JP3151134B2 - カラーフィルターおよびその製造方法 - Google Patents

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に
関し、特にカラー撮像素子やカラーセンサーおよび液晶
カラーディスプレイなどの微細色分解用として好適なモ
ザイクカラーフィルターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラー撮像装置やカラー画像表示
装置などの入出力装置の高精細化、軽量化、低コスト化
などの要求は強まる一方であり、それに伴ってそれら装
置に必要不可欠な様々な要素技術の開発が進んでいる。

【０００３】特に、カラー画像表示装置は根本的な方式
の改良が進行しつつあり、従来の主流であったＣＲＴの
代わりに、軽量で場所を取らず携帯にも適した液晶ディ
スプレイが急速に普及してきた。しかしながら、液晶デ
ィスプレイにおいては大面積のものほど価格が高くなる
傾向が強く、様々な方法で低コスト化の試みが続けられ
ている。液晶ディスプレイには個々の画素にＴＦＴを持
つアクティブマトリクス方式（いわゆるＴＦＴパネル）
や液晶自体がスィッチング特性を持つ強誘電液晶（ＦＬ
Ｃ）、ＴＮ液晶のＯＮ／ＯＦＦ特性を改良したＳＴＮ液
晶などがある。

【０００４】これらの液晶ディスプレイの製造コストの
中で大きな割合を占めるものの一つに、カラー画像表示
パネルに不可欠なモザイクカラーフィルターがある。液
晶ディスプレイパネルでは、画素部はそこを透過する光
量を変調する機能を持つ。その場合、２枚の偏光板に挟
まれた液晶層の中の液晶分子の方向を電界で制御し、偏
光板と直角方向の液晶の複屈折率を制御して、その液晶
パネルを透過する光の量を変調させる方法が一般的であ
る。

【０００５】それに対しては、その画素部のそれぞれに
カラーフィルターを形成する必要がある。そのために通
常は、パネル全画面を多数の微細な絵素に分割し、その
中の絵画素をさらに３分割またはそれ以上の画素に分割
することによって、それらの画素に合わせて赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、または青（Ｂ）に相当する波長の光を透過し
他の波長の光をカットする微細（普通は数１０〜１００
μｍ程度の大きさ）な光学フィルターを形成する。そし
てその場合、それぞれの微細なフィルターの間を光を通
さない格子状の遮光部（配線の一部を遮光部に利用した
り、ブラックマトリクス（ＢＭ）と呼ばれる遮光のため
の層を形成したりする。）で覆うことにより、黒をより
強くしたり、隣接画素相互の混色を防止して色再現性を
向上させる方法がとられる。このようにカラーフィルタ
ーの構造はかなり複雑で微細なため、低コストで製造す
るには解決すべき問題が多くあった。

【０００６】カラーフィルターの低コスト化の方法とし
ては各種提案されているが、その中で有望な方法の一つ
として、例えば特開昭５９−７５２０２号公報に開示さ
れているインクジェット法を用いた方法がある。すなわ
ち、インクジェット法により画素部にのみ着色材を供給
できれば、カラーフィルターの製造工程は大幅に簡略化
され、従来より格段に低コストで生産することが期待で
きる。

【０００７】しかしながら、例えばプリンター用のイン
クジェットヘッドの描画の解像度は、カラーフィルター
の画素の描画には充分とは言えない。すなわち、カラー
フィルターの画素は、大きさが１００μｍ程度またはそ
れ以下と小さいことから、プリンター用のインクジェッ
ト法で描画することは困難である。そのため、隣り合う
画素に異なる色のインクを正確に打ち込むことは容易で
はない。さらに、打ち込まれたインクが着色材受容層の
中を拡散したり、表面で拡がって混じり合う（混色）こ
とも頻繁に起きる。プリンターの場合と違い、カラーフ
ィルターでは混色が起きれば色の制御が不可能になる。

【０００８】このような各画素間でのインクの混色を防
止するために、例えば画素部は着色材受容領域として残
し、画素間の着色したくない領域の表面にインクをはじ
く層を形成する方法が特開昭４−１２３００５に開示さ
れている。しかしながら、その方法では、インクをはじ
く層の下側の着色材受容層の内部をインクが拡散するた
めに混色防止には限界があること、フォトリソ工程が入
るためインクで着色した着色材受容層の耐エッチング性
を必要とすること、現像や洗浄などの工程によりコスト
が高くなることなどの問題があった。

【０００９】それらの問題を回避するために、画素部は
インクが染み込みやすい着色材受容領域として残し、画
素の周囲の画素と画素の間の部分のみを硬化させてイン
クの染み込みを抑制する領域（非着色領域）を形成する
方法（特願平６−２８６６１６号）が提案されている。
そのような方法を用いれば、カラーフィルターの画素を
描画する場合のインクジェット法の解像度不足によって
生じる問題を回避することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように画素部を着色材受容領域とし画素間に非着色領域
を設けてインクジェット法でインクを画素部に打ち込む
方法を用いる場合、画素の一つ一つが上記のような非着
色領域で囲まれて個々に独立してしまうと新たな問題が
生ずる可能性がある。画素の着色の際の打ち込むインク
液滴の大きさは画素の大きさに対し、同程度であるのが
普通であって、インク液滴の大きさを画素に較べて安定
的に１〜２桁小さくして、正確に画素内を着色すること
は、現在のインクジェット法の技術では困難を伴う。

【００１１】そうすると、画素に打ち込むことのできる
インク量はインク液滴の整数倍になるので、その量を連
続的に制御することはできない。インクを打ち込んだ場
合の画素の光学濃度は、打ち込んだインク量により決ま
る。従って画素の光学濃度も自由に連続的に制御するこ
とはできず、離散的に制御せざるを得なくなって、それ
により、カラーフィルター設計の自由度が狭くなるとい
う問題がある。

【００１２】またインクジェット法でカラーフィルター
の着色描画をする場合、インクジェットノズル側または
基板側を動かして、画素列に沿った主走査およびそれに
直交する方向の副走査を行って大面積のカラーフィルタ
ーを実現することになるが、非着色領域にはインクを打
ち込まないよう注意する必要がある。なぜならば、非着
色領域はインクが染み込まずインクをはじく性質がある
が、その上にインクが多量に載ると、予期せぬ方向へイ
ンクがはじかれて、却って他の画素の他の色のインクと
混色してしまう確率が高くなり、画素欠陥が増えるから
である。画素の中にインクを載せ、画素間の非着色領域
にインクが載らないように描画しようとすると、主走査
方向に合わせた画素列に対して単純に等間隔でインクを
打つわけには行かず、インク打ち込み位置と画素部とを
正確にアライメントする必要がある。そのことは基本的
には可能であるが、アライメントを正確に行うために、
また描画中の画素へのトラッキングのために、アライメ
ントマークの工夫や描画装置上の種々の改良が必要とな
ってくる。実際には、ある有限の精度でアライメントす
ることになるので、何らかの原因で主走査方向にずれが
生じたり、不吐出があったりした場合には、画素内に濃
度の低い領域が生じ、カラーフィルターの画素欠陥とな
る。

【００１３】従って本発明の目的は、インクジェット法
などによるインク付与によって着色部を形成しても、画
素の欠陥や濃度むらのないカラーフィルターを製造する
ことのできる方法を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、透明基板上に
透明な着色材受容層を少なくとも設け；異なった色の画
素間となるべき領域を撥着色材性を持った非着色領域と
する工程と同一色の画素間領域の少なくとも一部に着色
材流動抑制領域を設ける工程を行い；同一色となるべき
画素同士が隣り合う箇所では、該同一色となるべき複数
の画素部分を画素間領域も含めて切れ目なく着色材付与
することで着色するカラーフィルターの製造方法を提供
する。

【００１５】さらに本発明は、透明基板上に所定パター
ンで所定の色の画素が着色された樹脂層を有するカラー
フィルターにおいて、同一色の画素が隣合う箇所では、
少なくとも一部の同一色画素間領域に着色材流動抑制領
域が形成されていて、同一色画素同士が画素間領域も含
めて切れ目なく着色されており、色の異なる画素間は、
撥着色材性を持った非着色領域によって隔てられている
ことを特徴とするカラーフィルターを提供する。

【００１６】上記本発明において、着色材の付与はイン
クジェット法によって行うことが好ましい。

【００１７】上記本発明において、前記着色材流動抑制
領域の形成は、前記非着色領域の形成と同じ処理によっ
て行うことが好ましく、さらに好ましくは、着色材流動
抑制領域と非着色領域を同時に形成する。

【００１８】さらに、上記本発明において、画素部分を
除く領域に遮光部を設けることができ、前記着色材流動
抑制領域と前記非着色領域はその遮光部の領域内に設け
ることが好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】インクジェット法ではカラーフィ
ルターの画素を描画する場合、基本的にはどのような画
素配列、画素形状でも描画可能である。しかしながら、
簡単な制御で高速にて描画欠陥を生じないようにしよう
とすると、描画の仕方、画素配列、画素形状などを工夫
する必要がある。通常、インクジェット法での描画はノ
ズルまたは基板を主走査および副走査して行うことがで
きる。なお、描画走査の際に基板またはノズルの動きが
単純である方が正確な走査を行いやすいことから、描画
を効率的に行う上で好都合である。

【００２０】最も単純な方法は、全画面を直線状に平行
に主走査して描画する方法であり、同一色に着色すべき
画素部が主走査方向と同一の方向に並ぶように画素配列
を設計すれば、画素列に沿った直線状の主走査で全面描
画が可能になる。その際、それぞれの画素が完全に着色
されるために、上記の直線状の着色領域の幅は、画素の
幅と同一もしくはそれより広くする。さらに上記から明
らかなように、そのような直線状の着色領域同士は互い
に平行に並び、隣り合う直線状着色領域は互いに非着色
領域によって隔てられているようにする。非着色領域と
着色材受容領域の境界は必ずしも直線である必要はな
く、非着色領域の幅、従って着色材受容領域の幅も均一
である必要はない。その形態は適宜選択可能である。

【００２１】上記からわかる通り、着色領域の主走査方
向は、非着色領域によっては分断されない。非着色領域
は、ＢＭや配線で遮光する。非着色領域は隣接する異な
る色の混色を防止するが、着色はされないのでそのまま
では白抜けの原因となってします。従って、非着色領域
の形成は、遮光される領域からはみ出さないように形成
することが望ましい。

【００２２】このように、着色材受容領域を主走査方向
に直線状に形成することにより、画素間も含めて均等に
任意の密度でインクを打ち込むことが可能となる。従っ
て、１画素当たりのインク量として任意の値を連続的に
選ぶことが可能になるので、カラーフィルターの光学濃
度を必要な値に正確に設定することができる。これは
Ｒ、Ｇ、Ｂの色バランスを取る上でも非常に重要であ
る。また各画素が非着色領域で囲まれて独立している場
合のように、そこにインク滴の整数倍のインク量を打ち
込むという制約の多い制御から解放され、描画の際に非
着色領域にインクを打ち込む確率が小さくなり、混色な
どの画素欠陥が減る。さらに主走査方向に打ち込んだイ
ンクがつながることから、打ち込み量のむらや不吐出が
生じた場合でも、主走査方向にインクが流れることによ
って、濃度のむらが解消され、均一化されるという重要
な効果がある。

【００２３】このように複数の画素がつながるような形
で着色部を形成する場合、その領域中の着色材受容部材
の着色材受容性の不均一さ、つまり着色材に対する濡れ
性や着色材の染み込みにおける不均一性が生じる可能性
がある。そして、このような不均一性のために、ある部
分の着色材との親和性が、他の部分の親和性より高くな
ると、流動性の着色材（インクなど）が高親和性の領域
に集まって、濡れ性の低い非着色領域を越えて溢れ、隣
接する異なる色の着色材受容領域に入り込んで混色を起
こすことがある。また例えば、親水性を持ったパーティ
クルやダストなどの異物がインク打ち工程の前後に、隣
り合う着色材受容領域同士を架橋するような形で基板上
に載ると、上記の不均一性によって着色材が多く溜った
部分から、その架橋を介して着色材が隣の着色領域に流
入して混色を起こすことが考えられる。従って、本発明
では、そのような不都合が生じる可能性を低減する目的
で、上記のような着色材流動抑制領域を、複数個ある同
一色画素間領域の一部もしくは全部に設けるようにす
る。

【００２４】上記の本発明のカラーフィルター製造方法
における着色材流動抑制領域は、図１に示すように、主
走査方向に直線状に繋がった着色領域における画素間に
ある遮光部の一部もしくは全部に着色材に濡れにくい領
域を形成することにより実現できる。最も容易な方法
は、その部分に、直線状着色領域間の非着色領域（非着
色領域Ａと称する）と同様の非着色領域を形成して（そ
れを非着色領域Ｂと称する）、流動抑制領域とすること
である。

【００２５】その場合、着色材は画素間にも画素内にも
均一に打たれるので、その流動抑制領域で着色材がはじ
かれて、隣接する異なった色の直線状着色領域の画素で
混色を起こすことがないようにする必要がある。実験の
結果、そのためには、単位画素幅（図１のｂ）当たりの
非着色領域Ｂの面積（Ｓ_B）を、単位画素長さ（図１の
ａ）当たりの非着色領域Ａの面積（Ｓ_A）より小さくす
ればよいことが分かった。すなわち、下記式の関係を持
たせることが好ましい。

【００２６】

【数１】Ｓ_B／ｂ＜Ｓ_A／ａ ただし、Ｓ_B／ｂの値は、Ｓ_A／ａの値に近い必要はな
く、下記式の関係がある程度で十分である。

【００２７】

【数２】（Ｓ_B／ｂ）／（Ｓ_A／ａ）＜０．５ このように、非着色領域Ｂは、主走査方向のインクの流
動を抑制して異物などによる混色の発生を抑制し、しか
も相対的に面積が小さいことから、非着色領域Ｂ自体の
上にインクが打ち込まれても混色を引き起こすことがな
い。

【００２８】なお、このような流動抑制領域は、直線状
着色領域における全ての画素間に設ける必要はなく、１
画素おき以上の間隔で設けられていても良い。

【００２９】このような流動抑制領域の形成は、紫外線
照射によって非着色領域Ａを形成する際にフォトマスク
にて領域Ｂもパターニングしておくことで容易に行うこ
とができる。そのためには以下に説明するような樹脂を
着色材受容層に用いればよい。

【００３０】本発明に用いる着色材受容層は受容層形成
後にインクジェット法などで着色可能であり、かつ非着
色領域の形成が可能な材料をスピンコートその他の方法
で塗布したものを使用する。このような性質を持つ着色
材受容層は例えば、（１）下記の構造式（Ｉ）で表され
る構造単位からなる単量体の単独および／または他のビ
ニル系単量体との共重合体と、（２）ハロゲン化トリア
ジン化合物、ジフェニルヨードニウム塩誘導体およびト
リフェニルスルホニウム塩誘導体から選択される化合物
とを少なくとも含む樹脂により実現できる。

【００３１】

【化１】 式中、Ｒ₁は水素原子またはメチル基、Ｒ₂は水素原子ま
たは炭素数１〜５のアルキル基である。

【００３２】（１）の上記式（Ｉ）で表される構造単位
からなる単量体の例としては、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などが挙げられるが、これらに限ら
れるものではない。これらの単量体を、単独であるいは
他のビニル系単量体と共重合させる。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、アクリル酸エチルなど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などのメタクリ
ル酸エステル；ヒドロキシメチルメタクリレート、ヒド
ロキシエチルアクリレートなどの水酸基を有するビニル
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、
アクリルアミン、ビニルアミン、酢酸ビニル、プロピオ
ン酸ビニルなどを挙げることができるが、これらに限ら
れるものではない。

【００３３】（１）の樹脂に対し、（２）は０．０１〜
１０重量％程度必要である。（２）のハロゲン化トリア
ジン化合物としては、下記式（ＩＩ）で表される化合物
が挙げられる。

【００３４】

【化２】 式中、ＹはＣＺ₃、フェニル、ハロゲン化フェニルその
他の置換基、Ｚはハロゲン原子を表す。

【００３５】具体的には例えば、６−ビス（トリクロロ
メチル）−Ｓ−トリアジン、２−スチリル−４，６−ビ
ストリクロロメチル−Ｓ−トリアジンその他の化合物が
挙げられるがこれらに限らない。

【００３６】また（２）の他の化合物であるジフェニル
ヨードニウム塩誘導体としては下記式（ＩＩＩ）で表さ
れる化合物が挙げられる。

【００３７】

【化３】 式中、Ｒ₄、Ｒ₅は水素原子、炭素数１〜５のアルコキシ
基またはｔ−ブチル基であり、Ｘ^-はＢＦ₄ ^-、ＰＦ₆ ^-、
ＳｂＦ₆ ^-またはＣＦ₃ＳＯ₃ ^-である。

【００３８】具体的には例えば、ジフェニルヨードニウ
ムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニルヨードニ
ウムテトラフルオロボレートなどの化合物が挙げられる
が、これらに限らない。

【００３９】また（２）の他の化合物であるトリフェニ
ルスルホニウム塩誘導体としては、下記式（ＩＶ）で表
される化合物が挙げられる。

【００４０】

【化４】 式中、Ｒ₆は水素原子、炭素数１〜５のアルコキシ基ま
たは炭素数１〜５のアルキル基、−ＳＰｈまたはフッ素
原子であり、Ｘ^-は前記式（ＩＩＩ）の場合と同様であ
る。

【００４１】具体的には例えば、トリフェニルスルホニ
ウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスル
ホニウムヘキサフルオロボレートなどの化合物が挙げら
れるが、これらに限らない。

【００４２】これら（２）の化合物は、（１）のモノマ
ーを光重合させて混色防止処理する際の光開始剤として
機能する。これらの材料を基板上に積層した着色材受容
層はインクジェット用インクなどの着色材を吸収して着
色する。混色防止のために撥インク性を持たせる部分
は、着色前に紫外線硬化させる。紫外線照射した部分は
モノマーが重合してインクの染料分子が動き難くなり、
またＯＨ基が減少してインクをはじきやすい性質が現れ
る。その結果、インクが染み込み難く濡れにくい領域と
なる。これによりこの領域へはインクが拡散・移動し難
くなり、混色防止効果が得られる。

【００４３】本発明のカラーフィルター製造方法の手順
を次に説明する。

【００４４】図２は、本発明のカラーフィルターの製造
手順の１例を概念的に示した工程図である。本図におい
て、１は基板（ガラス基板）、２は遮光部であるブラッ
クマトリクス（ＢＭ）、３は樹脂層（着色材受容層）、
４はフォトマスク、５はインクジェットヘッド、６は保
護層、７は光透過部、８は非着色領域、９は着色材受容
領域である。

【００４５】インクジェット法では一つのインクジェッ
トノズルからは同一色のインクを吐出させる必要があ
る。そのため、一つのノズルに着目すると、１回の１方
向への描画主走査では１色のインクの吐出を行うことに
なる。従って、ＢＭ開口部からなる画素配列を予め設計
して主走査方向に並べ、画素部を同一の色に着色できる
ようにしておく。この画素列が複数集まって大面積の画
素配列が形成される。一例が図１に示してある。この画
素配列に従ったパターンのＢＭ２を例えばガラス基板１
上に形成する（図２（ａ））。

【００４６】次に着色材であるインクが染み込んで着色
される性質を持つ材料をこのＢＭパターン上にスピンコ
ート法などにより塗布して、着色材受容層３を形成する
（図２（ｂ））。

【００４７】その後、インクを打ち込んだ時に隣接する
画素部へインクがはみ出さないようにするために、上記
複数の画素列と画素列の間のインクを打ち込まない部分
に、主走査方向に沿って光硬化により非着色領域８を形
成する（図２（ｃ））。その場合、非着色領域に対応す
る部分のみ紫外線を透過するフォトマスク４を用いて、
画素列と画素列との間のＢＭ領域ならびに同一色画素間
の領域で前述のように適宜設定された着色材流動抑制領
域とすべき部分（不図示）に相当するマスク部分に紫外
線透過部をアライメントして着色材受容層に紫外線照射
し、光硬化させる方法を行うことができる。そのように
すると、互いに隣接する画素列間に、インク濡れ性が低
く、インクが浸透しにくい非着色領城を形成することが
できる。なお、画素列の部分は、フォトマスクにより露
光を受けないので光硬化は起きず、インク浸透性が保持
される。

【００４８】次に、このように隣接する画素列の間に非
着色領域８が形成された着色材受容層３の画素部に対し
て、画素列の方向を主走査方向としてインクジェットヘ
ッド５を用いて着色材であるインクを打ち込む（図２
（ｄ））。この図では主走査方向は紙面に対し垂直方向
である。インク打ち込みの際は、１色ずつ打ち込んでも
良いし赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの色用
のインクジェットノズルを並べて同時に多色打ちするこ
ともできる。

【００４９】必要な画素の着色が終了したら、次に全面
を光硬化または熱硬化させて着色材を固定する（図２
（ｅ））。

【００５０】その上に適宜保護層６を塗布等の方法で形
成する（図２（ｆ））。

【００５１】本発明のカラーフィルターを搭載できるデ
ィスプレイとしては、通常のＴＮ液晶、いわゆるＳＴＮ
と呼ばれる闘値特性を改良したもの、ＴＦＴなどのスイ
ッチング素子を画素ごとに取りつけたアクティブマトリ
クス型のもの、強誘電性液晶を利用したものなどがあ
り、特に限定はない。カラーフィルターの設置場所は液
晶パネルの張り合わせた２枚の基板の内側が一般的であ
るが、その外側でも良く、カラーフィルターとしての制
約は特にない。

【００５２】本発明の画素形状および画素パターンは、
画素同士が主走査方向へ並べられるのであればどのよう
なものでも良い。個々の画素は長方形、正方形、三角
形、円形等、全てを均等に並べることのできるものであ
れば何でも良い。

【００５３】着色法としては、インクジェット法が使用
可能であり、着色材はインクジェット用のインクなどが
使用できる。本発明に用いるインクジェット法として
は、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いたも
の（いわゆるバブルジェットタイプ）あるいは圧電素子
を用いたピエゾジェットタイプなどが使用可能であり、
着色面積および着色パターンは任意に設定することがで
きる。

【００５４】本発明に用いる基板としては、カラーフィ
ルターの用途に応じて種々のものが使用可能であるが、
液晶ディスプレイ用としては、透明なガラス基板やプラ
スチック基板が使用可能である。着色材受容層の下の基
板との界面にＢＭを設けたり、カラーフィルターの上に
ＢＭや配線を設けることも目的に応じて可能である。そ
のような場合には、必要に応じてカラーフィルター形成
後にその表面に何らかの透明な保護層を設けてカラーフ
ィルターの着色部分を保護することもできる。

【００５５】本発明に用いるインクとしては、染料系、
顔料系共に用いることが可能であり、また液状インク、
ソリッドインク共に使用可能である。

【００５６】本発明のカラーフィルターはその表面に透
明な層による保護層を形成しても良い。

【００５７】本発明に用いる着色材受容層の塗布方法
は、スピンコート法の他、ロールコート法、バーコート
法、スプレーコート法、ディップコート法などを用いる
ことができ、特に限定されるものではない。

【００５８】本発明に用いる遮光部は、ＢＭを形成して
構成することができる。ＢＭとしては、基板上にスパッ
タもしくは真空蒸着などの成膜法により金属膜を形成
し、フォトリソ行程により開口部などをパターニングし
たものや、黒色樹脂を塗布後フォトリソ法によりパター
ニングしたもの、印刷法により形成したものなどが使用
可能である。またカラーフィルター上に形成した樹脂膜
などの保護層の上にカラーフィルター形成後にＢＭが形
成されても良い。また画素の液晶駆動のために用いられ
る配線を流用することもできる。

【００５９】

【実施例】次に、実施例によって本発明をさらに具体的
に説明する。

【００６０】（実施例１）本例では、液晶表示装置用の
モザイクカラーフィルターをガラス基板上に形成した。

【００６１】まずガラス基板上に、スパッタリングによ
ってＣｒを厚さ７００Åで成膜し、フォトリソ法により
図１に示したような形状の画素部の開口した画素間遮光
用のブラックマトリックス（ＢＭ）を形成した。１つの
開口部の大きさは８０×２５０μｍで、同一色の画素ピ
ッチは３００μｍである。また、隣り合う異なった色の
画素間の距離は１００μｍとした。

【００６２】次に、前記構造式（Ｉ）（Ｒ₁＝Ｈ、Ｒ₂＝
Ｈ）を主成分とするアクリル系樹脂にトリフェニルヘキ
サフルオロアンチモネートを樹脂に対し４重量％添加し
たものをエチルセロソルブ溶媒に溶かした液を、そのＢ
Ｍ上にスピンコート法によって約１μｍの厚さに塗布
し、５０℃にて約３０分乾燥した。

【００６３】乾燥後、フォトマスクを介して波長２９０
ｎｍ以下の紫外線によって露光し、その直後に１２０℃
で９０秒加熱して光硬化させ、図１に示したような着色
材が染み込まず濡れにくい非着色領域ＡおよびＢを形成
した。

【００６４】こうして着色材受容領域と非着色領域が図
１のように形成された基板上に、ややパーティクルの多
いクラス１０００００の環境にて、インクジェット法に
より、着色材が染料系のインクジェット用インクを打ち
込んだ。赤、緑、青の３色のインクを同時に打つため
に、図５に示したように、それぞれの色用のノズルを主
走査方向に直角の方向に１００μｍずつずらして並べて
一体化したインクジェットヘッドを用い、ヘッドを動か
して主走査を行い、基板側を移動して副走査を行った。

【００６５】インク打ち込みによる画素の描画の際は、
異なった色の画素間に形成した非着色領域を避け、画素
の長手方向に主走査するように制御しながら、画素開口
部の着色材受容領域に打ち込みを行った。インクの打ち
込み密度は約４０μｍ、インクを１滴単独に打ち込んだ
ときにできる着色ドットの直径は約８０μｍであった。
描画後、４０μｍ間隔で打ったインクは、非着色領域で
挟まれた画素列着色材受容領域の中で拡がって、画素内
の主走査方向だけでなく、それと直角の方向にもかなり
均一化し、全体がほぼ均一な濃度になった。画素のピッ
チは上記のように３００μｍであるが、インクの打ち込
み間隔は４０μｍであったことから、主走査方向の画素
間領域にもインクが打ち込まれたが、インクは主走査方
向にほぼ均一に拡がった。さらに、パーティクルが多い
環境であるにも拘らず、混色はほとんど生じなかった。

【００６６】次にその基板を５０℃で３０分乾燥し、さ
らに２００℃で１時間熱硬化させた。熱硬化後、その表
面を純水で洗浄し、乾燥した。この時、着色材受容層中
に染み込んだインク染料は溶け出さず、十分な濃度が保
持できた。乾燥後、その表面にアクリル系の保護層を約
１μｍ塗布し、乾燥・硬化させて、カラーフィルターと
して完成させた。

【００６７】このカラーフィルターは、各色間の混色が
なく濃度も均一で、液晶ディスプレイに使用するのに良
好なカラーフィルターであった。このカラーフィルター
を用い、その上に従来の方法に従って液晶セルを積層
し、透過型のディスプレイを作製したところ、従来のイ
ンクジェット法によって得られたカラーフィルターを用
いた場合に比べて画素欠陥が少なく、画面全体の明るさ
のむらがなく、非常に良好な画像が得られた。

【００６８】（実施例２）実施例１と同様の方法で、図
３のようなパターンの非着色領域を持つフォトマスクを
用い、非着色領域を形成して、実施例１と同様の描画を
行った。非着色領域の直径は２０μである。その結果、
実施例１同様に、混色が少なく良好なカラーフィルター
が得られた。

【００６９】（実施例３）実施例１と同様の方法で、図
４のようなパターンの非着色領域を持つフォトマスクを
用い、非着色領域を形成して、実施例１と同様の描画を
行った。その結果、混色が少なく良好なカラーフィルタ
ーが得られた。

【００７０】（比較例１）非着色領域形成時に、図１の
パターンの非着色領域Ｂが形成されていないフォトマス
クを使用し、一つ一つの画素部を主走査方向に完全につ
ないだ以外は実施例１と同様にして、クラス１００００
０の環境で４０μｍ間隔でインクを打ち込んだ。その結
果、インクが溢れ出して、隣接する異なる色の画素部で
混色が起きた。

【００７１】そのようにして得られたカラーフィルター
では多くの画素欠陥が生じ、カラーフィルターとしては
使用できないものであった。ただし、非着色領域Ｂが形
成されていないフォトマスクを使用した場合でも、クラ
ス１０００のクリーンブース内でインク打ちすると混色
は少なかった。

【００７２】（実施例４）画素は非着色領域Ｂを含めて
図１と大体同様であるが、画素の大きさを５０×１８０
μｍとし、各色のピッチを２１０μｍとした以外は、実
施例１と同様にしてカラーフィルターを作製した。

【００７３】なお、インク付与に使用したインクジェッ
トヘッドは、エネルギー発生素子として電気熱変換体を
用いる前記のバブルジェットタイプとし、ノズルは各色
５０ノズルが直線上に並んだマルチノズルヘッドを用い
た。バブルジェット方式では、ヘッドの加工をフォトリ
ソ法による超微細加工により作製可能であることから、
高集積のマルチノズルヘッドが実現できる。ノズル間隔
は１色２３０μｍで、１色につき５０ノズルのヘッドを
１つ使う。描画方法は、実施例１と同様である。ヘッド
のノズルピッチと画素ピッチが一致しないので、ヘッド
のノズルが並んだ方向を、主走査方向と直角方向に対し
て２４．０７゜傾けた。

【００７４】このようなバブルジェット方式のマルチノ
ズルヘッドを用いてクラス１０００００の環境で描画を
行っても、実施例１と同様、混色のない良好なカラーフ
ィルターが得られた。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
混色などの画素欠陥がない良好なカラーフィルターを、
低コストなインクジェット法を用いて作製することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルター製造方法における、
基板上の着色材受容領域と非着色領域と着色材流動抑制
領域の配置の１例を示す模式的平面図である。

【図２】本発明のカラーフィルターの製造方法の手順の
１例を示す工程図である。

【図３】本発明のカラーフィルター製造方法における、
基板上の着色材受容領域と非着色領域と着色材流動抑制
領域の配置の別の例を示す模式的平面図である。

【図４】本発明のカラーフィルター製造方法における、
基板上の着色材受容領域と非着色領域と着色材流動抑制
領域の配置のさらに別の例を示す模式的平面図である。

【図５】本発明のカラーフィルター製造方法で３色同時
描画を各色１ノズルで行う場合のノズル配置を示す模式
模式図である。

【符号の説明】

１ 基板（ガラス基板） ２ 遮光部（ブラックマトリクス：ＢＭ） ３ 樹脂層（着色材受容層） ４ フォトマスク ５ インクジェットヘッド ６ 保護層 ７ 光透過部 ８ 非着色領域 ９ 着色材受容領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 5/20 101 G02F 1/1335 505

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に透明な着色材受容層を少な
   くとも設け；異なった色の画素間となるべき領域を撥着
   色材性を持った非着色領域とする工程と同一色の画素間
   領域の少なくとも一部に着色材流動抑制領域を設ける工
   程を行い；同一色となるべき画素同士が隣り合う箇所で
   は、該同一色となるべき複数の画素部分を画素間領域も
   含めて切れ目なく着色材付与することで着色するカラー
   フィルターの製造方法。
2. 【請求項２】 前記着色材の付与をインクジェット法に
   よって行う請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記着色材流動抑制領域の形成は、前記
   非着色領域の形成と同じ処理によって行う請求項１また
   は２記載の方法。
4. 【請求項４】 前記着色材流動抑制領域と前記非着色領
   域を同時に形成する請求項３記載の方法。
5. 【請求項５】 画素部分を除く領域に遮光部を設ける請
   求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
6. 【請求項６】 前記着色材流動抑制領域と前記非着色領
   域を前記遮光部の領域内に設ける請求項５記載の方法。
7. 【請求項７】 透明基板上に所定パターンで所定の色の
   画素が着色された樹脂層を有するカラーフィルターにお
   いて、 同一色の画素が隣合う箇所では、少なくとも一部の同一
   色画素間領域に着色材流動抑制領域が形成されていて、
   同一色画素同士が画素間領域も含めて切れ目なく着色さ
   れており、 色の異なる画素間は、撥着色材性を持った非着色領域に
   よって隔てられていることを特徴とするカラーフィルタ
   ー。
8. 【請求項８】 前記着色が、前記透明基板上に形成され
   た着色材受容層へのインクジェット法によるインク付与
   によって行われたものである請求項７記載のカラーフィ
   ルター。
9. 【請求項９】 前記着色材流動抑制領域は、前記非着色
   領域と同じ処理によって形成されたものである請求項７
   または８記載のカラーフィルター。
10. 【請求項１０】 前記着色材流動抑制領域と前記非着色
    領域が同時に形成されたものである請求項９記載のカラ
    ーフィルター。
11. 【請求項１１】 画素部分を除く領域に遮光部が設けら
    れている請求項７ないし１０のいずれかに記載のカラー
    フィルター。
12. 【請求項１２】 前記着色材流動抑制領域と前記非着色
    領域が前記遮光部の領域内に設けられている請求項１１
    記載のカラーフィルター。