JPH08171009A - 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液晶パネル

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JPH08171009A
JPH08171009A JP31343894A JP31343894A JPH08171009A JP H08171009 A JPH08171009 A JP H08171009A JP 31343894 A JP31343894 A JP 31343894A JP 31343894 A JP31343894 A JP 31343894A JP H08171009 A JPH08171009 A JP H08171009A
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JP
Japan
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liquid crystal
color filter
light
ink
metal film
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JP31343894A
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Makoto Kameyama
誠 亀山
Hiroyuki Suzuki
博幸 鈴木
Toshiaki Yoshikawa
俊明 吉川
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Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクジェットのインク吐出により着色剤配
列を行う際の混色を防止する信頼性の高い低コストの液
晶用カラーフィルターの製造方法及び該方法により製造
された液晶用カラーフィルター及び該カラーフィルター
を有する液晶パネルを提供する。 【構成】 光透過性基板上に炭素含有金属膜からなる遮
光性パターンを形成した後、インクジェット記録装置を
用いてインクの吐出により光透過性部位に着色剤を配列
させることを特徴とする液晶用カラーフィルターの製造
方法及び液晶カラーフィルター及び該カラーフィルター
を具備した液晶用パネル。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カラーテレビ、パーソ
ナルコンピューター、パチンコ遊戯台等に使用されてい
るカラー液晶ディスプレイのカラーフィルターの製造方
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およ
び該カラーフィルターを具備する液晶パネルに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、パーソナルコンピューターの発
達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴
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
に比重の重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。
【0003】従来から、カラーフィルターの要求特性を
満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。
【0004】最も多く用いられている第一の方法が染色
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のカラーフィルター層を形成する。
【0005】第二の方法は顔料分散法であり、近年染色
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。
【0006】第三の方法としては電着法がある。この方
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一の色
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。
【0007】第四の方法としては、熱硬化型の樹脂に顔
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。
【0008】これらの方法に共通している点は、R、
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。また、印刷法は、解像性が悪いためファインピ
ッチのパターンの形成には不向きである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】これらの欠点を補うべ
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。
【0010】本発明の目的は、従来法の有する耐熱性、
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およ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。
【0011】
【課題を解決するための手段】かかる目的は、以下に示
す手順により達成することができる。即ち、本発明は、
ガラス基板上に炭素含有金属膜からなる遮光性パターン
を形成した後、インクジェット記録装置を用いてインク
の吐出により光透過性部位に着色剤を配列させることを
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
ターおよ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。
【0012】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明
する。
【0013】図1は、本発明における液晶用カラーフィ
ル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。
【0014】本発明においては、基板として一般にガラ
ス基板が用いられるが、液晶用カラフィルターとしての
透過性、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
ラス基板上に炭素含有金属膜を形成した図を示したもの
である。ここで用いる金属材料としては、Cr、Mo、
Ta、Ti、W、Al等の金属およびそれらの合金が用
いられ、遮光性および耐食性、密着性等の必要特性を有
するものであれば良く、上記金属・合金に限定されるも
のではない。また炭素の含有率は高い程撥水性が高くな
りインクの混色防止効果は良好になるが;遮光性が低下
する為、混色しない程度に低く押えることが好ましい。
この制約をなくす方法として金属膜を0.1μm程度形
成した後に炭素含有金属膜を0.05μm程度形成した
二層構成膜とすることで、遮光性を金属膜、撥水性を炭
素含有金属膜に機能分離すれば良い。このようにして形
成したものを図3に示した。
【0015】さらに基板側からの外光反射を低減し表示
画質を向上させたい要求に対しては、図4に示した様
な、酸素炭素含有金属膜を0.06μm形成し、金属膜
を0.08μm、炭素含有金属膜を0.05μm形成
し、三層構成とすることで、基板からの外光反射を低減
し、遮光性に優れた、撥水性の膜を得ることが出来る。
次に上記遮光性膜をフォトリソ法等により所望のパター
ンにエッチング形成し、図1(b)に示す様なブラック
マトリックスパターンを得る。ここではフォトリソ法以
外にもレーザーアブレーション法等のパターン形成方法
が考えられ、高精度に安価にパターン形成出来る方法で
あれば良く、フォトリソ法に限定されるものではない。
【0016】次いで、インクジェット記録装置を用いて
R、G、Bの各色を着色し(図1(c))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、色素
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良い。さらにインク
ジェット記録装置としては、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、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、着色面積および着色パターンは任意に設定す
ることが出来る。
【0017】次いで、必要に応じて保護層を形成する
(図1(d))。保護層としては、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
パッタリング、CVD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
ロセス等に耐えうるものであれば使用可能である。
【0018】図5に、本発明によるカラーフィルターを
組み込んだ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。
【0019】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。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RGBの色材が配列する
よう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)の組合せが一般
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。
【0020】
【実施例】
実施例1 板厚1mmのガラス基板を、十分な洗浄を行った後、ス
パッタリング成膜装置にセッティングした。ここで用い
たスパッタリング装置は直流マグネトロンスパッタリン
グ装置で、スパッタリングターゲットとして、MoTa
(15wt%)合金を使用した。ここで炭素含有金属膜
を形成する方法として、Arガス中にCH4 ガスを混合
してスパッタリングを行う反応性スパッタリングを行っ
た。その際の主なスパッタリング条件は下表に示す通り
である。
【0021】
【表1】 以上の様にして、炭素含有金属膜を、0.3μmの膜厚
に形成した。その後、フォトリソ法によりレジストパタ
ーンを形成しエッチング液によりエッチングし、所望の
ブラックマトリックスパターンを得た。この際に使用し
たエッチング液は、H3 PO4 、NHO3 、CH3 CO
OHの混合液からなる混酸エッチング液を用いた。
【0022】また他のパターンニング方法として、エキ
シマレーザ等によるレーザーアブレーション法により、
炭素含有金属膜を除去加工することでも、所望のブラッ
クマトリックスパターンを形成することが出来た。
【0023】次いでイ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5分間のインク乾燥を行った。さら
に保護層として二液型の熱硬化性樹脂SS−7625
(JSR製)を膜厚1μmとなるようスピンコートし、
230℃で1時間の熱処理を行って硬化させた。
【0024】このようにして作製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。
【0025】ここで、前記炭素含有金属膜の膜厚を本実
施例では0.3μmとしたが、それは、図2に示した様
に、前記方法により形成された炭素含有金属膜は、0.
3μmより薄い場合は光を透過してしまう為である。
【0026】また前記スパッタリングターゲットとし、
Ti、Cr、Al、Ta、Mo、W等の金属およびそれ
らの合金を用いてArガス中にCH4 ガスを混合して反
応性スパッタリングを行い炭素含有金属膜を形成し、前
記同様の方法で作製された液晶用カラーフィルターにお
いても、混色は観察されなかった。 実施例2 ガラス基板を十分洗浄した後スパッタリング装置にセッ
ティングした。スパッタリングターゲットとしてMoT
a(15wt%)合金を使用し、Arイオンによるスパ
ッタリングで膜厚0.1μmの金属膜を形成した。次に
Arガス中にCH4 ガスを混合し反応性スパッタリング
を行い、膜厚0.05μmの炭素含有金属膜を形成して
図3に示すような2層構成のブラックマトリックス用金
属膜を形成した。その後、フォトリソ法によりレジスト
パターンを形成し、H3 PO4 、HNO3 、CH3 CO
OHの混合液からなる混酸エッチング液を用いてエッチ
ングし、所望のブラックマトリックスパターンを得た。
【0027】次いで、イ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5分間のインク乾燥を行った。さ
らに保護層として二液型の熱硬化性樹脂SS−7625
(JSR製)を膜厚1μmとなるようスピンコートし、
230℃で1時間の熱処理を行って硬化させた。
【0028】このようにして作製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。 実施例3 ガラス基板を十分洗浄した後スパッタリング装置にセッ
ティングした。スパッタリングターゲットとしてMoT
a(15wt%)合金を使用し、Arガス中にCO2
スを混合し、反応性スパッタリングにより、酸素、炭素
含有金属膜を膜厚が0.06μmになるように形成し
た。この際の主なスパッタリング条件を下表に示す。
【0029】
【表2】 つづいて、Arガスにより、金属膜を膜厚0.08μm
スパッタリング成膜し、次に、Arガス中にCH4 ガス
を混合し反応性スパッタリングを行い、膜厚0.05μ
mの炭素含有金属膜を形成し、図4に示すような3層構
成のブラックマトリックス用金属膜を形成した。その後
フォトリソ法によりレジストパターンを形成し、H3
4 、HNO3 、CH3 COOHの混合液からなる混酸
エッチング液を用いてエッチングし、所望のブラックマ
トリックスパターンを得た。
【0030】次いで、イ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5分間のインク乾燥を行った。さ
らに保護層として二液型の熱硬化性樹脂SS−7625
(JSR製)を膜厚1μmとなるようスピンコートし、
230℃で1時間の熱処理を行って硬化させた。
【0031】このようにして作製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。 比較例 ガラス基板を十分洗浄した後スパッタリング装置にセッ
ティングした。スパッタリングターゲットとしてMoT
a(15wt%)合金を使用し、Arイオンによるスパ
ッタリングで膜厚2.0μmの金属膜を形成した。その
後フォトリソ法によりレジストパターンを形成し、H3
PO4 、HNO3 、CH3 COOHの混合液からなる混
酸エッチング液を用いてエッチングし、所望のブラック
マトリックスパターンを得た。
【0032】次いで、イ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5分間のインク乾燥を行った。さ
らに保護層として二液型の熱硬化性樹脂SS−7625
(JSR製)を膜厚1μmとなるようスピンコートし、
230℃で1時間の熱処理を行って硬化させた。
【0033】このようにして作製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
察された。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は光透過性
基板上に炭素含有金属膜からなる遮光性パターンを形成
した後、インクジェット記録装置を用いてインクの吐出
により光透過性部位に着色剤を配列させることによりイ
ンクの混色を防止し得ると共に良好な遮光性を有する信
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。
【0035】また、本発明の炭素含有金属膜と金属膜の
2層構成のブラックマトリックスは、膜厚を0.15μ
m程度と薄くすることが可能であり、平坦化が容易にな
る効果がある。
【0036】また、酸素炭素含有金属膜/金属膜/炭素
含有金属膜の3層構成のブラックマトリックスにするこ
とにより、ガラス基板からの外光反射を低減することが
出来、外光反射の少ない高画質の画像表示を行うことが
出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)、(b)、(c)は本発明による液
晶用カラーフィルターの製造方法の工程図。
【図2】本発明のブラックマトリックス用膜の膜厚と透
過率の関係を示すグラフ。
【図3】本発明の実施例2におけるブラックマトリック
ス用膜の構成を示す図。
【図4】本発明の実施例3におけるブラックマトリック
ス用膜の構成を示す図。
【図5】本発明の液晶パネルの一例を示す断面図。
【符号の説明】
1 ブラックマトリックス用炭素含有金属膜 2 基板 3 インクジェットヘッド 4 保護膜 5 ブラックマトリックス用金属膜 6 ブラックマトリックス用酸素炭素含有金属膜 7 電極 8 偏光板 9 配向膜 10 液晶化合物
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年3月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】図1(a)、(b)、(c)、(d)は本発明
による液晶用カラーフィルターの製造方法の工程図。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光透過性基板上に炭素含有金属膜からな
    る遮光性パターンを形成した後、インクジェット記録装
    置を用いてインクの吐出により光透過性部位に着色剤を
    配列させ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。
  2. 【請求項2】 光透過性基板上に金属膜、炭素含有金属
    膜の順で形成した二層構成膜からなる遮光性パターンを
    形成した後、インクジェット記録装置を用いてインクの
    吐出により光透過性部位に着色剤を配列させることを特
    徴とする液晶用カラーフィルターの製造方法。
  3. 【請求項3】 光透過性基板上に酸素、炭素含有金属
    膜、金属膜、炭素含有金属膜の順で形成した三層構成膜
    からなる遮光性パターンを形成した後、インクジェット
    記録装置を用いてインクの吐出により光透過性部位に着
    色剤を配列させ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。
  4. 【請求項4】 前記、炭素含有金属、および、酸素炭素
    含有金属を;CH4ガスCO2 ガス等の炭素系ガスをA
    rガス中に混合してスパッタリングする反応性スパッタ
    リング法により形成したことを特徴とする請求項1乃至
    3のうちいずれか1項に記載の液晶用カラーフィルター
    の製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の
    方法により製造された液晶用カラーフィルター。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載のカラーフィルターと対
    向する基板を有し、両基板間に液晶化合物を封入してな
    る構造を有する液晶パネル。
JP31343894A 1994-12-16 1994-12-16 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液晶パネル Pending JPH08171009A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001354869A (ja) * 2000-04-04 2001-12-25 Bayer Ag 液晶ディスプレーのカラーフィルターに入れる有機顔料
KR100749114B1 (ko) * 2005-05-16 2007-08-14 세이코 엡슨 가부시키가이샤 컬러 필터 기판, 컬러 필터 기판의 제조 방법, 전기 광학장치 및 전자 기기

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