JPH10123313A - カラーフィルターの製造方法 - Google Patents

カラーフィルターの製造方法

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JPH10123313A
JPH10123313A JP27941596A JP27941596A JPH10123313A JP H10123313 A JPH10123313 A JP H10123313A JP 27941596 A JP27941596 A JP 27941596A JP 27941596 A JP27941596 A JP 27941596A JP H10123313 A JPH10123313 A JP H10123313A
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永人 小佐野
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Kenitsu Iwata
研逸 岩田
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淳一 坂本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、透明基板上に仕切りを形成した後
に、仕切りの間に着色インクを塗布してカラーフィルタ
ーを製造する際に、仕切りの間をインクが十分に充填し
白抜けがなく、かつ隣の画素との混色がなく、しかも液
晶表示装置等に使用したときに高いコントラストを示す
カラーフィルターを製造する方法およびこの方法によっ
て製造されたこれらの優れた性能を示すカラーフィルタ
ーを提供することを目的とする。 【解決手段】 透明基板4上に仕切り部を形成する工程
と、該仕切り部の間隙に着色インク3を塗布する工程と
を有するカラーフィルターの製造方法において、前記仕
切り部を、臨界表面張力の異なる複数の層を、透明基板
側(下層側)の最下層1の臨界表面張力が表面側(上層
側)の最上層2の臨界表面張力より大きくなるように積
層して形成することを特徴とするカラーフィルターの製
造方法。

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
の製造方法、特にインクジェット等の印刷法を用いるカ
ラーフィルターの製造方法に関する。本発明で製造され
るカラーフィルターはカラー液晶ディスプレイ装置等の
分野で使用される。
【0002】
【従来の技術】近年、パーソナルコンピューターの発
達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴
い、液晶ディスプレイ、とりわけカラ一液晶ディスプレ
イの需要が増加している。しかしながら、一層の普及の
ためには大幅なコストダウンが必要であり、特にコスト
的に比重の重いカラーフィルターのコストダウンが求め
られている。
【0003】このような要求を満足するために、インク
ジェットを用いたカラーフィルターの製造方法として、
特開平4−121702号公報、特開平6−34763
7号公報等に、透明基板上に基板と臨界表面張力の異な
る材料で仕切りを設け、その仕切りの間にインクを塗布
する方法が記載されている。
【0004】しかし、これらの方法では、前記の仕切り
は、ブラックマトリックスを兼ねるために遮光性を確保
するためには十分な厚さが必要とされる。図2に示すよ
うに、このような厚い仕切り5を形成した後に、仕切り
5に囲まれた開口(画素となる部分)にインク3を塗布
しても、開口部の下の隅6までインクが充填されず空隙
が生ずる場合があり、この結果、画素の隅の方が十分に
着色されず白抜けという欠陥が発生する問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、透明基板上
に仕切りを形成した後に、仕切りの間に着色インクを塗
布してカラーフィルターを製造する際に、仕切りの間を
インクが十分に充填し白抜けがなく、かつ隣の画素との
混色がなく、しかも液晶表示装置等に使用したときに高
いコントラストを示すカラーフィルターを製造する方法
およびこの方法によって製造されたこれらの優れた性能
を示すカラーフィルターを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、透明基板上に
仕切り部を形成する工程と、該仕切り部の間隙に着色イ
ンクを塗布する工程とを有するカラーフィルターの製造
方法において、前記仕切り部を、臨界表面張力の異なる
複数の層を、透明基板側(下層側)の最下層の臨界表面
張力が表面側(上層側)の最上層の臨界表面張力より大
きくなるように積層して形成することを特徴とするカラ
ーフィルターの製造方法に関する。
【0007】この場合、前記仕切り部を、透明基板側
(下層側)から表面側(上層側)へ、臨界表面張力の異
なる複数の層を、臨界表面張力の大きい層から小さい層
に順に積層して形成することが好ましい。
【0008】この仕切り部は、3層以上の多層であって
も良いが、2層とすると製造工程が簡略化できる。この
とき、臨界表面張力の大きい層を下層とし、臨界表面張
力の小さい層を上層とする。
【0009】そして前記仕切り部および着色インクの材
料として、それぞれの臨界表面張力が、次の式1の関係 (式1)[仕切り部の最下層]>[インク]>[仕切り
部の最上層] (但し、[仕切り部の最下層]、[インク]および[仕
切り部の最上層]はそれぞれの臨界表面張力を表す。以
下同じ。)を満たすものを用いることが好ましい。
【0010】さらに前記仕切り部および着色インクの材
料として、それぞれの臨界表面張力が、次の式2〜4の
関係 (式2)[仕切り部の最下層]≧ 35ダイン/cm (式3)[仕切り部の最上層]< 35ダイン/cm (式4)[仕切り部の最下層]−5ダイン/cm>[イ
ンク]>[仕切り部の最上層]+5ダイン/cm を同時に満たすものを用いることが最も好ましい。
【0011】本発明ではこのように、仕切り部の最下層
はインクに濡れやすい材料で構成する。そこで仕切り部
の隅までインクが浸透するため、白抜け欠陥が生じな
い。また、仕切り部の最上層はインクをはじきやすいの
で、インクが仕切り部を越えて隣の画素へ流れて混色を
起こすことがない。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明で用いる仕切り部を形成す
る材料は、樹脂成分と黒色の顔料または染料成分を含む
ものであり、感光性であっても、非感光性であっても良
い。
【0013】非感光性の材料を用いる場合は、仕切り部
を透明基板上に形成するには、フォトレジストを用いる
エッチングまたはリフトオフ法、スクリーン印刷、オフ
セット印刷、グラビア印刷等の印刷法、ドライフィルム
によるシート転写法など、公知の方法を用いてパターン
状に形成することができる。通常、これらの形成方法で
は、上記の樹脂成分と黒色の顔料成分の他に適当な溶媒
を含む組成物を使用する。
【0014】臨界表面張力が35ダイン/cm以上の樹
脂成分としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート
(43ダイン/cm)、6−6ナイロン(42ダイン/
cm)、ポリアクリル酸メチル(39ダイン/cm)、
ポリ塩化ビニル(39ダイン/cm)等を挙げることが
できる 一方、臨界表面張力が35ダイン/cm未満の樹脂成分
としては、例えば、ポリ六フッ化プロピレン(16ダイ
ン/cm)、ポリ三フッ化エチレン(22ダイン/c
m)、ポリジメチルシロキサン(24ダイン/cm)、
ポリエチレン(31ダイン/cm)等を挙げることがで
きる。
【0015】また、感光性の材料を用いて、仕切り部を
形成するには、例えば、スピンコート等によって薄膜を
全面に形成した後、露光、現像することで形成すること
ができる。この場合フォトレジストとして公知のものか
ら、必要な臨界表面張力を有するものを適宜選んで使用
することができる。例えば、臨界表面張力が35ダイン
/cm以上のフォトレジストとしては、ナフトキノンジ
アジドスルホン酸エステル等のナフトキノンジアジド化
合物とフェノールノボラック系樹脂等との混合物からな
るフォトレジスト材料を挙げることができる。
【0016】また、黒色の顔料成分としては、カーボン
ブラック、有機顔料等を用いることができる。
【0017】さらに、必要な臨界表面張力を得るため
に、例えばアモルファスフルオロポリマー等の撥水剤、
シランカップリング材等の親水剤等を添加して表面張力
を調節しても良い。
【0018】まず、好ましくは最初に臨界表面張力の大
きな材料を用いて仕切り部の下層をパターン状に形成し
た後、この層よりも臨界表面張力の小さな材料を用いて
下層のパターンに重なるようにさらに別の層をパターン
状に形成する。この場合の各層の形成方法は、使用する
材料に応じて異なった方法を用いても良い。
【0019】また、仕切り部に必要な臨界表面張力は、
少なくともインクと接触する表面のみにあれば良く、内
部はこのような材料に限られることはない。
【0020】本発明で用いられるインクは、顔料や水溶
性染料等と適当な樹脂、および必要により水と混合しう
る有機溶媒やその他の添加剤を含む水溶液である。
【0021】仕切り部の材料およびインクの材料を、前
記式1の関係、好ましくは式2〜式4の関係を同時に満
足するように調節することで、インクを塗布したとき
に、仕切り部の上でははじかれやすく、仕切り部間隙の
画素部には濡れやすくすることができる。
【0022】インクの塗布方法としては、オフセット印
刷、グラビア印刷、スクリーン印刷等の一般の印刷法等
を用いることもできるが、特にインクジェット印刷機を
用いるインクジェット印刷法によれば印刷時に版を使用
しないためにインク滴径を操作すれば高精度のパターニ
ングが可能となる点で好ましい。
【0023】本発明で用いる透明基板は、例えばガラス
が多く用いられるが、プラスチックフィルムやプラスチ
ックシートでも構わない。また、必要に応じて、透明基
板と仕切り部および着色インクとの密着性を向上させる
ために、透明基板上に予め密着性を向上させる薄膜を形
成しておくこともできる。
【0024】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
【0025】[実施例1]図1のガラス基板4上に、ポ
リエチレンテレフタレート(臨界表面張力43ダイン/
cm)と黒色材料としてカーボンブラックをトルエン中
で混合し、スクリーン印刷機で所定のパターンを印刷
し、その後200℃、1時間オーブン中に放置して、線
幅20μm、高さ1μmの仕切り部下層1をパターン状
に形成した。
【0026】次に、シリコーン樹脂(臨界表面張力24
ダイン/cm)と黒色材料として黒色染料をエタノール
中で混合し、下層パターン上に重なるように、インクジ
ェット印刷機により描画し、150℃、30分間乾燥、
仕切り部上層2を高さ1μmのパターン状に形成した。
【0027】この2層で形成された仕切り部で囲まれた
部分に、インクジェット装置を用いて臨界表面張力35
ダイン/cmの赤、緑、青各色のインク3を吐出したと
ころ、画素の隅までインクが浸透し、一方インクが隣接
する画素に混入することがなかった。
【0028】これにより、画素の隅まで十分着色された
白抜けのないカラーフィルターを製造することができ
た。
【0029】[比較例1]実施例1の仕切り部の下層の
形成と同様の形成方法により、ガラス基板上にポリエチ
レンテレフタレート(臨界表面張力43ダイン/cm)
を含む仕切り部を線幅20μm、高さ2μmで形成し
た。
【0030】次に実施例1と同様に、この仕切り部で囲
まれた部分に、インクジェット装置を用いて臨界表面張
力35ダイン/cmのインクを吐出したが、インクが仕
切り部を越えて隣接画素との混色が生じた。
【0031】[比較例2]実施例1の仕切り部の上層の
形成と同様の形成方法により、ガラス基板上に、シリコ
ーン樹脂(臨界表面張力24ダイン/cm)を含む仕切
り部を線幅20μm、高さ1μmで形成した。
【0032】次に実施例1と同様に、この仕切り部で囲
まれた部分に、インクジェット装置を用いて臨界表面張
力35ダイン/cmのインクを吐出したが、画素の隅に
部分的にインクが浸透しない部分が残った。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、透明基板上に仕切りを
形成した後に、仕切りの間に着色インクを塗布してカラ
ーフィルターを製造する際に、仕切りの間をインクが十
分に充填し白抜けがなく、かつ隣の画素との混色がな
く、しかも液晶表示装置等に使用したときに高いコント
ラストを示すカラーフィルターを製造する方法およびこ
の方法によって製造されたこれらの優れた性能を示すカ
ラーフィルターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造法によって形成されたカラーフィ
ルターの断面図である。
【図2】従来の製造方法によって形成されたカラーフィ
ルターの断面図である。
【符号の説明】
1 仕切り部下層 2 仕切り部上層 3 着色インク 4 ガラス基板 5 仕切り部 6 白抜け部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹腰 朝子 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 坂本 淳一 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 (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板上に仕切り部を形成する工程
    と、該仕切り部の間隙に着色インクを塗布する工程とを
    有するカラーフィルターの製造方法において、 前記仕切り部を、臨界表面張力の異なる複数の層を、透
    明基板側(下層側)の最下層の臨界表面張力が表面側
    (上層側)の最上層の臨界表面張力より大きくなるよう
    に積層して形成することを特徴とするカラーフィルター
    の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記仕切り部を、透明基板側(下層側)
    から表面側(上層側)へ、臨界表面張力の異なる複数の
    層を、臨界表面張力の大きい層から小さい層に順に積層
    して形成することを特徴とする請求項1記載のカラーフ
    ィルターの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記仕切り部を、臨界表面張力の大きい
    層を下層とし、小さい層を上層として2層を積層して形
    成することを特徴とする請求項1記載のカラーフィルタ
    ーの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記仕切り部および着色インクの材料と
    して、それぞれの臨界表面張力が、次の式1の関係を満
    たすものを用いることを特徴とする請求項1〜3のいず
    れかに記載のカラーフィルターの製造方法。 (式1)[仕切り部の最下層]>[インク]>[仕切り
    部の最上層] (但し、[仕切り部の最下層]、[インク]および[仕
    切り部の最上層]はそれぞれの臨界表面張力を表す。以
    下同じ。)
  5. 【請求項5】 前記仕切り部および着色インクの材料と
    して、それぞれの臨界表面張力が、次の式2〜4の関係
    を同時に満たすものを用いることを特徴とする請求項1
    〜3のいずれかに記載のカラーフィルターの製造方法。 (式2)[仕切り部の最下層]≧ 35ダイン/cm (式3)[仕切り部の最上層]< 35ダイン/cm (式4)[仕切り部の最下層]−5ダイン/cm>[イ
    ンク]>[仕切り部の最上層]+5ダイン/cm
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかの方法で形成さ
    れたカラーフィルター。
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Cited By (4)

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