形成用塗工液を塗布した。塗工液はカラーフィルタ用顔料と熱硬化型樹脂等からなるRGB各色の顔料分散型インクを用いた。この際、いくつかの開口部でインクの量を変え、乾燥後の着色層の膜厚が、乾燥後のブラックマトリクスの膜厚よりも一定程度高い開口部を用意した。この着色層とブラックマトリクスの膜厚差は、−2.0μmから2.0μmまで、0.2μmずつ変更し、同一基板内に厚さの異なる着色層を有する開口部を得た。
次いで、基板を、オーブンを用い100℃にて20分間プリベークした。
次いで、オーブンにて230℃で40分間加熱し、カラーフィルタを形成した。
実施例とは、ブラックマトリクスを形成する工程が異なる。
1´.ブラックマトリクス形成工程
カラーフィルタ用ガラス材として用いられている厚み0.7mm、横370mm、縦470mmのCorning(コーニング)社製EAGLE2000を用意し、アルカリ性水溶液を用い洗浄した後、UVオゾン処理を施した。このガラス基板上にブラックマトリクス形成用材料として、カーボンブラックを含有したブラックマトリクス形成用材料をOD4.2となるようスピンコーターで塗布した。この基板をホットプレートにて、80℃で3分間のプリベークを施した。
得られたカラーフィルタの表面を光学顕微鏡で観察し、着色層形成用塗工液が決壊し、ブラックマトリクスを超えて他の画素にまで侵入しているかを確認した。
その結果、撥液剤を含むブラックマトリクス形成用塗工液を使用した実施例においては、ブラックマトリクスの厚さに対し、加熱後の着色層の厚さが1.4μm高い条件にて、初めて決壊が発生した。一方、プラズマ処理を行った比較例においては、ブラックマトリクスの基準厚さに対し、乾燥後の着色層の厚さが0.6μm高い条件にて、初めて決壊が発生した。このことより、実施例は比較例に比べて、より厚い着色層を用いても決壊が発生せず、決壊マージンが広いと考えられる。
3………基板
5………ブラックマトリクス
6………長辺部
7………着色層
8………短辺部
9………ブラックマトリクス層形成用塗工液
10………ブラックマトリクス形成用層
11………撥液剤
13………フォトマスク
15………フォトマスク用基板
17………遮光膜
19………露光光
21………着色層形成用塗工液
23………短辺部
25………長辺部
27………短辺部
Claims (7)
- 基材上にブラックマトリクスと、少なくとも1色がインクジェット方式により形成された3色以上の着色層を有するカラーフィルタであって、
前記ブラックマトリクスが、撥液剤を含有するブラックマトリクス形成用塗工液により形成され、
前記ブラックマトリクスが、2つの長辺部と2つの短辺部により囲まれた開口部を有し、
前記開口部を形成する前記長辺部および/または短辺部の線幅が、5.0μm以上、11μm以下であることを特徴とするカラーフィルタ。 - 基材上にブラックマトリクスと、少なくとも1色がインクジェット方式により形成された3色以上の着色層を有するカラーフィルタであって、
前記ブラックマトリクスが、撥液剤を含有するブラックマトリクス形成用塗工液により形成され、
前記ブラックマトリクスが、2つの長辺部と2つの短辺部により囲まれた開口部を有し、
前記短辺部の一端が、前記長辺部に接していないことを特徴とするカラーフィルタ。 - 基板上にブラックマトリクスと、少なくとも1色がインクジェット方式により形成された3色以上の着色層を有するカラーフィルタであって、
前記ブラックマトリクスが、撥液剤を含有するブラックマトリクス形成用塗工液により形成され、
前記ブラックマトリクスが、2つの長辺部と2つの短辺部により囲まれた開口部を有し、
前記短辺部の両端が、前記長辺部に接していないことを特徴とするカラーフィルタ。 - 請求項1〜3のいずれかに記載のカラーフィルタを用いたことを特徴とする液晶表示装置。
- 基板上にブラックマトリクスと、少なくとも1色がインクジェット方式により形成された3色以上の着色層を有するカラーフィルタの製造方法であって、
撥液剤を含有するブラックマトリクス形成用塗工液を基板に塗工する工程と、
露光、現像して、2つの長辺部と2つの短辺部により囲まれた開口部を有し、前記開口部を形成する前記長辺部および/または短辺部の線幅が5.0μm以上、11μm以下である前記ブラックマトリクスを形成する工程と、
前記開口部に、少なくとも1色がインクジェット方式により形成された3色以上の着色層を形成する工程と、
を備えることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 - 基板上にブラックマトリクスと、少なくとも1色がインクジェット方式により形成された3色以上の着色層を有するカラーフィルタの製造方法であって、
撥液剤を含有するブラックマトリクス形成用塗工液を基板に塗工する工程と、
露光、現像して、2つの長辺部と2つの短辺部により囲まれた開口部を有し、前記短辺部の一端が前記長辺部に接していない前記ブラックマトリクスを形成する工程と、
前記開口部に、少なくとも1色がインクジェット方式により形成された3色以上の着色層を形成する工程と、
を備えることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 - 基板上にブラックマトリクスと、少なくとも1色がインクジェット方式により形成された3色以上の着色層を有するカラーフィルタの製造方法であって、
撥液剤を含有するブラックマトリクス形成用塗工液を基板に塗工する工程と、
露光、現像して、2つの長辺部と2つの短辺部により囲まれた開口部を有し、前記短辺部の両端が前記長辺部に接していない前記ブラックマトリクスを形成する工程と、
前記開口部に、少なくとも1色がインクジェット方式により形成された3色以上の着色層を形成する工程と、
を備えることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
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