JPH10104417A

JPH10104417A - カラーフィルター、これを用いた液晶素子、及びこれらの製造方法、該製造方法に用いられるインクジェット用インク

Info

Publication number: JPH10104417A
Application number: JP25725696A
Authority: JP
Inventors: Akio Kashiwazaki; 昭夫柏崎; Katsuhiro Shirota; 勝浩城田; Koichiro Nakazawa; 広一郎中澤; Masafumi Hirose; 雅史広瀬
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】耐熱性、耐溶剤性、解像性を満足し、混色、
色ムラ、色抜けが無く、且つインクジェット方式を利用
して製造工程を簡略化したカラーフィルターを提供す
る。【解決手段】基板１上にブラックマトリクス２を形成
し、該ブラックマトリクス２の開口部に、着色剤と繊維
素反応型化合物と該繊維素反応型化合物によって架橋さ
れる化合物とを含有してなるインク４をインクジェット
プリンタより吐出し、熱処理することにより該インク４
を硬化してカラーフィルター９とし、さらに必要ならば
その上に保護膜５を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー表示装置な
どに用いられるカラーフィルター及びその製造方法に関
し、特に、カラーテレビや車載テレビ、パーソナルコン
ピュータ、パチンコ遊戯台等に使用されるカラー液晶表
示装置に好適なカラーフィルター及び該カラーフィルタ
ーを用いた液晶素子、これらの製造方法、さらには該製
造方法に用いられるインクジェット用インクに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータの発達、
特に携帯用パーソナルコンピュータの発達に伴い、液晶
ディスプレイ、とりわけ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
ためには液晶ディスプレイの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ーのコス
トダウンに対する要求が高まっている。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、未だすべての要
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。

【０００３】最も多く用いられている第１の方法が染色
法である。染色法は、ガラス基板上に染色用の材料であ
る水溶性高分子材料を塗布し、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（赤），Ｇ
（緑），Ｂ（青）の着色層を形成する。

【０００４】第２の方法は顔料分散法であり、近年染色
法に取って代わりつつある。この方法は、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の着色層を形成す
る。

【０００５】第３の方法としては電着法がある。この方
法は、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１の色を
電着する。この工程を３回繰り返してＲ，Ｇ，Ｂの着色
層を形成し、最後に焼成するものである。

【０００６】第４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
も着色層上に保護膜を形成するのが一般的である。

【０００７】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、平滑性が悪いためファ
インピッチのパターン形成には不向きである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】これらの欠点を補うべ
く、特開昭５９−７５２０５号公報、特開昭６３−２３
５９０１号公報或いは特開平１−２１７３２０号公報等
には、インクジェット方式を用いてカラーフィルターを
製造する方法が記載されているが、いまだ十分満足でき
るものは得られていない。

【０００９】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、混色、色ム
ラ、色抜けを防止し、高精細で信頼性の高いカラーフィ
ルターを提供するものであり、さらには、インクジェッ
ト方式を利用してカラーフィルターの製造工程を短縮
し、液晶素子のコストダウンを図ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】即ち、請求項１〜６記載
の発明は、透光部に凹部を有するカラーフィルター形成
面の該凹部に、少なくとも着色剤と繊維素反応型化合物
と該繊維素反応型化合物によって架橋される化合物とを
含有する熱硬化型組成物からなるインクを付与する工程
と、上記インク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ーの製造方法であ
り、請求項７記載の発明は該製造方法によって得られる
ことを特徴とするカラーフィルターである。

【００１１】また、請求項８及び９記載の発明は、上記
カラーフィルターを用いたことを特徴とする液晶素子で
あり、請求項１０及び１１記載の発明は上記製造方法に
よってカラーフィルターを製造することを特徴とする液
晶素子の製造方法であり、請求項１２記載の発明は、上
記本発明に好適な、少なくとも着色剤と繊維素反応型化
合物と該繊維素反応型化合物によって架橋される化合物
とを含有する熱硬化型組成物からなることを特徴とする
インクジェット用インクである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して詳
細に説明する。

【００１３】図１に本発明のカラーフィルターの製造方
法の第１の実施形態を示す。尚、以下の工程−ａ〜ｄは
それぞれ図１の（ａ）〜（ｄ）に対応する。本実施形態
は、基板上にブラックマトリクスを設け、該ブラックマ
トリクスの開口部に形成された凹部に本発明にかかるイ
ンクをインクジェット方式により付与してカラーフィル
ターを形成した例である。

【００１４】工程−ａ先ずブラックマトリクス２を基板１上に形成する。これ
により、ブラックマトリクス２の開口部に後述のインク
を付与する凹部が形成される。本発明において、基板１
としては一般にガラス基板が用いられるが、液晶用カラ
ーフィルターとしての透明性、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。また、ブラックマトリクス２としては黒色顔料レ
ジストを用いた一般的なフォトリソ法により形成するこ
とができる。この時、黒色顔料レジストの厚みは０．５
μｍ以上あることが好ましい。０．５μｍ未満である場
合には、ブラックマトリクスの光学濃度が低くなり、ブ
ラックマトリクスとしての機能を十分に果たさない。ま
た、後述するインクを付与した場合に該インクが凹部か
らあふれ出して隣接する異なる色同士のインクが混じり
合ってしまう場合がある。

【００１５】工程−ｂ次に、インクジェットプリンタによりＲ，Ｇ，Ｂのイン
ク４を上記凹部を埋めるように基板に向かって吐出し、
各色のパターンを形成する。このＲ，Ｇ，Ｂパターンは
いわゆるキャスティングのような形で形成されてもよ
い。また、ブラックマトリクス２上で各色インクが重な
らない範囲で付与されるのが好ましい。

【００１６】本発明で使用されるインクは、少なくとも
着色剤と繊維素反応型化合物と該繊維素反応型化合物に
よって架橋される化合物とを含む熱硬化型組成物からな
る。

【００１７】上記着色剤としては、染料、顔料のいずれ
もが用いられる。染料としては、Ｃ．Ｉ．アシッドレッ
ド１１８，Ｃ．Ｉ．アシッドレッド２５４，Ｃ．
Ｉ．アシッドグリーン２５，Ｃ．Ｉ．アシッドブルー
１１３，Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１８５，Ｃ．Ｉ．
アシッドブルー７等、顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメ
ントレッド１７７，Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５，
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２，Ｃ．Ｉ．ピグメント
グリーン３６，Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２０９，
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６等が挙げられるがもち
ろんこれらに限られるものではない。これらの染料、顔
料はインク中で約０．１〜２０重量％を占める割合で使
用されるのが好ましい。

【００１８】本発明において、インクに含有される繊維
素反応型化合物とは、繊維素の水酸基に対して架橋反応
性を示すものの総称として知られており、水酸基以外で
も、カルボキシル基、アミノ基等、活性水素を持つ反応
基と架橋反応を示す。具体的には、例えば、ジメチロー
ル尿素、ジメチロールエチレン尿素、ジメチロールアル
キルトリアゾン、メチル化ジメチロールウロン、ジメチ
ロールグリオキザールモノウレイン、ジメチロールプロ
ピレン尿素及びこれらの誘導体がある。これらのうち、
ジメチロール尿素、ジメチロールエチレン尿素及びこれ
らの誘導体が本発明の効果を有効に発現させるために好
ましく用いられる。

【００１９】これらの繊維素反応型化合物はインク中で
０．０１〜１０重量％を占める割合で使用されるのが好
ましい。また、これらの繊維素反応型化合物は１種又は
２種以上で用いられる。

【００２０】また、本発明においてインク中に含有され
る、上記繊維素反応型化合物によって架橋される化合物
としては、上記のように水酸基、カルボキシル基、アミ
ノ基等活性水素を持つ反応基を含有し、熱処理によって
インクが硬化するようなものであれば特に限られるもの
ではないが、耐熱性、耐溶剤性を十分に発現させるため
には高分子化合物であることが望ましい。具体的には、
ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリメタクリ
ル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エス
テル、ポリヒドロキシエチルメタクリレート等のアクリ
ル系樹脂；シリコン樹脂；エポキシ樹脂；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
ース誘導体或いはその変性物；ポリビニルピロリドン等
が挙げられ、これらの高分子化合物は１種又は２種以上
で用いられる。

【００２１】上記繊維素反応型化合物によって架橋され
る化合物はインク中に０．０５〜２０重量％の範囲で使
用されるのが好ましい。

【００２２】本発明に用いられるインクをインクジェッ
ト方式で用いる場合に好適な水性媒体は、水及び水溶性
有機溶剤の混合溶媒であり、水としては種々のイオンを
含有する一般的な水ではなく、イオン交換水（脱イオン
水）を使用するのが好ましい。

【００２３】また、その他併用し得る任意の溶剤成分と
して、水と混合して使用される水溶性有機溶剤として
は、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ
−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−
ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒ
ｔ−ブチルアルコール等の炭素数１〜４のアルキルアル
コール類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ド等のアミド類；アセトン、ジアセトンアルコール等の
ケトン又はケトアルコール類；テトラヒドロフラン、ジ
オキサン等のエーテル類；ポリエチレングリコール、ポ
リプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール
類；エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチ
レングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６
−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレン
グリコール、ジエチレングリコール等のアルキレン基が
２〜６個の炭素原子を含むアルキレングリコール類；グ
リセリン；エチレングリコールモノメチル（又はエチ
ル）エーテル、ジエチレングリコールメチル（又はエチ
ル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（又
はエチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルキル
エーテル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリ
ドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙
げられる。これらの多くの水溶性有機溶剤の中でもジエ
チレングリコール等の多価アルコール、トリエチレング
リコールモノメチル（又はエチル）エーテル等の多価ア
ルコールの低級アルキルエーテルが好ましい。

【００２４】さらに、インクジェットプリンタからのイ
ンクの吐出の安定性を得るためには、エタノール或いは
イソプロピルアルコール、又は多価アルコールの低級ア
ルキルエーテル類を添加することが効果的である。これ
はこれら溶剤を添加することによってバブルジェットタ
イプの場合にインクジェットプリンタ内の薄膜抵抗体上
でのインクの発泡をより安定に行なうことができるから
と考えられる。

【００２５】また、本発明にかかるインクには、上記の
成分の他に必要に応じて所望の物性値を持つインクとす
るために、界面活性剤、消泡剤、防腐剤等を添加するこ
とができ、さらに、市販の水溶性染料などを添加するこ
ともできる。

【００２６】例えば、界面活性剤としては、インクに対
して保存安定性等の悪影響を及ぼさないものであればい
ずれでも用いることができ、例えば、脂肪酸塩類、高級
アルコール硫酸エステル塩類、液体脂肪油硫酸エステル
塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類等の陰イオン界面
活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリ
オキシエチレンアルキルエステル類、ポリオキシエチレ
ンソルビタンアルキルエステル類、アセチレンアルコー
ル、アセチレングリコール等の非イオン性界面活性剤が
あり、これらの１種又は２種以上を適宜選択して使用で
きる。

【００２７】また、本発明においては、インクの安定性
を保つために、インクのｐＨ調製が必要である場合に
は、例えばアンモニア、或いはジエタノールアミン、ト
リエタノールアミン等の各種有機アミン、水酸化ナトリ
ウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム等のアルカリ金
属の水酸化物等の無機アルカリ剤、有機酸や、無機酸を
用いることができる。

【００２８】また、本発明において利用されるインクジ
ェット方式としては、エネルギー発生素子として電気熱
変換体を用いたバブルジェットタイプ、或いは圧電素子
を用いたピエゾジェットタイプ等が使用可能であり、吐
出面積及びパターンは任意に設定することができる。

【００２９】工程−ｃ吐出したインク４を熱処理により硬化させ、カラーフィ
ルター９とする。本発明においては、耐熱性、耐溶剤性
を十分に発現させて後工程における熱処理や溶剤に耐え
るカラーフィルターを形成するために１５０℃以上の温
度で熱処理することが望ましい。

【００３０】工程−ｄ基板全面に樹脂組成物を塗布し、光照射及び／又は熱処
理により硬化させて保護膜５を形成する。上記樹脂組成
物としては、透明性を有し、その後のＩＴＯ等形成プロ
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。通常カラーフィルター上には保護膜５が
設けられているが、特に必要がなければ設けなくても構
わない。

【００３１】次に、図２に本発明のカラーフィルターの
製造方法の第２の実施形態を示す。尚、以下の工程−ａ
〜ｅはそれぞれ図２の（ａ）〜（ｅ）に対応する。本実
施形態は、カラーフィルター形成面にインク受容層を形
成してからインクを付与した例である。

【００３２】工程−ａ第１の実施形態と同様に、ブラックマトリクス２を形成
したガラス基板１を用意する。

【００３３】工程−ｂ基板全面に樹脂組成物をコーティングしてインク受容層
３を設ける。このインク受容層３は、インクを受容し、
着弾したインクの広がりを所望の径に調製する機能を有
するものであり、耐熱性等の耐プロセス性を有する樹脂
組成物から選択される。

【００３４】具体的には、いわゆる撥水性、撥油性がそ
れほど高くないもので、例えば、アクリル系、エポキシ
系、イミド系の樹脂が好適に用いられる。また、これら
の樹脂組成物は熱・光硬化タイプでも良く、また、その
場合には、インク吐出後に硬化させてもよい。

【００３５】この樹脂組成物は、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
等の方法により塗布される。

【００３６】工程−ｃインク受容層３に対し、インクジェットプリンタにより
インク４を吐出する。

【００３７】工程−ｄ熱処理、或いは、熱処理及び光照射によって、インクを
硬化させると同時にインク受容層３を硬化させ、カラー
フィルター９を形成する。

【００３８】工程−ｅ第１の実施形態と同様に、基板全面に樹脂組成物を塗布
し、光照射及び／又は熱処理により硬化させて保護膜５
を形成する。

【００３９】図３に、上記第１の実施形態によるカラー
フィルターを組み込んだ、本発明の液晶素子の表示部の
一実施形態の概略断面図を示す。本実施形態は、ＴＦＴ
カラー液晶素子である。

【００４０】ＴＦＴカラー液晶素子は、カラーフィルタ
ー９を有する基板と、ＴＦＴを有する基板とを不図示の
封止材により貼り合わせ、その間隙（２〜５μｍ程度）
に液晶化合物１５を封入することにより構成される。液
晶素子の一方の基板の内側にはＴＦＴ（不図示）と透明
な画素電極１２がマトリクス状に形成されている。また
もう一方の基板の内側には、画素電極１２に対応する位
置にカラーフィルター９がそれぞれ設置され、その上に
透明な対向（共通）電極１４が一面に形成されている。
さらに両基板の面内には配向膜１３ａ，１３ｂがそれぞ
れ形成されており、これら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１６ａ，１６ｂ
が接着されている。またバックライトとしては、蛍光灯
と散乱光（いずれも不図示）の組合せが用いられ、液晶
化合物をバックライトの光１７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なう。

【００４１】本発明の液晶素子においては、ＴＮ型液晶
や強誘電性液晶（ＦＬＣ）等いずれの液晶も好適に用い
ることができる。

【００４２】図３においては、ＴＦＴ基板に対向する基
板側にカラーフィルターを設けた液晶素子を示したが、
ブラックマトリクス２及びカラーフィルター９はＴＦＴ
基板側に形成されていても良い。図４にその液晶素子の
表示部の概略断面図、図５にＴＦＴ基板の平面図（但し
簡略化のため画素電極は不図示）を示す。尚、図４は図
５のＡ−Ａ’断面に相当する。本図に示すように、第１
のガラス基板１０１の上にはゲート電極１０２、ゲート
絶縁膜１０３、ｉ型のアモルファスシリコン膜１０４、
オーミックコンタクト層１０６、ソース電極１０７、ド
レイン電極１０８から構成されたＴＦＴ１０９が形成さ
れており、パッシベーション膜１１０と遮光層１１１を
介してドレイン電極１０８には透明画素電極１１４が接
続されている。透明画素電極１１４とガラス基板１０１
との間には、カラーフィルター１１３が形成されてい
る。ＴＦＴ１０９及び透明画素電極１１４上の全面には
配向膜１１５が形成されている。

【００４３】一方第２のガラス基板１１６上には、共通
透明電極１１７、配向膜１１８が形成され、上記第１の
ガラス基板１０１とは５μｍ程度の間隙を介して対向配
置され、両基板間には液晶１１９が充填されている。図
６、図７は本実施形態の液晶素子の製造工程を示す断面
図である。以下にその工程を説明する。尚、以下の工程
−ａ〜ｋは、図６、図７の（ａ）〜（ｋ）に対応する。

【００４４】工程−ａガラス基板１０１上に２０００Å程度の膜厚でＣｒ，Ｔ
ａ等によりゲート電極１０２を形成する。

【００４５】工程−ｂゲート電極１０２上に５０００Å程度の膜厚でゲート絶
縁膜１０３を形成する。ゲート絶縁膜にはＳｉＮ，Ｓｉ
₃ Ｎ₄ ，ＴａＯ，Ｔａ₂ Ｏ₅ 等の単層膜、或いはこれら
絶縁膜を積層してなる多層膜を用いる。

【００４６】工程−ｃゲート絶縁膜１０３上に２０００Å程度の膜厚でｉ型の
アモルファスシリコン膜１０４、エッチングストップ層
１０５を形成する。エッチングストップ層１０５は後述
の工程−ｆのエッチングの際にチャネル領域となるｉ型
アモルファスシリコン膜１０４にダメージが生じないよ
うに、ｉ型アモルファスシリコン膜１０４を保護するも
ので、特にｉ型アモルファスシリコン膜１０４及びオー
ミックコンタクト層１０６とエッチングレートの異なる
素材、例えばＳｉＮ，Ｓｉ₃ Ｎ₄等の絶縁膜を用いて形
成する。

【００４７】工程−ｄエッチングストップ層１０５をパターニングする。

【００４８】工程−ｅｉ型アモルファスシリコン膜１０４及びエッチングスト
ップ層１０５上に３０００Å程度の膜厚でオーミックコ
ンタクト層１０６を形成する。オーミックコンタクト層
１０６には、ｎ⁺ 型のアモルファスシリコン或いはマイ
クロクリスタルシリコン等を用いる。

【００４９】工程−ｆオーミックコンタクト層１０６上にソース電極１０７及
びドレイン電極１０８を形成し、オーミックコンタクト
層１０６、ｉ型アモルファスシリコン膜１０４、ゲート
絶縁膜１０３の不要な部分をエッチングで除去して、Ｔ
ＦＴ１０９を形成する。ソース電極１０７及びドレイン
電極１０８にはＡｌ，Ｍｏ等を用いる。

【００５０】工程−ｇＴＦＴ１０９をＳｉＮ等からなるパッシベーション膜１
１０で覆い、その上に樹脂からなる遮光層１１１を形成
する。本実施形態においては、遮光層１１１はＴＦＴの
誤動作を防止する遮光と同時に、第１の実施形態で説明
したブラックマトリクスに相当し、同じ素材が用いら
れ、塗布形成した後マスク露光する。

【００５１】工程−ｈ開口領域１２０のパッシベーション膜１１０と遮光層１
１１を現像して除去し、ドレイン電極１０８上にコンタ
クトホール１１２を形成する。

【００５２】工程−ｉ開口領域１２０にカラーフィルター１１３を形成する。
カラーフィルター１１３はそれぞれ本発明によるインク
をインクジェットプリンタにより所定の位置に吐出し、
熱処理により硬化することにより形成される。

【００５３】工程−ｊカラーフィルター１１３上にＩＴＯからなる透明画素電
極１１４を形成し、コンタクトホール１１２を介してド
レイン電極１０８を接続する。さらに、ＴＦＴ１０９及
び透明画素電極１１４上の全面にポリイミドからなる配
向膜１１５を形成する。

【００５４】工程−ｋ他方、共通透明電極１１７、配向膜１１８を形成したガ
ラス基板１１６とＴＦＴ１０９及びカラーフィルター１
１３等を形成したガラス基板１０１とを対向配置して、
両基板間に液晶１１９を充填する。

【００５５】本発明に用いられるインクは、インクジェ
ット用インクとして、カラーフィルター製造以外にも、
紙、フィルム等の印字に用いても画像の鮮明さ、耐水性
の点で優れた性能を示すものである。

【００５６】また、上記実施形態においては、本発明に
好適なインクジェット方式を用いて製造工程を簡略化し
た製造例を示したが、他の手段によってインクを付与す
ることも可能である。

【００５７】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。

【００５８】［実施例１］ガラス基板上に富士ハント
（株）製の黒色顔料レジストＣＫ−Ｓ１７１Ｂを膜厚
０．８μｍになるようにスピンコート法により塗布し、
露光、現像、熱処理により厚さ０．８μｍのブラックマ
トリクスを形成した。次いで、インクジェットプリンタ
により開口部にＲ，Ｇ，Ｂの各インクを吐出した。

【００５９】上記インクとしては、以下のものを用い
た。

【００６０】（Ｒインク）Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１１８５重量部ジメチロール尿素〔住友化学（株）製ＳｕｍｉｔｅｘＲｅｓｉｎＵＬＷ）２重量部アクリル酸−メタクリル酸メチル−ヒドロキシエチルメタクリレートの３元共重合体４重量部エチレングリコールモノエチルエーテル１５重量部エチレングリコール２０重量部イソプロピルアルコール２重量部イオン交換水５２重量部

【００６１】（Ｇインク）Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン２５５重量部以下Ｒインクに同じ

【００６２】（Ｂインク）Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１１３５重量部以下Ｒインクに同じ

【００６３】上記インクを吐出した後、２００℃、６０
分の熱処理により該インクを硬化させ液晶素子用カラー
フィルターを形成した。

【００６４】上記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、色ムラ等の問題は観察されなか
った。

【００６５】また、上記のカラーフィルター、ＩＴＯ
（電極）形成、配向膜形成、液晶材料の封入等の一連の
作業を行ない、図３に示すようなカラー液晶素子を作製
したところ、良好に作製された。

【００６６】本実施例の液晶素子を用いて、−２０℃〜
６０℃の温度範囲にて連続１０００時間の駆動を行なっ
たところ、障害は発生しなかった。

【００６７】［実施例２］実施例１と全く同様にしてカ
ラーフィルターを作製し、その上に２液型の熱硬化型樹
脂材料〔日本合成ゴム（株）製，オプトマーＳＳ６５０
０〕を膜厚１μｍとなるようにスピンコートし、２３０
℃、３０分間の熱処理を行なって樹脂層を硬化させるこ
とにより、保護膜を作製した。

【００６８】このようにして作製したカラーフィルター
を光学顕微鏡により観察したところ、混色、色ムラ、保
護膜の膜剥れやクラック等の問題は観察されなかった。

【００６９】また、上記のカラーフィルター、ＩＴＯ
（電極）形成、配向膜形成、液晶材料の封入等の一連の
作業を行ない、図３に示すようなカラー液晶素子を作製
したところ、良好に作製された。

【００７０】本実施例の液晶素子を用いて、−２０℃〜
６０℃の温度範囲にて連続１０００時間の駆動を行なっ
たところ、障害は発生しなかった。

【００７１】［実施例３］実施例１において、インクを
以下のものとした以外は全く同様にしてカラーフィルタ
ーを作製した。

【００７２】（Ｒインク）Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１１８５重量部ジメチロールヒドロキシエチレン尿素〔住友化学（株）製ＳｕｍｉｔｅｘＲｅｓｉｎＮＳ−３ｓｐｅ〕１．５重量部メタアクリル酸−アクリル酸エチル−ヒドロキシエチルメタクリレートの３元共重合体３重量部エチレングリコールモノエチルエーテル２０重量部エチレングリコール２０重量部イソプロピルアルコール２重量部イオン交換水４８．５重量部

【００７３】（Ｇインク）Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン２５５重量部以下Ｒインクに同じ

【００７４】（Ｂインク）Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１１３５重量部以下Ｒインクに同じ

【００７５】このようにして作製したカラーフィルター
を光学顕微鏡により観察したところ、混色、色ムラ等の
問題は観察されなかった。

【００７６】また、上記のカラーフィルター、ＩＴＯ
（電極）形成、配向膜形成、液晶材料の封入等の一連の
作業を行ない、図３に示すようなカラー液晶素子を作製
したところ、良好に作製された。

【００７７】本実施例の液晶素子を用いて、−２０℃〜
６０℃の温度範囲にて連続１０００時間の駆動を行なっ
たところ、障害は発生しなかった。

【００７８】［実施例４］実施例１において、インクを
以下のものとした以外は全く同様にしてカラーフィルタ
ーを作製した。

【００７９】（Ｒインク）Ｃ．Ｉ．アシッドレッド２５４５重量部ジメチロール尿素〔住友化学（株）製ＳｕｍｉｔｅｘＲｅｓｉｎＵＬＷ〕５重量部ポリビニルアルコール〔クラレ（株）製ＰＶＡ１１７〕５重量部エチレングリコール２０重量部イソプロピルアルコール２重量部アセチレングリコール１重量部イオン交換水６２重量部

【００８０】（Ｇインク）Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン２５５重量部以下Ｒインクに同じ

【００８１】（Ｂインク）Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１８５５重量部以下Ｒインクに同じ

【００８２】このようにして作製したカラーフィルター
を光学顕微鏡により観察したところ、混色、色ムラ等の
問題は観察されなかった。

【００８３】また、上記のカラーフィルター、ＩＴＯ
（電極）形成、配向膜形成、液晶材料の封入等の一連の
作業を行ない、図３に示すようなカラー液晶素子を作製
したところ、良好に作製された。

【００８４】本実施例の液晶素子を用いて、−２０℃〜
６０℃の温度範囲にて連続１０００時間の駆動を行なっ
たところ、障害は発生しなかった。

【００８５】［実施例５］実施例１において、黒色顔料
レジストを新日鐵化学（株）製のＢＫ−７３９Ｐとし、
膜厚を１．０μｍ、インクを以下のものとした以外は全
く同様にしてカラーフィルターを作製した。

【００８６】（Ｒインク）Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７４重量部ジメチロール尿素〔住友化学（株）製ＳｕｍｉｔｅｘＲｅｓｉｎＵＬＷ〕２重量部アクリル酸−メタクリル酸メチル−ヒドロキシエチルメタクリレートの３元共重合体４重量部Ｎ−メチル−２−ピロリドン１５重量部エチレングリコール２０重量部イソプロピルアルコール１重量部イオン交換水５４重量部

【００８７】（Ｇインク）Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６５重量部以下Ｒインクに同じ

【００８８】（Ｂインク）Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２０９５重量部以下Ｒインクに同じ

【００８９】このようにして作製したカラーフィルター
を光学顕微鏡により観察したところ、混色、色ムラ等の
問題は観察されなかった。

【００９０】また、上記のカラーフィルター、ＩＴＯ
（電極）形成、配向膜形成、液晶材料の封入等の一連の
作業を行ない、図３に示すようなカラー液晶素子を作製
したところ、良好に作製された。

【００９１】本実施例の液晶素子を用いて、−２０℃〜
６０℃の温度範囲にて連続１０００時間の駆動を行なっ
たところ、障害は発生しなかった。

【００９２】［実施例６］実施例１と同様にしてガラス
基板上にブラックマトリクスを形成した。その上にイン
ク受容層として、アクリル酸−メタクリル酸メチル−ヒ
ドロキシエチルメタクリレート−Ｎ−メチロールアクリ
ルアミドの４元共重合体を厚さ１μｍになるように形成
した。次いでインクジェットプリンタによりブラックマ
トリクスの開口部に実施例１と同じＲ，Ｇ，Ｂインクを
吐出し、２２０℃、３０分の熱処理により該インクと上
記インク受容層とを硬化させた。

【００９３】このようにして作製したカラーフィルター
を光学顕微鏡により観察したところ、混色、色ムラ等の
問題は観察されなかった。

【００９４】また、上記のカラーフィルター、ＩＴＯ
（電極）形成、配向膜形成、液晶材料の封入等の一連の
作業を行ない、図３に示すようなカラー液晶素子を作製
したところ、良好に作製された。

【００９５】本実施例の液晶素子を用いて、−２０℃〜
６０℃の温度範囲にて連続１０００時間の駆動を行なっ
たところ、障害は発生しなかった。

【００９６】［実施例７］オンアレイタイプの実施例に
ついて図６、図７に基づいて説明する。

【００９７】先ず、ガラス基板１０１上に２０００Å程
度の膜厚でＣｒによりゲート電極１０２を形成した。次
いで、ゲート電極１０２上にＳｉ₃Ｎ₄を用いて５０００
Å程度の膜厚でゲート絶縁膜１０３を形成した。さら
に、ゲート絶縁膜１０３上に２０００Å程度の膜厚でｉ
型のアモルファスシリコン膜１０４、またＳｉＮにより
エッチングストップ層１０５を形成し、エッチングスト
ップ層１０５をパターニングした。

【００９８】次いで、ｉ型アモルファスシリコン膜１０
４及びエッチングストップ層１０５上に３０００Å程度
の膜厚でｎ⁺型のアモルファスシリコンによりオーミッ
クコンタクト層１０６を形成した。

【００９９】次に、オーミックコンタクト層１０６上に
ソース電極１０７及びドレイン電極１０８をＡｌにより
形成し、オーミックコンタクト層１０６、ｉ型アモルフ
ァスシリコン膜１０４、ゲート絶縁膜１０３の不要な部
分をエッチングで除去して、ＴＦＴ１０９を形成した。

【０１００】ＴＦＴ１０９をＳｉＮからなるパッシベー
ション膜１１０で覆い、その上にカーボンブラックから
なる遮光層１１１を形成し、その後マスク露光した。開
口領域１２０のパッシベーション膜１１０と遮光層１１
１を現像して除去し、ドレイン電極１０８上にコンタク
トホール１１２を形成した。

【０１０１】開口領域１２０に実施例１に用いたものと
同じＲ，Ｇ，Ｂインクを用いて、インクジェット法によ
り所定の位置にインクを吐出することにより着色し、さ
らに、２００℃、６０分の熱処理により該インクを硬化
させた。

【０１０２】カラーフィルタ１１３上にＩＴＯからなる
透明画素電極１１４を形成し、コンタクトホール１１２
を介してドレイン電極１０８を接続した。さらに、ＴＦ
Ｔ１０９及び透明画素電極１１４上の全面にポリイミド
からなる配向膜１１５を形成した。

【０１０３】他方、共通透明電極１１７、配向膜１１８
を形成したガラス基板１１６とＴＦＴ１０９及びカラー
フィルタ１１３等を形成したガラス基板１０１とを対向
配置して、両基板間に液晶１１９を充填した。

【０１０４】このようにして作成された液晶素子は、混
色、色ムラ等の障害は観察されず、一連の作業も問題な
く作成できた。また、本実施例の液晶素子を用いて、−
２０℃〜６０℃の温度範囲にて連続１０００時間の駆動
を行ったところ、障害は発生しなかった。

【０１０５】［実施例８］着色剤を変える以外は実施例
１と同様のインクを用い、記録信号に応じた熱エネルギ
ーを付与することによりインクを吐出させるオンデマン
ド型マルチ記録ヘッドを有するインクジェット記録装置
を用いて、キヤノンＮＰ−ＤＲＹコピー用紙にイエロ
ー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色ベタ部を隣接し
て記録し、さらに印字物を加熱定着した。着色剤として
は、以下のものを用いた。

【０１０６】（ブラック）Ｃ．Ｉ．フードブラック２（イエロー）Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー８６（マゼンタ）Ｃ．Ｉ．アシッドレッド３５（シアン）Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９

【０１０７】カラーインク間各色の境界部、カラーブラ
ックインク間の境界部で色がにじんだり、不均一に混じ
り合っていないか観察したところ、色がにじんだり、不
均一に混じり合った部分はなかった。

【０１０８】また、上記印字物を水道水に５分間浸し、
試験前後の印字濃度を測定したところ、印字濃度の変化
は見られなかった。

【０１０９】［比較例１］ガラス基板上に富士ハント
（株）製の黒色顔料レジストＣＫ−Ｓ１７１Ｂを膜厚
１．０μｍになるようにスピンコート法により塗布し、
露光、現像、熱処理により厚さ１．０μｍのブラックマ
トリクスを形成した。次いで、インクジェットプリンタ
により上記ブラックマトリクスの開口部にＲ，Ｇ，Ｂイ
ンクを吐出した。該インクとしては以下のものを用い
た。

【０１１０】（Ｒインク）Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１１８５重量部アクリル酸−メタクリル酸メチル−ヒドロキシエチルメタクリレートの３元共重合体４．５重量部Ｎ−メチル−２−ピロリドン１５重量部エチレングリコール２０重量部エタノール２重量部イオン交換水５３．５重量部

【０１１１】（Ｇインク）Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン２５５重量部以下Ｒインクに同じ

【０１１２】（Ｂインク）Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１１３５重量部以下Ｒインクと同じ

【０１１３】上記インクを吐出した後、２３０℃、４０
分の熱処理により該インクを硬化しカラーフィルターを
形成した。

【０１１４】このようにして作製したカラーフィルター
を光学顕微鏡により観察したところ、混色、色ムラが観
察された。

【０１１５】また、上記のカラーフィルター、ＩＴＯ
（電極）形成、配向膜形成、液晶材料の封入等の一連の
作業を行ない、図３に示すようなカラー液晶素子を作製
したところ、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の色濃度の低下が激し
く、さらに、カラーフィルターのひび割れといった問題
が発生した。

【０１１６】［比較例２］インクとしては以下のものを
用いる以外は比較例１と同様にしてカラーフィルターを
作製した。

【０１１７】（Ｒインク）Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１１８５重量部ヒドロキシプロピルセルロース４．５重量部Ｎ−メチル−２−ピロリドン１５重量部エチレングリコール２０重量部エタノール２重量部イオン交換水５３．５重量部

【０１１８】（Ｇインク）Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン２５５重量部以下Ｒインクに同じ

【０１１９】（Ｂインク）Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１１３５重量部以下Ｒインクと同じ

【０１２０】このようにして作製したカラーフィルター
を光学顕微鏡により観察したところ、混色、色ムラが観
察された。

【０１２１】また、上記のカラーフィルター、ＩＴＯ
（電極）形成、配向膜形成、液晶材料の封入等の一連の
作業を行ない、図３に示すようなカラー液晶素子を作製
したところ、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の色濃度の低下が激し
く、さらに、カラーフィルターのひび割れといった問題
が発生した。

【０１２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
十分な耐熱性、耐溶剤性、解像性を有し、且つ、混色、
色ムラ、色抜け、製造工程中の色落ち、ひび割れのない
カラーフィルターが簡易な方法で得られる。よって該カ
ラーフィルターを構成部品として備えた液晶素子を製造
する場合でも、後工程の熱処理や溶剤等による劣化がな
く、安価で信頼性の高い液晶素子を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルターの製造方法の第１の
実施形態を示す概略断面図である。

【図２】本発明のカラーフィルターの製造方法の第２の
実施形態を示す概略断面図である。

【図３】図１に示した本発明の第１の実施形態によって
得られるカラーフィルターを設けたＴＦＴカラー液晶素
子の概略断面図である。

【図４】本発明のカラーフィルターをＴＦＴ基板に設け
たＴＦＴカラー液晶素子の一実施形態を示す概略断面図
である。

【図５】図４に示した液晶素子のＴＦＴ基板の概略平面
図である。

【図６】図４、図５に示した液晶素子の製造工程を示す
断面図である。

【図７】図４、図５に示した液晶素子の製造工程を示す
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イオン受容層４インク５保護膜９カラーフィルター１１ガラス基板１２画素電極１３ａ，１３ｂ配向膜１４共通電極１５液晶化合物１６ａ，１６ｂ偏光板１７バックライトの光１０１ガラス基板１０２ゲート電極１０３ゲート絶縁膜１０４ｉ型アモルファスシリコン膜１０５エッチングストップ層１０６オーミックコンタクト層１０７ソース電極１０８ドレイン電極１０９ＴＦＴ１１０パッシベーション膜１１１遮光層１１２コンタクトホール１１３カラーフィルター１１４透明画素電極１１５配向膜１１６ガラス基板１１７透明共通電極１１８配向膜１１９液晶１２０開口領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者広瀬雅史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】透光部に凹部を有するカラーフィルター
形成面の該凹部に、少なくとも着色剤と繊維素反応型化
合物と該繊維素反応型化合物によって架橋される化合物
とを含有する熱硬化型組成物からなるインクを付与する
工程と、上記インク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ーの製造方法。
【請求項２】上記凹部が、基板上に形成されたブラッ
クマトリクスの開口部である請求項１記載のカラーフィ
ルターの製造方法。
【請求項３】上記ブラックマトリクスが黒色顔料含有
レジストからなる請求項２記載のカラーフィルターの製
造方法。
【請求項４】上記カラーフィルター形成面に樹脂組成
物からなるインク受容層を形成した後、インクの付与を
行なう請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタ
ーの製造方法。
【請求項５】上記インク受容層が、光照射及び熱処理
の少なくとも一方により硬化可能な樹脂組成物からなる
請求項４記載のカラーフィルターの製造方法。
【請求項６】上記インクの付与がインクジェット方式
による請求項１〜５のいずれかに記載のカラーフィルタ
ーの製造方法。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の製造方
法によって製造されたことを特徴とするカラーフィルタ
ー。
【請求項８】それぞれに電極を有する一対の基板間に
液晶を挟持してなり、該一対の基板のいずれか一方に請
求項７に記載のカラーフィルターを設けたことを特徴と
する液晶素子。
【請求項９】一方の基板がＴＦＴ基板であり、カラー
フィルターが該ＴＦＴ基板上に形成されている請求項８
記載の液晶素子。
【請求項１０】それぞれに電極を有する一対の基板間
に液晶を挟持してなり、該一対の基板のいずれか一方に
カラーフィルターを有する液晶素子の製造方法であっ
て、上記カラーフィルターが請求項１〜６のいずれかに
記載の製造方法によって製造されることを特徴とする液
晶素子の製造方法。
【請求項１１】カラーフィルターを有するＴＦＴ基板
と対向電極基板間に液晶を挟持してなる液晶素子の製造
方法であって、ＴＦＴアレイを作り込んだ基板の画素部
を凹部として、請求項１〜６のいずれかに記載の製造方
法によってカラーフィルターを製造したことを特徴とす
る液晶素子の製造方法。
【請求項１２】少なくとも着色剤と繊維素反応型化合
物と該繊維素反応型化合物によって架橋される化合物と
を含有する熱硬化型組成物であることを特徴とするイン
クジェット用インク。