JPH1184121A - カラーフィルタ基板とその製造方法、該基板を用いた液晶素子 - Google Patents

カラーフィルタ基板とその製造方法、該基板を用いた液晶素子

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JPH1184121A JP24053697A JP24053697A JPH1184121A JP H1184121 A JPH1184121 A JP H1184121A JP 24053697 A JP24053697 A JP 24053697A JP 24053697 A JP24053697 A JP 24053697A JP H1184121 A JPH1184121 A JP H1184121A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット方式によるカラーフィルタ基
板の製造において、インクジェットによる着色インクの
描画アライメント精度を向上する。 【解決手段】 支持基板１上にブラックマトリクス２を
形成する際に、有効表示領域内に該ブラックマトリクス
２と同じ素材でアライメントマーク３を形成し、該アラ
イメントマーク３を用いてカラーフィルタ形成時の描画
アライメントを行なう。

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基板とその製造方法に関
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基板とその製造方法、さらに
該基板を用いた液晶素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータの発達、
特に携帯用の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、未だ全ての要求特性
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】第１の方法は顔料分散法である。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
（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のカラーフィルタ層を形成
する。
【０００４】第２の方法は、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，Ｇ，Ｂのカラーフィルタ層を得る。
【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を塗り
分けた後、樹脂を熱硬化させることによりカラーフィル
タ層を形成するものである。
【０００６】第４の方法としては印刷法がある。この方
法は、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。
【０００７】上記いずれの方法においても着色層上に保
護層を形成するのが一般的である。
【０００８】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点を有している。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方式のカラー液晶
ディスプレイには適用が難しい。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は形成
が難しい。
【０００９】これらの欠点を補うべく、特開昭５９−７
５２０５号公報、特開昭６３−２３５９０１号公報、特
開昭６３−２９４５０３号公報、或いは、特開平１−２
１７３２０号公報等には、インクジェット方式を用いて
カラーフィルタを製造する方法が記載されている。
【００１０】上記インクジェット方式によるカラーフィ
ルタの製造工程の一例を説明する。先ず、ガラス基板等
の支持基板上に、各画素の境界を明確にして画面を鮮明
にするための遮光パターンであるブラックマトリクスを
形成する。このブラックマトリクスはスパッタリング等
により画素のパターンに合わせてクロム等の金属薄膜を
形成したものである。次に、ブラックマトリクスが形成
された支持基板上にインク吸収性のある樹脂組成物を塗
布してインク受容層を形成する。このインク受容層をパ
ターン露光して画素間の境界部分のインク吸収性を消失
させ、非着色部を形成する。その後、未露光部にインク
ジェットヘッドより着色インクを付与して所定のカラー
パターンに着色する。
【００１１】上記工程においては、インク受容層をパタ
ーン露光する際に、有効表示領域の外側の領域にアライ
メントマークを形成し、上記着色インクを付与する際の
アライメントに用いていた。
【００１２】また、インクジェット方式によるカラーフ
ィルタの製造方法としては、上記工程の他に、樹脂製の
ブラックマトリクスを形成し、該ブラックマトリクスの
開口部に硬化型の着色インクを直接付与し、該インクを
硬化させてカラーフィルタとする方法もある。この場合
にも、着色インクを付与する際のアライメントマーク
は、有効表示領域の外側の領域に設けていた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、イン
クジェット方式によるカラーフィルタの製造方法におい
ては、インクジェットヘッドの描画アライメントには、
有効表示領域の外側の領域に設けたアライメントマーク
を用いていた。従って、該アライメントマークとインク
ジェットヘッドの描画位置との距離が長く、誤差が生じ
易い。
【００１４】また、カラーフィルタ基板は、基板の端に
近付くほど歪みを生じている場合が多く、該歪みが大き
い場合には、アライメント動作後の位置が設計位置から
ずれてしまう。そのため、アライメント動作に補正をか
けなければならない。また、該歪みが複数の基板間でバ
ラツキを生じた場合、アライメント動作時の該補正量
を、基板毎の歪み量に応じて再補正しなければならない
といった問題点があった。
【００１５】アライメント動作後のアライメント位置が
適当でない場合、所定の描画領域に対する実際の描画位
置がずれ、混色や白抜けといった欠陥を生じる可能性が
あった。
【００１６】また、有効表示領域の外側には、アライメ
ントマークを配置するための余白領域が必要であり、そ
のために画像を表示する有効表示領域がカラーフィルタ
基板の寸法に対して小さくなってしまい、基板を有効に
活用できないといった問題があった。さらに、当該カラ
ーフィルタ基板を用いて液晶素子を構成する際、対向す
るアレイ基板用アライメントマークとの干渉を考慮しな
ければならないなどの制約があり、設計行為を煩雑にす
る原因の一つとなっていた。
【００１７】本発明の目的は、上記問題を解決し、基板
を有効に活用し、且つ、高精度なアライメントにより精
度良く着色インクの描画を行ない、混色や白抜けのない
信頼性の高いカラーフィルタ基板を実現し、該基板を用
いて表示特性に優れた液晶素子を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の第一は、支持基
板上にブラックマトリクスを形成する工程と、インクジ
ェット方式によりカラーフィルタを形成する工程とを有
するカラーフィルタ基板の製造方法であって、上記ブラ
ックマトリクス形成工程において、ブラックマトリクス
の辺縁部で取り囲まれた有効表示領域内にアライメント
マークを形成し、上記カラーフィルタ形成工程におい
て、該アライメントマークを用いて着色インクの描画ア
ライメントを行なうことを特徴とするカラーフィルタ基
板の製造方法である。
【００１９】また本発明の第二は、支持基板上にブラッ
クマトリクスを形成する工程と、インクジェット方式に
よりカラーフィルタを形成する工程とを有するカラーフ
ィルタ基板の製造方法であって、上記カラーフィルタ形
成工程において、上記ブラックマトリクスの形状をアラ
イメントマークとして着色インクの描画アライメントを
行なうことを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法
である。
【００２０】さらに本発明の第三は、上記製造方法のい
ずれかによって製造されたことを特徴とするカラーフィ
ルタ基板であり、本発明の第四は、該カラーフィルタ基
板を用いて構成されたことを特徴とする液晶素子であ
る。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１に本発明のカラーフィルタ基
板の一実施形態の構成を示す。図中（ａ）は部分平面模
式図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面模式図である。図
１中、１は支持基板、２はブラックマトリクス、３はア
ライメントマーク、４はブラックマトリクス２の開口
部、５はカラーフィルタの非着色部、６は着色部、７は
保護層である。尚、（ａ）においては便宜上カラーフィ
ルタとその上の保護層を省略している。
【００２２】本発明においてブラックマトリクスの辺縁
部とは、図１（ａ）に示されるように、有効表示領域周
辺の額縁状の遮光領域であり、有効表示領域とは、該辺
縁部で取り囲まれ実質画像表示に関わる部分である。
【００２３】本発明においては、有効表示領域内にアラ
イメントマークを形成し、該アライメントマークを用い
てカラーフィルタ形成工程における描画アライメントを
行なうことに特徴を有する。本発明にかかるアライメン
トマークとしては、図１に示すような、ブラックマトリ
クス２の開口部４内に別途ブラックマトリクス２と同じ
素材で形成したものの他に、図６に示すように開口部４
内にネガパターンで形成したもの、図７に示すように開
口部４の側壁部に凸部を設けたもの、或いは、図８に示
すように凹部を設けたもの、図９及び図１０に示すよう
にブラックマトリクス２の有効表示領域内に形成したも
のが挙げられる。これらは組み合わせて用いても構わな
い。
【００２４】上記に挙げたアライメントマークのうち開
口部４に設けた場合（図１、図６〜図８）については、
図１１に示すように、当該開口部４が有効表示領域のコ
ーナー部に位置することが当該アライメントマークの表
示画像への影響を最小限に抑える上で好ましい。
【００２５】また、本発明には、特にアライメントマー
クとして形成せずに、ブラックマトリクス２の開口部４
のパターンをアライメントマークとして認識する場合も
含まれる。即ち、ブラックマトリクス２の有効表示領域
における開口部４の連続パターンに対し、ブラックマト
リクス２の端部において、連続した開口部パターンが終
了することを、画像処理によって認識し、これをアライ
メントマークとすることができる。
【００２６】図２に本発明のカラーフィルタ基板の製造
方法の一実施形態を示す。本実施形態は、図１に示した
パターンのアライメントマークを形成する例で、図２中
の（ａ）〜（ｆ）は下記工程−ａ〜ｆに対応する断面模
式図である。
【００２７】工程−ａ 支持基板１上にブラックマトリクス２とアライメントマ
ーク３を形成する。支持基板１としては、一般にガラス
基板が用いられるが、カラーフィルタの透明性を損なわ
ず、強度等カラーフィルタ基板の用途に応じた必要特性
を有するものであれば、プラスチックなどでも良い。ま
た、反射型の液晶素子を構成する場合など、反射層など
必要部材を備えた不透明な基板を支持基板１として用い
る場合もある。また、ブラックマトリクス２としては、
液晶素子を構成する場合で通常０．１〜０．５μｍ程度
の厚みで、例えば、クロム等金属をスパッタ法或いは蒸
着等により成膜し、所定の形状にパターニングすること
によって得られる。
【００２８】工程−ｂ 支持基板１上にインク受容層２１を形成する。インク受
容層２１はインク吸収性を有する樹脂組成物で形成され
るが、例えば、光照射及び／または熱処理によってイン
ク吸収性を発現或いは消失する樹脂組成物を用いる。上
記光照射及び／または熱処理によってインク吸収性を発
現するタイプの樹脂組成物の場合には、予め露光してイ
ンク受容層２１にインク吸収性を発現させる。また、好
ましくは、光照射によってインク吸収性を発現或いは消
失する樹脂組成物を用い、予め後述する工程−ｃのパタ
ーン露光によって、露光部と未露光部とを形成し、イン
ク吸収性を有する領域のみを選択的に着色することが望
ましい。その際には、隣接する着色部同士での混色を防
止する上で、非着色部が撥インク性を呈するような成分
を樹脂組成物に含有させておくことが望ましい。
【００２９】本発明に用いられる樹脂組成物としては、
例えばアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、アミド系樹
脂、フェノール系樹脂、ポリスチレン系樹脂などが必要
に応じて光開始剤（架橋剤）と併せて用いられる。
【００３０】上記樹脂組成物は、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
等の方法により基板１上に塗布し、必要に応じてプリベ
ークしてインク受容層２１とする。
【００３１】インク受容層２１の厚さは、液晶素子を構
成する場合で０．４〜２．０μｍ程度である。
【００３２】工程−ｃ フォトマスク２２を用いて、インク受容層２１をパター
ン露光し、インク吸収性を持たない非着色部５を形成す
る。図２は、露光によりインク吸収性を消失するタイプ
の場合であり、露光によりインク吸収性を発現するタイ
プの樹脂組成物を用いた場合は逆のパターンで露光すれ
ば良い。
【００３３】図２に示したように、非着色部５はブラッ
クマトリクス２に重なる位置に形成され、特に、ブラッ
クマトリクス２の幅よりも狭くなるように形成すること
により、後述する着色部６がブラックマトリクス２と重
なる位置にまで延出して形成され、白抜けが防止され
る。
【００３４】工程−ｄ インクジェットヘッド２３を用いて、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色
の着色インク２４をインク受容層２１の未露光部の所定
の位置に付与し、所定のカラーパターンを描画する。こ
の時、インクジェットヘッド２３と未露光部との描画ア
ライメントに、アライメントマーク３を用いる。
【００３５】本発明においては、描画アライメントに用
いるアライメントマーク３がブラックマトリクス２の有
効表示領域内に設置されているため、該アライメントマ
ークから描画位置までの距離が短く、基板の端部におけ
る歪みの影響も受け難いため、描画ずれが最小限に抑え
られ、ブラックマトリクス２の外側領域にアライメント
マークを配置するための余白を用意する必要もない。ま
た、本発明にかかるアライメントマーク３はブラックマ
トリクス２の形成工程において形成されるため、基板１
とブラックマトリクス２との位置ずれの影響を受けるこ
ともない。
【００３６】本発明において用いら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、着色面
積及び着色パターンは任意に設定することができる。
【００３７】また、本発明において用いられる着色イン
ク２４は、染料を有し、常温で液体のものに限らず、室
温やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化す
るもの、もしくは液体であるもの、或いは上述のインク
ジェット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の
範囲内で温度調整を行なってインクの粘性を安定吐出範
囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、
上記温度範囲で液状をなすものが好適に用いられる。
【００３８】図１２にインクジェット方式によるカラー
フィルタの製造装置の一例の構成を概略的に示す。図１
２において、５０は製造装置、５１は載置架台、５２は
架台５１上に配置されたＸＹθステージ、５３はＸＹθ
ステージ５２上にセットされた支持基板、５５はインク
ジェットヘッド、５８は当該装置の全体動作を制御する
コントローラ、５９はコントローラの入出力手段である
ティーチングペンダント（パーソナルコンピュータ）、
６０はティーチングペンダント５９の操作部であるキー
ボード、６２は製造の進行状況及びインクジェットヘッ
ドの異常の有無等の情報を表示する表示部を示してい
る。尚、支持基板５３上には、ブラックマトリクスやイ
ンク受容層が形成されているが、便宜上省略する。
【００３９】図１３は、図１２の製造装置の制御コント
ローラ５８の構成図である。図１３中、６５はティーチ
ングペンダント５９とコントローラ５８とのデータの受
け渡しを行なうインターフェース、６６はカラーフィル
タ製造装置５０の制御を行なうＣＰＵ、６７はＣＰＵ６
６を動作させるための制御プログラムを記憶しているＲ
ＯＭ、６８は異常情報等を記憶するＲＡＭ、７０はイン
クジェットヘッド５５から支持基板５３への着色インク
の付与を制御するインクジェット制御部、７１は製造装
置５０のＸＹθステージ５２の動作を制御するステージ
制御部である。
【００４０】工程−ｅ 着色インクによって未露光部を着色して着色部６を形成
したインク受容層全体を光照射、熱処理等適宜必要な処
理を施して硬化させる。
【００４１】工程−ｆ 通常、カラーフィルタ上に保護層７を形成する。保護層
７は光硬化型、熱硬化型、或いは熱・光併用硬化型の樹
脂組成物層、或いは蒸着、スパッタ等によって形成され
た無機膜等を用いることができる。いずれの場合もカラ
ーフィルタの透明性を損なわず、その後のＩＴＯ形成工
程、配向膜形成工程等に耐えるものであれば使用するこ
とができる。
【００４２】図３に図１のカラーフィルタ基板を組み込
んだＴＦＴカラー液晶素子の一実施形態の一部分の概略
断面図を示す。図３において、１２は共通電極、１３は
配向膜、３１は対向基板、３２は画素電極、３３は配向
膜、３４は液晶化合物である。
【００４３】カラー液晶素子は、一般的にカラーフィル
タ基板と対向基板３１を合わせ込み、液晶化合物３４を
封入することにより形成される。液晶素子の一方の基板
３１の内側に、ＴＦＴ（図示しない）と透明な画素電極
３２がマトリクス状に形成される。また、もう一方の基
板１の内側には、画素電極３２に対向する位置に、Ｒ、
Ｇ、Ｂが配列するようにカラーフィルタの着色部６が設
置され、その上に透明な共通電極１２が一面に形成され
る。さらに、両基板の面内には配向膜１３、３３が形成
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。これらの基
板はスペーサー（図示しない）を介して対向配置され、
シール材（図示しない）によって貼り合わされ、その間
隙に液晶化合物３４が充填される。
【００４４】上記液晶素子は、それぞれの基板の外側に
偏光板を接着し、一般的に蛍光灯と散乱板を組み合わせ
たバックライトを用い、図中の矢印の方向から光を照射
して液晶化合物をバックライトの光の透過率を変化させ
る光シャッターとして機能させることにより表示を行な
う。
【００４５】上記実施形態においてはＴＦＴカラー液晶
素子について説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、単純マトリクス型等他の駆動タイプの液晶
素子にも好ましく適用される。
【００４６】また、本発明の液晶素子においては、本発
明のカラーフィルタ基板を用いて構成されていれば、他
の部材については従来の技術をそのまま用いることがで
きる。従って、液晶化合物についても、一般に用いられ
ているＴＮ型液晶や強誘電性液晶等を好適に用いること
ができる。
【００４７】図４に本発明のカラーフィルタ基板の製造
方法の他の実施形態を示す。本実施形態も、アライメン
トマークとしては図１に示したパターンを形成する例を
示す。図４中の（ａ）〜（ｄ）は下記工程−ａ〜ｄに対
応する断面模式図である。
【００４８】工程−ａ 支持基板１上に隔壁部を兼ねたブラックマトリクス２を
形成する。本実施形態においては、ブラックマトリクス
２は本来の遮光層としての部材だけでなく、後述する硬
化型の着色インクを付与した際に、隣接する異なる色の
インクとの混色を避けるための部材でもある。本発明に
おいては、ブラックマトリクス２と同時に、アライメン
トマーク３を形成する。
【００４９】かかるブラックマトリクス２としては、樹
脂製が好ましく、例えば黒色顔料含有レジストを用い、
一般的なフォトリソグラフィー法によりパターニングし
て形成する。また、上記した異なる色のインクの混色を
避けるために、好ましくは撥インク製を持たせておく。
本発明においてブラックマトリクス２の厚さは上記隔壁
作用及び遮光作用を考慮すると０．５μｍ以上が好まし
い。
【００５０】工程−ｂ インクジェットヘッド２３を用いて、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色
の硬化型の着色インク４１をブラックマトリクス２の開
口部を埋めるように付与する。先に述べた図２の実施形
態と同様に、この時、インクジェットヘッド２３とブラ
ックマトリクスの開口部との描画アライメントに、アラ
イメントマーク３を用いる。当該アライメントマーク３
を用いた作用は先に述べた通りである。
【００５１】本発明で使用される硬化型の着色インク
は、硬化型樹脂組成物からなり、少なくとも着色剤、エ
ネルギー付与により硬化する樹脂を含有している。
【００５２】上記着色剤としては、好ましくは染料が用
いられ、例えば、直接染料、酸性染料、反応性染料、分
散染料、油溶性染料等が挙げられるが、これらに限定さ
れるものではない。
【００５３】また、エネルギー付与により硬化する樹脂
としては、例えば熱、光、或いは熱と光の併用により硬
化するものが好ましい。具体的には、熱硬化型の化合物
として、公知の樹脂と架橋剤との組み合わせが使用でき
る。例えば、メラミン樹脂、水酸基或いはカルボキシル
基含有ポリマーとメラミン、水酸基或いはカルボキシル
基含有ポリマーと多官能エポキシ化合物、水酸基或いは
カルボキシル基含有ポリマーと繊維素反応型化合物、エ
ポキシ樹脂とレゾール型樹脂、エポキシ樹脂とアミン
類、エポキシ樹脂とカルボン酸または酸無水物、エポキ
シ化合物などが挙げられる。
【００５４】また光硬化型の化合物としては、公知の光
硬化型樹脂、例えば市販のネガ型レジストが好適に用い
られる。
【００５５】上記した化合物は熱或いは光だけでなくこ
れらを併用して硬化させても良い。
【００５６】また、上記硬化型インクには、種々の溶媒
を用いることができる。特にインクジェット方式に用い
る場合には、吐出性の面から、水及び水溶性有機溶剤の
混合溶媒が好ましく用いられる。
【００５７】さらに、上記成分の他に必要に応じて所望
の特性を持たせるために、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。
【００５８】また、上記した光或いは熱硬化型樹脂のう
ち、水或いは水溶性有機溶剤に溶解しないものでも安定
に吐出可能なものであれば、水や水溶性有機溶剤以外の
溶媒を用いても構わない。また、特に光により重合する
タイプの硬化性化合物を用いる場合には、染料をモノマ
ーに溶解した無溶剤タイプとすることもできる。
【００５９】工程−ｃ 必要に応じて、乾燥、光照射、熱処理等の処理を施して
着色インクを硬化させ、着色部４２を形成する。
【００６０】工程−ｄ 先に述べた実施形態の工程−ｆと同様に、必要に応じて
カラーフィルタ上に保護層７を形成する。
【００６１】本実施形態により形成されたカラーフィル
タ基板についても、図３に示したような液晶素子を形成
することが可能である。その一例を図５に示す。尚、図
３の液晶素子と同じ部材には同じ符号を付して説明を省
略する。
【００６２】
【実施例】
［実施例１］表面研磨した無アルカリガラスからなるガ
ラス基板上にクロム膜をスパッタリングにより、０．２
μｍ厚に形成し、フォトリソグラフィにより画素に対応
する開口部を有するようにパターニングして、ブラック
マトリクスを形成した。図１に示す通り、アライメント
マークを末端開口部内とこれと左右対称の位置に合計２
つ設けた。次いで、アクリル酸：３重量部、メチルメタ
クリレート：４９重量部、ヒドロキシエチルメタクリレ
ート：２９重量部、Ｎ−メチロールアクリルアミド：１
９重量部からなるアクリル系共重合体９７重量部にトリ
フェニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネート
３重量部を混合し、この混合物８３重量部にγ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン１７重量部を混合
し、さらにこの混合物１５重量部にエチルセロソルブ８
５重量部を加えたものを、スピンコートにより、ブラッ
クマトリクス上に塗布した。これを５０℃で１０分間乾
燥して１μｍ厚の感光性樹脂層（インク受容層）を形成
した。
【００６３】次いで、ブラックマトリクスの幅よりも狭
い開口部を有するフォトマスクを介して、インク受容層
の露光を行ない、ホットプレート上で１２０℃、９０秒
間の熱処理を行なった。
【００６４】さらに、上記アライメントマークを、ＣＣ
Ｄカメラで撮像し、画像処理装置で処理して、その位置
を検出し、インクジェットヘッドとガラス基板の位置合
わせを行なった。
【００６５】その後、以下に示す組成のＲ、Ｇ、Ｂの各
色インクをインクジェットヘッドからインク受容層の未
露光部に付与して、インク受容層を着色した。
【００６６】Ｒインク Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１１８ 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 ５重量部 水 ７０重量部
【００６７】Ｇインク Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン２５ 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 ５重量部 水 ７０重量部
【００６８】Ｂインク Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１１３ 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 ５重量部 水 ７０重量部
【００６９】その後、９０℃で１０分間の乾燥を行な
い、さらに２３０℃で３０分間の熱処理を行なってイン
ク受容層を硬化させた。続いて、カルビトールアセテー
トを８５％含有する２液型熱硬化性樹脂組成物（日本合
成ゴム社製の「オプトマーＳＳ６５００」と「オプトマ
ーＳＳ０５００」の７９：２１混合物）を膜厚が１μｍ
となるようにスピンコート塗布し、９０℃で２０分間乾
燥後、２３０℃で６０分間の熱処理を行なって硬化さ
せ、保護膜を形成した。
【００７０】上記の方法によれば、アライメントマーク
から描画位置までの距離が短く、基板の端部における歪
みの影響を受け難いため、描画ずれが最小限に抑えら
れ、該描画ずれによるカラーフィルタの欠陥発生を防止
することができる。
【００７１】このようにして作製された液晶素子用カラ
ーフィルタ基板を光学顕微鏡により観察したところ、混
色や白抜け等の欠陥が大幅に減少した。
【００７２】さらに、インラインのスパッタ装置を用い
てＩＴＯ膜をマスクスパッタし、通常の手段により液晶
素子を構成したところ、良好なカラー画像表示が得られ
た。
【００７３】［実施例２］図７に示すように、開口部の
側壁部に凸形状を設けてアライメントマークとする以外
は、実施例１と同様にしてカラーフィルタ基板を作製し
た。このようにして作製された液晶素子用カラーフィル
タ基板を光学顕微鏡により観察したところ、混色や白抜
け等の欠陥は認められなかった。
【００７４】［比較例１］有効表示領域外に形成された
アライメントマークを用いてインクジェットヘッドの位
置合わせを行なった以外は、実施例１と同様にしてカラ
ーフィルタ基板を作製した。
【００７５】実施例１、実施例２のカラーフィルタ基板
と比較すると、有効表示領域内に形成されたアライメン
トマークを基準にしてインクジェットヘッドの位置決め
を行なった実施例１、２の方が、有効表示領域外に形成
されたアライメントマークを基準にした比較例に比べ
て、混色や白抜けの発生する確率が少なく、カラーフィ
ルタ基板の製造歩留が向上することがわかった。
【００７６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
カラーフィルタ基板製造時に描画アライメントが高精度
に実施されるため、描画ずれによるカラーフィルタの白
抜けや混色が防止され、信頼性の高いカラーフィルタ基
板が提供される。さらに、本発明においては、ブラック
マトリクスの外側領域にアライメントマークを設けるた
めの余白が不要であるため、基板を有効に用いることが
できる。よって、本発明のカラーフィルタ基板を用いて
カラー表示特性に優れた液晶素子を構成することが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラーフィルタ基板の一実施形態を示
す模式図である。
【図２】本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の一実
施形態を示す工程図である。
【図３】本発明の液晶素子の一実施形態を示す部分断面
模式図である。
【図４】本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の他の
実施形態を示す工程図である。
【図５】本発明の液晶素子の他の実施形態を示す部分断
面模式図である。
【図６】本発明にかかるブラックマトリクスのパターン
の一例を示す図である。
【図７】本発明にかかるブラックマトリクスのパターン
の他の例を示す図である。
【図８】本発明にかかるブラックマトリクスのパターン
の他の例を示す図である。
【図９】本発明にかかるブラックマトリクスのパターン
の他の例を示す図である。
【図１０】本発明にかかるブラックマトリクスのパター
ンの他の例を示す図である。
【図１１】本発明のカラーフィルタ基板のブラックマト
リクスパターンの一例の全体平面図である。
【図１２】本発明に用いるカラーフィルタ製造装置の一
例の構成概略図である。
【図１３】図１２に示した製造装置の制御コントローラ
の構成図である。
【符号の説明】
１ 支持基板 ２ ブラックマトリクス ３ アライメントマーク ４ 開口部 ５ 非着色部 ６ 着色部 ７ 保護層 １２ 共通電極 １３ 配向膜 ２１ インク受容層 ２２ フォトマスク ２３ インクジェットヘッド ２４ 着色インク ３１ 対向基板 ３２ 画素電極 ３３ 配向膜 ３４ 液晶化合物 ４１ 硬化型着色インク ４２ 着色部 ５０ カラーフィルタ製造装置 ５１ 載置架台 ５２ ＸＹθステージ ５３ 支持基板 ５５ インクジェットヘッド ５８ コントローラ ５９ ティーチングペンダント ６０ キーボード ６２ 表示部 ６５ インターフェース ６６ ＣＰＵ ６７ ＲＯＭ ６８ ＲＡＭ ７０ インクジェット制御部 ７１ ステージ制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 健 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 高尾 英昭 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 (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 支持基板上にブラックマトリクスを形成
    する工程と、インクジェット方式によりカラーフィルタ
    を形成する工程とを有するカラーフィルタ基板の製造方
    法であって、上記ブラックマトリクス形成工程におい
    て、ブラックマトリクスの辺縁部で取り囲まれた有効表
    示領域内にアライメントマークを形成し、上記カラーフ
    ィルタ形成工程において、該アライメントマークを用い
    て着色インクの描画アライメントを行なうことを特徴と
    するカラーフィルタ基板の製造方法。
  2. 【請求項２】 上記アライメントマークを、上記ブラッ
    クマトリクスの開口部内に該ブラックマトリクスと同じ
    素材で形成する請求項１記載のカラーフィルタ基板の製
    造方法。
  3. 【請求項３】 上記アライメントマークが、上記ブラッ
    クマトリクスの開口部側壁に設けた凸部または凹部であ
    る請求項２記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
  4. 【請求項４】 上記アライメントマークを設ける開口部
    が、有効表示領域のコーナー部である請求項２または３
    記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
  5. 【請求項５】 上記アライメントマークが、上記ブラッ
    クマトリクス内において該ブラックマトリクスを部分的
    に形成しないことにより、形成する請求項１記載のカラ
    ーフィルタ基板の製造方法。
  6. 【請求項６】 支持基板上にブラックマトリクスを形成
    する工程と、インクジェット方式によりカラーフィルタ
    を形成する工程とを有するカラーフィルタ基板の製造方
    法であって、上記カラーフィルタ形成工程において、上
    記ブラックマトリクスの形状をアライメントマークとし
    て着色インクの描画アライメントを行なうことを特徴と
    するカラーフィルタ基板の製造方法。
  7. 【請求項７】 上記アライメントマークとするブラック
    マトリクスの形状が、該ブラックマトリクスの開口部の
    パターンである請求項６記載のカラーフィルタ基板の製
    造方法。
  8. 【請求項８】 上記カラーフィルタ形成工程が、インク
    吸収性を有するインク受容層を形成する工程と、該イン
    ク受容層にインクジェット方式により着色インクを付与
    して所定のカラーパターンを描画する工程と、着色した
    インク受容層を硬化する工程と、を少なくとも有する請
    求項１〜７いずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造
    方法。
  9. 【請求項９】 上記インク受容層を、光照射によりイン
    ク吸収性を発現或いは消失する樹脂組成物で形成し、着
    色前に予めパターン露光することによりインク吸収性を
    持たない非着色部とインク吸収性を有する着色部とを形
    成する請求項８記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
  10. 【請求項１０】 ブラックマトリクスが金属層である請
    求項８または９記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
  11. 【請求項１１】 上記カラーフィルタ形成工程が、イン
    クジェット方式により硬化型の着色インクを上記ブラッ
    クマトリクスの開口部に直接付与して所定のカラーパタ
    ーンを描画する工程と、該着色インクを硬化する工程
    と、を少なくとも有する請求項１〜７いずれかに記載の
    カラーフィルタ基板の製造方法。
  12. 【請求項１２】 ブラックマトリクスが樹脂層である請
    求項１１記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
  13. 【請求項１３】 支持基板上にブラックマトリクスとカ
    ラーフィルタを有し、請求項１〜１２いずれかに記載の
    製造方法により製造されたことを特徴とするカラーフィ
    ルタ基板。
  14. 【請求項１４】 カラーフィルタ上にさらに保護層を有
    する請求項１３記載のカラーフィルタ基板。
  15. 【請求項１５】 一対の電極を有し、一対の基板間に液
    晶化合物を挟持してなる液晶素子であって、上記一対の
    基板の一方が、請求項１３または１４記載のカラーフィ
    ルタ基板であることを特徴とする液晶素子。
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