JPH0894821A - カラーフィルタ、その製造方法、及びカラーフィルタを備えた液晶パネル - Google Patents
カラーフィルタ、その製造方法、及びカラーフィルタを備えた液晶パネルInfo
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- JPH0894821A JPH0894821A JP22919094A JP22919094A JPH0894821A JP H0894821 A JPH0894821 A JP H0894821A JP 22919094 A JP22919094 A JP 22919094A JP 22919094 A JP22919094 A JP 22919094A JP H0894821 A JPH0894821 A JP H0894821A
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Abstract
を形成するに当り、画素の位置精度、透明性、にじみ、
耐光性を高める。 【構成】 ブルーインク中に下記一般式(1)で示され
る染料を少なくとも含有させる。 【化1】 (式中、R1、R2、R3、R4、R5、R7はそれぞれ独立
にH、CH3、CF3、C 2H5、OCH3、OC2H5から
選ばれる基を示し、R6はCOOMまたはSO3Mを示
し、R8とR10はそれぞれ独立にH、CH3、SO3Mか
ら選ばれる基を示し、R9はOH、OC2H5、シクロヘ
キシル基、またはSO3Mを示し、Mはアルカリ金属、
アンモニウム、または有機アンモニウムを示す)
Description
ルコンピューター等に使用されているカラー液晶ディス
プレイのカラーフイルタ製造方法等に関し、更に詳述す
れば、インクジェット記録技術を利用したカラーフィル
タの製造方法、その製造方法によって製造されるカラー
フィルタ、及び同フィルタを組込んだ液晶パネルに関す
る。
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(G)、青(B)の三原色からなる画素を繰
返して多数配列した構造をしている。
に携帯用のパーソナルコンピューターの発達にともな
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。しかしながら更なる普及の
ためにはコストダウンが必要であり、特にコスト的に比
重の高いカラーフィルタのコストダウンに対する要求が
高まっている。
足しつつ上記要求に応えるべく種々のフィルタの製造方
法が試みられているが、いまだ全ての要求性能を満足す
る方法は確立されていないのが現状である。
を説明する。
染色法である。染色法は、染色用の材料である水溶性の
高分子材料に感光剤を添加して感光化したものを用い
て、これをフォトリソグラフィ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着色パターンを得る。これを3回繰
り返してR,G,Bのカラーフィルタを形成する。
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3色のカラーフィルタを形成する。
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、第1
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。
は、熱硬化性樹脂に顔料を分散させた塗料を、繰り返し
印刷により3色R,G,Bを塗り分けた後、着色層であ
る樹脂を加熱硬化させ着色層を形成してカラーフィルタ
を形成する。
するのが一般的である。
G,Bを形成するために同一工程を3回要することであ
り、これは必然的にコストを高くする。又工程が多けれ
ば多いほど歩留りが低下するという問題も有している。
可能なパターン形成が限定されるために、現状の技術で
はTFTカラーには適用できない。更に、第4の方法に
おいては解像性、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が形成できない。
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)。
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、該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。該方法によれば
R,G,Bの各着色層の形成を一度に行なうことがで
き、更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を得ることがで
きる。
よるカラーフィルタ作成方法では、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
ない等の理由から、下記の要求特性の全てを満足するも
のは無く、このため問題の早急な解決法の確立が望まれ
ている。
インク滴の着弾点精度 着色部(画素)の透明性 着色部(画素)のにじみ 着色部(画素)の耐光性 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、その製造方法、及び同カラーフィルタを
備えた液晶パネルを提供することにある。
に本発明は、基板上にインクジェット記録方式によって
赤、青および緑のインクをそれぞれ付与することによ
り、基板上に複数の着色された画素を配列してなるカラ
ーフィルタの製造方法において、青色インクが下記一般
式(1)
立にH、CH3、CF3、C2H5、OCH3、OC2H5か
ら選ばれる基を示し、R6はCOOMまたはSO3Mを示
し、R8とR10はそれぞれ独立にH、CH3、SO3Mか
ら選ばれる基を示し、R9はOH、OC2H5、シクロヘ
キシル基、またはSO3Mを示し、Mはアルカリ金属、
アンモニウム、または有機アンモニウムを示す)で示さ
れる染料を少なくとも含有してなることを特徴とするカ
ラーフィルタの製造方法を提案するもので、インク中の
染料濃度が0.1〜15重量%であること、インクが沸
点150〜250℃の溶媒を5〜50重量%含むもので
あること、基板が、透明支持体上にインク受容層を形成
してなるものであること、受容層を形成する材料が少な
くとも水溶性アクリルモノマー単位を含むポリマーであ
ること、受容層を形成する材料が少なくともセルロース
系水溶性ポリマーを含むものであることを含む。
って製造したカラーフィルタである。
これと対向して配設したパネル基板と、前記カラーフィ
ルタとパネル基板との間に封入された液晶組成物とを少
なくとも有することを特徴とする液晶パネルである。
する。
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。
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。
成されたガラス基板1を示したものである。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。
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))。
知のものが使用でき、例えば、耐熱性等を考慮すると、
アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、イミド系樹脂が好適
であり、更に水性インク吸収性を考慮すると、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
ルロース系水溶性ポリマーを含むものが好ましい。他に
も、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、ポリエステル等のものや、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を挙げるこ
とができる。
でなく、前述した着色部の透明性、にじみ、染料の耐光
性等をも考慮すると、ヒドロキシプロピルセルロースと
メチロール化メラミンとの混合物、或は、以下の構造単
位(2)からなる単量体の単独及び/又は他のビニル系
単量体との共重合体を少なくとも含む化合物を硬化させ
たものが好ましい。
1〜5のアルキル基を示す。
種添加剤を含んでもよい。添加剤の具体的な一例として
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。
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。
た後、インクジェット方式により本発明において定義さ
れる前記一般式(1)で示される染料を含む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、一般式(1)で示される染料以
外のものは染料系、顔料系のいずれも用いることがで
き、また、液状インク、ソリッドインク共に使用可能で
あるが、とくに本発明の場合には、水性インクの場合に
おいても非常に好適である。
ド、5は受容層に着弾したインクである。
染料として下記一般式(1)で示される染料を含むこと
により、後述するような好ましい効果が発揮できるもの
である。
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
ことができる。
て本発明のインクを噴射し画素を形成するための好まし
い方法について述べる。
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2において、CPU2はヘッド駆動回路22を介
してインクジェット23が接続されている。さらにCP
U21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2
3を所定の位置まで移動させ(不図示)、ガラス基板2
5上の所望の画素位置をインクジェットヘッドの下方に
もたらし、その位置に所望の色のインク液滴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
行うことによりカラーフィルタを製造するものである。
クジェットヘッドに設けられたノズルより噴射されたイ
ンク液滴の着弾点精度である。この着弾点精度が悪い場
合、即ちインク液滴の着弾した位置が目的の位置とずれ
ていると、隣接した画素(或はインク液滴)との混色に
よる色調の変化といった問題や、光透過部がインク液滴
で覆われていない部分で発生する所謂白ぬけ(透明部分
からの光もれ)といった問題が発生してしまう。
の2項目を挙げることができる。
均一濡れ b)ノズル先端部でのインクの増粘現象 第一の原因a)としては、インキが噴射ヘッドのノズル
が並んだオリフィス端面で不均一に漏れることにより、
インクの吐出方向が不規則に変化してしまうことが挙げ
られる。
特に固体表面への吸着性の高い染料をインクの着色剤と
して使用すると、上述したインクがオリフィス端面を不
均一に濡らしてしまう現象を頻発するようになり、その
結果、着弾点精度が低下することを発見した。一般に、
従来のカラーフィルタ用染料は基板表面へ速やかに染着
するような分子設計となっているが、その反面で上述し
たオリフィス端面への染料吸着性も高いため、着弾点精
度を著しく低下させるものが多かった。
しては、ノズル先端部でのインクの増粘現象が挙げられ
る。ノズル先端部で水や低沸点溶媒等の蒸発につれてイ
ンク粘度は上昇するが、染料の中には著しくこの傾向が
高いものがある。ノズル先端でこのような粘度上昇が生
じると、インクの吐出が正常に行なわれなくなり、その
結果上記と同様に着弾点精度の低下をきたしてしまうた
め好ましくない。本発明に係る染料を含有するインク組
成物は前述のような着弾点精度の低下を発生させること
がなく、好ましいものである。
ためには、前記〜の課題も解決する必要がある。こ
の点につき、以下説明する。
部)の形成過程を示す。従来方法と大きく異なる点は、
染料濃度の高い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
及び有機溶媒を蒸発させて画素を形成させるところにあ
る。従って、使用する染料によっては、インク中に含有
される水及び溶媒が蒸発する際に、染料が基板表面で結
晶化する結果、透明性が低下してしまう場合があり、ま
た、微量の蒸発しきれなかった溶媒が残存すると経時的
に画素を形成している染料がマイグレートすることによ
るにじみが発生する場合もある。また画素中の溶媒の残
存は、染料によっては熱分解等による活性酸素等の影響
で耐光性低下の原因になる場合もある。しかしながら、
一般式(1)で示される本発明に係る染料を含有するイ
ンクを用いることにより何れも良好な結果を得ることが
できる。
る量としては、0.1〜15%、好ましくは1〜10
%、より好ましくは、2〜8%の範囲である。
に、インク溶媒として、以下のような特徴をもつ有機溶
剤を用いることが好ましい。即ち、好ましくは沸点15
0℃〜250℃の溶媒が、5〜50%より好ましくは沸
点180℃〜230℃の溶媒が、5〜50%且つ、好ま
しくは沸点250℃以上の溶媒が30%以下より好まし
くは沸点230℃以上の溶媒が20%以下である。
示す。
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。
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。
1(e))。保護層としては、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又はスパッタリング
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。
完成する。
だTFTカラー液晶パネルの断面図を示す。
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1
6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。
部を有するブラックマトリッ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(1:1 (モル
比))の共重合体からなる硬化性樹脂組成物を、膜厚
1.2μmとなるようにスピンコートし、120℃,2
0分のプリベークをおこなった。次いでインクジェット
プリンターを用いて下記のR,B,GインクによりR,
B,Gのマトリックスパターンを着色した。次いで23
0℃,50分のベーキングをおこなうことにより硬化反
応を進行させ、乾燥後、さらにその上に2液型のアクリ
ル系熱硬化型樹脂材料(商品名 SS−7625 日本
合成ゴム社製)を膜厚1μmとなるようにスピンコート
し、240℃、20分の熱処理をおこなって硬化させる
ことにより、液晶用カラーフィルタを作成した。
I.Direct Blue 199で調色した。
Bパターン部の透明性を目視にて3段階にグループ分け
することにより評価した: A:透明性良好 B:やや透明性が劣る C:A,Bのものと比較してよりくすんでいる 評価2:着弾位置精度 ノズル密度360dpi(ノズルピッチ70.4μ
m)、ノズル数64の記録ヘッドを搭載したインクジェ
ットプリンタに上記のインクを詰め、全ノズルを同時に
駆動して64ドットからなる直線を0.5秒毎に1本書
く動作を200回くり返し、着弾位置精度を下記の基準
で評価した。
数が A:0.1%未満 B:0.1%以上0.5%未満 C:0.5%以上 評価3:耐光性 アトラス社フェードメーターCi35を用いて、上記の
カラーフィルタにキセノン光を50時間照射し、Bパタ
ーン部の変退色の大きさをCIEで定めたΔEとして算
出し、下記の基準で評価した。
ターンの着色部のにじみの度合(着色部面積の増大)を
評価した。着色部面積の増大が、 A:5%未満 B:5%以上、10%未満 C:10%以上 評価結果を表6に示した。
B染料に代えて表5に示した染料No.15,16,1
7を用いた以外はこれと同一の条件で、比較例A1〜A
3のカラーフィルタを作成し、実施例と同じ評価を行な
った。評価結果を表6に示した。
1〜A8におけるインク処方を下記インク処方2に代え
た以外はこれと同一の条件で実施例B1〜B8および比
較例B1〜B3の液晶用カラーフィルタを作成した。こ
のインクとカラーフィルタを用いて上記と同様の評価を
おこなった。
1〜A8におけるインク処方を下記インク処方3に代え
た以外はこれと同一の条件で実施例C1〜C8および比
較例C1〜C3の液晶用カラーフィルタを作成した。こ
のインクとカラーフィルタを用いて上記と同様の評価を
おこなった。
1〜B8における受容層に代えて、ヒドロキシプロピル
セルロース(HPC−H 日本曹達製)およびメチロー
ル化メラミン(スミテックスM−3住友化学製)からな
る受容層を用いた以外はこれと同一の条件で実施例D1
〜D8および比較例D1〜D3の液晶用カラーフィルタ
を作成した。このインクとカラーフィルタを用いて上記
と同様の評価をおこなった。評価結果を表9に示した。
に含有させることにより、インクジェット方式でカラー
パネルを簡単に製造できる。即ち、本染料を含むインク
は、着弾点精度が高く、更に得られる画素の透明性、に
じみ、耐光性のいずれも満足するものである。
工程図である。
造装置を説明するブロック図である。
る。
る。
Claims (8)
- 【請求項1】 基板上にインクジェット方式によって
赤、青および緑のインクをそれぞれ付与することによ
り、基板上に複数の着色された画素を配列してなるカラ
ーフィルタの製造方法において、青色インクが下記一般
式(1) 【化1】 (ただし、R1、R2、R3、R4、R5、R7はそれぞれ独
立にH、CH3、CF3、C2H5、OCH3、OC2H5か
ら選ばれる基を示し、R6はCOOMまたはSO3Mを示
し、R8とR10はそれぞれ独立にH、CH3、SO3Mか
ら選ばれる基を示し、R9はOH、OC2H5、シクロヘ
キシル基、またはSO3Mを示し、Mはアルカリ金属、
アンモニウム、または有機アンモニウムを示す)で示さ
れる染料を少なくとも含有してなることを特徴とするカ
ラーフィルタの製造方法。 - 【請求項2】 インク中の染料濃度が0.1〜15重量
%である請求項1に記載のカラーフィルタの製造方法。 - 【請求項3】 インクが沸点150〜250℃の溶媒を
5〜50重量%含むものである請求項1に記載のカラー
フィルタの製造方法。 - 【請求項4】 基板が、光学的に透明な支持体上にイン
ク受容層を形成してなるものである請求項1に記載のカ
ラーフィルタの製造方法。 - 【請求項5】 受容層を形成する材料が少なくとも水溶
性アクリルモノマー単位を含むポリマーである請求項4
に記載のカラーフィルタの製造方法。 - 【請求項6】 受容層を形成する材料が少なくともセル
ロース系水溶性ポリマーを含む請求項4に記載のカラー
フィルタの製造方法。 - 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれかに記載した製
造方法によって製造したカラーフィルタ。 - 【請求項8】 請求項7に記載のカラーフィルタと、こ
れと対向して配設したパネル基板と、前記カラーフィル
タとパネル基板との間に封入された液晶組成物とを少な
くとも有することを特徴とする液晶パネル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22919094A JPH0894821A (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | カラーフィルタ、その製造方法、及びカラーフィルタを備えた液晶パネル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22919094A JPH0894821A (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | カラーフィルタ、その製造方法、及びカラーフィルタを備えた液晶パネル |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0894821A true JPH0894821A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=16888220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22919094A Pending JPH0894821A (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | カラーフィルタ、その製造方法、及びカラーフィルタを備えた液晶パネル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0894821A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013089197A1 (ja) * | 2011-12-14 | 2013-06-20 | 日本化薬株式会社 | キサンテン化合物 |
WO2014002335A1 (ja) * | 2012-06-26 | 2014-01-03 | 保土谷化学工業株式会社 | カラーフィルター用キサンテン系色素並びに該色素を用いたカラーフィルター |
JP2014009330A (ja) * | 2012-07-02 | 2014-01-20 | Chugai Kasei Co Ltd | キサンテン色素およびその製造方法 |
JP2017025305A (ja) * | 2015-07-21 | 2017-02-02 | Jsr株式会社 | 着色剤及びその製造方法、着色組成物、着色硬化膜並びに表示素子 |
KR20190026726A (ko) * | 2011-08-03 | 2019-03-13 | 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 | 화합물 및 이의 제조 방법 |
-
1994
- 1994-09-26 JP JP22919094A patent/JPH0894821A/ja active Pending
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