JPH08327998A

JPH08327998A - カラーフィルタ用インク、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法および液晶パネル

Info

Publication number: JPH08327998A
Application number: JP13510795A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Shirota; 勝浩城田; Takeshi Miyazaki; 健宮▲崎▼; Koichiro Nakazawa; 広一郎中澤; Satohiko Yamada; 聡彦山田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-06-01
Filing date: 1995-06-01
Publication date: 1996-12-13

Abstract

(57)【要約】【構成】フタロシアニン系染料とトリフェニルメタン
系染料とを両者の重量比で１：９〜９：１の範囲で含有
するインクを、基板上の透明なインク受容層に、その受
容層１μｍ³当り４．０×１０^-3ｎｇ未満の付与量でイ
ンクジェット方式にて付与して、複数の着色された画素
を配列するカラーフィルタを製造し、そのカラーフィル
タを用いて液晶パネルを作製する。【効果】耐熱性、耐洗浄性および基板との密着性に優
れ、着色部ににじみがなく色彩コントラストおよび色純
度が高いカラーフィルタを製造し、そのカラーフィルタ
を用いて優れた液晶パネルを作製することができる。

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およびその製造方法、そのカラー
フィルタ用インク、ならびに同フィルタを組み込んだ液
晶パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーフィルタはカラー液晶ディスプレ
イの重要な構成部品で、このフィルタは透明基板上に赤
（Ｒ）、緑（Ｒ）、青（Ｂ）の三原色からなる画素を繰
り返して多数配列した構造をしている。

【０００３】近年パーソナルコンピュータの発達、特に
携帯用のパーソナルコンピュータの発達にともない、液
晶ディスプレイ、とく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、より高精細でかつ高画質なディスプレイの提
供と同時に、ディスプレイ本体の製造コストを下げなけ
ればならないといった相反する要求を満足させる必要が
ある。特にコスト的に比重の高いカラーフィルタに対す
る前記の要求が急速に高まってきている。

【０００４】従来からカラーフィルタの要求特性を満足
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。

【０００５】以下にカラーフィルタの代表的な製造方法
を説明する。

【０００６】最も多く用いられている第１の方法は染色
法である。染色法は、染色することの容易な水溶性の高
分子材料に感光剤を添加したものを用いて、これをフォ
トリソグラフイー工程により透明支持体上に所望の形状
にパターニングした後、得られたパターンを染色浴に浸
漬して着色パターンを得る。この工程を３回繰り返すこ
とにより、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタを形成する。

【０００７】次に多く用いられている第２の方法は顔料
分散法であり、近年染色法に取って代りつつあるもので
ある。この方法では、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−ンを得る。この工程を３回繰り返すことに
よりＲ、Ｇ、Ｂの３色カラーフィルタを形成する。

【０００８】第３の方法は電着法である。この方法で
は、まず基板上に透明電極をパターニングする。次に、
顔料、樹脂、電解液等の入った電着塗装液に浸漬して第
１の色を電着する。この工程を３回繰り返すことにより
Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ層を形成し、最後に焼成す
ることにより、カラーフィルタを形成する。

【０００９】これらの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。

【００１０】第４の方法は印刷法である。印刷法は熱硬
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のカラーフィルタ層を形成した後、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。

【００１１】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工程を３回繰り返す
ことであり、それは必然的に製造コストを高くする。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。

【００１２】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カラ
ーには適用できない。また第４の印刷法においては解像
性および平滑性が悪いという欠点があり、ファインピッ
チのパターンは形成できない。

【００１３】以上挙げたように、カラーフィルタの製造
方法には既に幾つかの方法があるが、ディスプレイの色
彩性を重視した場合は、色材として染料を用いる染色法
が一般的に有利とされている。

【００１４】しかしながら、上記の通り染色法において
は、画素を形成する際、染色液に基板を浸漬する方法が
とられているため、用いる受容層に染着しにくい染料
は、たとえ色調（スペクトル特性）が良好であっても使
用できないといった欠点があった。そこで使用できる染
料の種類を増やすべく、染料がアニオン型の場合は、受
容層中に４級アンモニウム等のカチオン基を導入して、
染料の染着性を向上させようという試みが一般的に行わ
れているが、染料の色調が変化したり（スペクトルシフ
ト）、耐熱性が低下してしまう等の問題が発生してい
る。

【００１５】さらには、調色のため複数の染料から成る
染色液を用いる場合、各染料と受容層との間の染着性が
同一ではないため、所望の色調にコントロールすること
が困難になる問題も生じている。このため現実には微妙
な色調コントロールが困難なばかりか、使用できる染料
および受容層材料の種類も大幅に制約されている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】これらの欠点を改良す
るために、インクジェット方式を用いたカラーフィルタ
の製造方法が提案されている（特開昭５９−７５２０
５、特開昭６３−２３５９０１、特開平１−２１７３０
２、特開平４−１２３００５など）。

【００１７】これらは前記の方法と異なり、Ｒ，Ｇ，Ｂ
の各色素を含有する着色液（以下インク）をフィルタ基
板にノズルより噴射し、その付着したインクをフィルタ
基板上で乾燥させて画素を形成させるものである。

【００１８】その方法によれば、着色部の形成が前述の
染色法のような染料−受容層間の染着プロセスを経ない
ため、受容層側にカチオン基導入等による染着性向上手
段を用いなくても良い。従って、染着前後での染料自体
の色調変化（スペクトルシフト）や、耐熱性の低下とい
った問題も回避可能であり、さらには、調色のため複数
の染料を含有するインクを用いた場合であっても予想と
大幅に異なった色調になることは無い。

【００１９】また、Ｒ，Ｇ，Ｂの各着色層の形成を一度
に行うことができ、さらにインクの使用量にも無駄が生
じないため、大幅な生産性の向上、コストダウン等の効
果も期待できる。

【００２０】しかしながら従来のインクジェット法によ
るカラーフィルタ作製方法は、使用されている染料が必
ずしもインクジェット方式に好適なものばかりではな
く、また受容層材料と染料のマッチング、インクジェッ
ト方式による描画条件（受容層種およびそこに噴射され
た染料の量）等も技術的に不明な点が多く存在してい
る。このため、下記に挙げた新たな技術課題が発生して
いたが、下記要求特性の全てを満足するものはなく、従
って問題の早急な解決法の確立が望まれていた。１）着色部とカラーフィルタ基板との間の密着性が良い
こと２）着色部の色純度が高いこと（例えばＢ画素の場合
は、Ｇ，Ｂの波長帯の光を十分に遮光すること。）３）着色部のにじみがないこと４）着色部の耐熱性が良好なこと。

【００２１】本発明は上記問題を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、上記要求特性を全
て満足するカラーフィルタ用インク、歩留りよく優れた
カラーフィルタを与える製造方法、ならびに特性の優れ
たカラーフィルタおよび液晶パネルを提供することにあ
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、基板上にインクジェット方式によってイン
クを付与することで複数の着色画素を形成するカラーフ
ィルタ製造に用いられるカラーフィルタ用インクにおい
て、フタロシアニン系染料およびトリフェニルメタン系
染料とを両者の重量比で１：９〜９：１の範囲で含有
し、沸点１５０〜２４０℃の溶媒を１６〜６０重量％含
むことを特徴とするカラーフィルタ用インクを提供す
る。

【００２３】さらに本発明は、基板上にインクジェット
方式によってインクを付与することにより、基板上に設
けられた光学的に透明なインク受容層上に複数の着色さ
れた画素を配列するカラーフィルタの製造方法におい
て、前記インクに含有される染料の前記インク受容層へ
の付与量Ｄを下記の範囲とし、

【００２４】

【数３】Ｄ＜４．０×１０^-3ｎｇ／μｍ³ 前記インクにフタロシアニン系染料とトリフェニルメタ
ン系染料とを両者の重量比で１：９〜９：１の範囲で含
有させ、しかも沸点１５０〜２４０℃の溶媒を１０〜６
０重量％含有させることを特徴とするカラーフィルタの
製造方法、その方法によって製造されるカラーフィル
タ、ならびにパネル基板がそのカラーフィルタに対向し
て配設され、該フィルタと該パネル基板との間に少なく
とも液晶組成物が封入されている液晶パネルを提供す
る。

【００２５】

【作用】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

【００２６】図１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ものであり、本発明の液晶用カ
ラーフィルタの構成の１例が示されている。

【００２７】基板として一般にガラス基板を用いること
ができるが、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。

【００２８】図１（ａ）は、ブラックマトリクス２が形
成されたガラス基板１を示したものであり、７は光透過
部である。ブラックマトリクスの形成方法としては、基
板上に直接設ける場合は、スパッタもしくは蒸着により
金属薄膜を形成し、フォトリソ工程によりパターニング
する方法を、また樹脂組成物上に設ける場合は、一般的
なフォトリソ工程によるパターニングの方法が挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。

【００２９】図１の手順ではまず、ブラックマトリクス
２の形成された基板１上に硬化可能な樹脂組成物を含む
層を形成し、これを硬化させることにより、基板１上に
インク受容層３を形成する（図１（ｂ））。

【００３０】インク受容層３を形成する材料としては、
以下の構造単位（１）を少なくとも有するものであっ
て、相当するアクリルアミド単量体単独の重合体あるい
はその単量体と他のビニル系単量体との共重合体を含む
かもしくはそれら重合体を複数種含むものが好ましい。

【００３１】

【化２】式中、Ｒ¹はＨまたはＣＨ₃、Ｒ²はＨまたは置換しても
よいアルキル基を示す。

【００３２】上記式（１）で表される構造単位に相当す
る単量体として具体的には，Ｎ−メチロールアクリルア
ミド、Ｎ−メトキシメチルアクリルアミド、Ｎ−エトキ
シメチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロポキシメチルア
クリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、Ｎ−
メトキシメチルメタクリルアミド，Ｎ−エトキシメチル
メタクリルアミド等を挙げられるが、これらに限られる
ものではない。

【００３３】上記の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、ヒドロキメチルアクリレ−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；
スチレン；αーメチルスチレン；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
ことができるが、これらに限られるものではない。

【００３４】（１）の構造単位に相当する単量体と他の
ビニル系単量体との共重合比はモル比で９５：５〜５：
９５の範囲が望ましい。

【００３５】上記単独重合体および／または共重合体
に、更に他の高分子化合物を混合しても良い。このよう
な高分子化合物としては、ポリビニルピロリドン、ポリ
ビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリウレタ
ン、カルボキシメチルセルロース、ポリエステル、ポリ
アクリル酸（エステル）、ヒドロキシエチルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルセルロース、あるいはこれらの
変性物等の合成樹脂、また、アルブミン、ゼラチン、カ
ゼイン、でんぷん、カチオン化でんぷん、アラビアゴ
ム、アルギン酸ソーダ等の天然樹脂等も挙げられる。

【００３６】上記他の高分子化合物の配合量としては、
受容層を構成する樹脂全量に対し、７０重量％以下とす
ることが好ましい。

【００３７】また、上記受容層３には必要に応じて、各
種添加剤が含まれていてもよい。添加剤の具体的な例と
しては、各種界面活性剤、染料固着剤（耐水化剤）、消
泡剤、酸化防止剤、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、分散
剤、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、防カビ剤、可塑剤等が挙
げられる。これらの添加剤については従来公知の化合物
から目的に応じて任意に選択すればよい。

【００３８】上記インク受容層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。

【００３９】さらに、必要に応じてプリベークを行った
後、インクジェット方式により前記水溶性染料を含む
Ｒ，Ｇ，Ｂの各色インクを用いて着色する（図１
（ｃ））。着色に用いるインクとしては、前記水溶性染
料以外の染料および顔料のいずれも併用することがで
き、また、液状インク、ソリッドインク共に使用できる
が、特に本発明の場合には、水性インクの場合において
非常に好適である。

【００４０】なお、図１中、４はインクジェットヘッド
である。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タイプ、あるいは圧電
素子を用いた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。

【００４１】次に、光照射もしくは光照射と熱処理を施
して、インク受容層を硬化させ（図１（ｄ））、その上
に保護層を形成してカラーフィルタを形成する（図１
（ｅ））。

【００４２】また、上記の本発明で好ましく用いられる
インク受容層材料にはさらに光重合開始剤を含有させ、
ブラックマトリクスに対応する非着色用部分に予め光照
射もしくは光照射と熱処理を施して、その部分のインク
吸収性を低下させることもできる。それによって、イン
クジェット法にてＲ，Ｇ，Ｂ各画を形成する際に発生し
やすい各画素間の混色、色ムラ等によるトラブルを防止
することができ、低コストかつ高画質のカラーフィルタ
の製造が可能となる。

【００４３】そのような製造手順を図２に示した。

【００４４】すなわち、光重合開始剤を含有するインク
受容層を基板１上に形成した（図２（ａ）および図２
（ｂ））後、ブラックマトリクスに対応する非着色用部
分８１をフォトマスク８４を介してパターン露光を行う
ことにより（図２（ｃ））、非着色用部分のインク吸収
性を低下させる。

【００４５】パターン露光の際のフォトマスクとして
は、ブラックマトリクス２に対応する非着色用部分８１
のインク吸収性を低下させるための開口部９０を有する
ものを使用する。この際、ブラックマトリクス２に接す
る部分での色ヌケ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２の幅Ｘよりも狭い開口部幅Ｙを有するマスクを用
いることが好ましい。これにより形成された非着色用部
分８１の幅がブラックマトリクス２の幅よりも狭くな
る。

【００４６】それ以降の工程（図２（ｄ）〜（ｆ））
は、図１の場合と同様に（図１（ｃ）〜（ｅ））行うこ
とにより、カラーフィルタを作製する。

【００４７】なお、光照射部分のインク吸収性が低下す
る層（非着色用部分）８１を形成する際の光照射手段と
しては特に限られるものではないが、本発明では特にＤ
ｅｅｐ−ＵＶ光が好ましく、光照射条件１〜３０００ｍ
Ｊ／ｃｍ²程度である。熱処理はオーブン、ホットプレ
ート等の手段によるものが挙げられ、温度条件５０℃〜
１８０℃で１０秒〜２０分行えばよい。以下に上記イン
ク吸収性を低下させる性能を付与する光重合開始剤につ
いて説明する。

【００４８】光重合開始剤としては特に限られるもので
はないが、オニウム塩、ハロゲン化トリアジン化合物が
好ましく用いられる。具体的には、オニウム塩として
は、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモ
ネート、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレ
ート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフ
ェート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメチル
スルホネートまたこれらの誘導体、さらに、ジフェニル
ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニ
ルヨードニウムテトラフルオロボレート、ジフェニルヨ
ードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨ
ードニウムトリフルオロメチルスルホネートまたこれら
の誘導体等が挙げられる、その中でもハロゲン化トリア
ジン化合物が好適に用いられる。ただし、それらに限定
されるものではない。さらに、それら化合物の誘導体等
も挙げられるが、当然のことながら、本発明においては
それら誘導体等にも限定されるものではない。

【００４９】上記光重合開始剤の配合量は、前記インク
受容層材料に対して重量基準で０．０１〜２０％、好ま
しくは０．１〜１０％である。また増感剤としてペリレ
ン、アントラセン等の化合物を加えてもよい。

【００５０】次に、図３および図４を用いてインクジェ
ット法により本発明のインクを噴射し画素を形成する方
法について述ベる。

【００５１】図３は、インクジェット法によりカラーフ
ィルタの着色部を描画する装置の構成を示すブロック図
である。図３において、ＣＰＵ２１にはヘッド駆動回路
２２を介してインクジェットヘッド２３が接続されてい
る。さらにＣＰＵ２１にはプログラムメモリ２４内の制
御プログラム情報が入力される。ＣＰＵ２１はインクジ
ェットヘッド２３を所定の位置まで移動させ（不図
示）、ガラス基板２５上の所定の画素位置の上方にイン
クジェットヘッドを配置して、その位置に所定の色のイ
ンク液滴２６を噴射して着色する。これを基板２５上の
全画素位置に対して行って画素形成を行う。

【００５２】図４はインクジェット法による着色部（画
素）の形成過程を示す。従来方法（染色法）と大きく異
なる点は、水、水溶性溶媒および染料から成るインクを
カラーフィルタ基板表面の画素形成部のみに選択的に付
着させ、その後、インク中の水および有機溶媒等を蒸発
させて画素を形成するところにある。

【００５３】ここで特に要求される特性としては、着色
部とカラーフィルタ基板間の密着性である。

【００５４】前述の通り、インクジェット法で用いられ
るインク（染色液）には微小なノズルからインクを連続
して安定的に噴射させる目的、ならびにノズル先端での
染料の析出等による目詰まりを防止する目的で染料の他
に有機溶剤が含有される。そのため、カラーフィルタ基
板上では、染料と有機溶剤が一時的に共存することとな
るが、使用するインク受容層の種類、染料の種類、前記
インク受容層に付与される量、さらにはインク中に含有
される有機溶剤の種類（特に沸点）等の条件によって
は、着色部の密着性が不十分となり、着色後の洗浄に剥
がれが生じる場合がある。

【００５５】そこで本発明においては、インク受容層に
少なくとも水溶性アクリルモノマ単位を含有させ、イン
クに含有される染料のインク受容層への付与量Ｄを下記
の条件を満たすものとすることで、これまで達成困難で
あった着色部とカラーフィルタ基板間の密着性の低下回
避を達成するものである。そのようにして作製されるカ
ラーフィルタは、着色後の水洗プロセス（超音波洗浄
等）時にも剥がれの発生のない良好なものとなる。

【００５６】

【数４】Ｄ＜４．０×１０^-3ｎｇ／μｍ³ インク受容層への染料の付与量Ｄが上記上限値を超える
場合は、着色部の密着性が低下し、洗浄時にはがれてし
まう可能性が生じ好ましくない。

【００５７】また、上記染料の付与量Ｄの値の下限値は
目的によって異なるものなので、特にここで規定できる
ものではないが、６×１０^-5ｎｇ／μｍ³を下回る値で
あると、インクに含有される溶剤の種類および量が特定
の範囲内であれば上記のような着色部の剥がれの問題は
ないが、色再現範囲が狭くなり、かすんだような画質と
なってしまうため好ましくない。

【００５８】本発明においては、更にインクに用いる染
料として、フタロシアニン系染料とトリフェニルメタン
系染料とを、好ましくは重量比で１：９〜９：１、さら
に好ましくは２：８〜８：２の範囲で共存させることに
より、前記水溶性アクリルモノマ単位を含むインク受容
層との密着性が向上し、さらには後述するような好まし
い効果が発揮できるものである。

【００５９】以下本発明で用いることができる染料につ
いて説明する。

【００６０】本発明で用いるフタロシアニン系染料は耐
熱性に優れ、カラーフィルタ製造の際に要求される１８
０℃以上の高熱下に曝されても変退色の程度が小さく好
ましいものであるが、カラーフィルタの画素用染料、特
にブルーの画素用染料として用いるには、色純度が不十
分であるため、本発明においては、そのフタロシアニン
系染料とトリフェニルメタン系染料とを任意の割合で混
合することにより、色純度が高く、しかも色彩コントラ
ストも良好なブルー画素を形成し、かつ前記のインク受
容層との密着性が改善される。

【００６１】具体的な染料の例としては、（ａ）フタロシアニン系染料Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ８６、８７、１８９、
１９９、２６２Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＢｌｕｅ１８５、１９７、２２８、
２４２、２４３、２４９、２５４、２５５、２７５、２
７９Ｃ．Ｉ．ＲｅａｃｔｉｖｅＢｌｕｅ３、１４、１５、
１８、２１、２３、２５、３８、４１、６３、６９（ｂ）トリフェニルメタン系染料Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＢｌｕｅ１、３、５、７、９、１
１、１３、１５、１７、２２、２４、２６、３４、４
８、７５、８３、８４、８６、８８、９０、９０：１、
９１、９３、９９、１００、１０３、１０４、１０８、
１０９、１１０、１１９Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ４１Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＶｉｏｌｅｔ１５、１６、１７、１
９、２１、２３、２４、２５、３８、４９、７２等を挙げることができる。

【００６２】これらの染料化合物のインク中に含有され
る量としては、０．５〜２０重量％、好ましくは１〜１
５重量％の範囲である。また染料は必要に応じてこれ以
外の染料を包含しても良い。

【００６３】ここで、上記のインク受容層の膜厚、受容
層上への染料付与量の測定法について記しておく。

【００６４】１．インク受容層の膜厚（Ｈ）測定インク受容層の膜厚は、市販の装置を用いて簡便に測定
可能である。その１例として、触針式膜厚計（Ｐ−１０
プロファイラー；テンコール社製など）を挙げることが
できる。

【００６５】２．受容層上への染料付与量Ｄ染料付与量を算出するには、あらかじめインクジェット
ヘッドから噴射されるインク液滴１発当たりの量を求め
ておく。インク液滴１発当たりの量は、一定量のインク
をインクジェットヘッドから噴射して、その重量を測定
し、噴射された吐出数で除することにより測定すること
ができる。このようにして求められたインク液滴１発当
たりの量（Ｖｄ）、そのインク中の染料濃度（Ｃ）、イ
ンクドットによって着色された部分の面積（Ｄａ）、前
述の方法で求めたインク受容層の膜厚（Ｈ）および１画
素を構成しているインクドット数（Ｄｎ）に基づいて、
下記式によりインク受容層単位体積当たりの染料付与量
Ｄを測定することができる。

【００６６】

【数５】Ｄ＝（Ｖｄ×Ｃ×Ｄｎ）／（Ｄａ×Ｈ）本発明の目的を達成するために、インク溶媒として水と
以下のような特徴を持つ溶媒とを用いる。すなわち、沸
点１５０℃〜２４０℃の溶媒を、１０〜６０重量％、好
ましくは沸点１８０℃〜２３０℃の溶媒を１６〜６０．
０重量％とする。さらに、好ましくは沸点２５０℃以上
の溶媒を３０．０重量％以下、より好ましくは沸点２４
５℃以上の溶媒を１９．０重量％以下とする。

【００６７】前述の通り、インクジェット用に用いられ
るインク中にはヘッド先端での染料の析出による目詰ま
り現象を回避する等の目的のために高沸点溶媒が添加さ
れる。しかしながら、高沸点溶媒を多く含むインクをカ
ラーフィルタ用にそのまま適用すると、着色部の密着性
が低下するため好ましくない。従ってインク中に含有さ
せる溶媒種としては上述の物性を満足するものが好まし
い。

【００６８】逆に、インク中の溶媒の量が少なすぎる場
合はインクジェットヘッド先端での染料の析出や、イン
クジェットヘッド中への泡の抱き込み等の現象によるイ
ンクの連続吐出性の低下等の問題が生じるためやはり好
ましくない。

【００６９】好ましい溶媒の具体的な例を表１および表
２に示す。

【００７０】

【表１】

【００７１】

【表２】また、インクには非イオン系、アニオン系、カチオン系
等の界面活性剤を用いても良く、他にも、ｐＨ調整剤、
防かび剤等の添加剤を必要に応じて添加しても良い。

【００７２】ここで再度、図１に戻って本発明のカラー
フィルタの製造方法を説明すると、図１（ｃ）の工程の
後、硬化可能な上記組成によるインク受容層を硬化させ
る（図１（ｄ））。硬化方法には、主に加熱手段が用い
られる。

【００７３】更に、必要に応じて保護層６を形成する
（図１（ｅ））。保護層６としては、光照射または熱処
理により硬化可能な樹脂材料あるいは蒸着またはスパッ
タリングにより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。

【００７４】これにより、本発明のカラーフィルタが完
成する。図２の手順でも、同様にカラーフィルタが作製
できる。

【００７５】図４に本発明のカラーフィルタを組み込ん
だＴＦＴカラー液晶パネルの断面図を示す。

【００７６】カラー液晶パネルは、カラーフィルタ９と
対向する基板１４を合わせ込み、その間に液晶組成物１
２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１３
がマトリクス状に形成されている。またもう一方の基板
１６の内側には、画素電極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１
０が一面に形成されている。更に両基板の面内には配向
膜１１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１５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。またバックライト光
１７の光源としては、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ものである。

【００７７】

【実施例】

（実施例１）６０×１５０μｍの大きさの開口部を多数
配列させたブラックマトリクスを備えたガラス基板上
に、インク受容層としてＮ−メチロールアクリルアミド
とヒドロキシエチルメタクリレート（６：４（重量
比））の共重合体からなる硬化性樹脂組成物を、膜厚
１．０μｍとなるようにスピンコートし、７０℃で２０
分のプリベークを行った。ついでインクジェットプリン
ターを用い、下記のＲ，Ｇ，ＢインクによりＲ，Ｇ，Ｂ
のマトリクスパターンを次の条件にて着色した。

【００７８】すなわち、前記受容層上での染料の付与量
Ｄを６．６×１０^-4ｎｇ／μｍ³とした（１発当たりの
吐出量が２５ｎｇのインクジェットヘッドを用いて、１
画素当たり１０発のインク（染料濃度６．０％）を打ち
込んだ。その際の着色部（画素）面積は２２８００μｍ
²であり、着色部のインク受容層体積は２２８００μｍ³
であった。）。

【００７９】次いで、２００℃で５０分のベ−キングを
行うことで硬化反応を進行させ、液晶用カラーフィルタ
を作製した。Ｒ染料：Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＲｅｄ３５Ｇ染料：Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＧｒｅｅｎ９Ｂ染料：Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ１９９とＣ．
Ｉ．ＡｃｉｄＢｌｕｅ９０の５：５混合物インク処方は表４に示した処方例１の通りとした。

【００８０】＜評価方法＞評価１：着色部の剥がれ上記のカラーフィルタを用いて液晶パネルを作製し、出
力１００Ｗ（３５ｋＨｚ）の超音波洗浄器を用いて水浴
中で５分間洗浄した。次いで洗浄部の密着性を下記の３
段階の等級にて評価した。Ａ：密着性良好（中心部１００画素中での剥がれの発生
なし）Ｂ：やや密着性が劣る（中心部１００画素中での剥がれ
が５画素以下）Ｃ：密着性が劣る（中心部１００画素中での剥がれが６
画素以上発生）評価２：着色部のにじみ上記のカラーフィルタを６０℃に４８時間放置し、Ｂパ
ターン着色部のにじみの度合（着色部面積の増大）を評
価した。評価基準は、以下の通りである。Ａ：着色部の面積の増大が５％未満Ｂ：着色部の面積の増大が５％以上１０％未満Ｃ：着色部の面積の増大が１０％以上。

【００８１】以上の評価結果を表６に示した。

【００８２】（実施例２）実施例１で用いたインク受容
層材料にトリフェニルスルホニウムトリフルオロメチル
スルホネート（ミドリ化学製ＴＳＰ−１０５）を０．２
重量部添加し（表５の受容層処方例２）、ブラックマト
リクスの幅（４０μｍ）より狭い開口部（幅３０μｍ）
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ＤｅｅｐＵＶ光にて１００ｍＪ
／ｃｍ²のエネルギー量でパターニング露光し、その部
分のインク吸収性を低下させた。それ以外は実施例１と
同様の条件で実施例２のカラーフィルタを作成し、実施
例１と同様の評価を行った。評価結果を表６に示した。

【００８３】（実施例３〜１７）使用する染料、インク
処方、受容層形成条件、染料付与量をそれぞれ変えた以
外は実施例２と同様の条件で、実施例３〜１７のカラー
フィルタを作製し、実施例１と同様の評価を行った。な
お、これらのカラーフィルタ作製条件は表３に示した。
評価結果を表６に示した。

【００８４】（比較例１〜５）使用する染料、インク処
方、受容層作成条件、染料付与量をそれぞれ変えた以外
は実施例１と同一の条件で、比較例１〜５のカラーフィ
ルタを作成し、実施例１と同じ評価を行った。なお、こ
れらのカラーフィルタ作製条件を表３に示した。評価結
果を表６に示した。

【００８５】

【表３】

【００８６】

【表４】

【００８７】

【表５】

【００８８】

【表６】

【００８９】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明により、耐熱
性、耐洗浄性および基板との密着性に優れ、着色部にに
じみがなく色彩コントラストおよび色純度が高いカラー
フィルタを製造し、そのカラーフィルタを用いて優れた
液晶パネルを作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルタの製造手順の１例を示
す工程図である。

【図２】本発明のカラーフィルタの製造手順の別の例を
示す工程図である。

【図３】本発明のカラーフィルタ製造に用いるインクジ
ェット装置の一構成例を示すブロック図である。

【図４】インクジェット法による画素の形成過程を示す
説明図である。

【図５】本発明のカラーフィルタを組み込んだ液晶パネ
ルの１例を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１基板２ブラックマトリクス３インク受容層４インクジェットヘッド６保護層７光透過部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基板１５偏光板１６基板１７バックライト光２１ＣＰＵ２２ヘッド駆動回路２３インクジェットヘッド２４プログラムメモリ２５基板２６インク液滴８１非着色用部分８４フォトマスク９０開口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山田聡彦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】基板上にインクジェット方式によってイ
ンクを付与することで複数の着色画素を形成するカラー
フィルタ製造に用いられるカラーフィルタ用インクにお
いて、フタロシアニン系染料およびトリフェニルメタン
系染料とを両者の重量比で１：９〜９：１の範囲で含有
し、沸点１５０〜２４０℃の溶媒を１０〜６０重量％含
むことを特徴とするカラーフィルタ用インク。
【請求項２】沸点１８０℃〜２３０℃の溶媒を１６〜
６０．０重量％含む請求項１記載のカラーフィルタ用イ
ンク。
【請求項３】フタロシアニン系染料およびトリフェニ
ルメタン系染料との重量比が２：８〜８：２の範囲であ
る請求項１または２記載のカラーフィルタ用インク。
【請求項４】インク中の総染料濃度が０．５〜２０重
量％である請求項１ないし３のいずれかに記載のカラー
フィルタ用インク。
【請求項５】インク中の総染料濃度が１〜１５重量％
である請求項４記載のカラーフィルタ用インク。
【請求項６】基板上にインクジェット方式によってイ
ンクを付与することにより、基板上に設けられた光学的
に透明なインク受容層上に複数の着色された画素を配列
するカラーフィルタの製造方法において、前記インクに
含有される染料の前記インク受容層への付与量Ｄを下記
の範囲とし、【数１】Ｄ＜４．０×１０^-3ｎｇ／μｍ³ 前記インクにフタロシアニン系染料とトリフェニルメタ
ン系染料とを両者の重量比で１：９〜９：１の範囲で含
有させ、しかも沸点１５０〜２４０℃の溶媒を１０〜６
０重量％含有させることを特徴とするカラーフィルタの
製造方法。
【請求項７】前記インクが沸点１８０℃〜２３０℃の
溶媒を１６〜６０．０重量％含む請求項６記載の製造方
法。
【請求項８】フタロシアニン系染料およびトリフェニ
ルメタン系染料との重量比が２：８〜８：２の範囲であ
る請求項６または７記載の製造方法。
【請求項９】インク中の総染料濃度が０．５〜２０重
量％である請求項６ないし８のいずれかに記載の製造方
法。
【請求項１０】インク中の総染料濃度が１〜１５重量
％である請求項９記載の製造方法。
【請求項１１】前記インク受容層への染料付与量Ｄ
が、下記の範囲である請求項６ないし１０のいずれかに
記載の製造方法。【数２】６×１０^-5ｎｇ／μｍ³＜Ｄ＜４．０×１０^-3
ｎｇ／μｍ³
【請求項１２】インク付与を、アクリルモノマ単位を
持つ重合体を含有するインク受容層に対して行い、その
インク付与されたインク受容層を硬化させて着色画素を
形成する請求項６ないし１１のいずれかに記載の製造方
法。
【請求項１３】前記アクリルモノマ単位が下記一般式
（１）【化１】（式中、Ｒ¹はＨまたはＣＨ₃、Ｒ²はＨまたは置換して
もよいアルキル基を示す。）で示される請求項１２記載
の製造方法。
【請求項１４】前記インク受容層が光重合開始剤を含
有する請求項１２または１３記載の製造方法。
【請求項１５】インク付与に先だって、前記インク受
容層の非着色部分を光照射ならびに光照射および熱処理
の併用のいずれかによる部分的硬化によってインク吸収
性を低下させる請求項１４記載の製造方法。
【請求項１６】請求項６ないし１５のいずれかに記載
の製造方法で製造されるカラーフィルタ。
【請求項１７】パネル基板が請求項１６記載のカラー
フィルタに対向して配設され、該フィルタと該パネル基
板との間に少なくとも液晶組成物が封入されている液晶
パネル。