JP3190219B2 - 液晶用カラーフィルターの製造方法及び液晶用カラーフィルター及び該カラーフィルターを具備する液晶パネル - Google Patents
液晶用カラーフィルターの製造方法及び液晶用カラーフィルター及び該カラーフィルターを具備する液晶パネルInfo
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ルコンピュータ、等に使用されるカラー液晶ディスプレ
イのカラーフィルターの製造法に関し、特にインクジェ
ット記録技術を利用した液晶用カラーフィルターの製造
方法及びインクジェット記録技術を利用して製造された
液晶用カラーフィルター及び該カラーフィルターを具備
する液晶パネルに関するものである。
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、特に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
いカラーフィルターのコストダウンに対する要求が高ま
っている。
足しつつ、上記の要求に応えるべく種々の方法が試みら
れているが、いまだすべ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。
最も多く用いられている第1の方法が染色法である。染
色法は、まずガラス基板上に染色用の材料である水溶性
の高分子材料を形成し、これをフォトリソグラフィー工
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。これを3回繰り返すことによりR,G,Bのカラー
フィルタ層を形成する。
法に取って変わりつつある。この方法はまず基板上に顔
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る。さらに、この
工程を3回繰り返すことによりR,G,Bのカラーフィ
ルター層を形成する。
法はまず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3回繰り返してR,G,Bのカラー
フィルター層を形成し、最後に焼成するものである。
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
層を形成するものである。また、いずれの方法において
も着色層上に保護層を形成するのが一般的である。
G,Bの3色を着色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
多いほど歩留まりが低下するという問題を有している。
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用には適用困難であ
る。
ピッチのパターン形成には不向きである。
く、インクジェット記録装置を用いたカラーフィルター
の製造方法として、特開昭59−75205、特開昭6
3−235901、特開平1−217320等の提案が
あるが、いまだ不十分である。
耐溶剤性、解像性等の必要特性を満足し、かつインクジ
ェット適性をも満足し、さらに工程の短縮された安価な
カラーフィルターの製造方法及び該方法により製造され
た信頼性の高いカラーフィルターを提供するものであ
る。特にインクジェット記録装置を用いてインクの吐出
により着色剤の配列を行う際の混色を防止する信頼性の
高い液晶用カラーフィルターの製造方法を提供するもの
である。
で達成できる。すなわち本発明は、感光性のブラックマ
トリックス形成用レジストを用いて、露光および現像処
理により、ブラックマトリックスを形成すると共に、前
記ブラックマトリックス形成用レジストに対してインク
撥水性を付与して、前記レジストを画素間でのインクの
混色を防止する隔壁として利用し、前記着色剤を配列後
に前記ブラックマトリックス形成用レジストを除去する
ことを特徴とする液晶用カラーフィルターの製造方法で
ある。また、該方法により製造された安価な液晶用カラ
ーフィルター及び該方法により製造されたカラーフィル
ターを具備する液晶パネルである。
る。
ターの製造方法を示したものであり、本発明にかかる液
晶用カラーフィルターの構成の一例が示されている。
ラス基板が用いられるが、液晶用カラーフィルターとし
ての透明性、機械的強度等の必要特性を有するものであ
ればガラス基板に限定されるものではない。図1(a)
はガラス基板上にブラックマトリックス形成用の金属膜
1が形成された図を示したものである。
形成用レジストを塗布してプリベークする(図1
(b))。このときのレジストに感光性シリコン化合物
等を添加してインク撥水性を高めておく。
(図1(c))現像処理、金属類のエッチングを行って
ブラックマトリックス5上にレジストパターン6が残っ
たものを形成する(図1(d))。本発明に用いられる
レジストとしては、光照射部分が可溶化するポジ型のも
のが用いられるため感光性シリコン化合物としてもポジ
型を使用する。
には、レジスト自身の撥水性を高めるためでなく、レジ
スト層3自身の厚みを増加させて混色防止壁として使用
することが有効である。そのためレジスト層3の厚みと
しては1μm以上あった方が好ましい。レジスト形成法
としては、スピンコート、ロールコート、バーコート、
ディップコート等の塗布方法があるが特に限定されるも
のではない。
R,G,Bの各色を着色し、(図1(e))必要に応じ
てインク乾燥を行う。着色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る。またインク
の定着性の向上を目的として、着色部分にあらかじめイ
ンク吸収性の樹脂層を設けておいてもよい。インク吸収
性の樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリビニル
ピロリドン、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロ
ース誘導体、水溶性アクリル樹脂等が好適に用いられ着
色部位にマトリクス状にあるいは基板上に全面に形成す
ることができる。
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
ーンは任意に設定できる。また保護層形成後の表面にお
ける凹凸の低減、あるいは保護層の密着性向上もかね
て、インクの着色後に、レジスト層3を除去する(図1
(f))。
1(g))する。保護層8としては光硬化タイプ、熱硬
化タイプ、あるいは光熱併用タイプの樹脂材料、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、カラーフィルターとした場合の透明性を有し、そ
の後のITO形成プロセス、配向膜形成プロセス等に耐
え得るものであれば使用可能である。
組み込んだ、TFTカラー液晶パネルの断面を示す、な
おその形態は本例に限定されるものではない。カラー液
晶パネルは、一般的にカラーフィルター基板と対向基板
を合わせ込み液晶化合物を封入することにより形成され
る。本発明の液晶パネルは液晶用カラーフィルターを配
した基板と、該基板に対向する対向基板との間に液晶化
合物を封入して構成されている。液晶パネルの一方の基
板の内側に、TFT(不図示)と透明な画素電極がマト
リックス状に形成される。また、もう一方の基板の内側
には、画素電極に対向する位置にR,G,Bの色材が配
列するように、カラーフィルターが設置され、その上に
透明な対向電極が一面に形成される。さらに、両基板の
面内には配向膜が形成されており、これをラビング処理
することにより液晶分子を一定方向に配列させることが
できる。またそれぞれのガラス基板の外側には偏光板が
接着されており、液晶化合物は、これらのガラス基板の
間隙(2〜5μm程度)に充填される。またバックライ
トとしては蛍光灯(不図示)と散乱板(不図示)の組み
合わせが一般的に用いられており、液晶化合物をバック
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。
Cr,MoTa等の金属膜を膜厚100nmで全面に蒸
着、スパッタ等の方法により形成する。
ト(ヘキスト社製AZ−4903)に感光性シリコン化
合物(例えばジメチルポリシラン)を10%添加したも
のを膜厚1.5μmとなるようにスピンコートし、90
℃で30minのプリベークを行った。この後、フォト
マスクを介して400mJ/cm2 の露光量でパターン
露光し現像処理を行った。そしてマトリックスパターン
を形成するため金属膜をウェット法により酸でエッチン
グを行った。
顔料インクによりR,G,Bのマトリックスパターンを
着色した後90℃で5min間のインク乾燥を行った。
そしてレジスト剥離液に浸漬してレジスト除去後、保護
層として2液型の熱硬化性樹脂SS−7625(JSR
製)を膜厚1μmとなるようにスピンコートし、230
℃で1時間の熱処理を行って硬化させた。このようにし
て作成された液晶用カラーフィルターを光学顕微鏡によ
り観察したところ、混色は観察されなかった。
Cr,MoTa等の金属膜を膜厚100nmで全面に、
蒸着、スパッタ等の方法により形成する。
ト(ヘキスト社製AZ−4903)に感光性シリコン化
合物(例えばジメチルポリシラン)を10%添加したも
のを膜厚1.5μmとなるようにスピンコートし、90
℃で30minのプリベークを行った。この後、フォト
マスクを介して400mJ/cm2 の露光量でパターン
露光し現像処理を行った。そしてマトリックスパターン
を形成するため金属膜をウェット法により酸でエッチン
グを行った。さらにヒドロキシプロピルセルロース及び
メチロールメラミンからなるインク吸収性樹脂組成物を
膜厚1μmとなるようにスピンコートし、90℃で10
min間の加熱を行ってインク吸収性樹脂層を形成し
た。
顔料インクによりR,G,Bのマトリックスパターンを
着色した後、90℃で5min間のインク乾燥を行い、
そしてレジスト剥離液に浸漬してレジスト除去し、さら
に150℃で30min間の熱処理を行ってインク吸収
性樹脂層を硬化させた。
脂SS−7625(JSR製)を膜厚1μmとなるよう
にスピンコートし、230℃で1時間の熱処理を行って
硬化させた。
ィルターを光学顕微鏡により観察したところ、混色は観
察されなかった。
ンクジェット記録装置を用いて顔料インクにより、R,
G,Bのマトリックスパターンを着色した後、90℃で
5min間のインク乾燥を行った。さらに保護層として
2液型の熱硬化性樹脂SS−7625(JSR製)を膜
厚1μmとなるようにスピンコートし、230℃で1時
間の熱処理を行って硬化させた。
ィルターを光学顕微鏡により観察したところ混色が観察
された。
ーフィルターにあらかじめ形成されるブラックマトリッ
クス形成用レジストに対してインク撥水性を付与して前
記レジストを画素間でのインクの混色を防止する隔壁と
して利用することによりインクの混色のない信頼性の高
い液晶用カラーフィルターを低コストで製造することが
できる。
の厚みを1μm以上にすることによりインクの混色を防
止する隔壁として機能を一層向上せしめることができ、
さらに着色剤の配列後にブラックマトリックス形成用レ
ジストを除去することにより保護層形成後の表面におけ
る凹凸の低減及び保護層の密着性を向上することがで
き、着色部位にあらかじめインク吸収性樹脂層を設ける
ことによりインクの定着性を向上することができる。
(e),(f),(g)は本発明による液晶用カラーフ
ィルターの製造方法を示す工程図。
Claims (6)
- 【請求項1】 インクジェット記録装置からインクを吐
出させて基板上の光透過性部位に着色剤を配列させて液
晶用カラーフイルターを構成する液晶用カラーフィルタ
ーの製造方法であって、感光性のブラックマトリックス形成用レジストを用い
て、露光および現像処理により、ブラックマトリックス
を形成すると共に、前記 ブラックマトリックス形成用レ
ジストに対してインク撥水性を付与して、前記レジスト
を画素間でのインクの混色を防止する隔壁として利用
し、前記着色剤を配列後に前記ブラックマトリックス形
成用レジストを除去することを特徴とする液晶用カラー
フィルターの製造方法。 - 【請求項2】 ブラックマトリックス形成用レジストの
厚みが1μm以上ある請求項1に記載の液晶用カラーフ
ィルターの製造方法。 - 【請求項3】 着色剤の配列後にブラックマトリックス
形成用レジストを除去する請求項1に記載の液晶用カラ
ーフィルターの製造方法。 - 【請求項4】 着色部位に、あらかじめインク吸収性樹
脂層を形成しておく請求項1に記載の液晶用カラーフィ
ルターの製造方法。 - 【請求項5】 請求項1に記載の方法により製造された
液晶用カラーフィルター。 - 【請求項6】請求項5に記載の液晶用カラーフィルター
を配した基板と、該基板に対向する対向基板との間に液
晶化合物を封入して構成した液晶パネル。
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Publication Number | Publication Date |
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JPH08166507A JPH08166507A (ja) | 1996-06-25 |
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- 1994-12-15 JP JP31170294A patent/JP3190219B2/ja not_active Expired - Fee Related
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