JPH0968611A - カラーフィルターおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット法などの着色材を付与して着
色部を形成して、画素の欠陥や濃度むらのないカラーフ
ィルターを製造することのできる方法を提供する。 【解決手段】 透明基板上に透明な着色材受容層を少な
くとも設け、異なった色の画素間となるべき領域を撥着
色材性を持った非着色領域とし、同一色となるべき画素
同士が隣り合う箇所では、該同一色となるべき複数の画
素部分を画素間領域も含めて切れ目なく着色材付与する
ことで着色してカラーフィルターを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカラーフィルターに
関し、特にカラー撮像素子やカラーセンサーおよび液晶
カラーディスプレイなどの微細色分解用として好適なモ
ザイクカラーフィルターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラー撮像装置やカラー画像表示
装置などの入出力装置の高精細化、軽量化、低コスト化
などの要求は強まる一方であり、それに伴ってそれら装
置に必要不可欠な様々な要素技術の開発が進んでいる。

【０００３】特に、カラー画像表示装置は根本的な方式
の改良が進行しつつあり、従来の主流であったＣＲＴの
代わりに、軽量で場所を取らず携帯にも適した液晶ディ
スプレイが急速に普及してきた。しかしながら、液晶デ
ィスプレイにおいては大面積のものほど価格が高くなる
傾向が強く、様々な方法で低コスト化の試みが続けられ
ている。液晶ディスプレイには個々の画素にＴＦＴを持
つアクティブマトリクス方式（いわゆるＴＦＴパネル）
や液晶自体がスィッチング特性を持つ強誘電液晶（ＦＬ
Ｃ）、ＴＮ液晶のＯＮ／ＯＦＦ特性を改良したＳＴＮ液
晶などがある。

【０００４】これらの液晶ディスプレイの製造コストの
中で大きな割合を占めるものの一つに、カラー画像表示
パネルに不可欠なモザイクカラーフィルターがある。液
晶ディスプレイパネルでは、画素部はそこを透過する光
量を変調する機能を持つ。その場合、２枚の偏光板に挟
まれた液晶層の中の液晶分子の方向を電界で制御し、偏
光板と直角方向の液晶の複屈折率を制御して、その液晶
パネルを透過する光の量を変調させる方法が一般的であ
る。

【０００５】それに対しては、その画素部のそれぞれに
カラーフィルターを形成する必要がある。そのために通
常は、パネル全画面を多数の微細な絵素に分割し、その
中の絵画素をさらに３分割またはそれ以上の画素に分割
することによって、それらの画素に合わせて赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、または青（Ｂ）に相当する波長の光を透過し
他の波長の光をカットする微細（普通は数１０〜１００
μｍ程度の大きさ）な光学フィルターを形成する。そし
てその場合、それぞれの微細なフィルターの間を光を通
さない格子状の遮光部（配線の一部を遮光部に利用した
り、ブラックマトリクス（ＢＭ）と呼ばれる遮光のため
の層を形成したりする。）で覆うことにより、黒をより
強くしたり、隣接画素相互の混色を防止して色再現性を
向上させる方法がとられる。このようにカラーフィルタ
ーの構造はかなり複雑で微細なため、低コストで製造す
るには解決すべき問題が多くあった。

【０００６】従来、カラーフィルターの製造方法として
は、基板上にゼラチン、カゼイン、グリューあるいはポ
リビニルアルコールなどの親水性高分子物質からなる媒
染層を設け、その媒染層を色素で染色して着色層をする
工程を、赤、緑、青の３色について繰り返すいわゆる染
色法が知られている。この方法によれば、微細なモザイ
クパターンを正確に形成することが可能であり、色再現
性も良好である。しかしながら、媒染層の染色工程にお
いて、染料を溶解させた染色浴中に媒染層を浸漬すると
いうコントロールの難しい湿式工程を採用しており、ま
た各色ごとに防染用の中間層を設けること、媒染層や防
染層のパターニングに各色毎にフォトリソを用いるとい
った複雑な工程を行うため、タクトタイムが長く、歩留
まりも低いといった欠点を有している。

【０００７】それに対し、特開昭５５−１３４８０７、
同６０−１２９７０７、同６０−２３７４４１、同６１
−１０５５０５などに開示されているような、感光性樹
脂に顔料などの着色材を分散した着色樹脂膜を用いるい
わゆる顔料分散法では、着色樹脂が初めから顔料という
着色材を含むので、フィルター層形成後の染色という工
程は不要であり、従って防染用の中間層形成も不要なた
め、上記染色法より工程が単純になる。しかしながら、
着色層のパターニングにはやはりフォトリソ工程を３色
の各色ごとに使用する必要があり、工程がやはり煩雑で
あること、高価なフォトリソ用のレジスト材の利用効率
が低く、材料を無駄に使うことなどの欠点があった。

【０００８】それに対し、そのような複雑な形成法では
なく、もっと単純にカラーフィルターを形成するための
方法が種々提案されている。例えば印刷法は、微細な画
素を平板オフセット印刷やスクリーン印刷などの高精度
印刷技術により形成しようとするものである。印刷法は
一見単純で低コスト化のための有望な方法に見えるが、
実際には従来の印刷法では、高密度カラーディスプレイ
用としては精度が低く、高画素密度のカラーフィルター
の形成は困難である。また、電着塗装を応用した電着法
では、着色材の電着のためだけに透明電極が必要で、電
極を用いるためフィルター画素形状にも制約があるな
ど、低コスト化、高精細化において問題が残る。

【０００９】さらに別の方法として、例えば特開昭５９
−７５２０２号公報に開示されているインクジェット法
を用いた方法がある。すなわち、インクジェット法によ
り画素部にのみ着色材を供給できれば、カラーフィルタ
ーの製造工程は大幅に簡略化され、従来より格段に低コ
ストで生産することが期待できる。

【００１０】しかしながら、例えばプリンター用のイン
クジェットヘッドの描画の解像度は、カラーフィルター
の画素の描画には充分とは言えない。すなわち、カラー
フィルターの画素は、大きさが１００μｍ程度またはそ
れ以下と小さいことから、プリンター用のインクジェッ
ト法で描画することは困難である。そのため、隣り合う
画素に異なる色のインクを正確に打ち込むことは容易で
はない。さらに、打ち込まれたインクが着色材受容層の
中を拡散したり、表面で拡がって混じり合う（混色）こ
とも頻繁に起きる。プリンターの場合と違い、カラーフ
ィルターでは混色が起きれば色の制御が不可能になる。

【００１１】このような各画素間でのインクの混色を防
止するために、例えば画素部は着色材受容領域として残
し、画素間の着色したくない領域の表面にインクをはじ
く層を形成する方法が特開昭４−１２３００５に開示さ
れている。しかしながら、その方法では、インクをはじ
く層の下側の着色材受容層の内部をインクが拡散するた
めに混色防止には限界があること、フォトリソ工程が入
るためインクで着色した着色材受容層の耐エッチング性
を必要とすること、現像や洗浄などの工程によりコスト
が高くなることなどの問題があった。

【００１２】それらの問題を回避するために、画素部は
インクが染み込みやすい着色材受容領域として残し、画
素の周囲の画素と画素の間の部分のみを硬化させてイン
クの染み込みを抑制する領域（非着色領域）を形成する
方法（特願平６−２８６６１６号）が提案されている。
そのような方法を用いれば、カラーフィルターの画素を
描画する場合のインクジェット法の解像度不足によって
生じる問題を回避することができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように画素部を着色材受容領域とし画素間に非着色領域
を設けてインクジェット法でインクを画素部に打ち込む
方法を用いる場合、画素の一つ一つが上記のような非着
色領域で囲まれて個々に独立してしまうと新たな問題が
生ずる可能性がある。画素の着色の際の打ち込むインク
液滴の大きさは画素の大きさに対し、同程度であるのが
普通であって、インク液滴の大きさを画素に較べて安定
的に１〜２桁小さくして、正確に画素内を着色すること
は、現在のインクジェット法の技術では困難を伴う。

【００１４】そうすると、画素に打ち込むことのできる
インク量はインク液滴の整数倍になるので、その量を連
続的に制御することはできない。インクを打ち込んだ場
合の画素の光学濃度は、打ち込んだインク量により決ま
る。従って画素の光学濃度も自由に連続的に制御するこ
とはできず、離散的に制御せざるを得なくなって、それ
により、カラーフィルター設計の自由度が狭くなるとい
う問題がある。

【００１５】またインクジェット法でカラーフィルター
の着色描画をする場合、インクジェットノズル側または
基板側を動かして、画素列に沿った主走査およびそれに
直交する方向の副走査を行って大面積のカラーフィルタ
ーを実現することになるが、非着色領域にはインクを打
ち込まないよう注意する必要がある。なぜならば、非着
色領域はインクが染み込まずインクをはじく性質がある
が、その上にインクが多量に載ると、予期せぬ方向へイ
ンクがはじかれて、却って他の画素の他の色のインクと
混色してしまう確率が高くなり、画素欠陥が増えるから
である。画素の中にインクを載せ、画素間の非着色領域
にインクが載らないように描画しようとすると、主走査
方向に合わせた画素列に対して単純に等間隔でインクを
打つわけには行かず、インク打ち込み位置と画素部とを
正確にアライメントする必要がある。そのことは基本的
には可能であるが、アライメントを正確に行うために、
また描画中の画素へのトラッキングのために、アライメ
ントマークの工夫や描画装置上の種々の改良が必要とな
ってくる。実際には、ある有限の精度でアライメントす
ることになるので、何らかの原因で主走査方向にずれが
生じたり、不吐出があったりした場合には、画素内に濃
度の低い領域が生じ、カラーフィルターの画素欠陥とな
る。

【００１６】従って本発明の目的は、インクジェット法
などの着色材を付与して着色部を形成して、画素の欠陥
や濃度むらのないカラーフィルターを製造することので
きる方法を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、透明基板上に
透明な着色材受容層を少なくとも設け、異なった色の画
素間となるべき領域を撥着色材性を持った非着色領域と
し、同一色となるべき画素同士が隣り合う箇所では、該
同一色となるべき複数の画素部分を画素間領域も含めて
切れ目なく着色材付与することで着色するカラーフィル
ターの製造方法を提供する。

【００１８】さらに本発明は、透明基板上に所定パター
ンで所定の色の画素が着色された樹脂層を有するカラー
フィルターにおいて、同一色の画素が隣合う箇所では同
一色画素同士が画素間領域も含めて切れ目なく着色され
ており、色の異なる画素間は撥着色材性を持った非着色
領域によって隔てられていることを特徴とするカラーフ
ィルターを提供する。

【００１９】上記本発明において、前記着色材の付与を
インクジェット法によって行うことが好ましい。

【００２０】さらに、上記本発明において、画素部分を
除く領域に遮光部を設けることができ、前記非着色領域
はその遮光部の領域内に設けることが好ましい。

【００２１】

【発明の実施の形態】インクジェット法ではカラーフィ
ルターの画素を描画する場合、基本的にはどのような画
素配列、画素形状でも描画可能である。しかしながら、
簡単な制御で高速にて描画欠陥を生じないようにしよう
とすると、描画の仕方、画素配列、画素形状などを工夫
する必要がある。通常、インクジェット法での描画はノ
ズルまたは基板を主走査および副走査して行うことがで
きる。なお、描画走査の際に基板またはノズルの動きが
単純である方が正確な走査を行いやすいので、描画を効
率的に行う上で好都合である。

【００２２】最も単純な方法は、全画面を直線状に平行
に主走査して描画する方法であり、同一色に着色すべき
画素部が主走査方向と同一の方向に並ぶように画素配列
を設計すれば、画素列に沿った直線状の主走査で全面描
画が可能になる。その際、それぞれの画素が完全に着色
されるために、上記の直線状の着色領域の幅は、画素の
幅と同一もしくはそれより広くする。さらに上記から明
らかなように、そのような直線状の着色領域同士は互い
に平行に並び、隣り合う直線状着色領域は互いに非着色
領域によって隔てられているようにする。非着色領域と
着色材受容領域の境界は必ずしも直線である必要はな
く、非着色領域の幅、従って着色材受容領域の幅も均一
である必要はない。その形態は適宜選択可能である。

【００２３】上記からわかる通り、着色領域の主走査方
向は、非着色領域によっては分断されない。非着色領域
は、ＢＭや配線で遮光する。非着色領域は隣接する異な
る色の混色を防止するが、着色はされないのでそのまま
では白抜けの原因となってしまう。従って、非着色領域
の形成は、遮光される領域からはみ出さないように形成
することが望ましい。

【００２４】このように、着色材受容領域を主走査方向
に直線状に形成することにより、画素間も含めて均等に
任意の密度でインクを打ち込むことが可能となる。従っ
て、１画素当たりのインク量として任意の値を連続的に
選ぶことが可能になるので、カラーフィルターの光学濃
度を必要な値に正確に設定することができる。これは
Ｒ、Ｇ、Ｂの色バランスを取る上でも非常に重要であ
る。また各画素が非着色領域で囲まれて独立している場
合のように、そこにインク滴の整数倍のインク量を打ち
込むという制約の多い制御から解放され、描画の際に非
着色領域にインクを打ち込む確率が小さくなり、混色な
どの画素欠陥が減る。さらに主走査方向に打ち込んだイ
ンクがつながることから、打ち込み量のむらや不吐出が
生じた場合でも、主走査方向にインクが流れることによ
って、濃度のむらが解消され、均一化されるという重要
な効果がある。

【００２５】図１は、本発明のカラーフィルター製造方
法における着色材（インク）の打ち方の１例を示す図で
あり、図２は従来のインクの打ち方を示す図である。図
１のように隣接する同一色の画素をつなげてインク打ち
することにより、打ちむら等があっても、非着色領域上
でインクがはじかれて隣接する色の異なった画素列に流
れ込んで混色を起こすことが抑制される。

【００２６】本発明に用いる基板としては、カラーフィ
ルターの用途に応じて種々のものが使用可能であるが、
液晶ディスプレイ用としては透明なガラス基板やプラス
チック基板が使用可能である。着色材受容層の下の基板
との界面にＢＭを設けたり、カラーフィルターの上にＢ
Ｍや配線を設けることも、目的に応じて可能である。そ
うような場合、必要に応じてカラーフィルター形成後に
その表面に何らかの透明な保護層を設けて、カラーフィ
ルターの着色部分を保護することもできる。

【００２７】本発明に用いる着色材受容層は受容層形成
後にインクジェット法などで着色可能であり、かつ非着
色領域の形成が可能な材料をスピンコートその他の方法
で塗布したものを使用する。このような性質を持つ着色
材受容層は例えば、（１）下記の構造式（Ｉ）で表され
る構造単位からなる単量体の単独および／または他のビ
ニル系単量体との共重合体と、（２）ハロゲン化トリア
ジン化合物、ジフェニルヨードニウム塩誘導体およびト
リフェニルスルホニウム塩誘導体から選択される化合物
を少なくとも含む樹脂により実現できる。

【００２８】

【化１】 式中、Ｒ_１は水素原子またはメチル基、Ｒ_２は水素原子
または炭素数１〜５のアルキル基である。

【００２９】（１）の上記式（Ｉ）で表される構造単位
からなる単量体の例としては、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などが挙げられるが、これらに限ら
れるものではない。これらの単量体を、単独であるいは
他のビニル系単量体と共重合させる。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、アクリル酸エチルなど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などのメタクリ
ル酸エステル；ヒドロキシメチルメタクリレート、ヒド
ロキシエチルアクリレートなどの水酸基を有するビニル
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、
アクリルアミン、ビニルアミン、酢酸ビニル、プロピオ
ン酸ビニルなど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。

【００３０】（１）の樹脂に対し、（２）の化合物は
０．０１〜１０重量％程度必要である。（２）のハロゲ
ン化トリアジン化合物としては、下記式（ＩＩ）で表さ
れる化合物が挙げられる。

【００３１】

【化２】 式中、ＹはＣＺ_３、フェニル、ハロゲン化フェニルその
他の置換基、Ｚはハロゲン原子を表す。

【００３２】具体的には例えば、６−ビス（トリクロロ
メチル）−Ｓ−トリアジン、２−スチリル−４，６−ビ
ストリクロロメチル−Ｓ−トリアジンその他の化合物が
挙げられるがこれらに限らない。

【００３３】また（２）の他の化合物であるジフェニル
ヨードニウム塩誘導体としては下記式（ＩＩＩ）で表さ
れる化合物が挙げられる。

【００３４】

【化３】 式中、Ｒ_４、Ｒ_５は水素原子、炭素数１〜５のアルコキ
シ基またはｔ−ブチル基であり、Ｘ￣はＢＦ_４￣、ＰＦ
_６￣、ＳｂＦ_６￣またはＣＦ_３ＳＯ_３￣である。

【００３５】具体的には例えば、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などの化合物が挙げられる
が、これらに限らない。

【００３６】また（２）の他の化合物であるトリフェニ
ルスルホニウム塩誘導体としては、下記式（ＩＶ）で表
される化合物が挙げられる。

【００３７】

【化４】 式中、Ｒ_６は水素原子、炭素数１〜５のアルコキシ基ま
たは炭素数１〜５のアルキル基、−ＳＰｈまたはフッ素
原子であり、Ｘ￣は前記式（ＩＩＩ）の場合と同様であ
る。

【００３８】具体的には例えば、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
ホニウムヘキサフルオロボレートなどの化合物が挙げら
れるが、これらに限らない。

【００３９】これら（２）の化合物は、（１）のモノマ
ーを光重合させて混色防止処理する際の光開始剤として
機能する。これらの材料を基板上に積層した着色材受容
層はインクジェット用インクなどの着色材を吸収して着
色する。混色防止のために撥インク性を持たせる部分
は、着色前に紫外線硬化させる。紫外線照射した部分は
モノマーが重合してインクの染料分子が動き難くなり、
またＯＨ基が減少してインクをはじきやすい性質が現れ
る。その結果、インクが染み込み難く濡れにくい領域と
なる。これによりこの領域へはインクが拡散・移動し難
くなり、混色防止効果が得られる。

【００４０】本発明のカラーフィルター製造方法の手順
を次に説明する。

【００４１】図３は、本発明のカラーフィルターの製造
手順の１例を概念的に示した工程図である。本図におい
て、１は基板（ガラス基板）、２は遮光部であるブラッ
クマトリクス（ＢＭ）、３は樹脂層（着色材受容層）、
４はフォトマスク、５はインクジェットヘッド、６は保
護層、７は光透過部、８は非着色領域、９は着色材受容
領域である。

【００４２】インクジェット法では一つのインクジェッ
トノズルからは同一色のインクを吐出させる必要があ
る。そのため、一つのノズルに着目すると、１回の１方
向への描画主走査では１色のインクの吐出を行うことに
なる。従って、ＢＭ開口部からなる画素配列を予め設計
して主走査方向に並べ、画素部を同一の色に着色できる
ようにしておく。この画素列が複数集まって大面積の画
素配列が形成される。一例が図１に示してある。この画
素配列に従ったパターンのＢＭ２を例えばガラス基板１
上に形成する（図３（ａ））。

【００４３】次に着色材であるインクが染み込んで着色
される性質を持つ材料をこのＢＭパターン上にスピンコ
ート法などにより塗布して、着色材受容層３を形成する
（図３（ｂ））。

【００４４】その後、インクを打ち込んだ時に隣接する
画素部へインクがはみ出さないようにするために、上記
複数の画素列と画素列の間のインクを打ち込まない部分
に、主走査方向に沿って光硬化により非着色領域８を形
成する（図３（ｃ））。その場合、非着色領域に対応す
る部分のみ紫外線を透過するフォトマスク４を用いて、
画素列と画素列との間のＢＭ領域にマスクの紫外線透過
部をアライメントして着色材受容層に紫外線照射し、光
硬化させる方法を行うことができる。そのようにする
と、互いに隣接する画素列間に、インク濡れ性が低く、
インクが浸透しにくい非着色領城を形成することができ
る。なお、画素列の部分は、フォトマスクにより露光を
受けないので光硬化は起きず、インク浸透性が保持され
る。

【００４５】次に、このように隣接する画素列の間に非
着色領域８が形成された着色材受容層３の画素部に対し
て、画素列の方向を主走査方向としてインクジェットヘ
ッド５を用いて着色材であるインクを打ち込む（図３
（ｄ））。この図では主走査方向は紙面に対し垂直方向
である。インク打ち込みの際は、１色ずつ打ち込んでも
良いし赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの色用
のインクジェットノズルを並べて同時に多色打ちするこ
ともできる。

【００４６】必要な画素の着色が終了したら、次に全面
を光硬化または熱硬化させて着色材を固定する（図３
（ｅ））。

【００４７】その上に適宜保護層６を塗布等の方法で形
成する（図３（ｆ））。

【００４８】本発明のカラーフィルターを搭載できるデ
ィスプレイとしては、通常のＴＮ液晶、いわゆるＳＴＮ
と呼ばれる闘値特性を改良したもの、ＴＦＴなどのスイ
ッチング素子を画素ごとに取りつけたアクティブマトリ
クス型のもの、強誘電性液晶を利用したものなどがあ
り、特に限定はない。カラーフィルターの設置場所は液
晶パネルの張り合わせた２枚の基板の内側が一般的であ
るが、その外側でも良く、カラーフィルターとしての制
約は特にない。

【００４９】本発明の画素形状および画素パターンは、
画素同士が主走査方向へ並べられるのであればどのよう
なものでも良い。個々の画素は長方形、正方形、三角
形、円形等、全てを均等に並べることのできるものであ
れば何でも良い。

【００５０】着色法としては、インクジェット法が使用
可能であり、着色材はインクジェット用のインクなどが
使用できる。本発明に用いるインクジェット法として
は、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いたも
の（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などが使用可能であり、
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。

【００５１】本発明に用いるインクとしては、染料系、
顔料系共に用いることが可能であり、また液状インク、
ソリッドインク共に使用可能である。

【００５２】本発明のカラーフィルターはその表面に透
明な層による保護層を形成しても良い。

【００５３】本発明に用いる着色材受容層の塗布方法
は、スピンコート法の他、ロールコート法、バーコート
法、スプレーコート法、ディップコート法などを用いる
ことができ、特に限定されるものではない。

【００５４】本発明に用いる遮光部は、ＢＭを形成して
構成することができる。ＢＭとしては、基板上にスパッ
タもしくは真空蒸着などの成膜法により金属膜を形成
し、フォトリソ行程により開口部などをパターニングし
たものや、黒色樹脂を塗布後フォトリソ法によりパター
ニングしたもの、印刷法により形成したものなどが使用
可能である。またカラーフィルター上に形成した樹脂膜
などの保護層の上にカラーフィルター形成後にＢＭが形
成されても良い。また画素の液晶駆動のために用いられ
る配線を流用することもできる。

【００５５】

【実施例】次に、実施例によって本発明をさらに具体的
に説明する。

【００５６】（実施例１）本例では、液晶表示装置用の
モザイクカラーフィルターをガラス基板上に形成した。

【００５７】まずガラス基板上に、スパッタリングによ
ってＣｒを厚さ７００Åで成膜し、フォトリソ法により
図１に示したような形状の画素部の開口した画素間遮光
用のブラックマトリックス（ＢＭ）を形成した。１つの
開口部の大きさは８０×２５０μｍで、同一色の画素ピ
ッチは３００μｍである。また、隣り合う異なった色の
画素間の距離は１００μｍとした。

【００５８】次に、前記構造式（Ｉ）（Ｒ_１＝Ｈ、Ｒ_２
＝Ｈ）を主成分とするアクリル系樹脂にトリフェニルヘ
キサフルオロアンチモネートを樹脂に対し４重量％添加
したものをエチルセロソルブ溶媒に溶かした液を、その
ＢＭ上にスピンコート法によって約１μｍの厚さに塗布
し、５０℃にて約３０分乾燥した。

【００５９】乾燥後、フォトマスクを介して波長２９０
ｎｍ以下の紫外線によって露光し、その直後に１２０℃
で９０秒加熱して光硬化させ、図１に示したような着色
材が染み込まず濡れにくい非着色領域を形成した。

【００６０】こうして着色材受容領域と非着色領域が図
１のように形成された基板上に、インクジェット法によ
り、着色材が染料系のインクジェット用インクを打ち込
んだ。赤、緑、青の３色のインクを同時に打つために、
それぞれの色用のノズルを主走査方向に直角の方向に１
００μずつずらして並べて一体化した図４のようなイン
クジェットヘッドを用い、ヘッドを動かして主走査を行
い、基板側を移動して副走査を行った。

【００６１】インク打ち込みによる画素の描画の際は、
異なった色の画素間に形成した非着色領域を避け、画素
の長手方向に主走査するように制御しながら、画素開口
部の着色材受容領域に打ち込みを行った。インクの打ち
込み密度は約４０μｍ、インクを１滴単独に打ち込んだ
ときにできる着色ドットの直径は約８０μｍであった。
描画後、４０μｍ間隔で打ったインクは、非着色領域で
挟まれた画素列着色材受容領域の中で拡がって、画素内
の主走査方向だけでなく、それと直角の方向にもかなり
均一化し、全体がほぼ均一な濃度になった。画素のピッ
チは上記のように３００μｍであるが、インクの打ち込
み間隔は４０μｍであったことから、主走査方向の画素
間領域にもインクが打ち込まれたが、インクは主走査方
向にほぼ均一に拡がった。

【００６２】次にその基板を５０℃で３０分乾燥し、さ
らに２００℃で１時間熱硬化させた。熱硬化後、その表
面を純水で洗浄し、乾燥した。この時、着色材受容層中
に染み込んだインク染料は溶け出さず、十分な濃度が保
持できた。乾燥後、その表面にアクリル系の保護層を約
１μｍ塗布し、乾燥・硬化させて、カラーフィルターと
して完成させた。

【００６３】このカラーフィルターは、各色間の混色が
なく濃度も均一で、液晶ディスプレイに使用するのに良
好なカラーフィルターであった。このカラーフィルター
を用い、その上に従来の方法に従って液晶セルを積層
し、透過型のディスプレイを作製したところ、従来のイ
ンクジェット法によって得られたカラーフィルターを用
いた場合に比べて画素欠陥が少なく、画面全体の明るさ
のむらがなく、非常に良好な画像が得られた。

【００６４】（実施例２）実施例１と同様にして液晶表
示装置用のモザイクカラーフィルターをガラス基板上に
形成したが、実施例１の場合とは異なるバックライトを
用いる液晶表示装置用としたため、赤と青の画素の濃度
に較べ緑の濃度を低下させる必要が生じた。そのため、
インクジェット法による描画の際、緑だけ４２．１μｍ
間隔にインクを打ち込み、赤と青は実施例１と同様４０
μｍ間隔に打ち込んだ。この制御はノズル移動による主
走査の時のインク打ち信号の周波数を色ごとに変えるこ
とにより正確に行うことができた。画素ピッチと緑のイ
ンク打ちピッチはもちろん合わず、主走査方向の画素と
画素の間にもインクが打ち込まれたが、インクは両側を
非着色領域で囲まれた着色材受容領域の中で均一に拡が
り、濃度が５％低下した緑の画素が、均一に混色するこ
となく形成できた。こうして赤と青と緑の濃度バランス
を最適に調整することができた。

【００６５】（比較例１）基本的には実施例１と同様に
して液晶表示装置用のモザイクカラーフィルターをガラ
ス基板上に形成した。ただし、非着色領域の形成の際
に、図１のパターンを用いず、図２のパターンのフォト
マスクを使用し、一つ一つの画素部を非着色領域によっ
て分離した。非着色領域で完全に囲まれた画素部の着色
材受容領域に、実施例１と同様にして４０μｍ間隔でイ
ンクを打ち込もうとしたところ、主走査方向を横切る非
着域の上にインクが打ち込まれる箇所が多く出現し、そ
の箇所でインクが隣接画素に溢れ出して混色が起き、画
素欠陥を多く生じ、カラーフィルターとしては使用でき
ないものができた。

【００６６】（比較例２）比較例１で起こった混色を防
ぐため、画素の外にはみ出さないように４０μｍおきに
６ドットずつインクを打ち込み、画素と画素の間だけイ
ンクを打たずに６０μｍ送るように描画プログラムを変
更して、他は比較例１と同様にして描画したところ、画
素内にインク打ちができて混色はおきなかったが、カラ
ーフィルターとしての光学濃度が低くなり、光漏れ成分
が増加して色純度が低下してしまった。これはインクの
打ち込みの密度が下がったためであるが、さらに、個々
の画素のコーナーの部分にインクが十分拡がり切らなく
なったことも影響していた。

【００６７】（比較例３）次に、比較例２での不都合を
改善するために、インク打ちの密度を高め、１画素当た
り７ドットずつインクを打ち込んだ以外は比較例２と同
様にして画素形成を行ったところ、所々で画素からイン
クが溢れて混色し、画素欠陥が生じた。

【００６８】（実施例３）実施例１と基本的には同様の
方法により、液晶表示装置用のモザイクカラーフィルタ
ーを作製した。ただし、画素は図１と大体同様である
が、画素の大きさを５０×１８０μｍとし、各色のピッ
チを２１０μｍとした。

【００６９】なお、インク付与に使用したインクジェッ
トヘッドは、エネルギー発生素子として電気熱変換体を
用いる前記のバブルジェットタイプとし、ノズルは各色
５０ノズルが直線上に並んだマルチノズルヘッドを用い
た。バブルジェット方式では、ヘッドの加工をフォトリ
ソ法による超微細加工により作製可能であることから、
高集積のマルチノズルヘッドが実現できる。ノズル間隔
は１色２３０μｍで、１色につき５０ノズルのヘッドを
１つ使う。描画方法は、実施例１と同様である。ヘッド
のノズルピッチと画素ピッチが一致しないので、ヘッド
のノズルが並んだ方向を、主走査方向と直角方向に対し
て２４．０７°傾けた。

【００７０】このようなバブルジェット方式のマルチノ
ズルヘッドを用いて描画を行っても、実施例１と同様、
混色のない良好なカラーフィルターが得られた。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
混色などの画素欠陥がない良好なカラーフィルターを、
低コストなインクジェット法を用いて作製することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルター製造方法における着
色材付与方法の１例を示す模式的平面図である。

【図２】従来のカラーフィルター製造方法における着色
材付与方法を示す模式的平面図である。

【図３】本発明のカラーフィルターの製造方法の手順の
１例を示す工程図である。

【図４】本発明のカラーフィルター製造方法で３色同時
描画を各色１ノズルで行う場合のノズル配置を示す模式
模式図である。

【符号の説明】

１ 基板（ガラス基板） ２ 遮光部（ブラックマトリクス：ＢＭ） ３ 樹脂層（着色材受容層） ４ フォトマスク ５ インクジェットヘッド ６ 保護層 ７ 光透過部 ８ 非着色領域 ９ 着色材受容領域

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に透明な着色材受容層を少な
   くとも設け、異なった色の画素間となるべき領域を撥着
   色材性を持った非着色領域とし、同一色となるべき画素
   同士が隣り合う箇所では、該同一色となるべき複数の画
   素部分を画素間領域も含めて切れ目なく着色材付与する
   ことで着色するカラーフィルターの製造方法。
2. 【請求項２】 前記着色材の付与をインクジェット法に
   よって行う請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 画素部分を除く領域に遮光部を設ける請
   求項１または２記載の方法。
4. 【請求項４】 前記非着色領域を前記遮光部の領域内に
   設ける請求項３記載の方法。
5. 【請求項５】 透明基板上に所定パターンで所定の色の
   画素が着色された樹脂層を有するカラーフィルターにお
   いて、 同一色の画素が隣合う箇所では同一色画素同士が画素間
   領域も含めて切れ目なく着色されており、色の異なる画
   素間は撥着色材性を持った非着色領域によって隔てられ
   ていることを特徴とするカラーフィルター。
6. 【請求項６】 前記着色が、前記透明基板上に形成され
   た着色材受容層へのインクジェット法によるインク付与
   によって行われたものである請求項５記載のカラーフィ
   ルター。
7. 【請求項７】 画素部分を除く領域に遮光部が設けられ
   ている請求項５または６記載のカラーフィルター。
8. 【請求項８】 前記非着色領域が前記遮光部の領域内に
   設けられている請求項７記載のカラーフィルター。