JP3915444B2 - カラーフィルタの製造方法及び液晶表示装置の製造方法 - Google Patents
カラーフィルタの製造方法及び液晶表示装置の製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルタの製造方法及び液晶表示装置の製造方法に関する。さらに詳しくは、複数の画素の色にそれぞれ対応したインクの、乾燥後のそれぞれの色バランス（液晶表示装置に用いられた場合における表示の色バランス）に優れるとともに、色調ムラの発生の少ないカラーフィルタを得ることができる、特に、ノート型パソコン、デスクトップ型パソコン、車載用ナビゲーションシステム、電子スチルカメラ、ゲーム機器、プロジェクタ、携帯電話等の電子機器に好適に用いられるカラーフィルタの製造方法及び液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピューター、特に、携帯用パーソナルコンピューターの進歩に伴い、電子機器、例えば、ノート型パソコン、デスクトップ型パソコン、車載用ナビゲーションシステム、電子スチルカメラ、ゲーム機器、プロジェクタ、携帯電話等に用いられるカラー液晶表示装置（ディスプレイ）の需要が急増している。これに対応し、適正価格で高精細かつ美麗な表示装置（ディスプレイ）を供給する手段の早急な確立が求められている。
【０００３】
また、地球規模の環境保護の要請が高まり、環境負荷を低減することが可能なプロセスの実現が焦眉の急となっている。
【０００４】
このような状況に対応するため、カラーフィルタの製造における画素の形成（着色）方法として、インクジェットの印刷技法（インクジェットプリンティング方式）が用いられるようになっている。
【０００５】
この技法は、圧電体薄膜素子を用いたインクジェットヘッドの加圧室にインク（例えば、熱硬化性樹脂からなるＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三色の画素形成用インク）をそれぞれ貯蔵し、圧電体素子の振動による加圧室の体積変化を利用して画素形成用インクを吐出させることによってカラーフィルタ用の基板上に画素を形成するものである。従来から用いられてきたフォトリソグラフィ技法による画素の形成技法は、遮光層（例えば、クロム等の金属薄膜を所定形状にパターン化したブラックマトリックス）及び各色に対応した複数の画素の形成のため、これらのパターン形状ごとに異なるパターンのマスクを用い、露光、現像、洗浄等の煩雑な工程を経る必要があるのに対し、この技法は、このような煩雑な工程を経る必要がないため、生産効率を向上させることが可能であり、また、インク量の高度な制御が可能なことから、高精細なカラーフィルタを効率的に製造することが可能である。また、フォトリソグラフィ技法に比べ材料を浪費することがないので環境に対する負荷を低減することもできる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カラーフィルタは高精細化の一途を辿り、数１０μｍ角という微細なＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三色のそれぞれの、各種表示装置に用いた場合における色バランスの向上及び色調の均一化に対する要求が飛躍的に高まり、インクジェット印刷技法を用いた場合であっても、従来の方法のままでは十分に上述の要求に対応することができなくなってきている。
【０００７】
ここで、色バランスとは、三色それぞれが狙いの色度を得ることにより、色再現性がよいことを意味し、この色バランスを向上させるためには、顔料濃度を調整して一定吐出量で平坦膜が得られる必要がある。
【０００８】
すなわち、基板上に形成した所定パターンを有する遮光層上に、樹脂による所定パターンのバンクを形成し、バンクの所定パターンの間隙に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三色に対応したインクのそれぞれを塗布した後に、それぞれを乾燥させてカラーフィルタを製造する場合、通常、バンクの高さは一定に形成されるため、そこへのインクの配設量には限界があり（一定量を超えるとバンクから溢れてしまう）、色度の低いインクを配設量の増大によって補うことにも限界があり、また、配設量が一定量よりも少ないと、画素内の濡れ広がり不足や、乾燥後の形状の凹形状化（非平坦化）が生じ、表示装置に用いた場合に、色バランスを低下させるとともに色調のバラツキ（色調ムラ）を発生させるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、複数の画素の色にそれぞれ対応したインクの、乾燥後のそれぞれの色バランス（液晶表示装置に用いられた場合における表示の色バランス）に優れるとともに、色調ムラの発生の少ないカラーフィルタを得ることができる、特に、ノート型パソコン、デスクトップ型パソコン、車載用ナビゲーションシステム、電子スチルカメラ、ゲーム機器、プロジェクタ、携帯電話等の電子機器に好適に用いられるカラーフィルタの製造方法及び液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記目的を達成するため鋭意研究した結果、カラーフィルタに用いられる複数の画素の色にそれぞれ対応したインクの固形分中の顔料の濃度を、それぞれ最適な条件で特定する（色特性を最適化する）ことによって、乾燥後のインクの色バランスを向上させることができることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明によって、以下のカラーフィルタの製造方法及び液晶表示装置の製造方法が提供される。
【００１１】
［１］ 基板上に形成した所定パターンを有する遮光層上に、樹脂による所定パターンのバンクを形成し、前記バンクの所定パターンの間隙に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三色に対応したインクをインクジェットプリンティング方式により所定の配設量でそれぞれ配設した後に、前記三色に対応したインクのそれぞれを乾燥させるカラーフィルタの製造方法であって、前記三色に対応したインクとして、顔料、マトリックス樹脂及び溶媒を含むものを用いるとともに、前記Ｒ（赤）に対応したインクとして、固形分濃度が８〜１２％で固形分中の前記顔料の濃度が４５〜５３％のもの、前記Ｇ（緑）に対応したインクとして、固形分濃度が１０〜１４％で固形分中の前記顔料の濃度が３７〜４５％のもの、並びに前記Ｂ（青）に対応したインクとして、固形分濃度が８〜１２％で固形分中の前記顔料の濃度が３２〜４０％のものを、前記バンクの所定パターンの間隙に配設することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【００１２】
このように構成することによって、乾燥後のそれぞれの色バランス（液晶表示装置に用いられた場合における表示の色バランス）に優れたカラーフィルタを得ることができる。
【００１３】
［２］ 前記マトリックス樹脂として、アクリル系樹脂、顔料として、有機顔料を用いる前記［１］に記載のカラーフィルタの製造方法。
【００１４】
［３］ 前記Ｒ（赤）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを１４〜６８ピコリットルの配設量で、前記Ｇ（緑）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを６７〜７１ピコリットルの配設量で、及び前記Ｂ（青）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを６６〜７０ピコリットルの配設量で、前記バンクの所定パターンの間隙に配設する前記［１］又は［２］に記載のカラーフィルタの製造方法。
【００１５】
［４］ 乾燥させた後の前記三色に対応したインクの、ＣＩＥ色度図におけるｘ座標及びｙ座標上のそれぞれの値が、前記Ｒ（赤）に対応したインクが、ｘ＝０．５８〜０．６２及びｙ＝０．３１５〜０．３５５、前記Ｇ（緑）に対応したインクが、ｘ＝０．２８５〜０．３２５及びｙ＝０．５５〜０．５９、並びに前記Ｂ（青）に対応したインクが、ｘ＝０．１１５〜０．１５５及びｙ＝０．１５〜０．１９である前記［１］〜［３］のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【００１６】
［５］ 基板上に形成した所定パターンを有する遮光層上に、樹脂による所定パターンのバンクを形成し、前記バンクの所定パターンの間隙に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三色に対応したインクをインクジェットプリンティング方式により所定の配設量でそれぞれ配設した後に、前記三色に対応したインクのそれぞれを乾燥させるカラーフィルタを製造する際、前記三色に対応したインクとして、顔料、マトリックス樹脂及び溶媒を含むものを用いるとともに、前記Ｒ（赤）に対応したインクとして、固形分濃度が８〜１２％で固形分中の前記顔料の濃度が４５〜５３％のもの、前記Ｇ（緑）に対応したインクとして、固形分濃度が１０〜１４％で固形分中の前記顔料の濃度が３７〜４５％のもの、並びに前記Ｂ（青）に対応したインクとして、固形分濃度が８〜１２％で固形分中の前記顔料の濃度が３２〜４０％のものを、前記バンクの所定パターンの間隙に配設してカラーフィルタを作製し、前記カラーフィルタのインクが乾燥、硬化した後、その上面に平坦化層を配設し、この平坦化層上に一の電極（共通電極）を配設してカラーフィルタ用基板を形成し、前記カラーフィルタ用基板と、前記カラーフィルタに用いられた基板（共通電極）に対向して一対の対向基板を形成する、他の電極（画素電極）を配設した他の基板（画素電極基板）とが形成する間隙に液晶を封入することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００１７】
［６］ 前記マトリックス樹脂として、アクリル系樹脂、顔料として、有機顔料を用いる前記［５］に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００１８】
［７］ 前記Ｒ（赤）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを１４〜６８ピコリットルの配設量で、前記Ｇ（緑）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを６７〜７１ピコリットルの配設量で、及び前記Ｂ（青）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを６６〜７０ピコリットルの配設量で、前記バンクの所定パターンの間隙に配設する前記［５］又は［６］に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００１９】
［８］ 乾燥させた後の前記三色に対応したインクの、ＣＩＥ色度図におけるｘ座標及びｙ座標上のそれぞれの値が、前記Ｒ（赤）に対応したインクが、ｘ＝０．５８〜０．６２及びｙ＝０．３１５〜０．３５５、前記Ｇ（緑）に対応したインクが、ｘ＝０．２８５〜０．３２５及びｙ＝０．５５〜０．５９、並びに前記Ｂ（青）に対応したインクが、ｘ＝０．１１５〜０．１５５及びｙ＝０．１５〜０．１９である前記［５］〜［７］のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
【００２１】
本発明のカラーフィルタの製造方法は、図１にその流れ工程を示すように、基板１上に形成した所定パターンを有する遮光層２ａ上に（図１（ｄ）参照）、樹脂による所定パターンのバンク５ａを形成し（図１（ｇ）参照）、バンク５ａの所定パターンの間隙に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三色に対応したインク６を所定の配設量でそれぞれ配設した後に（図１（ｈ）参照）、三色に対応したインクのそれぞれを乾燥させる（図１（ｉ）参照）カラーフィルタの製造方法であって、三色に対応したインク６として、顔料、マトリックス樹脂及び溶媒を含むものを用いるとともに、Ｒ（赤）に対応したインクとして、固形分濃度が８〜１２％で固形分中の顔料の濃度が４５〜５３％のもの、Ｇ（緑）に対応したインクとして、固形分濃度が１０〜１４％で固形分中の顔料の濃度が３７〜４５％のもの、並びにＢ（青）に対応したインクとして、固形分濃度が８〜１２％で固形分中の顔料の濃度が３２〜４０％のものを、バンク５ａの所定パターンの間隙に配設することを特徴とする。
【００２２】
このように固形分中の顔料の濃度を最適化することによって、本発明のカラーフィルタの製造方法においては、乾燥条件やインクの配設量を従来の方法におけるものから特に変更することなく、乾燥後の平坦性を向上させ、三色のインクの色バランスを向上させることができる。
【００２３】
本発明のカラーフィルタの製造方法に用いられるインクは、顔料、マトリックス樹脂及び溶媒を含むものであることが密着性確保のため好ましい。
【００２４】
マトリックス樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂等を挙げることができるが、色透過性に優れることからアクリル系樹脂が好ましい。
【００２５】
顔料としては、無機系及び有機系のいずれであってもよいが、色調整の都合上、有機顔料が好ましい。
【００２６】
また、溶媒として、高沸点溶媒（沸点が２００〜３００℃の溶剤）及び所定の色にそれぞれ対応して、分散溶剤を用いることが好ましい。
【００２７】
高沸点溶媒（沸点が２００〜３００℃の溶剤）として、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルカルビトールアセテートを用いることによって、乾燥途上のインクの形状の平坦性を改善し、色調のバラツキを防止することができる。
【００２８】
また、所定の色に対応したインクにそれぞれ含まれる分散溶剤としては、例えば、Ｇ（緑）色のインクにメトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等を、Ｒ（赤）色のインクにエチルエトキシプロピオネート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等を、かつＢ（青）の色のインクにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチル−３−エトキシプロピオネート等を挙げることができる。
【００２９】
また、Ｒ（赤）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを１４〜６８ピコリットルの配設量で、Ｇ（緑）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを６７〜７１ピコリットルの配設量で、及びＢ（青）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを６６〜７０ピコリットルの配設量で、バンクの所定パターンの間隙に配設することが、画素平坦性を確保する上で好ましい。
【００３０】
このように構成することによって、５０μｍ角程度の微小サイズの画素を色調のバラツキを生じさせることなしに形成することができる。
【００３１】
その結果、乾燥させた後の三色に対応したインクの、ＣＩＥ色度図におけるｘ座標及びｙ座標上のそれぞれの値は、Ｒ（赤）に対応したインクが、ｘ＝０．５８〜０．６２及びｙ＝０．３１５〜０．３５５、Ｇ（緑）に対応したインクが、ｘ＝０．２８５〜０．３２５及びｙ＝０．５５〜０．５９、並びにＢ（青）に対応したインクが、ｘ＝０．１１５〜０．１５５及びｙ＝０．１５〜０．１９の範囲内のものとなり、色バランスに優れたカラーフィルタを得ることができる。
【００３２】
ここで、ＣＩＥ色度図は、各色のｘ、ｙ座標をプロットして結んだ図であり、三角形の面積と位置で色の再現範囲を示す。
【００３３】
図２に示すように、本発明のカラーフィルタの製造方法によって得られたカラーフィルタは、従来のものと比べ、狙いの色三角形よりも大きな面積の色三角形が得られ、色バランスに優れていることがわかる。
【００３４】
以下、本発明のカラーフィルタの製造方法を、図１を用いてさらに具体的に説明する。
【００３５】
まず、図１（ａ）に示すように、透明ガラス基板、アクリル等のプラスチック基板（フィルム）等の光透過性基板及びこれらの表面処理品、又は反射膜が基板上に形成された反射性の基板等の基板１上に、遮光層２ａ（図１（ｄ）参照）を形成する材料として、クロム、ニッケル、アルミニウム等の電子デバイス加工プロセスで汎用されている金属（薄膜形成が簡便であること及びフォトレジストエッチングを含む全工程の効率を高めることができるものが好ましい）を用いるとともに、例えば、ドライめっき法を用いて金属薄膜２を形成する。この場合、金属薄膜２の厚さは、０．１〜０．５μｍであることが好ましい。０．１μｍ未満であると、十分な遮光性が得られないことがあり、０．５μｍを超えると、得られた金属薄膜２の密着性、脆性等が低下することがある。
【００３６】
次に、図１（ｂ）〜（ｄ）に示すように、遮光層２ａを形成するが、本実施の形態においては、フォトレジストエッチング法を用いる場合を説明する。すなわち、マスク３及び第１の感光性樹脂４を用いて露光、現像等し、金属薄膜２のうち、基板１上の画素形成領域となるパターン区画間隙部分に対応する部分を除去し、所定のマトリックスパターン形状の遮光層２ａを得る。この場合、第１の感光性樹脂４の厚さは、０．８〜１．２μｍが好ましい。
【００３７】
次に、図１（ｅ）〜（ｇ）に示すように、バンク５ａを形成するが、本実施の形態においては、フォトレジストエッチング法を用いる場合を説明する。すなわち、遮光層２ａの上に、第２の感光性樹脂５を用いたフォトレジストエッチング法によって、所定パターンのバンク５ａを形成する。この場合、第２の感光性樹脂５の厚さは、１．５〜５μｍが好ましい。第２の感光性樹脂５の役割は、インクを配設すべきマトリックスパターン間隙をバンクとして仕切り、隣接するインク相互の混色を防止することにある。
【００３８】
なお、第１の感光性樹脂４のマトリックスパターンと第２の感光性樹脂５のマトリックスパターンとは重ね合わせる必要がある。重ね合わせ精度は、平均的に、第１の感光性樹脂４のパターン幅（第２の感光性樹脂５のパターン幅より広く設定する）から第２の感光性樹脂５のパターン幅を差し引いた値が５μｍ程度となるものであることが好ましい。この第２の感光性樹脂５からなるバンク５ａの高さは、乾燥後に画素として形成されるインクの膜厚との関係で決定される。第２の感光性樹脂５としては、水に対する接触角が大きく、撥水性に優れたものであるものが好ましい。
【００３９】
また、バンク５ａとしては、特に黒色のものを用いる必要はない。例えば、ウレタン系又はアクリル系光硬化型の感光性樹脂組成物を好適例として挙げることができる。
【００４０】
次に、図１（ｈ）に示すように、所定の色に対応したインクをそれぞれ配設するが、本実施の形態では、インクを配設する方法として、インクジェットプリンティング方式（プリンティングヘッドを用いたインクジェット技法）で行う場合を説明する。前述のように、インクジェットプリンティング方式は、５０μｍ角のような微細な面積に精度よくインクを配設したい場合、吐出するインク滴を微細化し、吐出インク滴数を制御することができることから好ましい方法である。
【００４１】
また、インクジェットプリンティング方式を用いることによって、フォトリソグラフィ法を用いる場合のような複雑な工程を経る必要もなく、材料を浪費することもないので環境に対する負荷を低減することができる。
【００４２】
具体的には、微細化したインク６の液滴（インク滴）を精度よく目標とする位置、すなわち、マトリックスパターン間隙に配設するため、インク滴のサイズをターゲットであるバンク５ａの所定のパターン（例えば、マトリックスパターン）間隙のサイズに合わせて制御することが好ましい。インク６（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三色のインク）の各配設量（吐出量）は、５０μｍ角程度の微小サイズの画素を、色調のバラツキを発生させることなしに形成させるためには、上述の範囲に特定することが好ましい。また、インクジェットプリンティングヘッドからインク滴を飛翔させ、ターゲットに正確に到達させて付着させるためには、インク滴が飛翔途中に分裂するがことなく、しかも真っ直ぐに飛翔するような条件を適宜選択して制御することが好ましい。
【００４３】
次に、図１（ｉ）に示すように、インク６のそれぞれを色調のバラツキを生じさせない最適な条件で乾燥、硬化させる。
【００４４】
この場合、乾燥温度に関しては、例えば、Ｇ（緑）色のインクを最も高温で、Ｒ（赤）色のインクを中間の温度で、及びＢ（青）の色のインクを最も低温で、それぞれ乾燥させることが平坦化の上で好ましい。
【００４５】
具体的には、Ｇ（緑）色のインクを４０〜６０℃で、Ｒ（赤）色のインクを３０〜５０℃で、かつＢ（青）の色のインクを２０〜４０℃で乾燥させることが平坦化の上で好ましい。
【００４６】
さらに、乾燥順序に関しては、初めに、粘度の最も大きなインク、次いで、中間の粘度を有するインク、最後に、粘度の最も小さなインクの順番で乾燥させることが平坦化の上で好ましい。
【００４７】
具体的には、初めに、Ｇ（緑）色のインク、次いで、Ｒ（赤）色のインク、最後に、Ｂ（青）色のインクの順番で乾燥させることが、平坦化の上で好ましい。
【００４８】
このように構成することによって、カラーフィルタに用いられる所定の複数の画素の色にそれぞれ対応したインクの、乾燥後のそれぞれの形状の平坦性を確保することができ、表示装置に用いられた場合に、色調のバラツキを抑制することができる。
【００４９】
最後に、図１（ｊ）〜（ｋ）に示すように、表示装置におけるカラーフィルタ用基板とするため、表面を平坦化させるための平坦化層（オーバーコート層）７を形成し、さらに、必要に応じて、その表面に共通電極１０を形成してもよい。
【００５０】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、まず、上述のカラーフィルタの製造方法を用いてカラーフィルタを製造する。すなわち、基板上に形成した所定パターンを有する遮光層上に、樹脂による所定パターンのバンクを形成し、バンクの所定パターンの間隙に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三色に対応したインクを所定の配設量でそれぞれ配設した後に、三色に対応したインクのそれぞれを乾燥させてカラーフィルタを製造する際、三色に対応したインクとして、顔料、マトリックス樹脂及び溶媒を含むものを用いるとともに、Ｒ（赤）に対応したインクとして、固形分濃度が８〜１２％で固形分中の顔料の濃度が４５〜５３％のもの、Ｇ（緑）に対応したインクとして、固形分濃度が１０〜１４％で固形分中の前記顔料の濃度が３７〜４５％のもの、並びにＢ（青）に対応したインクとして、固形分濃度が８〜１２％で固形分中の顔料の濃度が３２〜４０％のものを、バンクの所定パターンの間隙に配設してカラーフィルタを作製する。
【００５１】
次いで、カラーフィルタのインクが乾燥、硬化した後、その上面に平坦化層を配設し、この平坦化層上に一の電極（共通電極）を配設してカラーフィルタ用基板を形成し、カラーフィルタ用基板と、カラーフィルタに用いられた基板（共通電極）に対向して一対の対向基板を形成する、他の電極（画素電極）が配設された他の基板（画素電極基板）とが形成する間隙に液晶を封入することを特徴とする。
【００５２】
図３に、本発明の液晶表示装置の製造方法を用いて得られる液晶表示装置を示す。
【００５３】
図３に示すように、画素電極１３に対向する位置にＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三色の画素が配列するようにカラーフィルタ９を配置する。
【００５４】
また、基板１及びガラス基板１４の面内には配向膜１１を形成し、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、それぞれの基板１、１４の外側には偏光板１５を接着、配置し、液晶組成物１２はこの基板１、１４の間隙に充填する。また、通常、バックライト光（図示せず）として、蛍光灯と散乱板との組み合わせが用いる。この場合、液晶組成物１２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てもよい。
【００５５】
【実施例】
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によっていかなる制限を受けるものではない。
【００５６】
実施例１
厚さ０．７ｍｍ、縦３７ｃｍ、横３０ｃｍの無アルカリガラス透明基板の表面を、熱濃厚硫酸に過酸化水素水を１％添加した洗浄液で洗浄し、純水でリンスの後、エア乾燥を行って清浄表面を有する透明基板を得た。この表面に、スパッタリング法によって、クロム皮膜を皮膜厚さ平均０．２μｍで形成した。この表面に、フォトレジスト（東京応化（株）製、商品名：ＯＦＰＲ−８００）をスピンコートした。基板を、ホットプレート上で、８０℃で、５分間乾燥し、フォトレジスト皮膜を形成した。この基板表面に、所定のマトリックスパターン形状を描画したマスクフィルムを密着し、ＵＶ露光を行った。次に、これを、水酸化カリュウム８％のアルカリ現像液に浸漬して露光部の画素部分のフォトレジストを除去した。続いて、露出した画素部クロム皮膜を塩酸を主成分とするエッチング液でエッチング除去した。このようにして、所定のマトリックスパターンの第１の感光性樹脂層及び遮光層（ブラックマトリックス（略称：ＢＭ））を得た。
【００５７】
この基板上に、第２の感光性樹脂層として、ネガタイプ透明アクリル系感光性樹脂組成物をスピンコート法で塗布した。１００℃で２０分間プレベークした後、クロムマトリックスパターンのパターニングに使用したマスクの補正版を用いてＵＶ露光を行った。未露光部分である画素部分の樹脂を、アルカリ性の現像液で現像し、純水でリンスの後スピン乾燥した。最終乾燥としてのアフターベークを２００℃で３０分間行い、樹脂部を十分硬化させてバンクを得た。このバンクの厚さは、平均２．５μｍであった。
【００５８】
この基板上パターン間隙画素部分に、インクジェットプリンティングヘッドから色材であるインクを高精度で制御しつつ吐出、塗布した。
【００５９】
インクとしては、ポリウレタン樹脂オリゴマーに無機顔料を分散させた後、低沸点溶剤としてシクロヘキサノン、酢酸ブチルを、また高沸点溶剤としてブチルカルビトールアセテートを加え、さらに非イオン系界面活性剤０．０１％を分散剤として添加したものを用い、かつ、各色のインクとして、表１に示す構成のものを用いた。
【００６０】
【表１】
【００６１】
インクジェットプリンティングヘッドには、ピエゾ圧電効果応用の精密ヘッドを使用し、インク滴は８〜１０ピコリットルの微小滴を画素毎に３〜８滴ずつ、各色を選択的に飛ばした。ヘッドよりターゲットである画素間隙への飛翔速度、飛行曲がり、サテライトと称される分裂迷走滴発生防止のためには、インクの物性はもとよりヘッドのピエゾ素子を駆動する電圧と、その波形が重要であることから、あらかじめ条件設定した波形をプログラムして、インク滴をＧ（緑）、Ｒ（赤）及びＢ（青）の順番で吐出し、塗布した。
【００６２】
塗布後の乾燥は、排気ダクト下のホットプレートにてＧ（緑）を５０℃で１０分、Ｒ（赤）を４０℃で１０分ベークし、Ｂ（青）を２５℃で自然放置乾燥した。この条件によって画素中のインク皮膜の厚さのバラツキを１０％以下に抑制することができた。
【００６３】
また、三色のインクのＣＩＥ色度図におけるｘ座標及びｙ座標上の値（ｘ、ｙ）は、それぞれ、Ｒ（０．６１、０．３４）、Ｇ（０．２９５、０．５７３）、Ｂ（０．１３９、０．１７５）となった。
【００６４】
上記のようにして得られた基板に、透明アクリル樹脂塗料を平坦化層（オーバーコート）としてスピンコートし、平坦化された面を得た。さらにこの上面にＩＴＯ電極膜を所定のパターンに形成して、カラーフィルタ（用基板）とした。得られたカラーフィルタ（用基板）は、熱サイクル耐久試験、紫外線照射試験、加湿試験等の耐久試験に合格し、液晶表示装置用の基板として好適に用い得ることを確認した。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によって、複数の画素の色にそれぞれ対応したインクの、乾燥後のそれぞれの色バランス（液晶表示装置に用いられた場合における表示の色バランス）に優れるとともに、色調ムラの発生の少ないカラーフィルタを得ることができる、特に、ノート型パソコン、デスクトップ型パソコン、車載用ナビゲーションシステム、電子スチルカメラ、ゲーム機器、プロジェクタ、携帯電話等の電子機器に好適に用いられるカラーフィルタの製造方法及び液晶表示装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラーフィルタの製造方法の一の実施の形態を流れ工程順に模式的に示す断面図である。
【図２】三色のインクの、ＣＩＥ色度図におけるｘ座標及びｙ座標上の値を示す説明図である。
【図３】本発明の液晶表示装置の一の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１…（透明）基板
２…金属薄膜
２ａ…遮光層
３…マスク
４…第１の感光性樹脂層
５…第２の感光性樹脂層
５ａ…バンク
６…インク
７…平坦化層（オーバーコート）
９…カラーフィルタ
１０…共通電極
１１…配向膜
１２…液晶組成物
１３…画素電極
１４…ガラス基板
１５…偏向板
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルタの製造方法及び液晶表示装置の製造方法に関する。さらに詳しくは、複数の画素の色にそれぞれ対応したインクの、乾燥後のそれぞれの色バランス（液晶表示装置に用いられた場合における表示の色バランス）に優れるとともに、色調ムラの発生の少ないカラーフィルタを得ることができる、特に、ノート型パソコン、デスクトップ型パソコン、車載用ナビゲーションシステム、電子スチルカメラ、ゲーム機器、プロジェクタ、携帯電話等の電子機器に好適に用いられるカラーフィルタの製造方法及び液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピューター、特に、携帯用パーソナルコンピューターの進歩に伴い、電子機器、例えば、ノート型パソコン、デスクトップ型パソコン、車載用ナビゲーションシステム、電子スチルカメラ、ゲーム機器、プロジェクタ、携帯電話等に用いられるカラー液晶表示装置（ディスプレイ）の需要が急増している。これに対応し、適正価格で高精細かつ美麗な表示装置（ディスプレイ）を供給する手段の早急な確立が求められている。
【０００３】
また、地球規模の環境保護の要請が高まり、環境負荷を低減することが可能なプロセスの実現が焦眉の急となっている。
【０００４】
このような状況に対応するため、カラーフィルタの製造における画素の形成（着色）方法として、インクジェットの印刷技法（インクジェットプリンティング方式）が用いられるようになっている。
【０００５】
この技法は、圧電体薄膜素子を用いたインクジェットヘッドの加圧室にインク（例えば、熱硬化性樹脂からなるＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三色の画素形成用インク）をそれぞれ貯蔵し、圧電体素子の振動による加圧室の体積変化を利用して画素形成用インクを吐出させることによってカラーフィルタ用の基板上に画素を形成するものである。従来から用いられてきたフォトリソグラフィ技法による画素の形成技法は、遮光層（例えば、クロム等の金属薄膜を所定形状にパターン化したブラックマトリックス）及び各色に対応した複数の画素の形成のため、これらのパターン形状ごとに異なるパターンのマスクを用い、露光、現像、洗浄等の煩雑な工程を経る必要があるのに対し、この技法は、このような煩雑な工程を経る必要がないため、生産効率を向上させることが可能であり、また、インク量の高度な制御が可能なことから、高精細なカラーフィルタを効率的に製造することが可能である。また、フォトリソグラフィ技法に比べ材料を浪費することがないので環境に対する負荷を低減することもできる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カラーフィルタは高精細化の一途を辿り、数１０μｍ角という微細なＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三色のそれぞれの、各種表示装置に用いた場合における色バランスの向上及び色調の均一化に対する要求が飛躍的に高まり、インクジェット印刷技法を用いた場合であっても、従来の方法のままでは十分に上述の要求に対応することができなくなってきている。
【０００７】
ここで、色バランスとは、三色それぞれが狙いの色度を得ることにより、色再現性がよいことを意味し、この色バランスを向上させるためには、顔料濃度を調整して一定吐出量で平坦膜が得られる必要がある。
【０００８】
すなわち、基板上に形成した所定パターンを有する遮光層上に、樹脂による所定パターンのバンクを形成し、バンクの所定パターンの間隙に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三色に対応したインクのそれぞれを塗布した後に、それぞれを乾燥させてカラーフィルタを製造する場合、通常、バンクの高さは一定に形成されるため、そこへのインクの配設量には限界があり（一定量を超えるとバンクから溢れてしまう）、色度の低いインクを配設量の増大によって補うことにも限界があり、また、配設量が一定量よりも少ないと、画素内の濡れ広がり不足や、乾燥後の形状の凹形状化（非平坦化）が生じ、表示装置に用いた場合に、色バランスを低下させるとともに色調のバラツキ（色調ムラ）を発生させるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、複数の画素の色にそれぞれ対応したインクの、乾燥後のそれぞれの色バランス（液晶表示装置に用いられた場合における表示の色バランス）に優れるとともに、色調ムラの発生の少ないカラーフィルタを得ることができる、特に、ノート型パソコン、デスクトップ型パソコン、車載用ナビゲーションシステム、電子スチルカメラ、ゲーム機器、プロジェクタ、携帯電話等の電子機器に好適に用いられるカラーフィルタの製造方法及び液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記目的を達成するため鋭意研究した結果、カラーフィルタに用いられる複数の画素の色にそれぞれ対応したインクの固形分中の顔料の濃度を、それぞれ最適な条件で特定する（色特性を最適化する）ことによって、乾燥後のインクの色バランスを向上させることができることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明によって、以下のカラーフィルタの製造方法及び液晶表示装置の製造方法が提供される。
【００１１】
［１］ 基板上に形成した所定パターンを有する遮光層上に、樹脂による所定パターンのバンクを形成し、前記バンクの所定パターンの間隙に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三色に対応したインクをインクジェットプリンティング方式により所定の配設量でそれぞれ配設した後に、前記三色に対応したインクのそれぞれを乾燥させるカラーフィルタの製造方法であって、前記三色に対応したインクとして、顔料、マトリックス樹脂及び溶媒を含むものを用いるとともに、前記Ｒ（赤）に対応したインクとして、固形分濃度が８〜１２％で固形分中の前記顔料の濃度が４５〜５３％のもの、前記Ｇ（緑）に対応したインクとして、固形分濃度が１０〜１４％で固形分中の前記顔料の濃度が３７〜４５％のもの、並びに前記Ｂ（青）に対応したインクとして、固形分濃度が８〜１２％で固形分中の前記顔料の濃度が３２〜４０％のものを、前記バンクの所定パターンの間隙に配設することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【００１２】
このように構成することによって、乾燥後のそれぞれの色バランス（液晶表示装置に用いられた場合における表示の色バランス）に優れたカラーフィルタを得ることができる。
【００１３】
［２］ 前記マトリックス樹脂として、アクリル系樹脂、顔料として、有機顔料を用いる前記［１］に記載のカラーフィルタの製造方法。
【００１４】
［３］ 前記Ｒ（赤）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを１４〜６８ピコリットルの配設量で、前記Ｇ（緑）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを６７〜７１ピコリットルの配設量で、及び前記Ｂ（青）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを６６〜７０ピコリットルの配設量で、前記バンクの所定パターンの間隙に配設する前記［１］又は［２］に記載のカラーフィルタの製造方法。
【００１５】
［４］ 乾燥させた後の前記三色に対応したインクの、ＣＩＥ色度図におけるｘ座標及びｙ座標上のそれぞれの値が、前記Ｒ（赤）に対応したインクが、ｘ＝０．５８〜０．６２及びｙ＝０．３１５〜０．３５５、前記Ｇ（緑）に対応したインクが、ｘ＝０．２８５〜０．３２５及びｙ＝０．５５〜０．５９、並びに前記Ｂ（青）に対応したインクが、ｘ＝０．１１５〜０．１５５及びｙ＝０．１５〜０．１９である前記［１］〜［３］のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【００１６】
［５］ 基板上に形成した所定パターンを有する遮光層上に、樹脂による所定パターンのバンクを形成し、前記バンクの所定パターンの間隙に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三色に対応したインクをインクジェットプリンティング方式により所定の配設量でそれぞれ配設した後に、前記三色に対応したインクのそれぞれを乾燥させるカラーフィルタを製造する際、前記三色に対応したインクとして、顔料、マトリックス樹脂及び溶媒を含むものを用いるとともに、前記Ｒ（赤）に対応したインクとして、固形分濃度が８〜１２％で固形分中の前記顔料の濃度が４５〜５３％のもの、前記Ｇ（緑）に対応したインクとして、固形分濃度が１０〜１４％で固形分中の前記顔料の濃度が３７〜４５％のもの、並びに前記Ｂ（青）に対応したインクとして、固形分濃度が８〜１２％で固形分中の前記顔料の濃度が３２〜４０％のものを、前記バンクの所定パターンの間隙に配設してカラーフィルタを作製し、前記カラーフィルタのインクが乾燥、硬化した後、その上面に平坦化層を配設し、この平坦化層上に一の電極（共通電極）を配設してカラーフィルタ用基板を形成し、前記カラーフィルタ用基板と、前記カラーフィルタに用いられた基板（共通電極）に対向して一対の対向基板を形成する、他の電極（画素電極）を配設した他の基板（画素電極基板）とが形成する間隙に液晶を封入することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【００１７】
［６］ 前記マトリックス樹脂として、アクリル系樹脂、顔料として、有機顔料を用いる前記［５］に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００１８】
［７］ 前記Ｒ（赤）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを１４〜６８ピコリットルの配設量で、前記Ｇ（緑）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを６７〜７１ピコリットルの配設量で、及び前記Ｂ（青）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを６６〜７０ピコリットルの配設量で、前記バンクの所定パターンの間隙に配設する前記［５］又は［６］に記載の液晶表示装置の製造方法。
【００１９】
［８］ 乾燥させた後の前記三色に対応したインクの、ＣＩＥ色度図におけるｘ座標及びｙ座標上のそれぞれの値が、前記Ｒ（赤）に対応したインクが、ｘ＝０．５８〜０．６２及びｙ＝０．３１５〜０．３５５、前記Ｇ（緑）に対応したインクが、ｘ＝０．２８５〜０．３２５及びｙ＝０．５５〜０．５９、並びに前記Ｂ（青）に対応したインクが、ｘ＝０．１１５〜０．１５５及びｙ＝０．１５〜０．１９である前記［５］〜［７］のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
【００２１】
本発明のカラーフィルタの製造方法は、図１にその流れ工程を示すように、基板１上に形成した所定パターンを有する遮光層２ａ上に（図１（ｄ）参照）、樹脂による所定パターンのバンク５ａを形成し（図１（ｇ）参照）、バンク５ａの所定パターンの間隙に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三色に対応したインク６を所定の配設量でそれぞれ配設した後に（図１（ｈ）参照）、三色に対応したインクのそれぞれを乾燥させる（図１（ｉ）参照）カラーフィルタの製造方法であって、三色に対応したインク６として、顔料、マトリックス樹脂及び溶媒を含むものを用いるとともに、Ｒ（赤）に対応したインクとして、固形分濃度が８〜１２％で固形分中の顔料の濃度が４５〜５３％のもの、Ｇ（緑）に対応したインクとして、固形分濃度が１０〜１４％で固形分中の顔料の濃度が３７〜４５％のもの、並びにＢ（青）に対応したインクとして、固形分濃度が８〜１２％で固形分中の顔料の濃度が３２〜４０％のものを、バンク５ａの所定パターンの間隙に配設することを特徴とする。
【００２２】
このように固形分中の顔料の濃度を最適化することによって、本発明のカラーフィルタの製造方法においては、乾燥条件やインクの配設量を従来の方法におけるものから特に変更することなく、乾燥後の平坦性を向上させ、三色のインクの色バランスを向上させることができる。
【００２３】
本発明のカラーフィルタの製造方法に用いられるインクは、顔料、マトリックス樹脂及び溶媒を含むものであることが密着性確保のため好ましい。
【００２４】
マトリックス樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂等を挙げることができるが、色透過性に優れることからアクリル系樹脂が好ましい。
【００２５】
顔料としては、無機系及び有機系のいずれであってもよいが、色調整の都合上、有機顔料が好ましい。
【００２６】
また、溶媒として、高沸点溶媒（沸点が２００〜３００℃の溶剤）及び所定の色にそれぞれ対応して、分散溶剤を用いることが好ましい。
【００２７】
高沸点溶媒（沸点が２００〜３００℃の溶剤）として、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルカルビトールアセテートを用いることによって、乾燥途上のインクの形状の平坦性を改善し、色調のバラツキを防止することができる。
【００２８】
また、所定の色に対応したインクにそれぞれ含まれる分散溶剤としては、例えば、Ｇ（緑）色のインクにメトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等を、Ｒ（赤）色のインクにエチルエトキシプロピオネート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等を、かつＢ（青）の色のインクにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチル−３−エトキシプロピオネート等を挙げることができる。
【００２９】
また、Ｒ（赤）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを１４〜６８ピコリットルの配設量で、Ｇ（緑）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを６７〜７１ピコリットルの配設量で、及びＢ（青）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを６６〜７０ピコリットルの配設量で、バンクの所定パターンの間隙に配設することが、画素平坦性を確保する上で好ましい。
【００３０】
このように構成することによって、５０μｍ角程度の微小サイズの画素を色調のバラツキを生じさせることなしに形成することができる。
【００３１】
その結果、乾燥させた後の三色に対応したインクの、ＣＩＥ色度図におけるｘ座標及びｙ座標上のそれぞれの値は、Ｒ（赤）に対応したインクが、ｘ＝０．５８〜０．６２及びｙ＝０．３１５〜０．３５５、Ｇ（緑）に対応したインクが、ｘ＝０．２８５〜０．３２５及びｙ＝０．５５〜０．５９、並びにＢ（青）に対応したインクが、ｘ＝０．１１５〜０．１５５及びｙ＝０．１５〜０．１９の範囲内のものとなり、色バランスに優れたカラーフィルタを得ることができる。
【００３２】
ここで、ＣＩＥ色度図は、各色のｘ、ｙ座標をプロットして結んだ図であり、三角形の面積と位置で色の再現範囲を示す。
【００３３】
図２に示すように、本発明のカラーフィルタの製造方法によって得られたカラーフィルタは、従来のものと比べ、狙いの色三角形よりも大きな面積の色三角形が得られ、色バランスに優れていることがわかる。
【００３４】
以下、本発明のカラーフィルタの製造方法を、図１を用いてさらに具体的に説明する。
【００３５】
まず、図１（ａ）に示すように、透明ガラス基板、アクリル等のプラスチック基板（フィルム）等の光透過性基板及びこれらの表面処理品、又は反射膜が基板上に形成された反射性の基板等の基板１上に、遮光層２ａ（図１（ｄ）参照）を形成する材料として、クロム、ニッケル、アルミニウム等の電子デバイス加工プロセスで汎用されている金属（薄膜形成が簡便であること及びフォトレジストエッチングを含む全工程の効率を高めることができるものが好ましい）を用いるとともに、例えば、ドライめっき法を用いて金属薄膜２を形成する。この場合、金属薄膜２の厚さは、０．１〜０．５μｍであることが好ましい。０．１μｍ未満であると、十分な遮光性が得られないことがあり、０．５μｍを超えると、得られた金属薄膜２の密着性、脆性等が低下することがある。
【００３６】
次に、図１（ｂ）〜（ｄ）に示すように、遮光層２ａを形成するが、本実施の形態においては、フォトレジストエッチング法を用いる場合を説明する。すなわち、マスク３及び第１の感光性樹脂４を用いて露光、現像等し、金属薄膜２のうち、基板１上の画素形成領域となるパターン区画間隙部分に対応する部分を除去し、所定のマトリックスパターン形状の遮光層２ａを得る。この場合、第１の感光性樹脂４の厚さは、０．８〜１．２μｍが好ましい。
【００３７】
次に、図１（ｅ）〜（ｇ）に示すように、バンク５ａを形成するが、本実施の形態においては、フォトレジストエッチング法を用いる場合を説明する。すなわち、遮光層２ａの上に、第２の感光性樹脂５を用いたフォトレジストエッチング法によって、所定パターンのバンク５ａを形成する。この場合、第２の感光性樹脂５の厚さは、１．５〜５μｍが好ましい。第２の感光性樹脂５の役割は、インクを配設すべきマトリックスパターン間隙をバンクとして仕切り、隣接するインク相互の混色を防止することにある。
【００３８】
なお、第１の感光性樹脂４のマトリックスパターンと第２の感光性樹脂５のマトリックスパターンとは重ね合わせる必要がある。重ね合わせ精度は、平均的に、第１の感光性樹脂４のパターン幅（第２の感光性樹脂５のパターン幅より広く設定する）から第２の感光性樹脂５のパターン幅を差し引いた値が５μｍ程度となるものであることが好ましい。この第２の感光性樹脂５からなるバンク５ａの高さは、乾燥後に画素として形成されるインクの膜厚との関係で決定される。第２の感光性樹脂５としては、水に対する接触角が大きく、撥水性に優れたものであるものが好ましい。
【００３９】
また、バンク５ａとしては、特に黒色のものを用いる必要はない。例えば、ウレタン系又はアクリル系光硬化型の感光性樹脂組成物を好適例として挙げることができる。
【００４０】
次に、図１（ｈ）に示すように、所定の色に対応したインクをそれぞれ配設するが、本実施の形態では、インクを配設する方法として、インクジェットプリンティング方式（プリンティングヘッドを用いたインクジェット技法）で行う場合を説明する。前述のように、インクジェットプリンティング方式は、５０μｍ角のような微細な面積に精度よくインクを配設したい場合、吐出するインク滴を微細化し、吐出インク滴数を制御することができることから好ましい方法である。
【００４１】
また、インクジェットプリンティング方式を用いることによって、フォトリソグラフィ法を用いる場合のような複雑な工程を経る必要もなく、材料を浪費することもないので環境に対する負荷を低減することができる。
【００４２】
具体的には、微細化したインク６の液滴（インク滴）を精度よく目標とする位置、すなわち、マトリックスパターン間隙に配設するため、インク滴のサイズをターゲットであるバンク５ａの所定のパターン（例えば、マトリックスパターン）間隙のサイズに合わせて制御することが好ましい。インク６（Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三色のインク）の各配設量（吐出量）は、５０μｍ角程度の微小サイズの画素を、色調のバラツキを発生させることなしに形成させるためには、上述の範囲に特定することが好ましい。また、インクジェットプリンティングヘッドからインク滴を飛翔させ、ターゲットに正確に到達させて付着させるためには、インク滴が飛翔途中に分裂するがことなく、しかも真っ直ぐに飛翔するような条件を適宜選択して制御することが好ましい。
【００４３】
次に、図１（ｉ）に示すように、インク６のそれぞれを色調のバラツキを生じさせない最適な条件で乾燥、硬化させる。
【００４４】
この場合、乾燥温度に関しては、例えば、Ｇ（緑）色のインクを最も高温で、Ｒ（赤）色のインクを中間の温度で、及びＢ（青）の色のインクを最も低温で、それぞれ乾燥させることが平坦化の上で好ましい。
【００４５】
具体的には、Ｇ（緑）色のインクを４０〜６０℃で、Ｒ（赤）色のインクを３０〜５０℃で、かつＢ（青）の色のインクを２０〜４０℃で乾燥させることが平坦化の上で好ましい。
【００４６】
さらに、乾燥順序に関しては、初めに、粘度の最も大きなインク、次いで、中間の粘度を有するインク、最後に、粘度の最も小さなインクの順番で乾燥させることが平坦化の上で好ましい。
【００４７】
具体的には、初めに、Ｇ（緑）色のインク、次いで、Ｒ（赤）色のインク、最後に、Ｂ（青）色のインクの順番で乾燥させることが、平坦化の上で好ましい。
【００４８】
このように構成することによって、カラーフィルタに用いられる所定の複数の画素の色にそれぞれ対応したインクの、乾燥後のそれぞれの形状の平坦性を確保することができ、表示装置に用いられた場合に、色調のバラツキを抑制することができる。
【００４９】
最後に、図１（ｊ）〜（ｋ）に示すように、表示装置におけるカラーフィルタ用基板とするため、表面を平坦化させるための平坦化層（オーバーコート層）７を形成し、さらに、必要に応じて、その表面に共通電極１０を形成してもよい。
【００５０】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、まず、上述のカラーフィルタの製造方法を用いてカラーフィルタを製造する。すなわち、基板上に形成した所定パターンを有する遮光層上に、樹脂による所定パターンのバンクを形成し、バンクの所定パターンの間隙に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三色に対応したインクを所定の配設量でそれぞれ配設した後に、三色に対応したインクのそれぞれを乾燥させてカラーフィルタを製造する際、三色に対応したインクとして、顔料、マトリックス樹脂及び溶媒を含むものを用いるとともに、Ｒ（赤）に対応したインクとして、固形分濃度が８〜１２％で固形分中の顔料の濃度が４５〜５３％のもの、Ｇ（緑）に対応したインクとして、固形分濃度が１０〜１４％で固形分中の前記顔料の濃度が３７〜４５％のもの、並びにＢ（青）に対応したインクとして、固形分濃度が８〜１２％で固形分中の顔料の濃度が３２〜４０％のものを、バンクの所定パターンの間隙に配設してカラーフィルタを作製する。
【００５１】
次いで、カラーフィルタのインクが乾燥、硬化した後、その上面に平坦化層を配設し、この平坦化層上に一の電極（共通電極）を配設してカラーフィルタ用基板を形成し、カラーフィルタ用基板と、カラーフィルタに用いられた基板（共通電極）に対向して一対の対向基板を形成する、他の電極（画素電極）が配設された他の基板（画素電極基板）とが形成する間隙に液晶を封入することを特徴とする。
【００５２】
図３に、本発明の液晶表示装置の製造方法を用いて得られる液晶表示装置を示す。
【００５３】
図３に示すように、画素電極１３に対向する位置にＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三色の画素が配列するようにカラーフィルタ９を配置する。
【００５４】
また、基板１及びガラス基板１４の面内には配向膜１１を形成し、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、それぞれの基板１、１４の外側には偏光板１５を接着、配置し、液晶組成物１２はこの基板１、１４の間隙に充填する。また、通常、バックライト光（図示せず）として、蛍光灯と散乱板との組み合わせが用いる。この場合、液晶組成物１２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てもよい。
【００５５】
【実施例】
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によっていかなる制限を受けるものではない。
【００５６】
実施例１
厚さ０．７ｍｍ、縦３７ｃｍ、横３０ｃｍの無アルカリガラス透明基板の表面を、熱濃厚硫酸に過酸化水素水を１％添加した洗浄液で洗浄し、純水でリンスの後、エア乾燥を行って清浄表面を有する透明基板を得た。この表面に、スパッタリング法によって、クロム皮膜を皮膜厚さ平均０．２μｍで形成した。この表面に、フォトレジスト（東京応化（株）製、商品名：ＯＦＰＲ−８００）をスピンコートした。基板を、ホットプレート上で、８０℃で、５分間乾燥し、フォトレジスト皮膜を形成した。この基板表面に、所定のマトリックスパターン形状を描画したマスクフィルムを密着し、ＵＶ露光を行った。次に、これを、水酸化カリュウム８％のアルカリ現像液に浸漬して露光部の画素部分のフォトレジストを除去した。続いて、露出した画素部クロム皮膜を塩酸を主成分とするエッチング液でエッチング除去した。このようにして、所定のマトリックスパターンの第１の感光性樹脂層及び遮光層（ブラックマトリックス（略称：ＢＭ））を得た。
【００５７】
この基板上に、第２の感光性樹脂層として、ネガタイプ透明アクリル系感光性樹脂組成物をスピンコート法で塗布した。１００℃で２０分間プレベークした後、クロムマトリックスパターンのパターニングに使用したマスクの補正版を用いてＵＶ露光を行った。未露光部分である画素部分の樹脂を、アルカリ性の現像液で現像し、純水でリンスの後スピン乾燥した。最終乾燥としてのアフターベークを２００℃で３０分間行い、樹脂部を十分硬化させてバンクを得た。このバンクの厚さは、平均２．５μｍであった。
【００５８】
この基板上パターン間隙画素部分に、インクジェットプリンティングヘッドから色材であるインクを高精度で制御しつつ吐出、塗布した。
【００５９】
インクとしては、ポリウレタン樹脂オリゴマーに無機顔料を分散させた後、低沸点溶剤としてシクロヘキサノン、酢酸ブチルを、また高沸点溶剤としてブチルカルビトールアセテートを加え、さらに非イオン系界面活性剤０．０１％を分散剤として添加したものを用い、かつ、各色のインクとして、表１に示す構成のものを用いた。
【００６０】
【表１】
インクジェットプリンティングヘッドには、ピエゾ圧電効果応用の精密ヘッドを使用し、インク滴は８〜１０ピコリットルの微小滴を画素毎に３〜８滴ずつ、各色を選択的に飛ばした。ヘッドよりターゲットである画素間隙への飛翔速度、飛行曲がり、サテライトと称される分裂迷走滴発生防止のためには、インクの物性はもとよりヘッドのピエゾ素子を駆動する電圧と、その波形が重要であることから、あらかじめ条件設定した波形をプログラムして、インク滴をＧ（緑）、Ｒ（赤）及びＢ（青）の順番で吐出し、塗布した。
【００６２】
塗布後の乾燥は、排気ダクト下のホットプレートにてＧ（緑）を５０℃で１０分、Ｒ（赤）を４０℃で１０分ベークし、Ｂ（青）を２５℃で自然放置乾燥した。この条件によって画素中のインク皮膜の厚さのバラツキを１０％以下に抑制することができた。
【００６３】
また、三色のインクのＣＩＥ色度図におけるｘ座標及びｙ座標上の値（ｘ、ｙ）は、それぞれ、Ｒ（０．６１、０．３４）、Ｇ（０．２９５、０．５７３）、Ｂ（０．１３９、０．１７５）となった。
【００６４】
上記のようにして得られた基板に、透明アクリル樹脂塗料を平坦化層（オーバーコート）としてスピンコートし、平坦化された面を得た。さらにこの上面にＩＴＯ電極膜を所定のパターンに形成して、カラーフィルタ（用基板）とした。得られたカラーフィルタ（用基板）は、熱サイクル耐久試験、紫外線照射試験、加湿試験等の耐久試験に合格し、液晶表示装置用の基板として好適に用い得ることを確認した。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によって、複数の画素の色にそれぞれ対応したインクの、乾燥後のそれぞれの色バランス（液晶表示装置に用いられた場合における表示の色バランス）に優れるとともに、色調ムラの発生の少ないカラーフィルタを得ることができる、特に、ノート型パソコン、デスクトップ型パソコン、車載用ナビゲーションシステム、電子スチルカメラ、ゲーム機器、プロジェクタ、携帯電話等の電子機器に好適に用いられるカラーフィルタの製造方法及び液晶表示装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラーフィルタの製造方法の一の実施の形態を流れ工程順に模式的に示す断面図である。
【図２】三色のインクの、ＣＩＥ色度図におけるｘ座標及びｙ座標上の値を示す説明図である。
【図３】本発明の液晶表示装置の一の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１…（透明）基板
２…金属薄膜
２ａ…遮光層
３…マスク
４…第１の感光性樹脂層
５…第２の感光性樹脂層
５ａ…バンク
６…インク
７…平坦化層（オーバーコート）
９…カラーフィルタ
１０…共通電極
１１…配向膜
１２…液晶組成物
１３…画素電極
１４…ガラス基板
１５…偏向板
Claims (8)
- 基板上に形成した所定パターンを有する遮光層上に、樹脂による所定パターンのバンクを形成し、前記バンクの所定パターンの間隙に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三色に対応したインクをインクジェットプリンティング方式により所定の配設量でそれぞれ配設した後に、前記三色に対応したインクのそれぞれを乾燥させるカラーフィルタの製造方法であって、
前記三色に対応したインクとして、顔料、マトリックス樹脂及び溶媒を含むものを用いるとともに、
前記Ｒ（赤）に対応したインクとして、固形分濃度が８〜１２％で固形分中の前記顔料の濃度が４５〜５３％のもの、前記Ｇ（緑）に対応したインクとして、固形分濃度が１０〜１４％で固形分中の前記顔料の濃度が３７〜４５％のもの、並びに前記Ｂ（青）に対応したインクとして、固形分濃度が８〜１２％で固形分中の前記顔料の濃度が３２〜４０％のものを、前記バンクの所定パターンの間隙に配設することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 - 前記マトリックス樹脂として、アクリル系樹脂、顔料として、有機顔料を用いる請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
- 前記Ｒ（赤）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを１４〜６８ピコリットルの配設量で、前記Ｇ（緑）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを６７〜７１ピコリットルの配設量で、及び前記Ｂ（青）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを６６〜７０ピコリットルの配設量で、前記バンクの所定パターンの間隙に配設する請求項１又は２に記載のカラーフィルタの製造方法。
- 乾燥させた後の前記三色に対応したインクの、ＣＩＥ色度図におけるｘ座標及びｙ座標上のそれぞれの値が、前記Ｒ（赤）に対応したインクが、ｘ＝０．５８〜０．６２及びｙ＝０．３１５〜０．３５５、前記Ｇ（緑）に対応したインクが、ｘ＝０．２８５〜０．３２５及びｙ＝０．５５〜０．５９、並びに前記Ｂ（青）に対応したインクが、ｘ＝０．１１５〜０．１５５及びｙ＝０．１５〜０．１９である請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
- 基板上に形成した所定パターンを有する遮光層上に、樹脂による所定パターンのバンクを形成し、前記バンクの所定パターンの間隙に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三色に対応したインクをインクジェットプリンティング方式により所定の配設量でそれぞれ配設した後に、前記三色に対応したインクのそれぞれを乾燥させるカラーフィルタを製造する際、前記三色に対応したインクとして、顔料、マトリックス樹脂及び溶媒を含むものを用いるとともに、前記Ｒ（赤）に対応したインクとして、固形分濃度が８〜１２％で固形分中の前記顔料の濃度が４５〜５３％のもの、前記Ｇ（緑）に対応したインクとして、固形分濃度が１０〜１４％で固形分中の前記顔料の濃度が３７〜４５％のもの、並びに前記Ｂ（青）に対応したインクとして、固形分濃度が８〜１２％で固形分中の前記顔料の濃度が３２〜４０％のものを、前記バンクの所定パターンの間隙に配設してカラーフィルタを作製し、前記カラーフィルタのインクが乾燥、硬化した後、その上面に平坦化層を配設し、この平坦化層上に一の電極（共通電極）を配設してカラーフィルタ用基板を形成し、前記カラーフィルタ用基板と、前記カラーフィルタに用いられた基板（共通電極）に対向して一対の対向基板を形成する、他の電極（画素電極）を配設した他の基板（画素電極基板）とが形成する間隙に液晶を封入することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
- 前記マトリックス樹脂として、アクリル系樹脂、顔料として、有機顔料を用いる請求項５に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 前記Ｒ（赤）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを１４〜６８ピコリットルの配設量で、前記Ｇ（緑）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを６７〜７１ピコリットルの配設量で、及び前記Ｂ（青）に対応したインクとして、粘度が５〜８ｍＰａ・ｓのものを６６〜７０ピコリットルの配設量で、前記バンクの所定パターンの間隙に配設する請求項５又は６に記載の液晶表示装置の製造方法。
- 乾燥させた後の前記三色に対応したインクの、ＣＩＥ色度図におけるｘ座標及びｙ座標上のそれぞれの値が、前記Ｒ（赤）に対応したインクが、ｘ＝０．５８〜０．６２及びｙ＝０．３１５〜０．３５５、前記Ｇ（緑）に対応したインクが、ｘ＝０．２８５〜０．３２５及びｙ＝０．５５〜０．５９、並びに前記Ｂ（青）に対応したインクが、ｘ＝０．１１５〜０．１５５及びｙ＝０．１５〜０．１９である請求項５〜７のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。
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