JPH1062616A - Color filter and its manufacture - Google Patents
Color filter and its manufactureInfo
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- JPH1062616A JPH1062616A JP21847496A JP21847496A JPH1062616A JP H1062616 A JPH1062616 A JP H1062616A JP 21847496 A JP21847496 A JP 21847496A JP 21847496 A JP21847496 A JP 21847496A JP H1062616 A JPH1062616 A JP H1062616A
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- Optical Filters (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
Description
【0001】[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及び液晶カ
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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color filter, and more particularly to a mosaic color filter suitable for fine color separation of a color image sensor, a color sensor, a liquid crystal color display, and the like.
【0002】[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。2. Description of the Related Art In recent years, demands for higher definition, lighter weight, lower cost, and the like of input / output devices such as color imaging devices and color image display devices have been increasing. The development of various elemental technologies is progressing.
【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。In particular, fundamental improvements have been made in color image display devices, and liquid crystal displays which are lightweight, take up little space and are suitable for portable use have rapidly spread in place of the conventional mainstream CRT. I've been.
【0004】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
リクス方式の液晶(いわゆるTFTパネル)や液晶自体
がスイッチング特性を持つ強誘電液晶(FLC)、TN
液晶のON/OFF特性を改良したSTN液晶などが用
いられている。However, in a liquid crystal display, the larger the area, the higher the price tends to be, and attempts to reduce the cost by various methods are being continued. The liquid crystal display includes an active matrix type liquid crystal having a TFT in each pixel (a so-called TFT panel), a ferroelectric liquid crystal (FLC) in which the liquid crystal itself has switching characteristics, a TN
STN liquid crystals with improved ON / OFF characteristics of liquid crystals are used.
【0005】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] One of the large production costs of these liquid crystal displays is a mosaic color filter which is indispensable for a color image display panel. In a liquid crystal display panel, the pixel portion has a function of modulating the amount of light transmitted therethrough. In that case, the direction of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer sandwiched between two polarizing plates is controlled by an electric field, the birefringence of the liquid crystal in a direction perpendicular to the polarizing plate is controlled, and light transmitted through the liquid crystal panel is controlled. Is generally modulated.
【0006】この方法においては、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
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
割し、それらの画素に合わせて、赤(R)、緑(G)又
は青(B)に相当する波長の光を透過し他の波長の光を
カットする微細な(普通は数10〜100μm程度の大
きさの)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たり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。In this method, it is necessary to form a color filter in each of the pixel portions. Therefore, normally, the entire screen of the panel is divided into a number of fine picture elements, the picture pixels in the picture are further divided into three or more pixels, and red (R), green ( A fine (usually about several tens to 100 μm) optical filter that transmits light having a wavelength corresponding to G) or blue (B) and cuts light having another wavelength is formed. And in that case,
A grid-like light-shielding portion that blocks light between the fine filters (a part of the wiring is used as a light-shielding portion, or a light-shielding layer called a black matrix (BM) is formed). By covering it, you can make black more intense,
A method of improving color reproducibility by preventing color mixture between adjacent pixels is used. As described above, since the structure of the color filter is considerably complicated and fine, there are many problems to be solved in order to manufacture it at low cost.
【0007】カラーフィルターの低コスト化の方法とし
ては各種提案されているが、その中で有望な方法の一つ
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。Various methods have been proposed to reduce the cost of the color filter. Among them, as one of the promising methods, for example, an ink-jet method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-75202 has been used. There is a way. That is, if the coloring material can be supplied only to the pixel portion by the ink jet method, the manufacturing process of the color filter is greatly simplified, and it can be expected that the color filter can be produced at a much lower cost than before.
【0008】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
トヘッド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こと
(混色)も頻繁に起きる。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。However, for example, the drawing resolution of an ink jet head for a printer is not sufficient for drawing pixels of a color filter. That is, since the size of the pixel of the color filter is as small as about 100 μm or less, it is difficult to draw by the inkjet head method for a printer. Therefore, it is not easy to accurately strike different colors of ink into adjacent pixels. Further, the injected ink frequently diffuses in the colorant receiving layer or spreads and mixes on the surface (color mixing). If color mixing occurs in a color filter, color control becomes impossible.
【0009】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平4−123005号公報に
開示されている。In order to prevent such color mixing of ink between pixels, for example, a method of forming a layer for repelling ink on the surface of a region where the pixel is not desired to be colored while leaving the pixel portion as a colorant receiving region. Is disclosed in JP-A-4-123005.
【0010】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。However, in this method, there is a limit in preventing color mixing due to the diffusion of the ink inside the colorant receiving layer below the ink repelling layer, and the coloring material colored with the ink due to the photolithography process. There have been problems such as the necessity of the etching resistance of the receiving layer and an increase in cost due to steps such as development and washing.
【0011】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(着色領域)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)を形成する方法が提案されている(特願平6−28
6616号)。こ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
度不足により生じる問題を回避することができる。In order to avoid these problems, the pixel portion is left as a colorant receiving region (colored region) into which the ink easily penetrates, and only the portion between the pixels around the pixel is cured to prevent the ink from penetrating. A method of forming a region to be suppressed (non-colored region) has been proposed (Japanese Patent Application No. 6-28).
No. 6616). By using such a method, it is possible to avoid a problem caused by insufficient resolution of the inkjet method when drawing pixels of a color filter.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
上記のようなインクジェット法を用いる場合には解決し
なければならない幾つかの課題がある。However, there are several problems that need to be solved when the above-described ink-jet method is actually used.
【0013】従来のカラーフィルター形成方法において
は、すでに説明したように、インクジェット法でカラー
フィルターの画素を描画する際、解像度が不足する場合
は撥着色材性を持つ非着色領域を画素の周囲に設けるこ
とによって補うことができる。In the conventional color filter forming method, as described above, when drawing the pixels of the color filter by the ink jet method, if the resolution is insufficient, a non-colored area having a color repellent property is formed around the pixels. It can be supplemented by providing.
【0014】しかし、場合によっては非着色領域を設け
たとしても描画することが困難なこともある。それは、
例えば、面積階調により中間調表示を行なおうとする場
合に生じる。面積階調方式を実現する場合には同一色の
画素をさらに分割する必要がある。特に画像の解像度を
一定に保ったまま面積階調の階調性を高めるには各色の
画素の全体の大きさは変えずに各色の画素の中を細かく
分割する必要がある。しかし、細分化されたこれらの小
画素を個別にインクジェット法で描画することは、イン
ク液滴の大きさを小さくすることに実際上の限界がある
ため困難である。インク液滴よりも小さい画素に溢れる
ことなくインクを打ち込むことは、画素の周囲に混色防
止のための撥着色材性を持つ非着色領域を設けたとして
も困難である。However, in some cases, it is difficult to draw even if a non-colored area is provided. that is,
For example, this occurs when halftone display is to be performed by area gradation. When realizing the area gradation method, it is necessary to further divide the pixels of the same color. In particular, in order to increase the gradation of the area gradation while keeping the resolution of the image constant, it is necessary to finely divide each color pixel without changing the overall size of each color pixel. However, it is difficult to individually draw these subdivided small pixels by the inkjet method because there is a practical limit to reducing the size of the ink droplet. It is difficult to strike the ink without overflowing the pixels smaller than the ink droplets even if a non-colored area having a color repellent property for preventing color mixture is provided around the pixels.
【0015】この困難を解決するため、同一色の画素を
細分化した小画素を形成する際に、着色画素そのものは
細分化せずに一括して着色し、ブラックマトリクス(B
M)及び/又は配線で画素細分化を行なう方法がある。
配線を用いる方法の場合、配線が着色部の上部に配置さ
れる。In order to solve this difficulty, when forming small pixels obtained by subdividing pixels of the same color, the colored pixels themselves are collectively colored without being subdivided, and a black matrix (B
M) and / or a method of subdividing pixels by wiring.
In the case of using a wiring, the wiring is arranged above the colored portion.
【0016】ところがインクジェット法で着色材である
インクを着色材受容層(93)に付与する場合、使用す
る着色材受容層の材料や着色材の特性にもよるが、図9
に示すように着色材を付与した領域(98)が着色材の
吸収により膨らんで盛り上がることがある。使用する材
料により差があるが、着色材受容層(93)の膜厚が1
μmの場合、実用的な条件下では0.1〜0.5μm程
度盛り上がる場合がしばしば見られる。この上に配線
(95)を載せると配線部も盛り上がりセルギャップの
変動が大きくなるため均一な液晶表示ができなくなる。
また例えば特開平2−63019号公報や特願平5−1
58182号などに開示されているような配線と配線の
間を樹脂で埋めて平坦化層(94)を形成する方法が提
案されているが、このような方法を適用する場合にも配
線の高さが基準となるため、配線を載せているカラーフ
ィルター表面の凹凸が大きいことは配線間の高さの差が
大きくなる原因となり、その結果配線(95)とその上
に形成すべき透明電極(96)との間に導通不良などが
生じることがある。カラーフィルター表面の平坦性は、
その表面に平坦化層(94)を形成することによりある
程度改善できるが、完全に行なおうとすると4〜5μm
程度の厚い平坦化層が必要になり、脱ガスや膜の内部応
力に起因する膜剥がれ等の新たな問題を引き起こすこと
があるので好ましくなかった。However, when an ink which is a colorant is applied to the colorant receiving layer (93) by an ink jet method, it depends on the material of the colorant receiving layer and the characteristics of the colorant.
As shown in (2), the region (98) to which the coloring material has been applied may be swollen due to the absorption of the coloring material and swell. The thickness of the colorant receiving layer (93) is 1
In the case of μm, there is often seen a rise of about 0.1 to 0.5 μm under practical conditions. When the wiring (95) is placed thereon, the wiring portion also rises and the fluctuation of the cell gap increases, so that a uniform liquid crystal display cannot be performed.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-63019 and Japanese Patent Application No. 5-1
No. 58182 discloses a method of forming a flattening layer (94) by filling the space between wirings with a resin. However, even when such a method is applied, the height of the wiring is high. Therefore, a large unevenness on the surface of the color filter on which the wiring is placed causes a large difference in height between the wirings. As a result, the wiring (95) and the transparent electrode ( 96) may occur. The flatness of the color filter surface is
It can be improved to some extent by forming a flattening layer (94) on its surface, but if it is to be completed completely, it will be 4-5 μm.
A thick flattening layer is required, which may cause new problems such as degassing and film peeling due to internal stress of the film, which is not preferable.
【0017】また、インクジェット法によりインク液滴
より大きな画素を着色する場合にはさらに別の問題が生
じることがある。カラーフィルターとして充分な色再現
性を持たせるためには各色の画素の光学濃度が充分高く
なければならないことは当然であるが、さらに画素内の
光学濃度の均一性も確保する必要がある。画素の中心部
の光学濃度が充分高くても画素内の周辺部分で濃度が低
ければカラーフィルターとしての色再現性は悪くなる。
このような画素内の光学濃度の均一性を実現するために
は、個々の画素に付与した着色材を非着色部で囲まれた
画素部の隅々まで均一に拡散させる必要がある。Further, another problem may occur when pixels larger than ink droplets are colored by the ink jet method. In order to have sufficient color reproducibility as a color filter, it is natural that the optical density of each color pixel must be sufficiently high, but it is also necessary to ensure uniform optical density within the pixel. Even if the optical density in the central part of the pixel is sufficiently high, if the density is low in the peripheral part in the pixel, the color reproducibility as a color filter will deteriorate.
In order to achieve such optical density uniformity in a pixel, it is necessary to uniformly diffuse the coloring material applied to each pixel to every corner of the pixel portion surrounded by the non-colored portion.
【0018】しかしながら、着色しようとする画素の大
きさが着色材(インク液滴)の大きさに対して大きすぎ
ると、画素に付与された着色材が画素内に充分に拡がら
ず画素内の着色材を打ち込んだ場所の近傍に片寄ってし
まい、そこだけが濃度が高く、そこから離れた場所の濃
度が低くなるという現象が見られることがある。面積階
調のためにBMや配線で遮光することにより同一色の画
素をさらに幾つかの小画素に細分化する場合、上記のよ
うな着色材の不均一な分布が生じると細分化した小画素
の濃度により大きな差が生じることになり、カラーフィ
ルターの色再現性が悪くなるという問題があった。However, if the size of the pixel to be colored is too large with respect to the size of the coloring material (ink droplet), the coloring material applied to the pixel does not sufficiently spread within the pixel, and There is a case where a phenomenon occurs in which the color is biased in the vicinity of the place where the coloring material is injected, and the density is high only in the place, and the density is low in a place away from the place. When pixels of the same color are further subdivided into several small pixels by shielding light with a BM or wiring for area gradation, if the above-mentioned uneven distribution of the coloring material occurs, the subdivided small pixels There is a problem that a large difference occurs depending on the density of the color filter, and the color reproducibility of the color filter deteriorates.
【0019】そこで本発明の目的は、面積階調のための
同一画素の細分化においてカラーフィルター表面の凹凸
による画素上の配線高さの変動が回避された均一かつ高
解像度の表示を可能にするカラーフィルターを提供する
ことである。Accordingly, an object of the present invention is to enable uniform and high-resolution display in which the variation in wiring height on a pixel due to unevenness of the surface of a color filter is avoided in subdivision of the same pixel for area gradation. It is to provide a color filter.
【0020】また本発明の他の目的は、均一な画素内濃
度が実現された色再現性に優れたカラーフィルターを提
供することである。It is another object of the present invention to provide a color filter having uniform color density in a pixel and excellent in color reproducibility.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために種々の検討を重ねた結果、本発明を
完成した。Means for Solving the Problems The present inventors have conducted various studies to achieve the above object, and as a result, completed the present invention.
【0022】第1の発明は、透明基板上に着色材受容層
を少なくとも有し、該着色材受容層の画素間の非画素領
域の少なくとも一部に、撥着色材性を持った非着色領域
が形成され、残った着色材受容領域に着色材が付与され
画素部が着色されたカラーフィルターにおいて、一色分
の画素が複数の小画素に細分化され、これらの小画素が
前記非着色領域で互いに或いは2組以上に隔てられてい
ることを特徴とするカラーフィルターに関する。According to a first aspect of the present invention, a non-colored region having a color repellent property is provided on at least a part of a non-pixel region between pixels of the colorant receiving layer which has a colorant receiving layer on a transparent substrate. Is formed, in the color filter in which the colorant is applied to the remaining colorant receiving region and the pixel portion is colored, pixels of one color are subdivided into a plurality of small pixels, and these small pixels are divided in the non-colored region. The present invention relates to a color filter characterized by being separated from each other or two or more sets.
【0023】第2の発明は、インクジェット法で着色材
受容領域に着色材が付与され画素部が着色された第1の
発明のカラーフィルターに関する。The second invention relates to the color filter according to the first invention, in which a colorant is applied to a colorant receiving region by an ink jet method and a pixel portion is colored.
【0024】第3の発明は、非着色領域上の少なくとも
一部に配線が形成され、着色材受容領域上には形成され
ていない第1又は第2の発明のカラーフィルターに関す
る。The third invention relates to the color filter according to the first or second invention, wherein a wiring is formed on at least a part of the non-colored area and the wiring is not formed on the colorant receiving area.
【0025】第4の発明は、透明基板上に着色材受容層
を少なくとも設け、該着色材受容層の画素間の非画素領
域の少なくとも一部に、撥着色材性を持った非着色領域
を光照射により形成し、残った着色材受容領域に着色材
を付与して画素部の着色を行なうカラーフィルターの製
造方法において、前記非着色領域で互いに隔てられた複
数の着色材受容領域を、非着色領域をまたいで同一の着
色材液滴で着色し、一色分の画素内に、該非着色領域で
互いに或いは2組以上に隔てられた複数の小画素を形成
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。According to a fourth aspect of the present invention, at least a coloring material receiving layer is provided on a transparent substrate, and at least a part of the non-pixel region between pixels of the coloring material receiving layer is provided with a non-colored region having a color repellent property. In a method for producing a color filter formed by light irradiation and applying a coloring material to a remaining colorant receiving region to color a pixel portion, a plurality of coloring material receiving regions separated from each other by the non-colored region are formed by non-coloring. A color filter characterized by being colored with the same coloring material droplet across a colored region, and forming a plurality of small pixels separated from each other or two or more sets in the non-colored region in a pixel of one color. It relates to a manufacturing method.
【0026】第5の発明は、インクジェット法により着
色材を着色材受容領域に付与する第4の発明のカラーフ
ィルターの製造方法に関する。The fifth invention relates to a method of manufacturing a color filter according to the fourth invention, wherein a colorant is applied to a colorant receiving region by an ink jet method.
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】面積階調を行なう場合、同一色の
画素をさらに小画素に細分化する必要がある。しかし、
BMや配線により小画素間を遮光することによって細分
化しようとすれば着色材を付与した画素部の上に配線を
設ける必要性が生じ、表面の凹凸に起因する前記のよう
な問題が生じる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS When performing area gradation, pixels of the same color must be further subdivided into smaller pixels. But,
If it is attempted to subdivide the pixels by shading the light between the small pixels by BM or wiring, it becomes necessary to provide wiring on the pixel portion to which the coloring material is applied, and the above-described problem caused by unevenness on the surface occurs.
【0028】そこで上記のように同一色の小画素と小画
素の間にも撥着色材性を持つ非着色領域を設け、その部
分にのみ配線が設置されるようにすると表面の凹凸が配
線に与える影響を実質上回避することが可能になる。Therefore, as described above, a non-colored region having a color repellent property is also provided between small pixels of the same color, and wiring is provided only in that portion. The influence can be substantially avoided.
【0029】本実施形態の場合、図1に示すようにAl
配線(5)の下には必ず非着色領域(7)があり着色材
の吸収がないのでこの領域は着色されず、前記のような
着色材受容層の盛り上がりがほとんど起きない。このた
め、カラーフィルターの配線を載せる領域は実質的に同
一の高さとなり、配線も同一の高さにそろえることが可
能になる。インクジェット法により付与する着色材液滴
の大きさが上記同一色の小画素を個別に打ち分けるに充
分なほどに小さくなくても、同一色に着色すべき隣接し
た小画素をまとめて同一の着色材液滴で着色することが
できる。In the case of this embodiment, as shown in FIG.
Since there is always a non-colored area (7) under the wiring (5) and there is no absorption of the colorant, this area is not colored, and the swelling of the colorant receiving layer as described above hardly occurs. For this reason, the areas where the wirings of the color filters are mounted have substantially the same height, and the wirings can also be aligned at the same height. Even if the size of the colorant droplet applied by the ink jet method is not small enough to individually separate the small pixels of the same color, adjacent small pixels to be colored in the same color are collectively colored in the same manner. It can be colored with material droplets.
【0030】このとき、図3(a)及び(b)にその一
例を示すように、非着色領域(31)をまたいで同一の
着色材液滴(33)で着色領域(着色材受容領域(3
2))を着色し、非着色領域で互いに隔てられた隣接す
る複数の同一色の画素を形成することができる。一方、
図3(c)及び(d)は、従来のカラーフィルターにお
いて非着色領域をまたがずに着色材を供給する場合の例
を示している。図3(a)及び(b)の場合、着色材が
吸収されない非着色領域上にも着色材液滴が付与される
が、この非着色領域に載った着色材は吸収されないで撥
じかれてその表面上を表面方向に流れて隣接する小画素
の着色領域に吸収されるので、実際上非着色領域上には
着色材は残らない。多少残る場合があっても着色が終わ
った後に着色材受容層を加熱硬化させて染み込んだ着色
材を固定してから表面を水洗などにより洗浄すれば非着
色領域上に染み込まずに残った着色材を容易に除去する
ことができる。At this time, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), as shown in FIG. 3 (a) and FIG. 3
2)) can be colored to form a plurality of adjacent pixels of the same color that are separated from each other by non-colored regions. on the other hand,
FIGS. 3C and 3D show an example of a case where a coloring material is supplied across a non-colored area in a conventional color filter. In the case of FIGS. 3A and 3B, the colorant droplet is also applied to the non-colored area where the colorant is not absorbed, but the colorant placed on the non-colored area is repelled without being absorbed. Since the colorant flows on the surface in the direction of the surface and is absorbed by the coloring region of the adjacent small pixel, the coloring material does not actually remain on the non-coloring region. After coloring, even if there is some residue, the coloring material receiving layer is heated and cured to fix the infused coloring material, and then the surface is washed with water or the like, and the coloring material that has not soaked into the non-colored area remains. Can be easily removed.
【0031】また、このような方法で非着色領域をまた
いで同一の着色材液滴により着色を行なうと、配線で遮
光される非着色領域には着色材が付与されず、光が透過
する画素部にのみ着色材を供給することができ、付与し
た着色材は全て有効に配置されることになるため、画素
濃度の向上、及び画素内の濃度の均一化が可能になる。When coloring is performed with the same coloring material droplet across the non-colored area in this manner, the coloring material is not applied to the non-colored area which is shielded by the wiring, and the pixel through which light is transmitted. Since the coloring material can be supplied only to the portion and all the applied coloring materials are effectively disposed, the pixel density can be improved and the density in the pixel can be made uniform.
【0032】本発明のカラーフィルターの形成法では、
まず、BMとその画素開口部が形成された透明基板上に
着色材受容層を均一に形成する。次に、着色材を付与す
る際に起きやすい隣接画素間の着色材の混色を防止する
目的で、画素間のBMで遮光される領域の少なくとも一
部を着色材受容層が感度を持つ波長光で露光し光硬化さ
せて、その部分に撥水性を付与し、着色材が浸み込まな
いようにする。その際、必要に応じて露光後の加熱(P
EB:post exposure baking)を行ってもよい。したが
って本発明に用いる着色材受容層の樹脂としては、光照
射により硬化しその部分が着色材を吸収しなくなるネガ
型の感光性樹脂が望ましい。In the method for forming a color filter of the present invention,
First, a colorant receiving layer is uniformly formed on a transparent substrate on which a BM and its pixel openings are formed. Next, in order to prevent color mixture between adjacent pixels, which is likely to occur when a color material is applied, at least a part of a region shielded by the BM between pixels has a wavelength at which the color material receiving layer has sensitivity. And light-curing to impart water repellency to that portion so that the coloring material does not penetrate. At that time, if necessary, heat after exposure (P
EB: post exposure baking) may be performed. Therefore, as the resin of the colorant receiving layer used in the present invention, a negative photosensitive resin which is cured by light irradiation and the portion of which does not absorb the colorant is desirable.
【0033】BMで遮光される領域に対応して、着色材
受容層の非着色領域を感光させ硬化させるには、例え
ば、BMパターンに対応するフォトマスクを介して着色
材受容層側から露光を行なうことにより該マスクの遮光
部分以外の部分が露光される。マスクにより遮光された
部分が着色可能なまま残り、光が照射された部分が撥着
色材性を持つ非着色領域となる。このような非着色領域
の形成のためには実質的にほぼ無色透明でありながら光
に感光して硬化する樹脂を用いることが望ましい。樹脂
に感光性を持たせるためには樹脂自体が感光性を持つ材
料を用いたり、カチオン系その他の光開始剤を添加して
感度を付与したりする等の方法をとることができる。着
色材受容層そのものは無色透明であることが望ましいの
で感光に用いる光は紫外線などが望ましい。In order to expose and cure the non-colored area of the colorant receiving layer corresponding to the area shielded by the BM, for example, exposure is performed from the colorant receiving layer side through a photomask corresponding to the BM pattern. By doing so, portions of the mask other than the light-shielding portions are exposed. The portion shielded by the mask remains colorable, and the portion irradiated with light becomes a non-colored region having a color repellent property. In order to form such a non-colored region, it is desirable to use a resin which is substantially colorless and transparent, and which is cured by being exposed to light. In order to impart photosensitivity to the resin, it is possible to use a method in which the resin itself has photosensitivity, or a method of adding a cationic or other photoinitiator to impart sensitivity. Since the colorant receiving layer itself is desirably colorless and transparent, the light used for exposure is preferably ultraviolet light.
【0034】本実施形態のカラーフィルター製造方法の
手順を次に説明する。The procedure of the color filter manufacturing method according to the present embodiment will be described below.
【0035】図2は、本実施形態のカラーフィルターの
製造手順の大きな流れの1例を概念的に示した工程図で
ある。本図において、21は透明基板(ガラス基板)、
22は遮光部であるブラックマトリクス(BM)、23
は着色材受容層(樹脂層)、24はフォトマスク、25
はインクジェットヘッド、26は保護層、28は非着色
領域、29は着色領域である。FIG. 2 is a process chart conceptually showing one example of a large flow of the procedure for manufacturing the color filter of the present embodiment. In this figure, 21 is a transparent substrate (glass substrate),
Reference numeral 22 denotes a black matrix (BM) which is a light shielding portion;
Is a colorant receiving layer (resin layer), 24 is a photomask, 25
Is an inkjet head, 26 is a protective layer, 28 is a non-colored area, and 29 is a colored area.
【0036】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。したがって、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4に示してある。こ
の画素配列に従ったパターンのBM(22)をガラス基
板(21)上に形成する(図2(a))。In the ink jet method, it is necessary to discharge ink of the same color from one ink jet nozzle. Therefore, paying attention to one nozzle, one-color ink ejection is performed in one drawing main scan in one direction. Therefore, a pixel array including the BM openings is designed in advance and arranged in the main scanning direction so that the pixel portion can be colored in the same color. A large area pixel array is formed by collecting a plurality of the pixel columns. An example is shown in FIG. A BM (22) having a pattern according to the pixel arrangement is formed on a glass substrate (21) (FIG. 2A).
【0037】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(23)を
形成する(図2(b))。Next, a material having a property of being penetrated by ink as a coloring material and being colored is applied on the BM pattern by spin coating or the like to form a coloring material receiving layer (23) (FIG. 2 ( b)).
【0038】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(2
8)を形成する(図2(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(2
4)を用いて、画素列と画素列との間のBM領域ならび
に同一色画素間の領域で前述のように適宜設定された着
色材流動抑制領域とすべき部分(不図示)に相当するマ
スク部分に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域を形
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。Thereafter, in order to prevent the ink from overflowing to the adjacent pixel portion when the ink is applied, the portion where the ink is not applied between the plurality of pixel rows is arranged along the main scanning direction. Non-colored areas (2
8) (FIG. 2C). In this case, a photomask (2) that transmits ultraviolet light only in a portion corresponding to the non-colored region
Using 4), a mask corresponding to a portion (not shown) to be a colorant flow suppression region appropriately set as described above in a BM region between pixel columns and a region between pixels of the same color. A method of aligning an ultraviolet transmitting portion with the portion, irradiating the coloring material receiving layer with ultraviolet light, and photo-curing can be performed. By doing so, it is possible to form a non-colored region having a low ink wettability and a low penetration of ink between adjacent pixel columns. Note that the pixel row portion is not exposed to light by the photomask, so that photocuring does not occur and ink permeability is maintained.
【0039】次に、隣接する画素列の間に非着色領域が
形成された着色材受容層の画素部に、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(25)を用いて
着色材であるインクを打ち込む(図2(d))。この図
では主走査方向は紙面に対し垂直方向である。インクの
打ち込みの際は、1色ずつ打ち込んでもよいし、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してもよい。Next, in the pixel portion of the colorant receiving layer in which a non-colored region is formed between adjacent pixel columns, a colorant is formed by using an ink jet head (25) with the direction of the pixel column being the main scanning direction. The ink is applied (FIG. 2D). In this figure, the main scanning direction is a direction perpendicular to the paper surface. At the time of ink ejection, one color may be ejected at a time, or ink jet nozzles for each color of red (R), green (G), and blue (B) may be arranged and simultaneously ejected in multiple colors.
【0040】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2
(e))。After the necessary pixels have been colored, the entire surface is then light-cured or heat-cured to fix the coloring material (FIG. 2).
(E)).
【0041】その上に適宜保護層(26)を塗布等の方
法で形成する(図2(f))。A protective layer (26) is appropriately formed thereon by a method such as coating (FIG. 2 (f)).
【0042】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等のスイッ
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挙げら
れ、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、その外側でもよく、カラーフィルターとしての制
約は特にない。As a display on which the color filter of the present invention can be mounted, a normal TN liquid crystal, so-called STN
There is no particular limitation, for example, an improved threshold value characteristic called an active matrix type in which a switching element such as a TFT is attached to each pixel, or a type using a ferroelectric liquid crystal. The color filter is generally installed on the inside of the two substrates to which the liquid crystal panel is attached, but may be outside the substrate, and there is no particular limitation as the color filter.
【0043】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
なものでもよい。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
れば何でもよい。The pixel shape and pixel pattern of the present invention are as follows:
Any pixel may be used as long as the pixels are arranged in the main scanning direction. Each pixel may be any pixel, such as a rectangle, a square, a triangle, and a circle, as long as they can all be arranged evenly.
【0044】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。As a coloring method, an ink jet method can be used, and as a coloring material, ink for ink jet can be used. As the ink jet method used in the present invention, a method using an electrothermal converter as an energy generating element (so-called bubble jet type) or a piezo jet type using a piezoelectric element can be used. Can be set to
【0045】本発明に用いる透明基板としては、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BMや配線を設けることも目的に応じて可能であ
る。そのような場合には、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。As the transparent substrate used in the present invention, various ones can be used according to the use of the color filter. For a liquid crystal display, a transparent glass substrate or a plastic substrate can be used. It is also possible to provide a BM at the interface with the substrate below the colorant receiving layer or to provide a BM or a wiring on the color filter according to the purpose. In such a case, if necessary, after forming the color filter, a transparent protective layer may be provided on the surface to protect the colored portion of the color filter.
【0046】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。The ink used in the present invention includes a dye-based ink,
It can be used with pigments, liquid inks,
It can be used with solid ink.
【0047】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。The coating method of the colorant-receiving layer used in the present invention may be a spin coating method, a roll coating method, a bar coating method, a spray coating method, a dip coating method, or the like. Absent.
【0048】本発明における遮光部は、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、フォトリソ法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
成されてもよい。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。The light shielding portion in the present invention can be formed by forming a BM. As a BM, a metal film is formed on a substrate by a film forming method such as sputtering or vacuum evaporation, and an opening or the like is patterned by a photolithographic method, or a black resin is applied and then patterned by a photolithographic method, or a BM is formed by a printing method. A formed one can be used. Further, the BM may be formed on a protective layer such as a resin film formed on the color filter after forming the color filter. Further, wiring used for driving the liquid crystal of the pixel can be used.
【0049】本発明における着色材受容層は、着色材受
容層の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て形成することができる。このよ
うな性質を持つ材料は、例えば、(i)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重合体
および/又は他のビニル系単量体との共重合体と、(i
i)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とを少なくとも含む樹脂により実
現できる。The colorant-receiving layer in the present invention is formed by applying a material which can be colored by an ink-jet method or the like and is capable of forming a non-colored area by spin coating or another method after the formation of the colorant-receiving layer. be able to. Materials having such properties include, for example, (i) a homopolymer of a monomer having a structural unit represented by the following structural formula (I) and / or a copolymer with another vinyl monomer. And (i
i) It can be realized by a resin containing at least a compound selected from a halogenated triazine compound, a diphenyliodonium salt derivative and a triphenylsulfonium salt derivative.
【0050】[0050]
【化1】 式中、R1は水素原子またはメチル基、R2は水素原子ま
たは炭素数1〜5のアルキル基である。Embedded image In the formula, R1 is a hydrogen atom or a methyl group, and R2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
【0051】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。これらの単量体は、単独で重合させるか或い
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
キシエチルアクリレート等の水酸基を有するビニル系単
量体、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。Examples of the monomer comprising the structural unit represented by the above formula (I) include N-methylolacrylamide,
N-methoxymethyl acrylamide, N-ethoxymethyl acrylamide, N-isopropoxymethyl acrylamide, N-methylol methacrylamide, N-methoxymethyl methacrylamide, N-ethoxymethyl methacrylamide, and the like, but are not limited thereto. Absent. These monomers are polymerized alone or copolymerized with other vinyl monomers. Other vinyl monomers include acrylic acid, methacrylic acid, acrylates such as methyl acrylate / ethyl acrylate, methacrylates such as methyl methacrylate / ethyl methacrylate, hydroxymethyl methacrylate / hydroxyethyl acrylate, etc. Vinyl monomers having a hydroxyl group of, styrene, α-methylstyrene, acrylamide, methacrylamide, acrylonitrile, acrylamine, vinylamine, vinyl acetate, vinyl propionate, and the like, but are not limited thereto. .
【0052】(i)の樹脂に対して(ii)は0.01〜
10重量%程度必要である。(ii)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。(Ii) with respect to the resin of (i)
About 10% by weight is required. Examples of the halogenated triazine compound (ii) include compounds represented by the following formula (II).
【0053】[0053]
【化2】 式中、YはCZ3、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。Embedded image In the formula, Y represents CZ 3 , phenyl, halogenated phenyl and other substituents, and Z represents a halogen atom.
【0054】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。Specifically, for example, 6-bis (trichloromethyl) -S-triazine, 2-styryl-4,6-
Bistrichloromethyl-S-triazine and other compounds include, but are not limited to.
【0055】また、(ii)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。The diphenyliodonium salt derivative which is another compound (ii) includes a compound represented by the following formula (III).
【0056】[0056]
【化3】 式中、R4、R5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BF4 -、PF6 -、
SbF6 -又はCF3SO3 -である。Embedded image In the formula, R 4 and R 5 are a hydrogen atom, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms or a t-butyl group, and X − is BF 4 − , PF 6 − ,
SbF 6 - or CF 3 SO 3 - is.
【0057】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等の化合物が挙げられる
が、これらに限らない。Specific examples include, but are not limited to, compounds such as diphenyliodonium hexafluoroantimonate and diphenyliodonium tetrafluoroborate.
【0058】また、(ii)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。As the other compound (ii), a triphenylsulfonium salt derivative, a compound represented by the following formula (IV) can be mentioned.
【0059】[0059]
【化4】 式中、R6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又はフッ素原
子であり、X-は前記式(III)の場合と同様である。Embedded image In the formula, R 6 is a hydrogen atom, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, —SPh or a fluorine atom, and X − is the same as in the above formula (III).
【0060】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等の化合物が挙げら
れるが、これらに限らない。Specific examples include, but are not limited to, compounds such as triphenylsulfonium hexafluoroantimonate and triphenylsulfonium hexafluoroborate.
【0061】これら(ii)の化合物は、(i)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。The compound of (ii) functions as a photoinitiator when the monomer of (i) is subjected to a photo-polymerization treatment for preventing color mixture.
【0062】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等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。The colorant receiving layer in which these materials are laminated on a substrate absorbs a colorant such as an ink for ink jet and is colored. The portions having ink repellency to prevent color mixing are cured by ultraviolet light before coloring. In the part irradiated with ultraviolet rays, the monomer polymerizes and the dye molecules of the ink become difficult to move,
In addition, the OH group is reduced, and the property of repelling ink appears. As a result, the area is hardly permeated by ink and hardly wetted. This makes it difficult for the ink to diffuse and move to this area, and an effect of preventing color mixing can be obtained.
【0063】[0063]
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに説明する
が、本発明はこれらに限定するものではない。EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0064】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(図4及び図8参照)。Example 1 In this example, a mosaic color filter for a liquid crystal display device was formed on a glass substrate (see FIGS. 4 and 8).
【0065】まず、ガラス基板上に、スパッタリング法
によりCrを厚さ700Åに成膜し、フォトリソ法によ
り非着色領域の露光パターンに対応して図4に示すよう
な形状の画素部が開口した画素間遮光用のBMを形成し
た。1色分の画素(45)の大きさは100×300μ
mでその中をさらに4分割し、小画素(46)を形成し
た。このような画素分割により各色多階調の面積階調が
可能になる。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。First, a Cr film is formed to a thickness of 700 ° on a glass substrate by a sputtering method, and a pixel having an opening in a pixel portion having a shape as shown in FIG. 4 corresponding to an exposure pattern of a non-colored region is formed by a photolithographic method. A light shielding BM was formed. The size of the pixel (45) for one color is 100 × 300 μ
The pixel was further divided into four by m to form a small pixel (46). Such pixel division makes it possible to perform multi-tone area gradation of each color. The pixel pitch of the same color is 300 μm.
The distance between adjacent pixels of different colors was 100 μm.
【0066】次に、前記構造式(I)(R1=H,R2=
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、その溶液を
BM上にスピンコート法によって厚さ約1μmに塗布
し、50℃にて約30分乾燥した。Next, the structural formula (I) (R 1 = H, R 2 =
H) A resin obtained by adding triphenylhexafluoroantimonate to an acrylic resin having 4% by weight based on the resin is dissolved in an ethyl cellosolve solvent, and the solution is spin-coated on a BM to a thickness of about 1 μm. It was applied and dried at 50 ° C. for about 30 minutes.
【0067】乾燥後、図4に示す画素分割パターンを持
つフォトマスクを介して290nm以下の波長の紫外線
により着色材受容層を露光し、さらに110℃、90秒
間のPEB加熱(post exposure bake)を行ない、画素
分割に一致して小画素の周辺に撥着色材性を持つ非着色
領域(41)を形成した。After drying, the colorant receiving layer is exposed to ultraviolet light having a wavelength of 290 nm or less through a photomask having a pixel division pattern shown in FIG. 4, and further subjected to PEB heating (post exposure bake) at 110 ° C. for 90 seconds. Then, a non-colored area (41) having a color repellent property was formed around the small pixels in accordance with the pixel division.
【0068】次に、上記の画素部である着色領域(4
2)に、インクジェット法により初めの設計にしたがっ
て着色材である赤(R)・緑(G)・青(B)の3種の
インクを図3(a)に示す要領で打ち込んだ。インク
は、画素部に吸収されたが画素部周辺に形成した非着色
領域では撥じかれ、隣接画素への漏れ出しは起きず、混
色しなかった。なお、上記要領に対して、着色材である
インクの打ち込みを画素上に正確に行なおうとすると、
等間隔に打つ訳には行かないので、画素の位置に合せて
複雑な制御が必要であった。Next, the colored region (4
In 2), three kinds of inks of red (R), green (G), and blue (B), which are coloring materials, were ejected according to the initial design by the ink jet method in the manner shown in FIG. The ink was absorbed by the pixel portion, but was repelled in the non-colored area formed around the pixel portion, did not leak to adjacent pixels, and did not mix. In addition, with respect to the above procedure, when it is intended to accurately apply the ink as the coloring material on the pixel,
Since it is not possible to strike at equal intervals, complicated control is required according to the position of the pixel.
【0069】小画素内の光学濃度の分布は±5%以下で
あり実用上問題ないレベルであった。また、画素分割し
た小画素と小画素との間の非着色領域には着色材が吸収
されなかったため、この部分での着色材受容層の盛り上
がりは全く生じなかった。なお、画素部の着色領域では
若干の盛り上がりが起きたが問題はなかった。The distribution of the optical density within the small pixel was ± 5% or less, which was a level that was not problematic in practical use. In addition, since the coloring material was not absorbed in the non-colored area between the divided small pixels, no swelling of the coloring material receiving layer occurred in this portion. Although a slight swell occurred in the colored region of the pixel portion, there was no problem.
【0070】インク打ちの後、基板全体を50℃で30
分乾燥し、さらに200℃にて光照射しなかった画素部
を1時間加熱硬化させた。これにより着色材受容層は全
体が硬化した。After the ink ejection, the entire substrate was heated at 50 ° C. for 30 minutes.
After drying for a minute, the pixel portion which was not irradiated with light at 200 ° C. was heated and cured for 1 hour. As a result, the entire colorant receiving layer was cured.
【0071】これを水洗し乾燥した後、アクリル樹脂系
の保護層を厚さ約1μmに塗布し、カラーフィルターを
完成させた。After washing with water and drying, an acrylic resin-based protective layer was applied to a thickness of about 1 μm to complete a color filter.
【0072】画素の着色部は0.1〜0.2μm程度の
盛り上がりがあったが、非着色部は均一な厚さであっ
た。The colored portion of the pixel had a swell of about 0.1 to 0.2 μm, but the non-colored portion had a uniform thickness.
【0073】こうして形成したカラーフィルター上の非
着色領域に、スパッタリング法とフォトリソ法により、
図8に示すようにAl配線(85)を形成したところ、
配線の高さは何処でも等しかった。The non-colored area on the color filter thus formed is formed by sputtering and photolithography.
When an Al wiring (85) was formed as shown in FIG.
The height of the wiring was equal everywhere.
【0074】配線形成後、配線と配線との間の着色画素
部に特開平2−63019号公報と同様の方法で樹脂を
埋め込んで平坦化(平坦化層(84)を形成)したとこ
ろ、表面凹凸は±15nm程度で極めて平坦であった。After the formation of the wiring, the colored pixel portion between the wirings was buried with a resin in the same manner as in JP-A-2-63019 to planarize (form the flattening layer (84)) and obtain a surface. The unevenness was extremely flat at about ± 15 nm.
【0075】硬化後、透明電極(86)を形成し、さら
に配向制御膜を形成してセグメント基板を完成させた。
コモン基板もカラーフィルターは搭載しないが同様の方
法で形成し、スペーサーをはさんで張り合わせてセル化
し、強誘電性液晶を注入して駆動回路その他の実装を
し、液晶表示装置として完成させた。これを駆動したと
ころ良好な中間調再現性を発揮し非常に良好な画像が得
られた。After curing, a transparent electrode (86) was formed, and an orientation control film was further formed to complete a segment substrate.
The common substrate was not formed with a color filter, but was formed in the same manner, and was laminated to form a cell. The ferroelectric liquid crystal was injected and a drive circuit and other components were mounted to complete a liquid crystal display device. When this was driven, good halftone reproducibility was exhibited and a very good image was obtained.
【0076】比較例1 本発明の効果を従来法と比較するために、面積階調のた
めの同一色画素の細分化をBMと配線による遮光のみで
行なう場合の例を説明する。COMPARATIVE EXAMPLE 1 In order to compare the effect of the present invention with the conventional method, an example will be described in which subdivision of pixels of the same color for area gradation is performed only by light shielding by BM and wiring.
【0077】実施例1とほぼ同様の方法でカラーフィル
ターを形成した。ただし、非着色領域の形状は、同一色
画素内を分割しない図5に示す構成とした。このような
非着色領域形状を用いてインクジェット法により図3
(c)に示す要領で画素の着色を行なった。A color filter was formed in substantially the same manner as in Example 1. However, the shape of the non-colored region was the configuration shown in FIG. 5 in which the same color pixel was not divided. FIG. 3 shows an ink-jet method using such a non-colored region shape.
The pixels were colored in the manner shown in (c).
【0078】その結果、隣接する他の色の画素との混色
は起きず正確な形状で着色できたが、画素内の濃度分布
が大きくなり、特に画素の隅の光学濃度が低くなった。
最も濃度の高い部分と最も濃度の低い部分との光学濃度
の差は10〜15%であり、濃度の低い領域の面積も1
0〜20%程度で大きかった。As a result, color mixing with another adjacent color pixel did not occur, and the pixel could be colored in an accurate shape. However, the density distribution in the pixel became large, and the optical density particularly at the corner of the pixel became low.
The difference in optical density between the highest density portion and the lowest density portion is 10 to 15%, and the area of the low density region is also 1%.
It was large at about 0 to 20%.
【0079】また、着色して盛り上がった画素中央部の
上に保護層を設けてその上に配線を形成したところ、非
着色領域上の配線との高さの差(盛り上がり)が0.2
μm程度生じた。そのため、配線の高さに差が生じ、配
線間に樹脂を埋めて平坦化層を形成したときに、配線上
に樹脂が残り、配線および平坦化層の上に形成した透明
電極と配線との接触が悪くなり、画素電極に所定の電圧
を印加できなかった。そのため、液晶表示装置としたと
きの画像は不良であった。When a protective layer was provided on the central portion of the pixel that was colored and raised, and a wiring was formed thereon, the difference in height (bump) from the wiring on the non-colored area was 0.2.
It was about μm. Therefore, a difference occurs in the height of the wiring, and when a flattening layer is formed by filling the resin between the wirings, the resin remains on the wiring, and the wiring and the transparent electrode formed on the flattening layer and the wiring are not covered by the resin. Contact deteriorated, and a predetermined voltage could not be applied to the pixel electrode. For this reason, the image when formed as a liquid crystal display device was defective.
【0080】実施例2 実施例1とほぼ同様の方法でカラーフィルターを形成し
た。ただし、インクジェット法による着色材付与の制御
を単純化する目的で、図6に示す非着色領域パターンを
用い、図3(b)に示す要領で画素の長手方向に走査し
着色を行なった。Example 2 A color filter was formed in substantially the same manner as in Example 1. However, in order to simplify the control of the application of the coloring material by the ink jet method, coloring was performed by scanning in the longitudinal direction of the pixel in the manner shown in FIG. 3B using the non-colored area pattern shown in FIG.
【0081】これにより、走査方向に隣接するBM開口
部間のBMで遮光される部分の着色材受容層上にも着色
材が付与され着色されたが、特に実用上の問題は起ら
ず、インクジェット法による着色制御が簡単になるとい
う効果があった。As a result, the coloring material was applied to the portion of the coloring material receiving layer which was shielded by the BM between the BM openings adjacent to each other in the scanning direction and was colored, but no practical problem occurred. There was an effect that coloring control by the ink jet method was simplified.
【0082】隣接する同一色の着色領域(62)は、図
3(b)のように、間の非着色領域(61)をまたいで
着色材付与を行なったが、この非着色領域に付与された
着色材はそこでは吸収されずにその表面を流れてその両
側に隣接する着色領域(62)に吸収されたため、結果
的に非着色領域には着色材はほとんど残らなかった。As shown in FIG. 3B, adjacent colored regions (62) of the same color are provided with a coloring material across the non-colored region (61) therebetween. The colorant flowed over the surface without being absorbed there, and was absorbed by the colored regions (62) adjacent on both sides thereof, and as a result, almost no colorant remained in the non-colored regions.
【0083】また、BMで遮光される部分の長手方向に
は、非着色領域が形成されているため、そこでの着色材
の吸収は無く、その分の着色材がBM開口部上の着色領
域の着色に有効に利用されたため、画素の光学濃度は充
分に高く、また画素内の濃度分布が非常に均一になっ
た。Further, since a non-colored area is formed in the longitudinal direction of the portion shielded by the BM, there is no absorption of the colorant there, and the colorant is not absorbed by the non-colored area on the BM opening. Since the pixel was effectively used for coloring, the optical density of the pixel was sufficiently high, and the density distribution in the pixel became very uniform.
【0084】着色終了後、着色材受容層を加熱硬化して
着色材を固定し、さらに水洗して非着色領域にわずかに
残っていた着色材を洗い流したところ、この部分の着色
材は完全に除去でき、かつ画素の着色部に吸収された着
色材は水洗では全く除去されなかった。After the coloring was completed, the coloring material receiving layer was heated and cured to fix the coloring material, and further washed with water to wash away a little coloring material remaining in the non-colored area. The coloring material that could be removed and absorbed in the colored portions of the pixels was not removed at all by washing with water.
【0085】これを乾燥後、保護層を厚さ約1μmに塗
布し熱硬化した。配線を載せる非着色領域とカラーフィ
ルターの厚さは均一で凹凸は30nm以下であった。After drying, a protective layer was applied to a thickness of about 1 μm and thermally cured. The thickness of the non-colored area on which the wiring was placed and the color filter were uniform, and the unevenness was 30 nm or less.
【0086】次に、スパッタリング法とフォトリソ法に
より、この部分にAl配線を500nmの厚さに形成し
た。その表面の高さは充分にそろっていた。Next, an Al wiring was formed in this portion to a thickness of 500 nm by sputtering and photolithography. The height of the surface was uniform.
【0087】配線形成後、配線間に樹脂を埋めて平坦化
層を形成し、この平坦化層とAl配線上に透明電極を形
成した。この透明電極とAl配線との電気的接触は極め
て良好であった。After forming the wiring, a resin was buried between the wirings to form a flattening layer, and a transparent electrode was formed on the flattening layer and the Al wiring. The electrical contact between the transparent electrode and the Al wiring was extremely good.
【0088】こうして作製されたカラーフィルター、A
l配線および透明電極が設けられた基板と、別に用意し
た対向電極付き基板を用いて液晶パネルを作製した。こ
の液晶パネルは、極めて良好な画像が得られた。The color filter thus prepared, A
A liquid crystal panel was manufactured using a substrate provided with a wiring and a transparent electrode and a separately prepared substrate with a counter electrode. With this liquid crystal panel, an extremely good image was obtained.
【0089】比較例2 実施例2とほぼ同様の方法でカラーフィルターを作製し
た。ただし、非着色領域の形成は図6ではなく図7に示
すパターンを用い、図3(d)に示す要領でインクジェ
ット法による着色を行なった。Comparative Example 2 A color filter was manufactured in substantially the same manner as in Example 2. However, the non-colored region was formed by using the pattern shown in FIG. 7 instead of FIG. 6, and coloring was performed by the inkjet method in the manner shown in FIG. 3D.
【0090】その結果、同一色画素の中を走る配線を載
せる部分は図2のように盛り上がった。着色材固定のた
めの加熱硬化後水洗を行なったが、配線部の凹凸には何
の変化もなく着色材受容層の表面は盛り上がったままで
あった。このようにして作製されたカラーフィルターを
用いた液晶パネルの画像は不良であった。As a result, the portion on which the wiring running in the same color pixel was mounted was raised as shown in FIG. After heating and curing for fixing the coloring material, washing was performed, but the surface of the coloring material receiving layer remained raised without any change in the unevenness of the wiring portion. The image of the liquid crystal panel using the color filter produced as described above was defective.
【0091】[0091]
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
面積階調などのために同一色画素の中をさらに小画素に
細分する場合に、表面が平坦で且つ画素内の光学濃度分
布が均一なカラーフィルターが得られるので、配線や電
極をその上に形成して作製された液晶表示装置は、高解
像度で色再現性に優れた均一な画像が得られる。According to the present invention as described above,
When the same color pixel is further subdivided into small pixels for area gradation, etc., a color filter with a flat surface and a uniform optical density distribution within the pixel can be obtained. A liquid crystal display device formed and manufactured can obtain a uniform image with high resolution and excellent color reproducibility.
【図1】本発明のカラーフィルターの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a color filter of the present invention.
【図2】本発明のカラーフィルターの製造工程図であ
る。FIG. 2 is a manufacturing process diagram of the color filter of the present invention.
【図3】本発明および従来のカラーフィルターの製造に
おける、画素部の着色工程における着色材の付与方法の
説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a method of applying a coloring material in a coloring step of a pixel portion in the present invention and a conventional color filter manufacturing process.
【図4】本発明のカラーフィルターの非着色領域パター
ンの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a non-colored area pattern of the color filter of the present invention.
【図5】従来のカラーフィルターの非着色領域パターン
の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a non-colored area pattern of a conventional color filter.
【図6】本発明のカラーフィルターの非着色領域パター
ンの一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a non-colored area pattern of the color filter of the present invention.
【図7】従来のカラーフィルターの非着色領域パターン
の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a non-colored area pattern of a conventional color filter.
【図8】本発明のカラーフィルターの断面図である。FIG. 8 is a sectional view of the color filter of the present invention.
【図9】従来のカラーフィルターの断面図である。FIG. 9 is a sectional view of a conventional color filter.
1、21、81、91 透明基板 2、22、43、53、63、73、82、92 ブラ
ックマトリクス(BM) 3、23、83、93 着色材受容層 4、84、94 平坦化層 5、85、95 Al配線 6、86、96 透明電極 7、28、31、41、51、61、71、87、97
非着色領域 8、29、32、42、52、62、72、88、98
着色領域(着色材受容領域) 24 フォトマスク 25 インクジェットヘッド 26、89 保護層 33 着色材液滴 34、44、54、64、74 ブラックマトリクス開
口部(BM開口部) 45、55、65、75 一色分の画素 46 小画素1, 21, 81, 91 Transparent substrate 2, 22, 43, 53, 63, 73, 82, 92 Black matrix (BM) 3, 23, 83, 93 Colorant receiving layer 4, 84, 94 Flattening layer 5, 85, 95 Al wiring 6, 86, 96 Transparent electrode 7, 28, 31, 41, 51, 61, 71, 87, 97
Non-colored area 8, 29, 32, 42, 52, 62, 72, 88, 98
Coloring region (coloring material receiving region) 24 Photomask 25 Inkjet head 26, 89 Protective layer 33 Coloring material droplet 34, 44, 54, 64, 74 Black matrix opening (BM opening) 45, 55, 65, 75 One color Minute pixel 46 Small pixel
Claims (5)
有し、該着色材受容層の画素間の非画素領域の少なくと
も一部に、撥着色材性を持った非着色領域が形成され、
残った着色材受容領域に着色材が付与され画素部が着色
されたカラーフィルターにおいて、一色分の画素が複数
の小画素に細分化され、これらの小画素が前記非着色領
域で互いに或いは2組以上に隔てられていることを特徴
とするカラーフィルター。1. A non-colored area having a color repellent property is formed on at least a part of a non-pixel area between pixels of the colorant-receiving layer, the non-colored area having a color repellent material formed on a transparent substrate.
In the color filter in which the colorant is applied to the remaining colorant receiving region and the pixel portion is colored, pixels of one color are subdivided into a plurality of small pixels, and these small pixels are mutually or two sets in the non-colored region. A color filter characterized by being separated as described above.
色材が付与され画素部が着色されたことを特徴とする請
求項1記載のカラーフィルター。2. The color filter according to claim 1, wherein a colorant is applied to the colorant receiving region by an ink jet method, and the pixel portion is colored.
形成され、着色材受容領域上には形成されていないこと
を特徴とする請求項1又は2記載のカラーフィルター。3. The color filter according to claim 1, wherein a wiring is formed on at least a part of the non-colored area, and is not formed on the colorant receiving area.
設け、該着色材受容層の画素間の非画素領域の少なくと
も一部に、撥着色材性を持った非着色領域を光照射によ
り形成し、残った着色材受容領域に着色材を付与して画
素部の着色を行なうカラーフィルターの製造方法におい
て、前記非着色領域で互いに隔てられた複数の着色材受
容領域を、非着色領域をまたいで同一の着色材液滴で着
色し、一色分の画素内に、該非着色領域で互いに或いは
2組以上に隔てられた複数の小画素を形成することを特
徴とするカラーフィルターの製造方法。4. A coloring material receiving layer is provided at least on a transparent substrate, and a non-coloring region having a color repellent property is formed by light irradiation on at least a part of a non-pixel region between pixels of the coloring material receiving layer. Then, in the method of manufacturing a color filter for coloring the pixel portion by applying a coloring material to the remaining coloring material receiving region, a plurality of coloring material receiving regions separated from each other by the non-coloring region, straddling the non-coloring region. A method for producing a color filter, characterized in that a plurality of small pixels separated from each other or two or more pairs in the non-colored area are formed in a pixel of one color by coloring with the same colorant droplet.
受容領域に付与することを特徴とする請求項4記載のカ
ラーフィルターの製造方法。5. The method for producing a color filter according to claim 4, wherein the colorant is applied to the colorant receiving region by an ink jet method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21847496A JPH1062616A (en) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | Color filter and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21847496A JPH1062616A (en) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | Color filter and its manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1062616A true JPH1062616A (en) | 1998-03-06 |
Family
ID=16720501
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21847496A Pending JPH1062616A (en) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | Color filter and its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1062616A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6948533B2 (en) | 2002-01-11 | 2005-09-27 | Seiko Epson Corporation | Manufacturing method for display device, display device, manufacturing method for electronic apparatus, and electronic apparatus |
-
1996
- 1996-08-20 JP JP21847496A patent/JPH1062616A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6948533B2 (en) | 2002-01-11 | 2005-09-27 | Seiko Epson Corporation | Manufacturing method for display device, display device, manufacturing method for electronic apparatus, and electronic apparatus |
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