JP3942732B2 - インク、カラーフィルタ、カラー表示装置およびこれらの製造方法 - Google Patents
インク、カラーフィルタ、カラー表示装置およびこれらの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3942732B2 JP3942732B2 JP15172298A JP15172298A JP3942732B2 JP 3942732 B2 JP3942732 B2 JP 3942732B2 JP 15172298 A JP15172298 A JP 15172298A JP 15172298 A JP15172298 A JP 15172298A JP 3942732 B2 JP3942732 B2 JP 3942732B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- substrate
- color filter
- particles
- resin layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Optical Filters (AREA)
- Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
- Ink Jet (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーテレビ、パーソナ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に関し、特にインクジェット方式を利用して製造されるカラーフィルタおよびその製造方法、および上記カラーフィルタの製造時に使用されるインクおよびその製造方法、並びに上記カラーフィルタを用いたカラー表示装置およびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年パーソナルコンピュータの発達、特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、特にカラーフィルタのコストダウンが必要とされている。一般的なカラーフィルタの製造方法は、以下に示すように、大別して4つに分類できる。
【0003】
第1のカラーフィルタの製造方法として、染色法が挙げられる。この製造方法は、ガラス基板上に染色用の基材とな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工程により所望の形状に形成し、得られたパターンを染色剤に浸漬し着色させる。この工程を3回繰り返すことによってRGBのカラーフィルタ層を得る方法である。
【0004】
第2のカラーフィルタの製造方法として、感光性樹脂を利用した顔料分散法が挙げられる。この製造方法は、顔料を分散した感光牲樹脂層を形成し、パターニングを行い、この工程を3回繰り返すことによって、RGBのカラーフィルタ層を得る方法である。
【0005】
第3のカラーフィルタの製造方法として、電着法が挙げられる。この製造方法は、基板上に透明導電膜を形成後パターニングし、顔料、樹脂、電解液の入った電着塗装液中で電着を行い、単色のカラーフィルタを得、この工程を3回繰り返すことによって、RGBのカラーフィルタ層を得る方法である。
【0006】
第4のカラーフィルタの製造方法として、熱硬化性樹脂を利用した顔料分散法が挙げられる。この製造方法は、顔料を分散させた熱硬化型の樹脂を、3回印刷を繰り返すことにより、RGBのカラーフィルタ層を形成する方法である。
【0007】
しかしながら、上述の4つの製造方法では、いずれもRGBの3色を形成するために、同一の工程を3回繰り返す必要がありコスト高になるという問題が生じる。
【0008】
そこで、上記の問題点を解決するためになされたカラーフィルタの製造方法として、従来よりインクジェット記録装置を用いたカラーフィルタの製造方法(以下、インクジェット方式と称する)が提案されている。このインクジェット方式では、使用するインクの種類に応じて、液状インクジェット方式とソリッドインクジェット方式とに大別される。
【0009】
上記液状インクジェット方式は、顔料を樹脂溶液に分散したインクを、インクジェット記録装置で基板に噴射し、カラーフィルタを形成する方法である。例えば、特開平7−225308号公報には、顔料とその分散させる樹脂溶液との相性を良くし、かつその上から保護膜で全体を保護するカラーフィルタの製造方法が開示されている。
【0010】
また、ソリッドインクジェット方式は、基板に樹脂を塗布しておき、固形の顔料等をインクジェット記録装置で噴射し、カラーフィルタを形成する方法である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報の製造方法では、遮光部と着色された光透過部の双方で、種類の異なる液状樹脂を使用するため、その境で滲みが生じ、この結果、この境で双方の樹脂が重なり合い平坦性が損なわれるという欠陥があった。
【0012】
そして、平坦性の損なわれたカラーフィルタを用いて液晶パネルを製造した場合、カラーフィルタ表面における配向処理が均一に行うことができないので、カラーフィルタ側での配向不良であるディスクリネーションが発生するという問題が生じる。
【0013】
一方、ソリッドインクジェット方式は、固形の顔料を基板に噴射することによりカラーフィルタ層を形成するようになっているので、上記の液状インクジェット方式のように遮光部と色透過部の境で、滲みが生じたりすることがない。
【0014】
しかしながら、顔料を基板に対して噴射する際、顔料と基板との特性の違いにより、噴射された顔料が基板に弾かれたりしてカラーフィルタにピンホールが生じるという問題があった。
【0015】
このように、カラーフィルタにピンホールが生じた場合、このカラーフィルタを用いて製造されるカラー表示装置の表示品位を低下させるという問題が生じる。
【0016】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、ソリッドインクジェット方式に利用されるインクの表面を改質することにより、インクと基板との相性を良くし、ピンホールフリー、且つ平坦性が保たれたカラーフィルタが得られるようなインクジェット用のインクを提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
請求項1のインクは、上記の課題を解決するために、基板に固形のインクを噴射して、該基板表面にフィルタ層を形成するソリッドインクジェット方式のインクジェット記録装置に使用され、上記基板表面の特性が親水性である場合、粒子表面が親水性に改質されているインク用粒子からなり、上記基板表面の特性が撥水性である場合、粒子表面が撥水性に改質されているインク用粒子からなることを特徴としている。
【0018】
上記の構成によれば、インクを構成するインク用粒子の粒子表面が、基板表面の特性と同じになるように、上記基板表面の特性が親水性である場合、粒子表面が親水性に改質されおり、上記基板表面の特性が撥水性である場合、粒子表面が撥水性に改質されていることで、インクと基板との接着性が向上し、インクが基板から弾かれることがなくなる。
【0019】
また、インクの基板に対する接着性が向上するようになるので、基板上のある領域のインクが隣接する領域のインクと混じり合うこと、すなわちインクの滲みをなくすことができる。したがって、インクの滲みによって平坦性が損なわれることなく、インク層が基板上に形成されることになる。
【0020】
上記のようなインクの製造方法として、請求項2記載のインクの製造方法が挙げられる。すなわち、請求項2のインクの製造方法は、上記の課題を解決するために、エアロゾル化したインク用粒子を構成する核粒子を凝縮剤の飽和蒸気雰囲気中に曝し、上記核粒子に凝縮剤蒸気を凝縮させ、所望の特性を有する表面改質層を該核粒子表面に形成することにより、請求項1記載のインク用粒子を得ることを特徴としている。
【0021】
請求項3のカラーフィルタは、上記の課題を解決するために、透明基板上に、遮光部と着色された光透過部とからなるフィルタ層がインクジェット記録装置によって固形のインクを噴射することにより形成されたカラーフィルタにおいて、上記透明基板とフィルタ層との間に樹脂層が形成され、上記樹脂層が撥水性樹脂で形成されている場合、上記インクを構成するインク用粒子の表面が撥水処理されていることで、該インク用粒子の表面が、上記樹脂層の特性と同じ特性である撥水性に改質されており、上記樹脂層が親水性樹脂で形成されている場合、上記インクを構成するインク用粒子の表面が、上記樹脂層の特性と同じ特性である親水処理されていることで、該インク用粒子の表面が親水性に改質されていることを特徴としている。
【0022】
上記の構成によれば、フィルタ層を形成するインクのインク用粒子の表面が、カラーフィルタを構成する透明基板とフィルタ層との間に形成された樹脂層の特性と同じになるように、上記樹脂層が撥水性樹脂で形成されている場合、上記インクを構成するインク用粒子の表面が撥水処理されていることで、該インク用粒子の表面が、上記樹脂層の特性と同じ特性である撥水性に改質されており、上記樹脂層が親水性樹脂で形成されている場合、上記インクを構成するインク用粒子の表面が親水処理されていることで、該インク用粒子の表面が、上記樹脂層の特性と同じ特性である親水性に改質されていることで、インクの樹脂層への接着性を向上させることができる。これにより、インクが透明基板から弾かれることにより生じるピンホールをなくすことができる。
【0023】
しかも、インクジェット記録装置は、固形のインクを噴射するソリッドインクジェット方式であるので、透明基板上のインクの滲みをなくすことができ、この結果、カラーフィルタの平坦性を保つことができる。
【0024】
そして、請求項3に記載のカラーフィルタは、請求項4記載のカラーフィルタの製造方法のように、請求項1記載のインクを利用することにより容易に作成することができる。
【0025】
すなわち、請求項4のカラーフィルタの製造方法は、上記の課題を解決するために、透明基板上に樹脂層を形成し、該樹脂層表面に、請求項1記載のインクをソリッドインクジェット方式のインクジェット記録装置で噴射して、遮光部と着色された光透過部とからなるフィルタ層を形成することを特徴としている。
【0026】
請求項5のカラー表示装置は、上記の課題を解決するために、カラーフィルタを備えた基板と、この基板に対向する基板との間に、表示媒体が封入されたカラー表示装置において、上記カラーフィルタは、請求項3に記載のカラーフィルタであることを特徴としている。
【0027】
上記の構成によれば、カラーフィルタが平坦性を保つようになっているので、例えば表示媒体として、液晶を用いた場合、各基板の対向面側に配向処理を施して配向膜を形成するとき、該配向膜の厚みを均一にすることができる。
【0028】
これにより、カラーフィルタ側での配向不良であるディスクリネーションの発生をなくすことができる。したがって、表示品位の高いカラー表示装置を提供することができる。
【0029】
上記のようなカラー表示装置の製造方法として、例えば請求項6記載のカラー表示装置の製造方法が挙げられる。
【0030】
すなわち、請求項6のカラー表示装置の製造方法は、上記の課題を解決するために、カラーフィルタを備えた基板と、この基板に対向する基板との間に、表示媒体が封入されたカラー表示装置の製造方法において、上記カラーフィルタは、透明基板上に樹脂層を形成し、該樹脂層表面に、請求項1記載のインクをソリッドインクジェット方式のインクジェット記録装置で噴射して、遮光部と着色された光透過部とからなるフィルタ層を形成することによって得られることを特徴としている。
【0031】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図1ないし図8に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、インク用粒子として、カラーフィルタの遮光部であるブラックマトリクス層を形成するためのブラックマトリクス用粒子と、カラーフィルタの着色された光透過であるカラーフィルタ層を形成するための色粒子とについて説明すると共に、カラー表示装置として、カラー液晶パネルに適用した場合について説明する。
【0032】
本実施の形態に係るインクは、図3に示す粒子表面改質装置にて表面が撥水性処理あるいは親水性処理されたインク用粒子を含んでいる。
【0033】
上記粒子表面改質装置は、図3に示すように、凝縮箱1を有しており、この凝縮箱1には、粒子導入口2、粒子取出口3、加圧減圧口4が形成されている。また、凝縮箱1には、加熱装置5が設けられている。
【0034】
上記凝縮箱1は、壁部6が外壁部6aと内壁部6bとからなり、内部に密閉可能な処理空間7を有している。上記内壁部6bは、表面改質剤としての凝縮液を含浸しておくため、セラミックやフェルト等からなる多孔質材料にて形成されている。なお、多孔質材料からなる内壁部6bは、図3に示すように、壁部6の内面全体に設けられている場合、各種凝縮液の気化を効率良く行い得る。しかしながら、これに限定されることなく、必要に応じて部分的に設けられても良い。
【0035】
粒子導入口2には、粒子を処理空間7内に導入するための導入管8が接続され、粒子取出口3には、粒子を処理空間7内から排出するための排出管9が接続されている。また、加圧減圧口4には、処理空間7内を加圧するためおよび減圧するための加圧減圧用配管10が接続されている。
【0036】
上記加圧減圧用配管10には、処理空間7内の圧力を測定するための圧力計11が設けられている。そして、加圧減圧口4、加圧減圧用配管10、圧力計11によって加圧減圧器12を構成している。
【0037】
また、各管8,9,10には、図示しないが、それぞれ管内の通路を開閉するバルブが設けられている。
【0038】
加熱装置5は、凝縮箱1の内壁部6bおよび処理空間7内を加熱するものであり、例えばリボンヒータからなるヒータ5aを有している。ヒータ5aは、凝縮箱1の壁部6の外面に例えば螺旋状に巻回されている。
【0039】
上記の粒子表面改質装置は、図4(c)に示すように、核粒子22の表面に表面改質剤21の膜を形成する処理、すなわち表面改質処理を行うためのものである。この表面改質剤21としては、常温で液体のもの、常温で固体であるが、加熱されると液体あるいは蒸気(気体)となるもの等を使用することができる。なお、表面改質剤21は、多孔質材料からなる内壁部6bに含ませておくものであり、この処理を容易に行えるという点からは、常温で液体のものが望ましい。
【0040】
常温で液体の表面改質剤21としては、例えば、純水、蒸留水、イオン交換水等の純度の高い液体、また、メタノール、イソプロピルアルコール(IPA)等のアルコール類、あるいは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール類、さらには、トルエンやキシレン等の溶媒の他に、各種界面活性剤やステアリン酸等を添加した水溶液またはアルコール溶液等も用いることができる。一般的には、作業安全上の問題がなく、取扱いの容易な各種水溶液や高い過飽和度が得られるグリコール類等が、特に好ましい表面改質剤21として挙げられる。
【0041】
また、核粒子22としては、エアロゾル粒子、ミスト粒子、ヒューム等が挙げられるが、特に限定されるものではない。一般的には、無機物質粒子、有機物質粒子、プラスチック粒子、ラテックス粒子、金属化合物粒子等が挙げられる。
【0042】
次に、上記構成の粒子表面改質装置を用いて、本願発明のインク用粒子の製造方法について説明する。
【0043】
上記インク用粒子の製造方法は、インク用粒子の表面を改質する表面改質方法である。
このインク用粒子の表面改質方法は、エアロゾル化した核粒子(固体、液体)を凝縮剤の飽和蒸気雰囲気中に曝し、この雰囲気を断熱膨張するか、あるいはこれら一連の工程を繰り返すことによって、核粒子に凝縮剤蒸気を凝縮させ、所望の表面改質層を形成する方法である。すなわち、図4(c)に示すように、核粒子22の表面に表面改質剤21の層(表面改質層)を形成する方法である。
【0044】
はじめに、インク用粒子である、カラーフィルタ層を形成するためのブラックマトリクス用粒子と、色粒子との表面に撥水性処理を施す表面改質方法について、図3に示す粒子表面改質装置および図1に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。なお、本実施の形態では、上記ブラックマトリクス用粒子として、カーボンブラック粒子を用い、上記色粒子として、RGB用の顔料粒子あるいは染料粒子を用いるものとする。
【0045】
まず、内壁部6bにシリコーン油を含ませる(S1)。具体的には、凝縮箱1の内壁部6bに表面改質剤としてシリコーン油を含ませる。
【0046】
次に、カーボンブラック又は顔料粒子等を凝縮箱1内に導入後、凝縮箱1を密閉する(S2)。具体的には、図4(a)に示す核粒子22となる、幾何平均径が約0.5μm、粒子個数濃度が1011個/m3のカーボンブラック粒子またはカラーフィルタを形成する顔料粒子または染料粒子を凝縮箱1の粒子導入口2から処理空間7に導入し、その後凝縮箱1を密閉する。
【0047】
続いて、凝縮箱1を加圧器で加圧すると共に、加熱装置5で加温する(S3)。これにより、シリコーン油の飽和蒸気が得られる。このとき、加圧減圧器12によって処理空間7の圧力を常圧(大気圧)より160mmHg高くなるように加圧し、加熱装置5によって内壁部6bの温度が400Kとなるように加温する。
【0048】
次いで、5分間静置する(S4)。これにより、処理空間7内をシリコーン油の飽和蒸気雰囲気にすることができる。具体的には、S3にて加圧、加温して得られたシリコーン油の蒸気の状態で凝縮箱1を5分間静置し、シリコーン油の飽和蒸気を得る。
【0049】
そして、加圧減圧器12によって処理空間7を常圧まで減圧する(S5)。これにより、シリコーン油は断熱膨張して処理空間7内で過飽和状態となる。
【0050】
この結果、図4(b)に示すように、核粒子22であるカーボンブラック粒子又は顔料粒子、染料粒子の表面にて直ちにシリコーン油の凝縮反応が生じ、表面改質剤21であるシリコーン粒子でカーボンブラック粒子表面又は顔料粒子、染料粒子の表面が覆われる。
【0051】
したがって、図4(c)に示すように、核粒子22の表面にシリコーン粒子(表面改質剤21)で覆われた表面改質された粒子が製造される。
【0052】
最後に、表面改質された粒子を凝縮箱1外に導き出す(S6)。具体的には、処理空間7内が常圧になった状態で5分間静置した後、表面改質された粒子(撥水性処理表面粒子)を粒子取出口3から凝縮箱1の外に導き出し、一連の処理が終了する。
【0053】
次に、インク用粒子であるブラックマトリクス層用のカーボンブラック粒子又はカラーフィルタ層用のRGB用の顔料あるいは染料粒子に対して、親水性表面改質する方法について、図3に示す粒子表面改質装置と図2に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。
【0054】
まず、内壁部6bに水溶性有機高級アルコールを含ませる(S11)。具体的には、凝縮箱1の内壁部6bに表面改質剤として水溶性有機高級アルコールを含ませる。
【0055】
次に、カーボンブラック又は顔料粒子等を凝縮箱1内に導入後、凝縮箱1を密閉する(S12)。具体的には、図4(a)に示す核粒子22となる、幾何平均径が約0.5μm、粒子個数濃度が1011個/m3のカーボンブラック粒子またはカラーフィルタを形成する顔料粒子または染料粒子を凝縮箱1の粒子導入口2から処理空間7に導入し、その後凝縮箱1を密閉する。
【0056】
続いて、凝縮箱1を加圧器で加圧すると共に、加熱装置5で加温する(S13)。これにより、水溶性有機高級アルコールの飽和蒸気が得られる。このとき、加圧減圧器12によって処理空間7の圧力を常圧(大気圧)より160mmHg高くなるように加圧し、加熱装置5によって内壁部6bの温度が400Kとなるように加温する。
【0057】
次いで、5分間静置する(S14)。これにより、処理空間7内を水溶性有機高級アルコールの飽和蒸気雰囲気にすることができる。具体的には、S13にて加圧、加温して得られた水溶性有機高級アルコールの蒸気の状態で凝縮箱1を5分間静置し、水溶性有機高級アルコールの飽和蒸気を得る。
【0058】
そして、加圧減圧器12によって処理空間7を常圧まで減圧する(S15)。これにより、水溶性有機高級アルコールは断熱膨張して処理空間7内で過飽和状態となる。
【0059】
この結果、図4(b)に示すように、核粒子22であるカーボンブラック粒子又は顔料粒子、染料粒子の表面にて直ちに水溶性有機高級アルコールの凝縮反応が生じ、表面改質剤21である水溶性有機高級アルコール粒子でカーボンブラック粒子表面又は顔料粒子、染料粒子の表面が覆われる。
【0060】
したがって、図4(c)に示すように、核粒子22の表面に水溶性有機高級アルコール粒子(表面改質剤21)で覆われた表面改質された粒子が製造される。
【0061】
最後に、表面改質された粒子を凝縮箱1外に導き出す(S16)。具体的には、処理空間7内が常圧になった状態で5分間静置した後、表面改質された粒子(親水性表面粒子)を粒子取出口3から凝縮箱1の外に導き出し、一連の処理が終了する。
【0062】
ここで、上記構成のインク用粒子からなるインクを用いてカラーフィルタを製造する方法について、図5および図6を参照しながら以下に説明する。
【0063】
上記カラーフィルタは、基板とインクとの特性が同じもので構成されている。つまり、撥水性処理表面のインク用粒子からなる撥水性インクと、特性を同じにした撥水性基板とで構成されるカラーフィルタと、親水性処理表面のインク用粒子からなる親水性インクと、特性を同じにした親水性基板とで構成されるカラーフィルタとの2種類が考えられる。
【0064】
はじめに、撥水性基板(例えば、プラスチック基板または、親水性基板表面上に撥水性のプライマー処理をした基板)と、撥水性インクとを用いて製造されるカラーフィルタ31(図5)について説明する。
【0065】
上記カラーフィルタ31は、図5に示すように、透明基板としてのプラスチック基板32上に撥水性樹脂が塗布され、この撥水性樹脂の塗布により形成された撥水性樹脂層33上にブラックマトリクス層34およびカラーフィルタ層35とで構成されるフィルタ層が形成された構成となっている。
【0066】
上記カラーフィルタ31の製造方法について以下に説明する。
【0067】
まず、プラスチック基板32上に撥水性樹脂層33を形成するために、例えばシリコン樹脂、エポキシ樹脂等の撥水性樹脂を塗布する。このとき、塗布方法として、例えばスピンコーター法、ロールコーター法等を用い、撥水性樹脂をプラスチック基板32上に均一に塗布する。
【0068】
このように、撥水性樹脂層33を構成する撥水性樹脂としてシリコン樹脂、エポキシ樹脂を用いることにより、プラスチック基板32と撥水性樹脂層33との接着性を向上させるようになっている。
【0069】
次に、インクジェット記録装置を用いて、表面を撥水性処理したカーボンブラック粒子を、プラスチック基板32の撥水性樹脂層33表面に噴射してブラックマトリクス層34を形成する。
【0070】
次いで、インクジェット記録装置を用いて、表面を撥水性処理した顔料粒子を、プラスチック基板32の撥水性樹脂層33表面に上記ブラックマトリクス層34とは重ならないように噴射してカラーフィルタ層35を形成する。
【0071】
上記のブラックマトリクス層34およびカラーフィルタ層35からなるカラーフィルタは、図7に示すようなパターンで形成されている。カラーフィルタ層35は、RGBの3色の顔料で形成されている。
【0072】
上記インクジェット記録装置で使用されているインクジェット方式としては、例えば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挙げられる。
【0073】
続いて、プラスチック基板32の撥水性樹脂層33上に、ブラックマトリクス層34とカラーフィルタ層35とが噴射形成された後、200度でベーキング処理をし加熱硬化させる。
【0074】
以上の製造方法により、図5に示すカラーフィルタ31が完成する。
【0075】
この時、プラスチック基板32、その上の撥水性樹脂層33、その上の撥水性処理した粒子(フィルタ層を形成するカーボンブラック粒子と顔料粒子)は相互に相性がよいため、相互にはじき合う事がなく、ピンホールの発生を抑えることができる。
【0076】
しかも、固形のカーボンブラック粒子、顔料粒子を噴射するソリッドインクジェット方式を採用しているので、撥水性樹脂層33上に形成されるブラックマトリクス層34とカラーフィルタ層35とが滲むことがなく、平坦性を保つことができる。
【0077】
次に、親水性基板(例えば、ガラス基板または、撥水性基板表面上に親水性プライマー処理をした基板)と、親水性インクとを用いて製造されるカラーフィルタ41(図6)について説明する。
【0078】
上記カラーフィルタ41は、図6に示すように、ガラス基板42上に親水性樹脂層43が塗布され、この親水性樹脂層43上にブラックマトリクス層44およびカラーフィルタ層45からなるカラーフィルタが形成された構成となっている。上記カラーフィルタ41の製造方法について以下に説明する。
【0079】
まず、ガラス基板42上に親水性樹脂層43を形成するために、例えばポリビニルアルコール樹脂等の親水性樹脂を塗布する。このとき、塗布方法として、例えばスピンコーター法、ロールコーター法等を用い、親水性樹脂をガラス基板42上に均一に塗布する。
【0080】
このように、親水性樹脂層43を構成する親水性樹脂としてポリビニルアルコール樹脂を用いることにより、ガラス基板42と親水性樹脂層43との接着性を向上させるようになっている。すなわち、親水性基板であるガラス基板42の表面のOH基と相性の良い親水性樹脂を該ガラス基板42にコートすれば良い。
【0081】
次に、インクジェット記録装置を用いて、表面を親水性処理したカーボンブラック粒子を、ガラス基板42の親水性樹脂層43表面に噴射してブラックマトリクス層44を形成する。
【0082】
次いで、インクジェット記録装置を用いて、表面を親水性処理した顔料粒子を、ガラス基板42の親水性樹脂層43表面に上記ブラックマトリクス層44とは重ならないように噴射してカラーフィルタ層45を形成する。
【0083】
上記のブラックマトリクス層44およびカラーフィルタ層45からなるカラーフィルタは、図7に示すようなパターンで形成されている。カラーフィルタ層45は、RGBの3色の顔料で形成されている。
【0084】
上記インクジェット記録装置で使用されているインクジェット方式としては、例えば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挙げられる。
【0085】
続いて、ガラス基板42の親水性樹脂層43上に、ブラックマトリクス層44とカラーフィルタ層45とが噴射形成された後、200度でベーキング処理をし加熱硬化させる。
【0086】
以上の製造方法により、図6に示すカラーフィルタ41が完成する。
【0087】
この時、ガラス基板42、その上の親水性樹脂層43、その上の親水性処理した粒子(フィルタ層を形成するカーボンブラック粒子と顔料粒子)は相互に相性がよいため、相互にはじき合う事がなく、ピンホールの発生を抑えることができる。
【0088】
しかも、固形のカーボンブラック粒子、顔料粒子を噴射するソリッドインクジェット方式を採用しているので、親水性樹脂層43上に形成されるブラックマトリクス層44とカラーフィルタ層45とが滲むことがなく、平坦性を保つことができる。
【0089】
次いで、本願発明のカラーフィルタを使用したカラー表示装置について以下に説明する。なお、本実施の形態では、カラー表示装置としてカラー液晶パネルの場合について説明する。また、カラーフィルタとして、図5に示すカラーフィルタ31を用いるものとする。
【0090】
上記カラー液晶パネルは、例えば図8に示すように、一対の基板52・55を対向配置させ、この間に液晶56を封入した構造となっている。
【0091】
上記基板52は、いわゆる対向電極基板であり、カラーフィルタ31のブラックマトリクス層34およびカラーフィルタ層35からなるフィルタ層上にITO(IndiumTinOxide)からなる対向電極51を形成し、その対向電極51表面に配向膜(図示せず)が形成された構成となっている。
【0092】
また、上記基板55は、いわゆる画素電極基板であり、プラスチック基板53上に駆動素子を具備した画素電極54が形成され、さらに、この画素電極54表面に配向膜(図示せず)が形成された構成となっている。
【0093】
上記の駆動素子として、TFT(ThinFilmTransistor),MIM(MetalInsulatorMetal)等の3端子素子または2端子素子等が使用可能である。
【0094】
ここで、上記構成のカラー液晶パネルの製造方法について以下に説明する。
【0095】
まず、カラーフィルタ31上に、ITOの対向電極51をスパッタ法で形成する。その後、対向電極51の表面を配向処理する。この配向処理は、ポリイミド樹脂を500Åの厚みに塗布し、ラビング処理を行うことによって施される。
【0096】
この時、カラーフィルタ31は、撥水性樹脂をプラスチック基板32上にあらかじめ1回塗布した上に形成されているので、完成したカラーフィルタ31の表面は平坦であり、その結果、配向処理が均一に行われる。このため、カラーフィルタ31側での配向不良であるディスクリネーションの発生がなくなる。
【0097】
次に、駆動素子を形成した基板55側の表面も配向処理を行う。この配向処理は、ポリイミド樹脂を500・の厚みに塗布し、ラビング処理を行うことによって施される。
【0098】
その後、配向処理したカラーフィルタ31を有する基板52と、駆動素子を具備した画素電極54を有する基板55とを、シール剤(図示せず)によって貼り合わせを行う。その後、基板52・55間に、液晶注入、封止を行う事によってカラー液晶パネルが完成する。
【0099】
なお、上記構成のカラー液晶パネルでは、図5に示す撥水性インクと撥水性基板とで構成されたカラーフィルタ31を使用したが、これに限定されるものではなく、例えば図6に示す親水性インクと親水性基板とで構成されたカラーフィルタ41を使用しても同様の効果を得ることができる。
【0100】
以上のように、本発明によれば、フィルタ層におけるブラックマトリクス層とカラーフィルタ層との境での色の滲みがなくなり、かつピンホールのない平坦なカラーフィルタが得られると共に、耐熱性、耐溶剤性、解像性等の必要特性を満足し、かつ信頼性の高いカラーフィルタが得られる。
【0101】
また、上記のカラーフィルタの表面は段差のない平坦な面であるので、このカラーフィルタをカラー液晶パネルに用いた場合、カラーフィルタの段差に起因する配向不良(ドメイン)がなくなり、表示品位の向上を図ることができる。
【0102】
なお、本実施の形態では、カラー液晶パネルに用いられるカラーフィルタについて本発明を適用した場合について説明したが、これ以外に、スペーサ散布にも適用できる。
【0103】
一般に、カラー液晶パネルにおいて、スペーサを散布する場合、絵素開口部(ブラックマトリクス以外の部分)にスペーサが設置されれば、その部分が表示上輝点として見える。
【0104】
そこで、ブラックマトリクスを親水性樹脂で形成し、表面を親水性に改質したスペーサを散布すれば、ブラックマトリクス上にのみスペーサが残り、絵素開口部にスペーサが設置されず、表示上輝点の発生を抑えることができる。
【0105】
【発明の効果】
請求項1の発明のインクは、以上のように、基板に固形のインクを噴射して、該基板表面にフィルタ層を形成するインクジェット記録装置に使用され、上記基板表面の特性が親水性である場合、粒子表面が親水性に改質されているインク用粒子からなり、上記基板表面の特性が撥水性である場合、粒子表面が撥水性に改質されているインク用粒子からなるる構成である。
【0106】
それゆえ、インクが、基板表面が親水性である場合、粒子表面が親水性に改質されているインク用粒子からなり、上記基板表面が撥水性である場合、粒子表面が撥水性に改質されているインク用粒子からなることで、インクと基板との接着性が向上し、インクが基板から弾かれることがなくなる。
【0107】
また、インクの基板に対する接着性が向上するようになるので、基板上のある領域のインクが隣接する領域のインクと混じり合うこと、すなわちインクの滲みをなくすことができる。したがって、インクの滲みによって平坦性を損なうことなくインク層を基板に形成することができるという効果を奏する。
【0108】
請求項1の発明のインクの製造方法として、例えば請求項2の発明のインクの製造方法が挙げられる。
【0109】
請求項2の発明のインクの製造方法は、以上のように、エアロゾル化したインク用粒子を構成する核粒子を凝縮剤の飽和蒸気雰囲気中に曝し、上記核粒子に凝縮剤蒸気を凝縮させ、所望の特性を有する表面改質層を該核粒子表面に形成することにより、請求項1記載のインク用粒子を得る構成である。
【0110】
それゆえ、請求項1の構成による効果を奏するようなインクを製造することができるという効果を奏する。
【0111】
請求項3の発明のカラーフィルタは、以上のように、透明基板上に、遮光部と着色された光透過部とからなるフィルタ層がインクジェット記録装置によってインクを噴射することにより形成されたカラーフィルタにおいて、上記透明基板とフィルタ層との間に樹脂層が形成され、上記樹脂層が撥水性樹脂で形成されている場合、上記インクを構成するインク用粒子の表面が撥水処理されていることで、該インク用粒子の表面が、上記樹脂層の特性と同じ特性である撥水性に改質されており、上記樹脂層が親水性樹脂で形成されている場合、上記インクを構成するインク用粒子の表面が親水処理されていることで、該インク用粒子の表面が、上記樹脂層の特性と同じ特性である親水性に改質されている構成である。
【0112】
それゆえ、カラーフィルタを構成する透明基板とフィルタ層との間に形成された樹脂層が撥水性樹脂で形成されている場合、上記インクを構成するインク用粒子の表面が撥水処理されていることで、該インク用粒子の表面が、上記樹脂層の特性と同じ特性である撥水性に改質されており、上記樹脂層が親水性樹脂で形成されている場合、上記インクを構成するインク用粒子の表面が親水処理されていることで、該インク用粒子の表面が、上記樹脂層の特性と同じ特性である親水性に改質されていることで、インクの樹脂層への接着性を向上させることができる。これにより、インクが透明基板から弾かれることにより生じるピンホールをなくすことができる。
【0113】
しかも、インクジェット記録装置は、固形のインクを噴射するソリッドインクジェット方式であるので、透明基板上のインクの滲みをなくすことができ、この結果、カラーフィルタの平坦性を保つことができるという効果を奏する。
【0114】
そして、請求項3の発明のカラーフィルタは、請求項4の発明のカラーフィルタの製造方法のように、請求項1の発明のインクを利用することにより容易に作成することができる。
【0115】
すなわち、請求項4の発明のカラーフィルタの製造方法は、以上のように、透明基板上に樹脂層を形成し、該樹脂層表面に、請求項1の発明のインクをソリッドインクジェット方式のインクジェット記録装置で噴射して、遮光部と着色された光透過部とからなるフィルタ層を形成する構成である。
【0116】
請求項5の発明のカラー表示装置は、以上のように、カラーフィルタを備えた基板と、
この基板に対向する基板との間に、表示媒体が封入されたカラー表示装置において、上記カラーフィルタは、請求項3に記載のカラーフィルタである構成である。
【0117】
それゆえ、カラーフィルタが平坦性を保つようになっているので、例えば表示媒体として、液晶を用いた場合に各基板の対向面側に配向処理を施して配向膜を形成するとき、該配向膜の厚みを均一にすることができる。
【0118】
これにより、カラーフィルタ側での配向不良であるディスクリネーションの発生をなくすことができる。したがって、表示品位の高いカラー表示装置を提供することができるという効果を奏する。
【0119】
上記のようなカラー表示装置の製造方法として、例えば請求項6記載のカラー表示装置の製造方法が挙げられる。
【0120】
すなわち、請求項6のカラー表示装置の製造方法は、以上のように、カラーフィルタを備えた基板と、この基板に対向する基板との間に、表示媒体が封入されたカラー表示装置の製造方法において、上記カラーフィルタは、透明基板上に樹脂層を形成し、該樹脂層表面に、請求項1記載のインクをソリッドインクジェット方式のインクジェット記録装置で噴射して、遮光部と着色された光透過部とからなるフィルタ層を形成することによって得られる構成である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のインクを構成するインク用粒子の製造方法の流れを示すフローチャートである。
【図2】 本発明のインクを構成するインク用粒子の他の製造方法の流れを示すフローチャートである。
【図3】 上記インク用粒子を製造するための粒子表面改質装置の概略構成図である。
【図4】 (a)〜(c)は、インク用粒子の表面が改質されている状態を示す説明図である。
【図5】 図1に示す製造方法により得られたインク用粒子からなるインクによって製造されたカラーフィルタの概略断面図である。
【図6】 図2に示す製造方法により得られたインク用粒子からなるインクによって製造されたカラーフィルタの概略断面図である。
【図7】 図5および6に示すカラーフィルタの平面図である。
【図8】 本発明のインクで製造されたカラーフィルタを有するカラー液晶パネルの概略断面図である。
【符号の説明】
21 表面改質剤
22 核粒子
31 カラーフィルタ
32 プラスチック基板(透明基板,基板)
33 撥水性樹脂層(樹脂層)
34 ブラックマトリクス層(遮光部)
35 カラーフィルタ層(着色された光透過部)
41 カラーフィルタ
42 ガラス基板(透明基板,基板)
43 親水性樹脂層(樹脂層)
44 ブラックマトリクス層(遮光部)
45 カラーフィルタ層(着色された光透過部)
52 基板
55 基板
Claims (6)
- 基板に固形のインクを噴射して、該基板表面にフィルタ層を形成するソリッドインクジェット方式のインクジェット記録装置に使用され、
上記基板表面の特性が親水性である場合、粒子表面が親水性に改質されているインク用粒子からなり、
上記基板表面の特性が撥水性である場合、粒子表面が撥水性に改質されているインク用粒子からなることを特徴とするインク。 - エアロゾル化した核粒子を凝縮剤の飽和蒸気雰囲気中に曝し、上記核粒子に凝縮剤蒸気を凝縮させ、所望の特性を有する表面改質層を該核粒子表面に形成することによりインク用粒子を得ることを特徴とする請求項1記載のインクの製造方法。
- 透明基板上に、遮光部と着色された光透過部とからなるフィルタ層がソリッドインクジェット方式のインクジェット記録装置によって固形のインクを噴射することにより形成されたカラーフィルタにおいて、
上記透明基板とフィルタ層との間に樹脂層が形成され、
上記樹脂層が撥水性樹脂で形成されている場合、上記インクを構成するインク用粒子の表面が撥水処理されていることで、該インク用粒子の表面が、上記樹脂層の特性と同じ特性である撥水性に改質されており、
上記樹脂層が親水性樹脂で形成されている場合、上記インクを構成するインク用粒子の表面が、上記樹脂層の特性と同じ特性である親水処理されていることで、該インク用粒子の表面が親水性に改質されていることを特徴とするカラーフィルタ。 - 透明基板上に樹脂層を形成し、該樹脂層表面に、請求項1記載のインクをソリッドインクジェット方式のインクジェット記録装置で噴射して、遮光部と着色された光透過部とからなるフィルタ層を形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
- カラーフィルタを備えた基板と、この基板に対向する基板との間に、表示媒体が封入されたカラー表示装置において、
上記カラーフィルタは、請求項3に記載のカラーフィルタであることを特徴とするカラー表示装置。 - カラーフィルタを備えた基板と、この基板に対向する基板との間に、表示媒体が封入されたカラー表示装置の製造方法において、
上記カラーフィルタは、透明基板上に樹脂層を形成し、該樹脂層表面に、請求項1記載のインクをソリッドインクジェット方式のインクジェット記録装置で噴射して、遮光部と着色された光透過部とからなるフィルタ層を形成することによって得られることを特徴とするカラー表示装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15172298A JP3942732B2 (ja) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | インク、カラーフィルタ、カラー表示装置およびこれらの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15172298A JP3942732B2 (ja) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | インク、カラーフィルタ、カラー表示装置およびこれらの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11343442A JPH11343442A (ja) | 1999-12-14 |
JP3942732B2 true JP3942732B2 (ja) | 2007-07-11 |
Family
ID=15524865
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15172298A Expired - Fee Related JP3942732B2 (ja) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | インク、カラーフィルタ、カラー表示装置およびこれらの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3942732B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4510246B2 (ja) * | 1999-07-29 | 2010-07-21 | キヤノン株式会社 | カラーフィルタの製造方法 |
JP2007264547A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Mikuni Color Ltd | ブラックマトリックス形成用カーボンブラック分散液 |
FI20060428L (fi) * | 2006-05-03 | 2007-11-04 | Esko Kauppinen | Pintamodifioidut aerosolihiukkaset, menetelmä ja laite niiden tuottamiseksi sekä jauheet ja dispersiot jotka sisältävät kyseisiä hiukkasia |
JP2008010353A (ja) | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Seiko Epson Corp | マスクの製造方法、配線パターンの製造方法、及びプラズマディスプレイの製造方法 |
-
1998
- 1998-06-01 JP JP15172298A patent/JP3942732B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11343442A (ja) | 1999-12-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR920010016B1 (ko) | 칼라필터와 그 제조방법 및 그것을 사용한 액정표시장치 | |
US7102710B2 (en) | Manufacturing method of color filter substrate having panel identification | |
TWI252168B (en) | Method for manufacturing pattern-forming body, pattern manufacturing apparatus and method for manufacturing color filter film | |
JPH09230129A (ja) | カラーフィルタの製造方法及びそれを用いた液晶表示素子 | |
JPS60254001A (ja) | カラ−フイルタ− | |
WO1987003381A1 (en) | High-precision color filter having excellent properties and method of producing the same | |
JP3942732B2 (ja) | インク、カラーフィルタ、カラー表示装置およびこれらの製造方法 | |
JPH08166507A (ja) | 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 | |
JP4138130B2 (ja) | カラーフィルターの製造方法および液晶表示装置の製造方法 | |
JP2001042313A (ja) | カラーフィルタを備えた液晶表示パネル用基板の製造方法 | |
JP2002107528A (ja) | カラーフィルタの製造方法 | |
US6197458B1 (en) | Color filter, production process thereof, and liquid crystal display panel using the color filter | |
JPH10123315A (ja) | カラーフィルターの製造方法 | |
JP4707243B2 (ja) | 液晶表示素子用電極基板の製造方法 | |
JPH09127327A (ja) | カラーフィルタの製造方法及びそれを用いた液晶表示素子 | |
JP2001272526A (ja) | カラーフィルタおよびその製造方法 | |
JP3644118B2 (ja) | カラーフィルタの製造方法及びそれを用いた液晶表示素子 | |
JP3576288B2 (ja) | カラーフィルタの製造方法 | |
JPH07306311A (ja) | カラーフィルター付き基板及びそれを用いた液晶表示素子 | |
JPH11237505A (ja) | カラーフィルタ基板、カラーフィルタ基板の製造方法及びカラーフィルタ基板を用いた液晶パネル | |
JP4752337B2 (ja) | カラーフィルタの製造方法 | |
JPH10115703A (ja) | カラーフィルタの製造方法及びそれを用いた液晶表示素子 | |
JP3356932B2 (ja) | カラーフィルタ、その製造方法及び液晶表示装置 | |
JP2001272527A (ja) | カラーフィルタおよびその製造方法 | |
JPH1062617A (ja) | カラーフィルタの製造方法及びそれを用いた液晶表示素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040601 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040729 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061219 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070118 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20070118 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20070309 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070403 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070404 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100413 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110413 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120413 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120413 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130413 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130413 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |