JPH08271720A

JPH08271720A - カラーフィルタ、その製造方法および液晶表示装置

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Publication number: JPH08271720A
Application number: JP7287695A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Miyazaki; 健宮▲崎▼; Shoji Shiba; 昭二芝; Akio Kashiwazaki; 昭夫柏崎; Katsuhiro Shirota; 勝浩城田; Hideto Yokoi; 英人横井; Hiroshi Sato; 博佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1996-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】平滑性の優れた着色の抜けの少ないカラーフ
ィルタ、そのようなカラーフィルタを低コスト・高信頼
性で製造する方法、ならびに高精細・高信頼性の液晶表
示装置を提供する。【構成】基板上に、開口部が配列された遮光部を有
し、実質的に矩形の開口部のそれぞれが所定の色で着色
されているカラーフィルタで、その矩形開口部の角部を
円弧状とし、かつ異色で着色された隣接する開口部同士
を混色防止壁によって仕切り、かつ着色層をインクドッ
トにより形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示用のカラーフ
ィルタ、特にインクドットにより着色層を形成するのに
適したカラーフィルタおよびその製造方法、ならびにそ
のカラーフィルタを具した液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に液晶表示装置は、パーソナルコン
ピューター、ワードプロセッサー、パチンコ遊戯台、自
動車ナビゲイションシステム、小型テレビなどに搭載さ
れ、近年需要が増大している。また、液晶表示装置のコ
ストダウンに対する要求が強まっている。

【０００３】液晶表示装置を構成するカラーフィルタ
は、透明基板上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）などの
各画素を配列して構成され、さらにこれらの各画素の周
囲には表示コントラストを高めるために、光遮蔽するた
めのブラックマトリクスが設けられている。

【０００４】そして、カラーフィルタの着色画素部分
は、染色法、顔料分散法、電着法などで形成される。

【０００５】さらに、カラーフィルタのコストダウンに
対する要求から、印刷法またはインクジェット法で形成
する方法が提案されている。

【０００６】しかしながら、印刷法においては、印刷版
から転写と乾燥の工程をＲ、Ｇ、Ｂの各画素ごと３回繰
り返して着色画素部を形成するため、歩留りが低下する
という問題があった。

【０００７】一方インクジェット法に関しては、例えば
特開昭５９−７５２０５では、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の色素
を含有する着色液を基板上に、インクジェット方式で噴
射し、その着色液を乾燥させて着色画像部を形成するこ
とが提案されている。こうしたインクジェット方法で
は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素の形成を一度に行うことが可能
で、大幅な製造工程の簡略化と、大幅なコストダウンの
効果を得ることが出来る。

【０００８】しかしながら、その方法では、インク液滴
の大きさを十分小さくすることは難しく、また、インク
ドットが円形になるため、図２で示すように、ブラック
マトリクスの特に開口部の周辺部分において、着色の抜
けが生じたりすることがあった。カラーフィルタの場
合、こうした着色抜けは大きな欠陥であり、画質を大き
く損なうものである。これを防止するために、ブラック
マトリクスの開口部に対して、かなり大きめのドットを
形成すると、隣の開口部の他の色のドットと混色する恐
れがある。

【０００９】また、図３で示されるように隣の開口部と
の間で、ドット同士の重なりを生じる機会が多く、平滑
性が損なわれるという問題があった。

【００１０】こうした理由から、ブラックマトリクスの
隣の開口部との間隔を太くしなければならず、開口率の
大きく明るい液晶表示装置あるいは、高精細の液晶表示
装置への適用が難しかった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、上記従来
技術の実情に鑑み、平滑性の優れたカラーフィルタを提
供することを目的とする。

【００１２】本発明の他の目的は、着色の抜けの少ない
カラーフィルタを提供することにある。

【００１３】また、本発明の更に他の目的は、インクド
ットにより着色画素部を形成する方法で、より開口率の
大きい、または高精細の液晶表示装置へ適用できる低コ
ストなカラーフィルタ及びその製造方法を提供すること
にある。

【００１４】また、本発明の更に他の目的は、低コスト
で信頼性の高い液晶表示装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成する本
発明は、基板上に、開口部が配列された遮光部を有し、
該開口部のそれぞれが所定の色で着色されているカラー
フィルタであって、該開口部は実質的に矩形であり、該
開口部の４つの角部のうちの少なくとも１つが実質的に
円弧状であり、かつ異色で着色された隣接する開口部同
士は混色防止壁によって仕切られており、かつ着色層が
インクドットにより形成されていることを特徴とするカ
ラーフィルタであり、特に、前記開口部の４辺の延長線
の交点から前記円弧状角部までの最短距離が、前記４つ
の交点が形成する長方形の短辺の長さの０．０８〜０．
５倍であるカラーフィルタである。

【００１６】また本発明は、４つの角部のうちの少なく
とも１つが実質的に円弧状である矩形開口部が配列され
た遮光部を有する基板に対してインクジェット方式を用
いてインクを吐出し、レッド、グリーン、ブルーの各色
で該開口部を着色するカラーフィルタの製造方法であっ
て、（１）基板上に光照射又は光照射と熱処理により光
照射部分のインク吸収性が低下する樹脂組成物の層を形
成する工程と（２）該遮光部上の樹脂層をパターン露光
することにより露光部のインク吸収性を低下させる工程
と（３）インクジェット方式を用いてインクを吐出し、
該樹脂層の未露光部にインク滴を付着させて未露光部を
着色する工程と（４）着色された該樹脂層を光照射及び
／又は熱処理により硬化させる工程とを有することを特
徴とするカラーフィルタの製造方法である。

【００１７】また本発明は、４つの角部のうちの少なく
とも１つが実質的に円弧状である矩形開口部が配列され
た遮光部を有する基板に対してインクジェット方式を用
いてインクを吐出し、レッド、グリーン、ブルーの各色
で該開口部を着色するカラーフィルタの製造方法であっ
て、（１）基板上に光照射又は光照射と熱処理により光
照射部分のインク吸収性が向上する樹脂組成物の層を形
成する工程と（２）該遮光部上の樹脂層をパターン露光
することにより露光部のインク吸収性を向上させる工程
と（３）インクジェット方式を用いてインクを吐出し、
該樹脂層の露光部にインク滴を付着させて露光部を着色
する工程と（４）着色された該樹脂層を熱処理により硬
化させる工程とを有することを特徴とするカラーフィル
タの製造方法である。

【００１８】また本発明は、上記カラーフィルタと対向
する基板を有し、両基板間に液晶化合物が封入された構
造を有する液晶表示装置である。

【００１９】本発明におけるブラックマトリクスは、ガ
ラス基板上において、画素電極間の隙間や、ＴＦＴ液晶
表示装置ではＴＦＴのエリアに対して、遮光するために
設けられるものである。すなわち、ブラックマトリクス
は、画素電極周辺の表示がコントロールできない部分を
通過する光によるコントラストの低下を防ぐ。また、Ｔ
ＦＴに入射する光によって、ＴＦＴチャネル内に発生す
る光励起リーク電流による画質の低下を防ぐ。

【００２０】ブラックマトリクスの形状については、Ｓ
ＴＮやＦＬＣなどの単純マトリクス方式の液晶表示装置
では、横方向（Ｘ軸）と縦方向（Ｙ軸）のストライプ電
極の位置に、図４に示すような単純な格子状のパターン
が設けられていることが多い。

【００２１】一方、アクティブマトリクス方式の液晶表
示装置では、アクティブエレメントとして、薄膜ダイオ
ードや薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などが設けられてい
るため、ブラックマトリクスの形状は、これらアクティ
ブエレメントに対して遮光するため、より複雑な形状に
なる。図５にその従来の開口形状の１例を示す。

【００２２】本発明は、インクドットによって着色層を
形成するカラーフィルタにおいて、従来の開口形状の一
部を改良することで、液晶表示装置の大幅な画質向上を
達成できるという発見に基づいたものである。

【００２３】本発明のブラックマトリクスの開口形状の
１例を図１に示す。ただし、この場合は、前述の単純な
格子状パターンの開口部についての例である。

【００２４】ほぼ矩形のブラックマトリクス開口部の横
方向の２辺の延長線をそれぞれＸ₁およびＸ₂とし、また
縦方向の２辺の延長線をそれぞれＹ₁およびＹ₂とする。
また、この４本の延長線の交点をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとし
て、これらの交点で囲まれてできた長方形の１辺の長さ
をそれぞれｘ（短辺）とｙ（長辺）とする。

【００２５】Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各点よりブラックマトリ
クスの開口部までの最短の直線をそれぞれＡＡ’、Ｂ
Ｂ’、ＣＣ’、ＤＤ’として、またその距離をそれぞれ
ａ、ｂ、ｃ、ｄとする。

【００２６】ここで、ａ、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれ、下記
式（Ｉ）で表される範囲になるように設定される。

【００２７】

【数１】式（Ｉ）０．０８ｘ≦ａ≦０．５ｘ０．０８ｘ≦ｂ≦０．５ｘ０．０８ｘ≦ｃ≦０．５ｘ０．０８ｘ≦ｄ≦０．５ｘまたより好ましくは、下記式（ＩＩ）で表される範囲と
なるように設定される。

【００２８】

【数２】０．１０ｘ≦ａ≦０．５０ｘ０．１０ｘ≦ｂ≦０．５０ｘ０．１０ｘ≦ｃ≦０．５０ｘ０．１０ｘ≦ｄ≦０．５０ｘ式（Ｉ）または式（ＩＩ）の条件を満足させるために
は、ブラックマトリクスの開口部の４隅のエッジ周辺
は、例えば、図６で示されるように（この図では点ｃの
部分を拡大してある）、曲線や、複数の曲線の組み合わ
せ、直線、複数の直線の組み合わせ、曲線と直線の組み
合わせなどで構成することができる。すなわち、この図
に示したように、この角部は必ずしも完全な円弧でなく
ても、実質的に円弧形状に近いものであれば、本発明に
は使用可能である。

【００２９】また、４つのエッジ周辺の形状は個々に異
なっていてもよく、ＴＦＴの配置等で変形してもよい。
例えば、前述のアクティブマトリクス方式の液晶表示装
置での複雑な形状の開口部の場合は、所定の形状が必要
な角部以外の角部を上記のような条件で実質的に円弧状
とする。

【００３０】通常、こうした形状のブラックマトリクス
は、ガラスやプラスチックよりなる透明な基板上に金属
クロム等の金属組成物のメッキや蒸着層のフォトエッチ
ング法によって形成することができる。また、カーボン
ブラック、四三酸化鉄などの黒色顔料を含有したネガ型
感光性樹脂組成物などで形成することができ、更に、黒
色顔料を含有した合成樹脂組成物でオフセット印刷法あ
るいはシルク印刷法で形成することもできる。

【００３１】更に本発明の方法では、インクジェット方
式によりインク滴をオリフィスから吐出させて、透過部
の着色画像部にインクドットを形成する。インクジェッ
ト方式としては、熱エネルギーによる方式あるいは機械
エネルギーによる方式が挙げられるが、いずれの方式も
好適に用いることができる。使用するインクとしては、
インクジェット用として用いることができるものであれ
ば特に限られるものではなく、インクの着色剤として
は、各種の染料あるいは顔料の中から、Ｒ、Ｇ、Ｂの各
画素に要求される透過スペクトルにあったものが適宜選
択される。

【００３２】また、インクドットは、遮光部および光透
過部を有する基板に直接形成してもよいが、その基板上
に光透過性のインク受容層を設けるのが好ましい。イン
ク受容層を形成する材料としては、アクリル系樹脂；エ
ポキシ系樹脂；イミド系樹脂；ヒドロキシプロピルセル
ロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロー
ス、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体
が好ましい。その形成方法としては、スピンコート、ロ
ールコート、バーコート、スプレーコート、ディップコ
ート等の方法を用いることができる。

【００３３】形成されるインク受容層の厚みは、パター
ン形成に用いるインクの種類、組成、あるいはその吐出
量、使用方法等によって決るが、０．１〜５０μｍ程度
が適当である。

【００３４】また、インクドットを形成した後、基板上
に透明保護膜を形成することができる。この保護層によ
り、カラーフィルタの耐プロセス性、特に耐溶剤性を飛
躍的に向上させることができる。

【００３５】保護層の塗工形成方法としては、前述のイ
ンク受容層の塗工と同様の方法を用いることができる。

【００３６】また、保護層を形成する材質としては、一
般的にカラーフィルタに用いられている保護膜用材質で
あれば、特に限定されるものではないが、中でもアクリ
ル、エポキシ系の熱硬化型あるいは光硬化型のものが好
適に使用される。

【００３７】さらに、保護層を塗工形成した基板に対し
て、オーブン、ホットプレート等によるベーキングによ
って被膜形成を行う。保護層の厚みは要求性能等によっ
て決るが、０．１〜１０μｍ程度が適当である。

【００３８】図９は、本発明における液晶用カラーフィ
ルタの製造方法を示した工程図であり、本発明にかかる
液晶用カラーフィルタの構成の１例が示されている。

【００３９】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、液晶用カラーフィルタとしての
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。

【００４０】図９（ａ）は、光透過部７を有するガラス
基板１に遮光部であるブラックマトリクス２が形成され
た図を示したものである。まず、ブラックマトリクス２
の形成された基板１上に、光照射又は光照射と熱処理に
より光照射部分のインクの濡れ性及び／又はインク吸収
性が低下する樹脂組成物を塗布し、必要に応じてプリベ
ークを行って樹脂層３を形成する（図９（ｂ））。な
お、ここでは、光照射のみにより樹脂組成物層を反応さ
せる例を示すが、樹脂組成物としては、光照射と熱処理
を併用するものであっても良い。樹脂層の形成には、ス
ピンコート、ロールコート、バーコート、スプレーコー
ト、ディップコート等の塗布方法を用いることができ、
特に限定されるものではない。

【００４１】次いで、ブラックマトリクス２により遮光
される部分の樹脂層をストライプ状の開口部を備えたマ
スク４を使用してあらかじめストライプ状にパターン露
光を行うことにより反応させ、混色防止壁８（露光部）
を得る（図９（ｃ））。その後、インクジェットヘッド
５を用いてＲ、Ｇ、Ｂの各色を同一層に着色し（図９
（ｄ））、必要に応じてインク乾燥を行う。

【００４２】パターン露光の際のフォトマスク４として
は、ブラックマトリクスによる遮光部分上の樹脂層をス
トライプ状に露光するための開口部を有するものを使用
する。この際、ブラックマトリクスと光透過部である開
口部７の境界部における色抜けを防止するためには多め
のインクを吐出する必要があることを考慮すると、ブラ
ックマトリクスの遮光幅よりも狭い開口部を有するマス
クを用いることが好ましい。

【００４３】また、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。さらにインク
ジェットとしては、エネルギー発生素子として電気熱変
換体を用いたタイプ（いわゆる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できる。

【００４４】図１０は本発明のカラーフィルタを基板上
方より見た図を示したものである。パターン露光は、図
１０（ａ）に示すようにストライプ状に行っても良く、
又図１０（ｂ）に示すようにマトリクス状に行っても良
い。

【００４５】次いで光照射及び／又は熱処理を行って着
色された樹脂層を硬化させ（図９（ｅ））、必要に応じ
て保護層６を形成（図９（ｆ））する。

【００４６】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
タ等によって形成された無機膜等を用いることができ、
前述のように、カラーフィルタ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。

【００４７】図１１に、対向する基板にブラックマトリ
クスを設けた液晶パネルに用いるカラーフィルタの製造
方法を示す。

【００４８】カラーフィルタ側にではなく、対向する基
板にブラックマトリクスを設ける方法は、開口率を向上
させる方法として有効である。

【００４９】図１１（ａ）に示すガラス基板１上に、水
性インク吸収性を有し、光照射あるいは光照射と熱処理
により光照射部分のインク吸収性が低下する樹脂組成物
を塗布し、必要に応じてプリベークを行って光照射ある
いは光照射と熱処理により光照射部分のインク吸収性が
低下する樹脂層３を形成する（図１１（ｂ））。

【００５０】次いでフォトマスク４を使用してパターン
露光を行うことにより、樹脂層３の露光部８のインク吸
収性を低下させ、混色防止壁を形成した後（図１１
（ｃ））、インクジェットヘッド５を用いて未露光部を
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色でストライプ状に着色し（図１１
（ｄ））、必要に応じて乾操させる。色抜けを防止する
ために、露光部であり、混色防止壁でもある８の幅は対
向する基板に設けられたブラックマトリクス（不図示）
の幅よりも狭くすることが重要である。

【００５１】図１２は、本発明における液晶用カラーフ
ィルタの別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の構成の１例が示されてい
る。

【００５２】図１２（ａ）は、光透過部７（ブラックマ
トリクスの開口部）を有するガラス基板１上にブラック
マトリクス２が形成された図を示したものである。ま
ず、ブラックマトリクス２の形成された基板上に光照射
又は光照射と熱処理により光照射部分のインク濡れ性及
び／又はインク吸収性が向上する樹脂組成物を塗布し、
必要に応じてプリベークを行って樹脂層３を形成する
（図１２（ｂ））。なお、本例においては、光照射のみ
により樹脂層を反応させる例を示すが、樹脂組成物とし
ては、光照射と熱処理を併用するものであっても問題は
ない。

【００５３】次いで、マスク４を使用して樹脂層３に対
して予めパターン露光を行うことにより樹脂組成物を反
応させた後（図１２（ｃ）、この例では未露光部８’が
混色防止壁になる））、インクジェットヘッド５を用い
て露光部にＲ、Ｇ、Ｂの各色でストライプ状に着色し
（図１２（ｄ））、必要に応じてインク乾燥を行う。

【００５４】次いで光照射及び／又は熱処理を行って着
色された樹脂層を硬化させ（図１２（ｅ））、必要に応
じて保護層６を形成（図１２（ｆ））する。

【００５５】パターン露光の際のフォトマスクとして
は、インクジェットヘッド５により着色される部分の樹
脂層３をストライプ状に露光するための開口部を有する
ものを使用する。この際、ブラックマトリクスと開口部
の境界部における色抜けを防止するためには、多めのイ
ンクを吐出する必要があることを考慮すると、ブラック
マトリクスにより形成された開口部７の幅よりも広い開
口部を有するマスクを用いることが好ましい。

【００５６】図１３は本発明のカラーフィルタを基板上
方より見た図を示したものである。パターン露光は、図
１３（ａ）に示すようにストライプ状に行っても良く、
又図１３（ｂ）に示すようにマトリクス状に行っても良
い。

【００５７】図１４に、対向する基板にブラックマトリ
クスを設けた液晶パネルに用いるカラーフィルタの製造
方法を示す。

【００５８】図１４（ａ）に示すガラス基板１上に、光
照射あるいは光照射と熱処理により光照射部分のインク
吸収性が向上する樹脂組成物を塗布し、必要に応じてプ
リベークを行って光照射あるいは光照射と熱処理により
光照射部分のインク吸収性が向上する樹脂層３を形成す
る（図１４（ｂ））。

【００５９】次いでフォトマスク４を使用してパターン
露光を行うことにより樹脂層３の露光部のインク吸収性
を向上させた後（図１４（ｃ））、インクジェットヘッ
ド５を用いて露光部をＲ、Ｇ、Ｂの各色でストライプ状
に着色し（図１４（ｄ））、必要に応じて乾操させる。
色抜けを防止するために、混色防止壁８の幅は対向する
基板に設けられたブラックマトリクス（不図示）の幅よ
りも狭くすることが重要である。また、この場合も、必
要に応じて保護層６を形成（図１４（ｅ））する。

【００６０】図７に、本発明のカラーフィルタを組み込
んだカラー液晶表示装置の基本構成を表す断面図を示
す。

【００６１】カラー液晶表示装置は、カラーフィルタ９
（ガラス基板１、ブラックマトリクス２、着色画素部
（インク受容層）１７および保護層６から成る）と対向
基板１２（ガラス基板１、画素電極１１および配向膜１
３から成る）を合わせ込み、液晶化合物１０を積層する
ことにより形成される。液晶表示装置の一方の基板の内
側には、透明な画素電極１１がマトリクス状に、またＴ
ＦＴ液晶の場合にはＴＦＴ（不図示）が形成されてい
る。またもう一方の基板の内側には、画素電極１１に対
向する位置にカラーフィルタ９が設置され、その上に透
明な対向（共通）電極１５が一面に形成されている。更
に両基板の面内には配向膜１３が形成されており、必要
に応じて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１４が接着されており、液晶化
合物１０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１６としては、蛍
光灯と散乱板（いずれも不図示）の組み合わせが用いら
れ、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。

【００６２】

【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。

【００６３】（実施例１〜６）ブラックマトリクス基板の作製表面研磨した無アルカリガラス（２００ｍｍ角）の基板
上に、クロム（Ｃｒ）薄膜を約２０００Åスパッタし
た。

【００６４】その上に、紫外線硬化型レジスト剤を厚さ
２μｍで塗布した。８０℃で１５分間プリベークした
後、種々のブラックマトリクス用マスクでＣｒ膜側から
露光し、現像およびエッチングを行って、基板上に図８
に示した開口形状を有する種々のブラックマトリクスを
形成した。

【００６５】開口部のサイズは、横７０μｍ、縦１６０
μｍであった。

【００６６】横方向の遮光部分の幅は２０μｍ、縦方向
の幅は３０μｍであった。また、開口形状部の４つの角
部の周辺部は円弧形状とした。

【００６７】このようにして、開口部の形状が表１に示
される８種類のブラックマトリクスを形成して、基板を
形成した（表１では、点Ａ、Ｂ、ＣおよびＤから開口部
までの最短距離で形状を表した）。

【００６８】

【表１】 ¹⁾単位はμｍ次に、上記のブラックマトリクスが形成されたガラス基
板上に、下記に示す組成で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およびＮ−メチロールアク
リルアミドから形成した重合体と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とを含むエチルセ
ロソルブ溶液であるアクリル系共重合体含有の感光性樹
脂組成物を塗布して樹脂層を形成した。

【００６９】具体的には、その感光性樹脂組成物をスピ
ンナー塗布した後、９０℃で２０分間プリベーク処理を
施し、膜厚２μｍの下地層である感光性樹脂層を形成し
た。感光性樹脂組成物メチルメタクリレート５．０重量部ヒドロキシエチルメタクリレート３．０重量部Ｎ−メチロールアクリルアミド２．０重量部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０．３重量部エチルセロソルブ８９．７重量部次いで、ブラックマトリクスが形成されるべき領域に開
口部を有するフォトマスクを介して、感光性樹脂層の一
部をパターン露光し、さらに１２０℃のホットプレート
上で１分間、熱処理を行なった。この工程により樹脂層
の部分的な硬化処理がなされた。

【００７０】次いで、表２に示す組成に調製したＲ、
Ｇ、Ｂの各色の着色インクを、インクジェットヘッドに
よりブラックマトリクスの開口部に配した。具体的に
は、インクインクドット形成後、９０℃の温度で２０分
間プリベークしたのち、引きつづき２３０℃で３０分間
本ベークを行なった。

【００７１】

【表２】 ¹⁾Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３５とＣ．Ｉ．アシッドイエロ−２３の１１：５混合物 ²⁾Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９とＣ．Ｉ．アシッドイエロー２３の７：２混合物 ³⁾Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９とＣ．Ｉ．アシッドレッド３５の９：１混合物種々のブラックマトリクス基板について、Ｒ、Ｇ、Ｂの
各ドットサイズ（直径）を表３に示す。また、１つのブ
ラックマトリクスの開口部に対して、インク着色層は４
つのドットで形成した。また、各ドットの中心の位置精
度は、±２μｍであった。

【００７２】

【表３】保護膜の形成次に、このＲ、Ｇ、Ｂのパターン形成を行なったインク
受容層上に、透明保護膜として、熱硬化型樹脂（ハイコ
ートＬＣ−２００１、三洋化成製）をスピンナーにより
乾燥膜厚が０．５μｍになるように塗工し、１２０℃で
３０分間のプリベークおよび２００℃で３０分間の本ベ
ークによって保護膜を形成して、カラーフィルタを得
た。

【００７３】（比較例１〜３）ブラックマトリクスの開
口部の形状およびインクドットの大きさを、表４に示し
た仕様とした以外は、上記実施例と同様にしてカラーフ
ィルタを作製した。

【００７４】

【表４】評価１）インクドットの色抜け評価上記実施例および比較例で作製したカラーフィルタの着
色画素部を顕微鏡にて観察した。

【００７５】２５００画素（横５０画素×縦５０画素）
のエリアを観察し、着色画素部の色抜けが１０ヶ所以上
のものを×、２ヶ所以下のものを△、全く発生していな
いものを○とした。

【００７６】２）平滑性の評価上記実施例および比較例で作製したカラーフィルタの平
滑性を調べた。凹凸の原因となる遮光部のインクドット
同士の重なりを顕微鏡で観察した。１００画素（縦１０
×横１０）の周囲を観察し、重なりが１ヶ所以上認めら
れたものを×、全く発生していないものを○とした。
また、重なりが生じたインクドット付近の着色画素部で
は、混色も発生していた。

【００７７】以上の評価結果を表５に示す。

【００７８】

【表５】以上の結果から、ブラックマトリクスの開口部の形状
が、前述の式（Ｉ）もしくは式（ＩＩ）を満たす場合、
インクドットの径を開口部に対して過度に大きくするこ
となく、着色抜けを防止することができた。また反対
に、比較例で示されるように、式（Ｉ）および（ＩＩ）
を満足する開口部の形状でない場合、着色抜けが高い確
率で発生する。また、インクドット径を大きくすると、
着色抜けを防ぐことができるが、隣の開口部とのインク
ドットの重なりのため、周囲に凹凸ができたり、混色の
原因となることがわかった。

【００７９】（実施例７および８）ブラックマトリクス
の開口部の一部の周辺部がＴＦＴなどの素子の配置によ
って変形したブラックマトリクスを、実施例１と同様の
方法で２種類（ＭＳ−９およびＭＳ−１０）作製した。
その形状およびデータを表６に示す。

【００８０】インクのドットサイズと１画素を着色する
インクドットの数は、表６に示した以外は実施例１と同
様とした。

【００８１】

【表６】 ¹⁾ａ、ｂ、ｃおよびｄはそれぞれ、頂点Ａ、Ｂ、Ｃおよ
びＤから開口部への最短距離であり、単位はμｍであ
る。²⁾ 括弧内の数値は短辺（ｘ）に対する比であり、例えば
長さａについてはａ／ｘである。³⁾ ｘおよびｙは、それぞれ長方形の短辺および長辺の長
さを表し、単位はμｍである。

【００８２】（比較例４および５）ブラックマトリクス
の開口部形状を表６に示したＭＳ−９’およびＭＳ−１
０’とする以外は、実施例７および８と同様にカラーフ
ィルタを作製した。

【００８３】ＭＳ−９’は、ＭＳ−９と比較して開口部
のＡ、Ｃ、Ｄの３つの隅において、開口部までの距離を
短くしたものである。また、ＭＳ−１０’は、ＭＳ−１
０に比べて、ＡおよびＣの２つの隅において開口部まで
の距離を短くしたものである。

【００８４】評価インクドットの色抜け評価を、実施例１〜６と同様に行
った。結果は表７に示す。

【００８５】

【表７】表７に示した結果から、ＴＦＴ型液晶のカラーフィルタ
のように一部変形した開口形状においても、式（Ｉ）ま
たは式（ＩＩ）を満足すれば、着色抜けを防止すること
ができる。

【００８６】また、実施例１〜８で得られたカラーフィ
ルタを用いて、ＩＴＯ膜、配向膜の形成、液晶材料の封
入等の一連の作業を行い、図７に示すようなカラー液晶
表示装置を作製した。

【００８７】このようにして作製されたカラー液晶表示
装置を用いて、画像の鮮明度と品位を評価したが、いず
れも良好な結果を示した。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、１）ブラックマトリクスの開口形状を本発明のように規
定することで、着色抜けのない高品位のカラーフィルタ
を得ることができる。

【００８９】２）インクドットの大きさをブラックマト
リクスの開口形状に対してそれほど大きくする必要がな
いことから、インクドット同士の重なりによる平滑性の
低下や各画素間の混色などを防ぐことができる。

【００９０】３）ブラックマトリクスの隣接する開口部
同士の間隔を小さくできることから、インクジェットに
よる着色方式を適用して、高開口率および高精細のカラ
ーフィルタを得ることができる。

【００９１】４）低コストで、しかも簡単な工程でカラ
ーフィルタを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルタのブラックマトリクス
の開口形状の１例を示す模式図である。

【図２】カラーフィルタにおけるインクジェット法での
画素形成で色抜けの部分が生じる様子を示す模式図であ
る。

【図３】カラーフィルタにおけるインクジェット法での
画素形成で重なりが生じる様子を示す模式図である。

【図４】通常のブラックマトリクスの形状を示す模式図
であり、（ａ）はブラックマトリクスの一部、（ｂ）は
その１画素分の開口部の図である。

【図５】アクティブマトリクス方式の各種ブラックマト
リクスの開口形状をいくつか示す模式図である。

【図６】本発明のカラーフィルタのブラックマトリクス
開口部の形状の例をいくつか示す模式図である。

【図７】本発明のカラー液晶表示装置の１例の構造を示
す断面図である。

【図８】実施例１〜６のカラーフィルタのブラックマト
リクスの部分拡大図である。

【図９】本発明のカラーフィルタの製造方法の１例を示
す工程図である。

【図１０】本発明のカラーフィルタの１例の模式的平面
図であり、（ａ）はストライプタイプのもの、（ｂ）は
マトリクスタイプのものの図である。

【図１１】本発明のカラーフィルタの製造方法の別の例
を示す工程図である。

【図１２】本発明のカラーフィルタの製造方法のさらに
別の例を示す工程図である。

【図１３】本発明のカラーフィルタの１例の模式的平面
図であり、（ａ）はストライプタイプのもの、（ｂ）は
マトリクスタイプのものの図である。

【図１４】本発明のカラーフィルタの製造方法のさらに
別の例を示す工程図である。

【符号の説明】

１基板２ブラックマトリクス３樹脂層４フォトマスク５インクジェットヘッド６保護層７、２０ブラックマトリクスの開口部８露光部８’ 未露光部９カラーフィルタ１０液晶化合物１１画素電極１２対向基板１３配向膜１４偏光板１５共通電極１６バックライト光１７着色画素部（インク受容層）２１ブラックマトリクスによる遮光部３０インクドット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者城田勝浩東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者横井英人東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者佐藤博東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、開口部が配列された遮光部を
有し、該開口部のそれぞれが所定の色で着色されている
カラーフィルタであって、該開口部は実質的に矩形であ
り、該開口部の４つの角部のうちの少なくとも１つが実
質的に円弧状であり、かつ異色で着色された隣接する開
口部同士は混色防止壁によって仕切られていることを特
徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】前記開口部の４辺の延長線の交点から前
記円弧状角部までの最短距離が、前記４つの交点が形成
する長方形の短辺の長さの０．０８〜０．５倍である請
求項１記載のカラーフィルタ。
【請求項３】前記交点から円弧状角部までの最短距離
が、いずれも前記長方形の短辺の長さの０．１０〜０．
５倍である請求項２記載のカラーフィルタ。
【請求項４】前記開口部の４つの角部全てが実質的に
円弧状である請求項１ないし３のいずれかに記載のカラ
ーフィルタ。
【請求項５】前記開口部の４つの角部の１つ以上が所
定の形状であり、残りの角部が実質的に円弧状である請
求項１ないし３のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項６】各開口部が、レッド、グリーンおよびブ
ルーのうちのいずれかの色で着色されている請求項１な
いし５のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項７】混色防止壁の幅が遮光部の幅より小さい
請求項１ないし６のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項８】開口部の配列がマトリクス状である請求
項１ないし７のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項９】開口部の配列がストライプ状である請求
項１ないし７のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項１０】４つの角部のうちの少なくとも１つが
実質的に円弧状である矩形開口部が配列された遮光部を
有する基板に対してインクジェット方式を用いてインク
を吐出し、レッド、グリーン、ブルーの各色で該開口部
を着色するカラーフィルタの製造方法であって、（１）
基板上に光照射又は光照射と熱処理により光照射部分の
インク吸収性が低下する樹脂組成物の層を形成する工程
と（２）該遮光部上の樹脂層をパターン露光することに
より露光部のインク吸収性を低下させる工程と（３）イ
ンクジェット方式を用いてインクを吐出し、該樹脂層の
未露光部にインク滴を付着させて未露光部を着色する工
程と（４）着色された該樹脂層を光照射及び／又は熱処
理により硬化させる工程とを有することを特徴とするカ
ラーフィルタの製造方法。
【請求項１１】４つの角部のうちの少なくとも１つが
実質的に円弧状である矩形開口部が配列された遮光部を
有する基板に対してインクジェット方式を用いてインク
を吐出し、レッド、グリーン、ブルーの各色で該開口部
を着色するカラーフィルタの製造方法であって、（１）
基板上に光照射又は光照射と熱処理により光照射部分の
インク吸収性が向上する樹脂組成物の層を形成する工程
と（２）該遮光部上の樹脂層をパターン露光することに
より露光部のインク吸収性を向上させる工程と（３）イ
ンクジェット方式を用いてインクを吐出し、該樹脂層の
露光部にインク滴を付着させて露光部を着色する工程と
（４）着色された該樹脂層を熱処理により硬化させる工
程とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方
法。
【請求項１２】基板上に形成された樹脂層の露光部分
の幅が、遮光部により遮光される部分の幅より狭い請求
項１０記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１３】基板上に形成された樹脂層の露光部分
の幅が、遮光部により形成される開口部の幅より広い請
求項１１記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１４】硬化した樹脂層上に保護層を形成する
請求項１０または１１記載のカラーフィルタの製造方
法。
【請求項１５】請求項１０ないし１４のいずれかに記
載の方法により製造されたカラーフィルタ。
【請求項１６】請求項１ないし９ならびに請求項１５
のいずれかに記載のカラーフィルタと対向する基板を有
し、両基板間に液晶化合物が封入された構造を有する液
晶表示装置。