JP3997038B2 - スペーサー付カラーフィルタと液晶素子の製造方法 - Google Patents
スペーサー付カラーフィルタと液晶素子の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3997038B2 JP3997038B2 JP25500999A JP25500999A JP3997038B2 JP 3997038 B2 JP3997038 B2 JP 3997038B2 JP 25500999 A JP25500999 A JP 25500999A JP 25500999 A JP25500999 A JP 25500999A JP 3997038 B2 JP3997038 B2 JP 3997038B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spacer
- color filter
- beads
- liquid crystal
- ink
- 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
- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Description
【０００１】
【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、パチンコ遊技台等に使用されるカラー表示の液晶素子と、該液晶素子の構成部材であるカラーフィルタとその製造方法、該製造方法に用いるインクジェット用のインクに関する。
【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、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不可欠となっている。
【０００３】
従来、液晶素子の製造方法としては、一対の透明な絶縁性基板であるガラス基板上にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）のような液晶駆動用素子、或いはカラーフィルタのような着色用光学素子などを設けた後、透明電極及び配向膜をそれぞれ形成する。次に、透明電極及び配向膜が形成された一方のガラス基板全面に一般に３〜１０μｍ程度のシリカ、アルミナ、合成樹脂等からなる真球或いは円筒状の粒子をスペーサーとして分散させる。透明電極を対向させた状態で上記一対のガラス基板を上記スペーサーを介して重ね合わせ、その間隙に液晶を封入することにより液晶素子が構成される。
【０００４】
ところが、有効画素部（透光部）では透過／遮光状態が表示状態によって変化するため、上記スペーサーを無色透明な素材で形成した場合には、遮光時に輝点として、また、黒色に着色した場合には透過時に黒点として観察されることとなり、表示品位が低下するという問題があった。
【０００５】
上記問題を解決するために、特開昭６１−１７３２２１号公報、特開平２−２２３９２２号公報などに示されるように、配向膜に配向処理を行った後、感光性ポリイミドやフォトレジストを塗布し、マスクを通して露光することで有効画素部以外にポリイミドやレジストからなるスペーサーを形成するという方法が提案されている。これらの方法によれば、任意の場所に、任意の密度でスペーサーを形成することができるため、液晶を封入した際の液晶セルギャップの不均一性を改善できる。また、特開平３−９４２３０号公報には、有効画素部以外の領域の遮光層上にビーズスペーサーを固定する方法が述べられている。
【０００６】
その他にも、膜厚の大きなブラックマトリクスをスペーサーとする方法（特開昭６３−２３７０３２号公報、特開平３−１８４０２２号公報、特開平４−１２２９１４号公報等）、重ねた着色レジストをスペーサーとする方法（特開昭６３−８２４０５号公報）、ブラックマトリクス上にも着色パターンを形成し、スペーサーとする方法（特開昭６３−２３７０３２号公報）などが提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記各公報に提案された改善方法は、いずれもフォトリソグラフィーを用いた方法であるため、高価な露光機が必要であり、また現像などのウエットプロセスの導入により、製造ラインが長くなるという問題があった。
【０００８】
また、上記各改善方法では、全面に感光性ポリイミドやフォトレジストを塗布し、塗工後は不要部を溶剤などにより除去することから、有効画素部の汚染が問題であった。特に、ラビング法などにより配向処理を行ったポリイミド膜などの配向膜上にスペーサーを形成する場合には、スペーサー形成工程において配向膜に施された配向処理状態を著しく汚染、破壊してしまう場合があり、液晶セル内に注入された液晶の配向が不均一となる懸念があった。
【０００９】
また、スペーサーは、基板間の距離（セルギャップ）を一定に保持する上で少なくとも一方の基板表面に確実に固定されていることが望ましい。
【００１０】
本発明の目的は、セルギャップ保持機能が良好で、表示に影響の無いスペーサーを備え、表示品位に優れた液晶素子をより安価に提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のスペーサー付カラーフィルタの製造方法は、複数の開口部を有する遮光層を設けた透明基板上の全面に、樹脂組成物からなるインク受容層を形成し、該インク受容層にインクジェット方式により着色インクを付与して着色し、カラーフィルタを形成する工程、
該カラーフィルタ上に、保護膜、透明導電膜をこの順に形成する工程、
該透明導電膜上の上記遮光層に重複する領域に部分的にインクジェット方式によりスペーサー形成材を付与し、該ビーズをカラーフィルタ上に固定してスペーサーを形成する工程と、
を少なくとも有し、
該スペーサー形成材は、ビーズと接着剤より形成され、
接着剤がＮ，Ｎ−ジメチロールアクリルアミドとメタクリル酸メチルの２元共重合体を含み、ビーズがジビニルベンゼン架橋ポリスチレンであり、
ビーズの比重と接着剤の比重との比が０．９〜１．１であることを特徴とする。
また本発明の液晶素子の製造方法は、複数の開口部を有する遮光層を設けた透明基板上の全面に、樹脂組成物からなるインク受容層を形成し、該インク受容層にインクジェット方式により着色インクを付与して着色し、カラーフィルタを形成する工程、
該カラーフィルタ上に、保護膜、透明導電膜をこの順に形成する工程、
該透明導電膜上の上記遮光層に重複する領域に部分的にインクジェット方式によりスペーサー形成材を付与し、該ビーズをカラーフィルタ上に固定してスペーサーを形成する工程と、
スペーサー付きカラーフィルタと対向基板との間に液晶を封入する工程と、
を有し、
該スペーサー形成材は、ビーズと接着剤より形成され、
接着剤がＮ，Ｎ−ジメチロールアクリルアミドとメタクリル酸メチルの２元共重合体を含み、ビーズがジビニルベンゼン架橋ポリスチレンであり、
ビーズの比重と接着剤の比重との比が０．９〜１．１であることを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、スペーサーをインクジェット方式により形成するため、遮光層上の表示に影響を及ぼさない領域にのみ選択的に形成することができ、また、スペーサーとしてビーズがカラーフィルタに固定されているため、配向膜形成工程等液晶素子製造工程中、及び製造後の該スペーサーの脱離が防止される。
【００１９】
また、本発明のビーズ入りスペーサー形成材は、ビーズと接着剤の比重を規定することによって、該形成材中でビーズの沈降または浮上がなく、カラーフィルタ上に均一にビーズを散布することができるため、所望の位置に所望の個数のビーズを配置させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００２１】
図１〜図２は、本発明のスペーサー付カラーフィルタの製造方法の一実施形態の工程図である。図中、１は透明基板、２はブラックマトリクス、３はインク受容層、４はフォトマスク、５は非着色部、６は被着色部、７はインクジェットヘッド、８は着色インク、９は着色部、１０は保護層、１１は透明電極、１２はインクジェットヘッド、１７はビーズ１５を接着剤１６に分散してなる本発明のビーズ入りスペーサー形成材、１８はビーズ１５を固定してなるスペーサーである。尚、図１〜図２の（ａ）〜（ｇ）はそれぞれ以下の工程（ａ）〜（ｇ）にそれぞれ対応する断面模式図である。
【００２２】
工程（ａ）
透明基板１上に、開口部を有する遮光層としてブラックマトリクス２を形成し、その上に樹脂組成物からなるインク受容層３を全面に形成する。本発明において透明基板１としては、一般にガラス基板が用いられるが、液晶素子としての透明性、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く、プラスチック基板なども用いることができる。本発明にかかる遮光層は、ブラックストライプであっても良い。
【００２３】
ブラックマトリクス２としては特に制限はなく、公知のものを用いることができる。例えば、透明基板１上に形成したＣｒ等の金属や金属酸化物などの積層膜をパターン状にエッチングしたり、透明基板１上に塗布した黒色レジストをパターニングすることにより、形成することができる。
【００２４】
インク受容層３は、光照射や熱処理、或いはその両方により硬化する樹脂組成物からなり、インク吸収性を有する。特に好ましくは、光照射によってインク吸収性が増加或いは低減する感光性樹脂組成物で形成し、後述するパターン露光によって隣接する被着色部６間に非着色部５を形成して混色防止を図る。このような感光性樹脂組成物としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、アミド系樹脂、フェノール系樹脂、ポリスチレン系樹脂などが必要に応じて光開始剤（架橋剤）と併せて用いられる。本実施形態は、光照射によってインク吸収性が低下するネガ型の感光性樹脂組成物を用いた例である。
【００２５】
上記感光性樹脂組成物は透明基板１上にスピンコート法、ディッピング法、ロールコート法、バーコート法、スリットコート法等の公知の手段により塗布し、必要に応じてプリベークしてインク受容層３とする。
【００２６】
尚、インク受容層３は光照射によってインク吸収性が増加または低減すると同時に、インクぬれ性も増加または低減するものが好ましい。
【００２７】
工程（ｂ）
フォトマスク４を介してパターン露光を行うことにより、インク吸収性を有する被着色部６とインク吸収性が被着色部６より低い（或いは無い）非着色部５を形成する。本例では、インク受容層３の感光性がネガ型であり、この場合、ブラックマトリクス２の開口部における色抜けを防止するために、着色部９をブラックマトリクス２の開口部よりも広く形成する意味から、ブラックマトリクス２の幅よりも非着色部５の幅が狭くなるような開口パターンを有するフォトマスクを用いることが好ましい。
【００２８】
また、インク受容層３の感光性がポジ型の場合には、ブラックマトリクス２をフォトマスクとして用い、透明基板１の裏面から露光することにより、フォトマスクを用いずにパターン露光することが可能である。
【００２９】
工程（ｃ）
インク受容層の被着色部６にインクジェットヘッド７より、所定の着色パターンに沿ってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各着色インク８を付与する。本実施形態では、隣接する被着色部６間にはインク吸収性が低い（或いはない）非着色部５が介在するため、被着色部６からはみ出したインクは非着色部５においてはじかれ、隣接する被着色部６間での混色が防止される。
【００３０】
本発明において用いられる着色インク８としては、染料系、顔料系のいずれでも用いることができ、インクジェット方式によって吐出が可能なものであれば好ましく用いることができる。
【００３１】
また、本発明において用いられるインクジェット方式としては、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いたバブルジェットタイプ、或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することができる。
【００３２】
工程（ｄ）
着色インク８が被着色部６に吸収され十分に拡散した後、必要に応じて乾燥処理を施し、さらに光照射、熱処理等必要な処理を施してインク受容層全体を硬化させ、非着色部５と着色部９からなる着色層を形成する。
【００３３】
工程（ｅ）
保護層１０及び液晶を駆動するための電極となる透明導電膜１１を形成する。保護層１０としては、光硬化型、熱硬化型、或いは熱・光併用硬化型の樹脂組成物層、或いは蒸着、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る。いずれの場合も、カラーフィルタとしての透明性を有し、その後の透明導電膜形成工程や配向膜形成工程等液晶素子の製造工程に耐えるものであれば使用することができる。透明導電膜１１としては、通常ＩＴＯ（インジウム・チン・オキサイド）膜が用いられ、スパッタ法等により成膜することができる。
【００３５】
工程（ｆ）
インクジェットヘッド１２より、ビーズ入りスペーサー形成材１７をブラックマトリクス２に重複する領域に部分的に付与する。
【００３６】
本発明のビーズ入りスペーサー形成材は当該工程において好ましく用いられるスペーサー形成材であり、接着剤１６にビーズ１５を分散してなり、カラーフィルタ上に付与した後に該接着剤１６を硬化させることによってビーズ１５をカラーフィルタ上に固定し、スペーサー１８とするものである。
【００３７】
本発明のビーズ入りスペーサー形成材は、インク中におけるビーズの沈降或いは浮上を防止する上で、ビーズの比重と接着剤の比重との比が０．９〜１．１であり、望ましくは０．９５〜１．０５である。
【００３８】
また、本発明のビーズ入りスペーサー形成材中に含まれるビーズとしては、液晶素子のセルギャップを保持する上で、粒径が０．８〜１０μｍのものが好ましく用いられ、スペーサー形成材中に好ましくは０．１〜５０重量％、さらに好ましくは１〜３０重量％の割合で含有させる。また、該スペーサー形成材を良好に吐出する上で、接着剤の粘性は好ましくは２〜１００ｃｐｓ、さらに好ましくは３〜５０ｃｐｓに調製される。
【００３９】
本発明のビーズ入りスペーサー形成材に用いられるビーズとしては、例えば、ガラス、シリカ、金属酸化物（ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3）などの無機化合物の多孔質体もしくは非多孔質体、中空体や、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアクリル、ナイロン、シリコーン樹脂などのプラスチック類などが好ましく用いられ、特に多孔質素材のビーズを適宜選択することで比重の調整を行うことができる。
【００４０】
また、本発明のビーズ入りスペーサー形成材に用いられる接着剤は、カラーフィルタ上に付与した後に硬化してビーズを固定しうるものであり、好ましくは光照射や熱処理、或いはその両方により硬化する樹脂組成物が用いられる。具体的には、以下に挙げるような単量体の単独重合体或いは該単量体と他のビニル系単量体との共重合体を含有する組成物が好ましく、該単量体及び共重合体の接着剤中の含有量は０．０１〜３０重量％が好ましく、特に０．１〜１０重量％が望ましい。
【００４１】
上記接着剤に含有される重合体或いは共重合体の構成成分である単量体としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチロールアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメトキシメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエトキシメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチロールメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメトキシメチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエトキシメチルメタクリルアミド等が挙げられるが、これらに限られるものではない。これらの単量体は単独重合体、或いは、他のビニル系単量体との共重体で用いられる。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、アクリル酸エチル等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等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、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシメチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート等の水酸基を含有したビニル系単量体、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等を挙げることができる。
【００４２】
上記共重合体における、上記単量体と他のビニル系単量体との共重合割合（重量％）は、１００％：０％〜５％：９５％が好ましく、特に９０％：１０％〜１０％：９０％が望ましい。
【００４３】
さらに、光硬化させる場合には、各種光硬化性樹脂、光重合開始剤を加えても良い。また、スペーサー形成材中で固着等の問題を起こすものでなければ、他の成分として、様々な市販の樹脂や添加剤を加えても良い。具体的には、アクリル系樹脂やエポキシ系樹脂等が好適に用いられる。
【００４４】
接着剤の調製に際しては、上記各成分を水／または公知の溶剤で混合、溶解する。この操作は、それ自体公知のものが利用できる。望ましくは、カラーフィルタ表面の材質（本実施形態では透明導電膜１１）によって添加溶剤或いは界面活性剤などの添加剤を加えて比重や粘性を調製する。
【００４５】
また、ビーズ入りスペーサー形成材１７は、液晶素子を構成した際にセルギャップを保持するために必要な部位にのみ、基板内に複数箇所、分散して付与すればよい。
【００４６】
ビーズ入りスペーサー形成材１７の付与に用いるインクジェット方式としては、圧電素子を用いたピエゾジェットタイプ等が好ましく使用できる。また、ビーズ入りスペーサー形成材の打ち込み位置、及び打ち込み量は任意に設定することができる。
【００４７】
工程（ｇ）
光照射、熱処理、或いは光照射と熱処理の両方を行ってビーズ入りスペーサー形成材１７の接着剤１６を硬化させて透明導電膜１１にビーズ１５を固定し、スペーサー１８とし、本発明のスペーサー付カラーフィルタを得る。光照射や熱処理の方法は公知の方法による。
【００４８】
次に、図４に本発明のスペーサー付カラーフィルタの製造方法の他の実施形態の工程を示す。図中、図１〜図２と同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。また、図中、３２はブラックマトリクス、３７はインクジェットヘッド、３８は硬化型着色インク、３９は着色部である。尚、図４の（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ以下の工程（ａ）〜（ｆ）にそれぞれ対応する断面模式図である。
【００４９】
工程（ａ）
透明基板１上に開口部を有するブラックマトリクス３２を黒色樹脂組成物で形成する。該ブラックマトリクス３２は、着色部３９を形成するための硬化型着色インク３８の混色を防止する隔壁機能を備えている。このような黒色樹脂組成物としては、感光性を備えたものが好ましく、具体的には、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、アミド系樹脂、フェノール系樹脂、ポリスチレン系樹脂などが必要に応じて光開始剤（架橋剤）と併せて用いられ、黒色染料或いは顔料を混合して用いる。
【００５０】
上記感光性黒色樹脂組成物は、スピンコート法、ディッピング法、ロールコート法、バーコート法、スリットコート法等の公知の手段により塗布され、必要に応じてプリベークした後、パターン露光、現像して所定のパターンを有するブラックマトリクス３２が得られる。
【００５１】
工程（ｂ）
ブラックマトリクス３２の開口部にインクジェットヘッド３７より硬化型着色インク３８を付与する。硬化型着色インク３８としては、光照射や熱処理などのエネルギー付与により硬化する樹脂とＲ、Ｇ、Ｂの染料或いは顔料を含有する着色樹脂組成物が用いられる。上記樹脂としては、メラミン樹脂、水酸基或いはカルボキシル基含有ポリマーとメラミン、水酸基或いはカルボキシル基含有ポリマーと多官能エポキシ化合物、水酸基或いはカルボキシル基含有ポリマーと繊維素反応型化合物、エポキシ樹脂とレゾール型樹脂、エポキシ樹脂とアミン類、エポキシ樹脂とカルボン酸又は酸無水物、エポキシ化合物、ネガ型レジストなどが用いられる。
【００５２】
また、インクジェット方式としては、前記第一の実施形態における着色インクの付与工程と同様に、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、或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、着色パターンは任意に設定することができる。
【００５３】
工程（ｃ）
必要に応じて、乾燥処理を施し、光照射及び熱処理等必要な処理を施して硬化型着色インク３８を硬化し、着色部３９を形成する。本実施形態では、着色部３９がカラーフィルタの着色層に相当する。
【００５４】
工程（ｄ）
図１（ｅ）と同様に、保護層１０及び透明導電膜１１を形成する。
【００５５】
工程（ｅ）
図２（ｆ）と同様に、インクジェットヘッド１２よりビーズ入りスペーサー形成材１７をブラックマトリクス２に重複する領域に部分的に付与する。
【００５６】
工程（ｆ）
図２（ｇ）と同様に、必要な処理を施してビーズ入りスペーサー形成材１７の接着剤１６を硬化し、透明導電膜１１にビーズ１５を固定してスペーサー１８とし、本発明のスペーサー付カラーフィルタを得る。
【００５７】
上記図１〜図２、図４には、インクジェット方式によりカラーフィルタの着色層を形成する工程を示したが、本発明においては特にこれに限定されるものではなく、従来の顔料分散法等により着色層を形成したカラーフィルタにも好ましく適用される。尚、インクジェット方式による製造方法に従えば、顔料分散法等によって製造されたカラーフィルタに比較して、凹凸の少ない平坦な着色層を得ることが可能であるため、本発明をより効果的に実施することができる。
【００５８】
次に、本発明の液晶素子の一例を図３に示す。図３は、図２（ｇ）に示した本発明のスペーサー付カラーフィルタを用いて構成した液晶素子の一例の断面模式図である。図中、２１は対向基板、２２は画素電極、２３，２５は配向膜、２４は液晶である。本液晶素子は、画素毎にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を配置したアクティブマトリクスタイプ（いわゆるＴＦＴ型）の液晶素子の一例である。
【００５９】
カラー表示の液晶素子は、一般的にカラーフィルタ側の基板１と対向基板２１を合わせ込み、液晶２４を封入することにより形成される。対向基板２１の内側に、ＴＦＴ（図示しない）と透明な画素電極２２がマトリクス状に形成される。また、透明基板１の内側には、画素電極２２に対向する位置に、Ｒ、Ｇ、Ｂが配列するようにカラーフィルタの着色部９が設置され、その上に透明導電膜１１（共通電極）が一面に形成される。さらに、両基板の面内には配向膜２３，２５が形成されており、これら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。これらの基板間の距離はスペーサー１８により一定に保持され、対向配置されてシール材（図示しない）によって貼り合わされ、その間隙に液晶２４が充填される。液晶としては一般的に用いられているＴＮ型液晶や強誘電性液晶等いずれも用いることができる。
【００６０】
上記液晶素子は、透過型の場合には両基板の外側に偏光板を設置し、一般的に蛍光灯と散乱板を組み合わせたバックライトを用い、反射型の場合には透明基板１の外側に偏光板を設置して、それぞれ液晶２４を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。
【００６１】
上記実施形態においては、ＴＦＴ型の液晶素子について説明したが、本発明は単純マトリクス型等他の駆動タイプの液晶素子にも好ましく適用される。また、本発明の液晶素子は直視型でも投写型でも好適に用いられる。
【００６２】
【実施例】
開口部の大きさが６０μｍ×１５０μｍで幅が２０μｍ及び３５μｍのＣｒからなるブラックマトリクスの形成されたガラス基板上に、下記に示す組成からなるアクリル系共重合体９７重量部及びトリフェニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネート３重量部をエチルセルソロブに溶解してなる樹脂組成物を膜厚２μｍとなるようスピンコートし、９０℃で２０分間のプリベークを行ってインク受容層を形成した。
【００６３】
〔アクリル系共重合体の組成〕
メチルメタクリレート ５０重量部
ヒドロキシエチルメタクリレート ３０重量部
Ｎ−メチロールアクリルアミド ２０重量部
【００６４】
次いで、ブラックマトリクスの幅よりも狭いストライプ状の開口部を有するフォトマスクを介してブラックマトリクス上のインク受容層の一部をストライプ状にパターン露光し、さらに１２０℃のホットプレート上で１分間の熱処理を施した。次いで、未露光部に対して，インクジェット記録装置を用いてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の染料インクにより、連続するドットでストライプ状のパターンを着色した後、９０℃で５分間のインク乾燥を行った。引き続き２００℃で６０分間の熱処理を行ってインク受容層全体を硬化させ、着色層を得た。
【００６５】
上記着色層上に、二液型の熱硬化型樹脂組成物（ＪＳＲ社製「ＳＳ６６９９Ｇ」）を膜厚１μｍとなるようスピンコートし、９０℃で３０分間のプリベークを行った後、２５０℃で６０分間の熱処理を行って保護層を形成した。次いで、スパッタによりＩＴＯを厚さ１５００Åとなるよう成膜し、カラーフィルターを得た。
【００６６】
Ｎ，Ｎ−ジメチロールアクリルアミドとメタクリル酸メチルの２元共重合体（重量比；４０：６０）を１０重量％、純水８０重量％、エチレングリコール１０重量％からなる接着剤（比重：０．９８）に、粒径が５．５μｍのビーズ（ジビニルベンゼン架橋ポリスチレン、比重：１．０２）を該ビーズが形成材中で１０重量％となるように分散させ、ビーズ入りスペーサー形成材を調製した。このスペーサー形成材の粘度は１９ｃｐｓ（２５℃）であった。このビーズ入りスペーサー形成材をインクジェットヘッドよりブラックマトリクスに重複する領域内にビーズが部分的に配置するように、上記ＩＴＯ膜上に付与した。該付与工程において、スペーサー形成材中のビーズは均一であり、ブラックマトリクス上の所望の位置にビーズを付与することができた。さらに、１５０℃で２０分間の加熱処理を行い、上記接着剤を硬化させてビーズをＩＴＯ膜上に固定し、スペーサー付カラーフィルタを得た。
【００６７】
得られたスペーサー付カラーフィルタを用い、カラー表示の液晶素子を作製したところ、良好なカラー画像が表示された。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、インクジェット方式により表示に影響しない遮光領域にのみ選択的にスペーサーを形成することができるため、スペーサー形成材の無駄が無く、また、スペーサー下層を現像液等で汚染する心配もない。さらに、スペーサーとしてビーズがカラーフィルタに固定されているため、配向膜形成等後工程及び液晶素子構成後に脱離する恐れが無く、セルギャップが均一に保持された信頼性の高い液晶素子を歩留まり良く、より安価に提供することができる。また、スペーサー形成時に本発明のビーズ入りスペーサー形成材を用いることにより、所望の位置に効率よくビーズを付与してスペーサーを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスペーサー付カラーフィルタの製造方法の一実施形態の工程図である。
【図２】本発明のスペーサー付カラーフィルタの製造方法の一実施形態の工程図である。
【図３】図２のスペーサー付カラーフィルタを用いて構成した本発明の液晶素子の一実施形態の断面模式図である。
【図４】本発明のスペーサー付カラーフィルタの製造方法の他の実施形態の工程図である。
【符号の説明】
１ 透明基板
２ ブラックマトリクス
３ インク受容層
４ フォトマスク
５ 非着色部
６ 被着色部
７ インクジェットヘッド
８ 着色インク
９ 着色部
１０ 保護層
１１ 透明導電膜
１２ インクジェットヘッド
１５ ビーズ
１６ 接着剤
１７ ビーズ入りスペーサー形成材
１８ スペーサー
２１ 対向基板
２２ 画素電極
２３，２５ 配向膜
２４ 液晶
３２ ブラックマトリクス
３７ インクジェットヘッド
３８ 硬化型着色インク
３９ 着色部
【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、パチンコ遊技台等に使用されるカラー表示の液晶素子と、該液晶素子の構成部材であるカラーフィルタとその製造方法、該製造方法に用いるインクジェット用のインクに関する。
【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、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不可欠となっている。
【０００３】
従来、液晶素子の製造方法としては、一対の透明な絶縁性基板であるガラス基板上にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）のような液晶駆動用素子、或いはカラーフィルタのような着色用光学素子などを設けた後、透明電極及び配向膜をそれぞれ形成する。次に、透明電極及び配向膜が形成された一方のガラス基板全面に一般に３〜１０μｍ程度のシリカ、アルミナ、合成樹脂等からなる真球或いは円筒状の粒子をスペーサーとして分散させる。透明電極を対向させた状態で上記一対のガラス基板を上記スペーサーを介して重ね合わせ、その間隙に液晶を封入することにより液晶素子が構成される。
【０００４】
ところが、有効画素部（透光部）では透過／遮光状態が表示状態によって変化するため、上記スペーサーを無色透明な素材で形成した場合には、遮光時に輝点として、また、黒色に着色した場合には透過時に黒点として観察されることとなり、表示品位が低下するという問題があった。
【０００５】
上記問題を解決するために、特開昭６１−１７３２２１号公報、特開平２−２２３９２２号公報などに示されるように、配向膜に配向処理を行った後、感光性ポリイミドやフォトレジストを塗布し、マスクを通して露光することで有効画素部以外にポリイミドやレジストからなるスペーサーを形成するという方法が提案されている。これらの方法によれば、任意の場所に、任意の密度でスペーサーを形成することができるため、液晶を封入した際の液晶セルギャップの不均一性を改善できる。また、特開平３−９４２３０号公報には、有効画素部以外の領域の遮光層上にビーズスペーサーを固定する方法が述べられている。
【０００６】
その他にも、膜厚の大きなブラックマトリクスをスペーサーとする方法（特開昭６３−２３７０３２号公報、特開平３−１８４０２２号公報、特開平４−１２２９１４号公報等）、重ねた着色レジストをスペーサーとする方法（特開昭６３−８２４０５号公報）、ブラックマトリクス上にも着色パターンを形成し、スペーサーとする方法（特開昭６３−２３７０３２号公報）などが提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記各公報に提案された改善方法は、いずれもフォトリソグラフィーを用いた方法であるため、高価な露光機が必要であり、また現像などのウエットプロセスの導入により、製造ラインが長くなるという問題があった。
【０００８】
また、上記各改善方法では、全面に感光性ポリイミドやフォトレジストを塗布し、塗工後は不要部を溶剤などにより除去することから、有効画素部の汚染が問題であった。特に、ラビング法などにより配向処理を行ったポリイミド膜などの配向膜上にスペーサーを形成する場合には、スペーサー形成工程において配向膜に施された配向処理状態を著しく汚染、破壊してしまう場合があり、液晶セル内に注入された液晶の配向が不均一となる懸念があった。
【０００９】
また、スペーサーは、基板間の距離（セルギャップ）を一定に保持する上で少なくとも一方の基板表面に確実に固定されていることが望ましい。
【００１０】
本発明の目的は、セルギャップ保持機能が良好で、表示に影響の無いスペーサーを備え、表示品位に優れた液晶素子をより安価に提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のスペーサー付カラーフィルタの製造方法は、複数の開口部を有する遮光層を設けた透明基板上の全面に、樹脂組成物からなるインク受容層を形成し、該インク受容層にインクジェット方式により着色インクを付与して着色し、カラーフィルタを形成する工程、
該カラーフィルタ上に、保護膜、透明導電膜をこの順に形成する工程、
該透明導電膜上の上記遮光層に重複する領域に部分的にインクジェット方式によりスペーサー形成材を付与し、該ビーズをカラーフィルタ上に固定してスペーサーを形成する工程と、
を少なくとも有し、
該スペーサー形成材は、ビーズと接着剤より形成され、
接着剤がＮ，Ｎ−ジメチロールアクリルアミドとメタクリル酸メチルの２元共重合体を含み、ビーズがジビニルベンゼン架橋ポリスチレンであり、
ビーズの比重と接着剤の比重との比が０．９〜１．１であることを特徴とする。
また本発明の液晶素子の製造方法は、複数の開口部を有する遮光層を設けた透明基板上の全面に、樹脂組成物からなるインク受容層を形成し、該インク受容層にインクジェット方式により着色インクを付与して着色し、カラーフィルタを形成する工程、
該カラーフィルタ上に、保護膜、透明導電膜をこの順に形成する工程、
該透明導電膜上の上記遮光層に重複する領域に部分的にインクジェット方式によりスペーサー形成材を付与し、該ビーズをカラーフィルタ上に固定してスペーサーを形成する工程と、
スペーサー付きカラーフィルタと対向基板との間に液晶を封入する工程と、
を有し、
該スペーサー形成材は、ビーズと接着剤より形成され、
接着剤がＮ，Ｎ−ジメチロールアクリルアミドとメタクリル酸メチルの２元共重合体を含み、ビーズがジビニルベンゼン架橋ポリスチレンであり、
ビーズの比重と接着剤の比重との比が０．９〜１．１であることを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、スペーサーをインクジェット方式により形成するため、遮光層上の表示に影響を及ぼさない領域にのみ選択的に形成することができ、また、スペーサーとしてビーズがカラーフィルタに固定されているため、配向膜形成工程等液晶素子製造工程中、及び製造後の該スペーサーの脱離が防止される。
【００１９】
また、本発明のビーズ入りスペーサー形成材は、ビーズと接着剤の比重を規定することによって、該形成材中でビーズの沈降または浮上がなく、カラーフィルタ上に均一にビーズを散布することができるため、所望の位置に所望の個数のビーズを配置させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００２１】
図１〜図２は、本発明のスペーサー付カラーフィルタの製造方法の一実施形態の工程図である。図中、１は透明基板、２はブラックマトリクス、３はインク受容層、４はフォトマスク、５は非着色部、６は被着色部、７はインクジェットヘッド、８は着色インク、９は着色部、１０は保護層、１１は透明電極、１２はインクジェットヘッド、１７はビーズ１５を接着剤１６に分散してなる本発明のビーズ入りスペーサー形成材、１８はビーズ１５を固定してなるスペーサーである。尚、図１〜図２の（ａ）〜（ｇ）はそれぞれ以下の工程（ａ）〜（ｇ）にそれぞれ対応する断面模式図である。
【００２２】
工程（ａ）
透明基板１上に、開口部を有する遮光層としてブラックマトリクス２を形成し、その上に樹脂組成物からなるインク受容層３を全面に形成する。本発明において透明基板１としては、一般にガラス基板が用いられるが、液晶素子としての透明性、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く、プラスチック基板なども用いることができる。本発明にかかる遮光層は、ブラックストライプであっても良い。
【００２３】
ブラックマトリクス２としては特に制限はなく、公知のものを用いることができる。例えば、透明基板１上に形成したＣｒ等の金属や金属酸化物などの積層膜をパターン状にエッチングしたり、透明基板１上に塗布した黒色レジストをパターニングすることにより、形成することができる。
【００２４】
インク受容層３は、光照射や熱処理、或いはその両方により硬化する樹脂組成物からなり、インク吸収性を有する。特に好ましくは、光照射によってインク吸収性が増加或いは低減する感光性樹脂組成物で形成し、後述するパターン露光によって隣接する被着色部６間に非着色部５を形成して混色防止を図る。このような感光性樹脂組成物としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、アミド系樹脂、フェノール系樹脂、ポリスチレン系樹脂などが必要に応じて光開始剤（架橋剤）と併せて用いられる。本実施形態は、光照射によってインク吸収性が低下するネガ型の感光性樹脂組成物を用いた例である。
【００２５】
上記感光性樹脂組成物は透明基板１上にスピンコート法、ディッピング法、ロールコート法、バーコート法、スリットコート法等の公知の手段により塗布し、必要に応じてプリベークしてインク受容層３とする。
【００２６】
尚、インク受容層３は光照射によってインク吸収性が増加または低減すると同時に、インクぬれ性も増加または低減するものが好ましい。
【００２７】
工程（ｂ）
フォトマスク４を介してパターン露光を行うことにより、インク吸収性を有する被着色部６とインク吸収性が被着色部６より低い（或いは無い）非着色部５を形成する。本例では、インク受容層３の感光性がネガ型であり、この場合、ブラックマトリクス２の開口部における色抜けを防止するために、着色部９をブラックマトリクス２の開口部よりも広く形成する意味から、ブラックマトリクス２の幅よりも非着色部５の幅が狭くなるような開口パターンを有するフォトマスクを用いることが好ましい。
【００２８】
また、インク受容層３の感光性がポジ型の場合には、ブラックマトリクス２をフォトマスクとして用い、透明基板１の裏面から露光することにより、フォトマスクを用いずにパターン露光することが可能である。
【００２９】
工程（ｃ）
インク受容層の被着色部６にインクジェットヘッド７より、所定の着色パターンに沿ってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各着色インク８を付与する。本実施形態では、隣接する被着色部６間にはインク吸収性が低い（或いはない）非着色部５が介在するため、被着色部６からはみ出したインクは非着色部５においてはじかれ、隣接する被着色部６間での混色が防止される。
【００３０】
本発明において用いられる着色インク８としては、染料系、顔料系のいずれでも用いることができ、インクジェット方式によって吐出が可能なものであれば好ましく用いることができる。
【００３１】
また、本発明において用いられるインクジェット方式としては、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いたバブルジェットタイプ、或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することができる。
【００３２】
工程（ｄ）
着色インク８が被着色部６に吸収され十分に拡散した後、必要に応じて乾燥処理を施し、さらに光照射、熱処理等必要な処理を施してインク受容層全体を硬化させ、非着色部５と着色部９からなる着色層を形成する。
【００３３】
工程（ｅ）
保護層１０及び液晶を駆動するための電極となる透明導電膜１１を形成する。保護層１０としては、光硬化型、熱硬化型、或いは熱・光併用硬化型の樹脂組成物層、或いは蒸着、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る。いずれの場合も、カラーフィルタとしての透明性を有し、その後の透明導電膜形成工程や配向膜形成工程等液晶素子の製造工程に耐えるものであれば使用することができる。透明導電膜１１としては、通常ＩＴＯ（インジウム・チン・オキサイド）膜が用いられ、スパッタ法等により成膜することができる。
【００３５】
工程（ｆ）
インクジェットヘッド１２より、ビーズ入りスペーサー形成材１７をブラックマトリクス２に重複する領域に部分的に付与する。
【００３６】
本発明のビーズ入りスペーサー形成材は当該工程において好ましく用いられるスペーサー形成材であり、接着剤１６にビーズ１５を分散してなり、カラーフィルタ上に付与した後に該接着剤１６を硬化させることによってビーズ１５をカラーフィルタ上に固定し、スペーサー１８とするものである。
【００３７】
本発明のビーズ入りスペーサー形成材は、インク中におけるビーズの沈降或いは浮上を防止する上で、ビーズの比重と接着剤の比重との比が０．９〜１．１であり、望ましくは０．９５〜１．０５である。
【００３８】
また、本発明のビーズ入りスペーサー形成材中に含まれるビーズとしては、液晶素子のセルギャップを保持する上で、粒径が０．８〜１０μｍのものが好ましく用いられ、スペーサー形成材中に好ましくは０．１〜５０重量％、さらに好ましくは１〜３０重量％の割合で含有させる。また、該スペーサー形成材を良好に吐出する上で、接着剤の粘性は好ましくは２〜１００ｃｐｓ、さらに好ましくは３〜５０ｃｐｓに調製される。
【００３９】
本発明のビーズ入りスペーサー形成材に用いられるビーズとしては、例えば、ガラス、シリカ、金属酸化物（ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3）などの無機化合物の多孔質体もしくは非多孔質体、中空体や、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアクリル、ナイロン、シリコーン樹脂などのプラスチック類などが好ましく用いられ、特に多孔質素材のビーズを適宜選択することで比重の調整を行うことができる。
【００４０】
また、本発明のビーズ入りスペーサー形成材に用いられる接着剤は、カラーフィルタ上に付与した後に硬化してビーズを固定しうるものであり、好ましくは光照射や熱処理、或いはその両方により硬化する樹脂組成物が用いられる。具体的には、以下に挙げるような単量体の単独重合体或いは該単量体と他のビニル系単量体との共重合体を含有する組成物が好ましく、該単量体及び共重合体の接着剤中の含有量は０．０１〜３０重量％が好ましく、特に０．１〜１０重量％が望ましい。
【００４１】
上記接着剤に含有される重合体或いは共重合体の構成成分である単量体としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチロールアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメトキシメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエトキシメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチロールメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメトキシメチルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエトキシメチルメタクリルアミド等が挙げられるが、これらに限られるものではない。これらの単量体は単独重合体、或いは、他のビニル系単量体との共重体で用いられる。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、アクリル酸エチル等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等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、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシメチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート等の水酸基を含有したビニル系単量体、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等を挙げることができる。
【００４２】
上記共重合体における、上記単量体と他のビニル系単量体との共重合割合（重量％）は、１００％：０％〜５％：９５％が好ましく、特に９０％：１０％〜１０％：９０％が望ましい。
【００４３】
さらに、光硬化させる場合には、各種光硬化性樹脂、光重合開始剤を加えても良い。また、スペーサー形成材中で固着等の問題を起こすものでなければ、他の成分として、様々な市販の樹脂や添加剤を加えても良い。具体的には、アクリル系樹脂やエポキシ系樹脂等が好適に用いられる。
【００４４】
接着剤の調製に際しては、上記各成分を水／または公知の溶剤で混合、溶解する。この操作は、それ自体公知のものが利用できる。望ましくは、カラーフィルタ表面の材質（本実施形態では透明導電膜１１）によって添加溶剤或いは界面活性剤などの添加剤を加えて比重や粘性を調製する。
【００４５】
また、ビーズ入りスペーサー形成材１７は、液晶素子を構成した際にセルギャップを保持するために必要な部位にのみ、基板内に複数箇所、分散して付与すればよい。
【００４６】
ビーズ入りスペーサー形成材１７の付与に用いるインクジェット方式としては、圧電素子を用いたピエゾジェットタイプ等が好ましく使用できる。また、ビーズ入りスペーサー形成材の打ち込み位置、及び打ち込み量は任意に設定することができる。
【００４７】
工程（ｇ）
光照射、熱処理、或いは光照射と熱処理の両方を行ってビーズ入りスペーサー形成材１７の接着剤１６を硬化させて透明導電膜１１にビーズ１５を固定し、スペーサー１８とし、本発明のスペーサー付カラーフィルタを得る。光照射や熱処理の方法は公知の方法による。
【００４８】
次に、図４に本発明のスペーサー付カラーフィルタの製造方法の他の実施形態の工程を示す。図中、図１〜図２と同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。また、図中、３２はブラックマトリクス、３７はインクジェットヘッド、３８は硬化型着色インク、３９は着色部である。尚、図４の（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ以下の工程（ａ）〜（ｆ）にそれぞれ対応する断面模式図である。
【００４９】
工程（ａ）
透明基板１上に開口部を有するブラックマトリクス３２を黒色樹脂組成物で形成する。該ブラックマトリクス３２は、着色部３９を形成するための硬化型着色インク３８の混色を防止する隔壁機能を備えている。このような黒色樹脂組成物としては、感光性を備えたものが好ましく、具体的には、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、アミド系樹脂、フェノール系樹脂、ポリスチレン系樹脂などが必要に応じて光開始剤（架橋剤）と併せて用いられ、黒色染料或いは顔料を混合して用いる。
【００５０】
上記感光性黒色樹脂組成物は、スピンコート法、ディッピング法、ロールコート法、バーコート法、スリットコート法等の公知の手段により塗布され、必要に応じてプリベークした後、パターン露光、現像して所定のパターンを有するブラックマトリクス３２が得られる。
【００５１】
工程（ｂ）
ブラックマトリクス３２の開口部にインクジェットヘッド３７より硬化型着色インク３８を付与する。硬化型着色インク３８としては、光照射や熱処理などのエネルギー付与により硬化する樹脂とＲ、Ｇ、Ｂの染料或いは顔料を含有する着色樹脂組成物が用いられる。上記樹脂としては、メラミン樹脂、水酸基或いはカルボキシル基含有ポリマーとメラミン、水酸基或いはカルボキシル基含有ポリマーと多官能エポキシ化合物、水酸基或いはカルボキシル基含有ポリマーと繊維素反応型化合物、エポキシ樹脂とレゾール型樹脂、エポキシ樹脂とアミン類、エポキシ樹脂とカルボン酸又は酸無水物、エポキシ化合物、ネガ型レジストなどが用いられる。
【００５２】
また、インクジェット方式としては、前記第一の実施形態における着色インクの付与工程と同様に、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、或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、着色パターンは任意に設定することができる。
【００５３】
工程（ｃ）
必要に応じて、乾燥処理を施し、光照射及び熱処理等必要な処理を施して硬化型着色インク３８を硬化し、着色部３９を形成する。本実施形態では、着色部３９がカラーフィルタの着色層に相当する。
【００５４】
工程（ｄ）
図１（ｅ）と同様に、保護層１０及び透明導電膜１１を形成する。
【００５５】
工程（ｅ）
図２（ｆ）と同様に、インクジェットヘッド１２よりビーズ入りスペーサー形成材１７をブラックマトリクス２に重複する領域に部分的に付与する。
【００５６】
工程（ｆ）
図２（ｇ）と同様に、必要な処理を施してビーズ入りスペーサー形成材１７の接着剤１６を硬化し、透明導電膜１１にビーズ１５を固定してスペーサー１８とし、本発明のスペーサー付カラーフィルタを得る。
【００５７】
上記図１〜図２、図４には、インクジェット方式によりカラーフィルタの着色層を形成する工程を示したが、本発明においては特にこれに限定されるものではなく、従来の顔料分散法等により着色層を形成したカラーフィルタにも好ましく適用される。尚、インクジェット方式による製造方法に従えば、顔料分散法等によって製造されたカラーフィルタに比較して、凹凸の少ない平坦な着色層を得ることが可能であるため、本発明をより効果的に実施することができる。
【００５８】
次に、本発明の液晶素子の一例を図３に示す。図３は、図２（ｇ）に示した本発明のスペーサー付カラーフィルタを用いて構成した液晶素子の一例の断面模式図である。図中、２１は対向基板、２２は画素電極、２３，２５は配向膜、２４は液晶である。本液晶素子は、画素毎にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を配置したアクティブマトリクスタイプ（いわゆるＴＦＴ型）の液晶素子の一例である。
【００５９】
カラー表示の液晶素子は、一般的にカラーフィルタ側の基板１と対向基板２１を合わせ込み、液晶２４を封入することにより形成される。対向基板２１の内側に、ＴＦＴ（図示しない）と透明な画素電極２２がマトリクス状に形成される。また、透明基板１の内側には、画素電極２２に対向する位置に、Ｒ、Ｇ、Ｂが配列するようにカラーフィルタの着色部９が設置され、その上に透明導電膜１１（共通電極）が一面に形成される。さらに、両基板の面内には配向膜２３，２５が形成されており、これら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。これらの基板間の距離はスペーサー１８により一定に保持され、対向配置されてシール材（図示しない）によって貼り合わされ、その間隙に液晶２４が充填される。液晶としては一般的に用いられているＴＮ型液晶や強誘電性液晶等いずれも用いることができる。
【００６０】
上記液晶素子は、透過型の場合には両基板の外側に偏光板を設置し、一般的に蛍光灯と散乱板を組み合わせたバックライトを用い、反射型の場合には透明基板１の外側に偏光板を設置して、それぞれ液晶２４を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。
【００６１】
上記実施形態においては、ＴＦＴ型の液晶素子について説明したが、本発明は単純マトリクス型等他の駆動タイプの液晶素子にも好ましく適用される。また、本発明の液晶素子は直視型でも投写型でも好適に用いられる。
【００６２】
【実施例】
開口部の大きさが６０μｍ×１５０μｍで幅が２０μｍ及び３５μｍのＣｒからなるブラックマトリクスの形成されたガラス基板上に、下記に示す組成からなるアクリル系共重合体９７重量部及びトリフェニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネート３重量部をエチルセルソロブに溶解してなる樹脂組成物を膜厚２μｍとなるようスピンコートし、９０℃で２０分間のプリベークを行ってインク受容層を形成した。
【００６３】
〔アクリル系共重合体の組成〕
メチルメタクリレート ５０重量部
ヒドロキシエチルメタクリレート ３０重量部
Ｎ−メチロールアクリルアミド ２０重量部
【００６４】
次いで、ブラックマトリクスの幅よりも狭いストライプ状の開口部を有するフォトマスクを介してブラックマトリクス上のインク受容層の一部をストライプ状にパターン露光し、さらに１２０℃のホットプレート上で１分間の熱処理を施した。次いで、未露光部に対して，インクジェット記録装置を用いてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の染料インクにより、連続するドットでストライプ状のパターンを着色した後、９０℃で５分間のインク乾燥を行った。引き続き２００℃で６０分間の熱処理を行ってインク受容層全体を硬化させ、着色層を得た。
【００６５】
上記着色層上に、二液型の熱硬化型樹脂組成物（ＪＳＲ社製「ＳＳ６６９９Ｇ」）を膜厚１μｍとなるようスピンコートし、９０℃で３０分間のプリベークを行った後、２５０℃で６０分間の熱処理を行って保護層を形成した。次いで、スパッタによりＩＴＯを厚さ１５００Åとなるよう成膜し、カラーフィルターを得た。
【００６６】
Ｎ，Ｎ−ジメチロールアクリルアミドとメタクリル酸メチルの２元共重合体（重量比；４０：６０）を１０重量％、純水８０重量％、エチレングリコール１０重量％からなる接着剤（比重：０．９８）に、粒径が５．５μｍのビーズ（ジビニルベンゼン架橋ポリスチレン、比重：１．０２）を該ビーズが形成材中で１０重量％となるように分散させ、ビーズ入りスペーサー形成材を調製した。このスペーサー形成材の粘度は１９ｃｐｓ（２５℃）であった。このビーズ入りスペーサー形成材をインクジェットヘッドよりブラックマトリクスに重複する領域内にビーズが部分的に配置するように、上記ＩＴＯ膜上に付与した。該付与工程において、スペーサー形成材中のビーズは均一であり、ブラックマトリクス上の所望の位置にビーズを付与することができた。さらに、１５０℃で２０分間の加熱処理を行い、上記接着剤を硬化させてビーズをＩＴＯ膜上に固定し、スペーサー付カラーフィルタを得た。
【００６７】
得られたスペーサー付カラーフィルタを用い、カラー表示の液晶素子を作製したところ、良好なカラー画像が表示された。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、インクジェット方式により表示に影響しない遮光領域にのみ選択的にスペーサーを形成することができるため、スペーサー形成材の無駄が無く、また、スペーサー下層を現像液等で汚染する心配もない。さらに、スペーサーとしてビーズがカラーフィルタに固定されているため、配向膜形成等後工程及び液晶素子構成後に脱離する恐れが無く、セルギャップが均一に保持された信頼性の高い液晶素子を歩留まり良く、より安価に提供することができる。また、スペーサー形成時に本発明のビーズ入りスペーサー形成材を用いることにより、所望の位置に効率よくビーズを付与してスペーサーを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスペーサー付カラーフィルタの製造方法の一実施形態の工程図である。
【図２】本発明のスペーサー付カラーフィルタの製造方法の一実施形態の工程図である。
【図３】図２のスペーサー付カラーフィルタを用いて構成した本発明の液晶素子の一実施形態の断面模式図である。
【図４】本発明のスペーサー付カラーフィルタの製造方法の他の実施形態の工程図である。
【符号の説明】
１ 透明基板
２ ブラックマトリクス
３ インク受容層
４ フォトマスク
５ 非着色部
６ 被着色部
７ インクジェットヘッド
８ 着色インク
９ 着色部
１０ 保護層
１１ 透明導電膜
１２ インクジェットヘッド
１５ ビーズ
１６ 接着剤
１７ ビーズ入りスペーサー形成材
１８ スペーサー
２１ 対向基板
２２ 画素電極
２３，２５ 配向膜
２４ 液晶
３２ ブラックマトリクス
３７ インクジェットヘッド
３８ 硬化型着色インク
３９ 着色部
Claims (2)
- 複数の開口部を有する遮光層を設けた透明基板上の全面に、樹脂組成物からなるインク受容層を形成し、該インク受容層にインクジェット方式により着色インクを付与して着色し、カラーフィルタを形成する工程、
該カラーフィルタ上に、保護膜、透明導電膜をこの順に形成する工程、
該透明導電膜上の上記遮光層に重複する領域に部分的にインクジェット方式によりスペーサー形成材を付与し、該ビーズをカラーフィルタ上に固定してスペーサーを形成する工程と、
を少なくとも有し、
該スペーサー形成材は、ビーズと接着剤より形成され、
接着剤がＮ，Ｎ−ジメチロールアクリルアミドとメタクリル酸メチルの２元共重合体を含み、ビーズがジビニルベンゼン架橋ポリスチレンであり、
ビーズの比重と接着剤の比重との比が０．９〜１．１であることを特徴とするスペーサー付カラーフィルタの製造方法。 - 複数の開口部を有する遮光層を設けた透明基板上の全面に、樹脂組成物からなるインク受容層を形成し、該インク受容層にインクジェット方式により着色インクを付与して着色し、カラーフィルタを形成する工程、
該カラーフィルタ上に、保護膜、透明導電膜をこの順に形成する工程、
該透明導電膜上の上記遮光層に重複する領域に部分的にインクジェット方式によりスペーサー形成材を付与し、該ビーズをカラーフィルタ上に固定してスペーサーを形成する工程と、
スペーサー付きカラーフィルタと対向基板との間に液晶を封入する工程と、
を有し、
該スペーサー形成材は、ビーズと接着剤より形成され、
接着剤がＮ，Ｎ−ジメチロールアクリルアミドとメタクリル酸メチルの２元共重合体を含み、ビーズがジビニルベンゼン架橋ポリスチレンであり、
ビーズの比重と接着剤の比重との比が０．９〜１．１であることを特徴とする液晶素子の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25500999A JP3997038B2 (ja) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | スペーサー付カラーフィルタと液晶素子の製造方法 |
| EP00116308A EP1072932B1 (en) | 1999-07-29 | 2000-07-27 | Liquid crystal device, production process thereof and spacer-bearing substrate |
| DE60036668T DE60036668T2 (de) | 1999-07-29 | 2000-07-27 | Flüssigkristallvorrichtung, Verfahren zu ihrer Herstellung und abstandshaltertragendes Substrat |
| KR10-2000-0044050A KR100377701B1 (ko) | 1999-07-29 | 2000-07-29 | 액정 소자의 제조 방법과 스페이서 부착 기판의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25500999A JP3997038B2 (ja) | 1999-09-09 | 1999-09-09 | スペーサー付カラーフィルタと液晶素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001083524A JP2001083524A (ja) | 2001-03-30 |
| JP3997038B2 true JP3997038B2 (ja) | 2007-10-24 |
Family
ID=17272940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25500999A Expired - Fee Related JP3997038B2 (ja) | 1999-07-29 | 1999-09-09 | スペーサー付カラーフィルタと液晶素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3997038B2 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20060041173A (ko) * | 2003-08-28 | 2006-05-11 | 나토코 가부시키가이샤 | 스페이서 형성용 잉크 |
| JP2006259657A (ja) * | 2004-06-11 | 2006-09-28 | Seiko Epson Corp | 電気光学装置、及びその製造方法、並びに電気光学装置を用いた電子機器 |
| US20090104380A1 (en) * | 2005-05-27 | 2009-04-23 | Michihisa Ueda | Production method of liquid crystal display unit and spacer particle dispersion liquid |
| KR20070002674A (ko) * | 2005-06-30 | 2007-01-05 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법 |
| JP2007090280A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Dainippon Printing Co Ltd | 微粒子含有インク用インクジェット装置 |
| JP5002936B2 (ja) * | 2005-09-29 | 2012-08-15 | 大日本印刷株式会社 | カラーフィルタおよび液晶表示装置 |
| JP2007094185A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Dainippon Printing Co Ltd | カラーフィルタおよび液晶表示装置 |
| TWI428642B (zh) | 2005-12-21 | 2014-03-01 | Fujifilm Corp | 配備黑矩陣之濾光片及液晶顯示器 |
| JP4810221B2 (ja) * | 2005-12-22 | 2011-11-09 | 富士フイルム株式会社 | 液晶表示装置 |
| CN101416103B (zh) * | 2006-04-06 | 2012-09-19 | 日立化成工业株式会社 | 液晶间隔物形成用油墨及使用了该油墨的液晶显示装置 |
| JP2008107562A (ja) * | 2006-10-25 | 2008-05-08 | Sekisui Chem Co Ltd | スペーサ粒子分散液及び液晶表示装置 |
| JP2008116880A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-22 | Toppan Printing Co Ltd | 液晶表示装置用カラーフィルターへのスペーサービーズ形成方法および液晶表示素子の製造方法 |
| JP2008122704A (ja) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Sekisui Chem Co Ltd | 液晶スペーサ粒子分散液、液晶表示装置の製造方法及び液晶表示装置 |
| CN101802696A (zh) * | 2007-09-26 | 2010-08-11 | 夏普株式会社 | 液晶面板、液晶显示装置、电视接收装置和液晶面板的制造方法 |
| JP5095375B2 (ja) * | 2007-12-07 | 2012-12-12 | 株式会社ジャパンディスプレイセントラル | 基板装置およびその製造方法 |
| US11740551B2 (en) | 2017-11-24 | 2023-08-29 | Lg Chem, Ltd. | Method for producing substrate |
| CN115322743B (zh) * | 2018-05-31 | 2024-03-15 | 积水化学工业株式会社 | 间隔物粒子、粘接剂和粘接结构体 |
-
1999
- 1999-09-09 JP JP25500999A patent/JP3997038B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001083524A (ja) | 2001-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3997038B2 (ja) | スペーサー付カラーフィルタと液晶素子の製造方法 | |
| US6339461B1 (en) | Method for forming spacers, manufacturing method for a color filter having the spacers, and liquid crystal element formed by using the manufacturing method | |
| JP2953594B2 (ja) | 液晶表示装置およびカラーフィルター | |
| JPH08227011A (ja) | カラーフィルタ、その製造方法、液晶パネル、及びこれを備えた情報処理装置 | |
| US6245469B1 (en) | Manufacturing method for color filter and liquid crystal element using color filter manufactured thereby | |
| JP4208356B2 (ja) | スペーサー付カラーフィルタとその製造方法 | |
| JP4143796B2 (ja) | 液晶表示素子用カラーフィルタ、および液晶表示装置 | |
| JP2003066218A (ja) | カラーフィルタの欠陥修復方法 | |
| JP2001083528A (ja) | 液晶素子及びその製造方法及びスペーサー付き基板及びその製造方法 | |
| JP2001183516A (ja) | カラーフィルタとその製造方法、該カラーフィルタを用いた液晶素子 | |
| EP1072932A2 (en) | Liquid crystal elemental device, production process thereof and spacer-bearing substrate | |
| JP2001042338A (ja) | 液晶素子とその製造方法、スペーサー付基板 | |
| JPH11344700A (ja) | カラ―フィルタ―および液晶表示装置 | |
| JP2001109003A (ja) | スペーサー付カラーフィルタとその製造方法、該カラーフィルタを用いた液晶素子 | |
| JP4377980B2 (ja) | カラーフィルタとその製造方法、該カラーフィルタを用いた液晶素子 | |
| JP2001083314A (ja) | スペーサー付カラーフィルタとその製造方法、該カラーフィルタを用いた液晶素子 | |
| JP2001083525A (ja) | スペーサー付カラーフィルタとその製造方法、該カラーフィルタを用いた液晶素子 | |
| JP4323596B2 (ja) | カラーフィルタとその製造方法、液晶素子 | |
| JP2001109004A (ja) | スペーサー付カラーフィルタとその製造方法、該カラーフィルタを用いた液晶素子 | |
| JP2001109002A (ja) | スペーサー付カラーフィルタとその製造方法、該カラーフィルタを用いた液晶素子 | |
| JP2001108813A (ja) | スペーサー付カラーフィルタとその製造方法、該カラーフィルタを用いた液晶素子 | |
| JP4810713B2 (ja) | カラーフィルタの製造方法 | |
| JP2000171786A (ja) | 液晶表示装置用カラーフィルタ | |
| JP2001183517A (ja) | カラーフィルタとその製造方法、該カラーフィルタを用いた液晶素子 | |
| JP2001108814A (ja) | スペーサー付カラーフィルタとその製造方法、該カラーフィルタを用いた液晶素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060907 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061017 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061218 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070522 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070705 |
|
| 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: 20070724 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070806 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100810 Year of fee payment: 3 |
|
| 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: 20100810 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110810 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120810 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120810 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130810 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |