JP3372724B2

JP3372724B2 - カラーフィルタおよびその製造方法、液晶パネルならびに情報処理装置

Info

Publication number: JP3372724B2
Application number: JP23511295A
Authority: JP
Inventors: 毅栄田; 勝浩城田; 健宮▲崎▼
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-09-21
Filing date: 1995-09-13
Publication date: 2003-02-04
Anticipated expiration: 2015-09-13
Also published as: KR100220137B1; EP0703471B1; DE69529194D1; DE69529194T2; JPH08146215A; US5811209A; EP0703471A2; EP0703471A3

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカラーテレビ、パー
ソナルコンピューター等に使用されているカラー液晶デ
ィスプレイに好適なカラーフィルタの製造方法等に関
し、更に詳述すれば、インクジェット記録技術を利用し
たカラーフィルタの製造方法、その製造方法によって製
造されるカラーフィルタ、および同フィルタを組込んだ
液晶パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーフィルタはカラー液晶ディスプレ
イの重要な構成部品で、このフィルタは透明基板上に赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色からなる画素を繰
返して多数配列した構造をしている。

【０００３】近年パーソナルコンピューターの発達、特
に携帯用のパーソナルコンピューターの発達にともな
い、液晶ディスプレイ、特にカラー液晶ディスプレイの
需要が増加する傾向にある。しかしながら更なる普及の
ためには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。

【０００４】従来から、カラーフィルタの要求特性を満
足しつつ上記要求に応えるべく種々のフィルタの製造方
法が試みられているが、いまだ全ての要求性能を満足す
る方法は確立されていないのが現状である。

【０００５】以下にカラーフィルタの代表的な製造方法
を説明する。

【０００６】もっと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、染色用の材料である水溶性の
高分子材料に感光剤を添加して感光化したものを用い
て、これをフォトリソグラフィー工程により透明支持体
上に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着色パターンを得る。これを３回繰
り返してＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタを形成する。

【０００７】次に多く用いられている第２の方法は顔料
分散法であり、近年染色法に取って変わりつつある。こ
の方法は、まず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３色のカラーフィルタを形成する。

【０００８】第３の方法として電着法がある。この方法
はまず基板上に透明電極をパターニングする。次に顔
料，樹脂，電解液等の入った電着塗装液に浸漬し、第１
の色を電着する。この工程を３回繰り返してＲ，Ｇ，Ｂ
のカラーフィルタ層を形成し、最後に焼成することによ
りカラーフィルタを形成する。

【０００９】第４の方法として印刷法がある。この方法
は、熱硬化性樹脂に顔料を分散させた塗料を、繰り返し
印刷により３色Ｒ，Ｇ，Ｂを塗り分けた後、着色層であ
る樹脂を加熱硬化させ着色層を形成してカラーフィルタ
を形成する。

【００１０】また各方法とも着色層の上に保護層に形成
するのが一般的である。

【００１１】これらの方法に共通していることは、Ｒ，
Ｇ，Ｂを形成するために同一工程を３回要することであ
り、これは必然的にコストを高くする。又工程が多けれ
ば多いほど歩留りが低下するという問題も有している。

【００１２】その上、第３の電着による方法では、形成
可能なパターン形成が限定されるために、現状の技術で
はＴＦＴカラーに適用することは困難である。更に、第
４の方法においては解像性、平滑性が悪いという欠点が
あり、ファインピッチのパターンが形成できない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】これらの欠点を改良す
るために、インクジェット方式を用いたカラーフィルタ
の製造方法が提案されている（特開昭５９−７５２０
５、特開昭６３−２３５９０１、特開平１−２１７３０
２、特開平４−１２３００５など）。

【００１４】これらは前記の方法と異なり、Ｒ，Ｇ，Ｂ
の各色素を含有する着色液（以下インク）をフィルタ基
板にノズルより噴射し、該インクをフィルタ基板上で乾
燥させて画素を形成させるものである。該方法によれば
Ｒ，Ｇ，Ｂの各着色層の形成を一度に行なうことがで
き、更にインクの使用量にも無駄が生じないため、大幅
な生産性の向上、コストダウン等の効果を得ることがで
きる。

【００１５】しかしながら従来のインクジェット方式に
よるカラーフィルタ作製方法では、使用されている染料
が必ずしもインクジェット方式に好適なものばかりでは
ない等の理由から、下記の要求特性の全てを満足するも
のは無く、このため問題の早急な解決法の確立が望まれ
ている。

【００１６】インクジェットヘッドより噴射した際の
インク滴の着弾点精度着色部（画素）の透明性着色部（画素）のにじみ着色部（画素）の耐光性そこで本発明は上記問題を解決するためになされたもの
で、その目的とするところは、インクジェット法による
画素形成に好適なインクを得て上記要求特性を全て満足
するカラーフィルタを作製する製造方法とその方法によ
って製造される優れたカラーフィルタ、同カラーフィル
タを備えた液晶パネルならびにその液晶パネルを用いる
情報処理装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、基板上にインクジェット方式によって赤、
青および緑のインクをそれぞれ付与することにより、基
板上に複数の着色された画素を配列してなるカラーフィ
ルタの製造方法において、青色インクおよび緑色インク
のうちの少なくとも１つが、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢ
ｌｕｅ８６、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ８７
およびＣ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ１９９から選ば
れるシアン染料を少なくとも含有してなることを特徴と
するカラーフィルタの製造方法を提供する。

【００１８】さらに本発明は、インクジェット方式によ
って遮光部と光透過部を備えた基板上に、赤、青および
緑のインクを付与して着色剤を配列させるカラーフィル
タの製造方法において、（１）基板上に光照射または光
照射と加熱により硬化可能でありかつインク受容性を有
する樹脂層を設ける工程、（２）該遮光部上の樹脂層の
一部を光照射または光照射と加熱により硬化させる工
程、（３）該樹脂層の未硬化部にインクジェット方式に
よってＣ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ８６，８７お
よび１９９から選択されるシアン染料を少なくとも含む
青色インクあるいは緑色インクを用いて着色剤を付与す
る工程、および（４）着色された樹脂層を光照射および
／または加熱により硬化させる工程を含むことを特徴と
するカラーフィルタの製造方法を提供する。

【００１９】さらに本発明は、赤、青および緑で着色さ
れた画素を配列してなるカラーフィルタであって、青お
よび緑の着色部の少なくとも１つがＣ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃ
ｔＢｌｕｅ８６、８７および１９９から選ばれるシア
ン染料を含むことを特徴とするカラーフィルタを提供す
る。

【００２０】さらに本発明は、遮光部と光透過部を備え
た基板上に樹脂層を有し、該樹脂層が赤、青および緑の
着色部を有するカラーフィルタであって、該遮光部上の
樹脂層が着色部と非着色部を有し、青および緑の着色部
の少なくとも１つが、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ８６、８
７および１９９から選ばれるシアン染料を含むことを特
徴とするカラーフィルタを提供する。

【００２１】さらに本発明は、上記のカラーフィルタ
と、これと対向して配設したパネル基板と、前記カラー
フィルタとパネル基板との間に封入された液晶組成物と
を少なくとも有することを特徴とする液晶パネル、なら
びにその液晶パネルを備えた情報処理装置を提供する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。

【００２３】図１は本発明における液晶用カラーフィル
タの製造方法を示したものであり、本発明の液晶用カラ
ーフィルタの構成の１例が示されている。

【００２４】本発明においては、基板として一般にガラ
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く、樹脂フィルムで
も良い。

【００２５】図１（ａ）は、ブラックマトリクス２が形
成されたガラス基板１を示したものである。ブラックマ
トリクスの形成方法としては、基板上に直接設ける場合
は、スパッタもしくは蒸着により金属薄膜を形成し、フ
ォトリソ工程によりパターニングする方法を、また、樹
脂組成物上に設ける場合は、一般的なフォトリソ工程に
よるパターニングの方法が挙げられるが、これらに限定
されるものではない。また、材料も金属に限らず、ブラ
ックマトリクスとしての機能を有するものであれば樹脂
でも良い。また、ブラックマトリクスは、必ずしもカラ
ーフィルタが形成される基板に形成する必要はなく、カ
ラーフィルタと対向する基板側に設けても良い。

【００２６】ブラックマトリクス２の形成された基板１
上に光あるいは熱で硬化可能な樹脂組成物を含む層を形
成し、これを硬化させることにより、基板１上にインク
受容層３を形成する（図１（ｂ））。

【００２７】インク受容層３を形成する材料としては公
知のものが使用でき、例えば、耐熱性等を考慮すると、
アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、イミド系樹脂が好適
であり、更に水性インク吸収性を考慮すると、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
ルロース系水溶性ポリマーを含むものが好ましい。他に
も、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポ
リビニルアセタール、ポリウレタン、カルボキシメチル
セルロース、ポリエステル等のものや、アルブミン、ゼ
ラチン、カゼイン、でんぷん、カチオン化でんぷん、ア
ラビアゴム、アルギン酸ソーダ等の天然樹脂を挙げるこ
とができる。

【００２８】中でも、上記の耐熱性、インク吸収性だけ
でなく、前述した着色部の透明性、にじみ、染料の耐光
性等をも考慮すると、ヒドロキシプロピルセルロースと
メチロール化メラミンとの混合物、或は、以下の構造単
位からなる水溶性アクリルモノマーの単独及び／又は他
のビニル系単量体との共重合体を少なくとも含む化合物
が好ましい。

【００２９】

【化１】但し、Ｒ₁はＨまたはＣＨ₃、Ｒ₂はＨまたは炭素数が１
〜５のアルキル基を示す。

【００３０】また、上記インク受容層３には必要に応じ
て、各種添加剤を含んでもよい。添加剤の具体的な一例
としては各種界面活性剤、染料固着剤（耐水化剤）、消
泡剤、酸化防止剤、蛍光増白剤、紫外線吸収剤、分散
剤、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、防カビ剤、可塑剤が挙げ
られる。これらの添加剤については従来公知の化合物か
ら目的に応じて任意に選択すればよい。

【００３１】上記インク受容層の形成方法としては、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を用いることができる。

【００３２】さらに、必要に応じてプリベークを行なっ
た後、インクジェット方式により本発明において使用さ
れ、後述するＲ，Ｇ，Ｂの各色インクを用いて着色する
（図１（ｃ））。着色に用いるインクとしては、染料
系、顔料系のいずれも用いることができ、また、液状イ
ンク、ソリッドインク共に使用可能であるが、とくに本
発明の場合には、水性インクの場合においても非常に好
適である。

【００３３】なお、図１中、４はインクジェットヘッ
ド、５はインク受容層に着弾したインクである。

【００３４】本発明においては、緑色インクあるいは青
色インクに用いる染料として、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃｔ
Ｂｌｕｅ８６、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ８
７およびＣ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ１９９から
選ばれるシアン染料を少なくとも含むことにより、後述
するような好ましい効果が発揮できるものである。

【００３５】緑色インクの染料としては、上記のシアン
染料と黄色染料を混合したものを使用することが好まし
く、黄色染料の好ましい例としては、Ｃ．Ｉ．Ａｃｉｄ
Ｙｅｌｌｏｗ２３やＣ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌ
ｌｏｗ８６および１４２が挙げられる。

【００３６】これらの染料の混合比（シアン染料：黄色
染料）は、重量基準で２：８〜８：２、好ましくは２：
８〜７：３である。

【００３７】青色インクの染料としては、上記のシアン
染料と、赤、マゼンタあるいは紫色染料から選択される
染料を混合したものを使用することが好ましく、赤、マ
ゼンタおよび紫色染料の好ましい例としては、Ｃ．Ｉ．
ＡｃｉｄＲｅｄ１４５，１５７，２８９および３１
９、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＶｉｏｌｅｔ９および５１が
挙げられる。

【００３８】これらの染料の混合比（シアン染料：赤，
マゼンタ，紫色染料）は、重量基準で６：４〜２０：
１、好ましくは６：４〜１０：１である。

【００３９】赤色インクの染料としては、Ｃ．Ｉ．Ａｃ
ｉｄＲｅｄ１５８などが使用される。

【００４０】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、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。

【００４１】ここで、図２を用いてインクジェット法に
て本発明のインクを噴射し画素を形成するための好まし
い方法について述べる。

【００４２】図２はインクジェット法にてカラーフィル
タの着色部を描画する装置の構成を示すブロック図であ
る。図２において、ＣＰＵ２１はヘッド駆動回路２２を
介してインクジェット２３が接続されている。さらにＣ
ＰＵ２１にはプログラムメモリ２４内の制御プログラム
情報が入力される。ＣＰＵ２１はインクジェットヘッド
２３を所定の位置まで移動させ（不図示）、ガラス基板
２５上の所望の画素位置をインクジェットヘッドの下方
にもたらし、その位置に所望の色のインク液滴２６を噴
射して着色する。これを基板２５上の全画素位置に対し
て行うことによりカラーフィルタを製造するものであ
る。

【００４３】ここで特に要求される特性としては、イン
クジェットヘッドに設けられたノズルより噴射されたイ
ンク液滴の着弾点精度である。この着弾点精度が悪い場
合、即ちインク液滴の着弾した位置が目的の位置とずれ
ていると、隣接した画素（或はインク液滴）との混色に
よる色調の変化といった問題や、光透過部がインク液滴
で覆われていない部分で発生する所謂白ぬけ（透明部分
からの光もれ）といった問題が発生してしまう。

【００４４】着弾点精度を悪くする原因としては、以下
の２項目を挙げることができる。

【００４５】ａ）ヘッドオリフィス表面でのインクの不
均一濡れｂ）ノズル先端部でのインクの増粘現象第一の原因ａ）としては、インキが噴射ヘッドのノズル
が並んだオリフィス端面で不均一に漏れることにより、
インクの吐出方向が不規則に変化してしまうことが挙げ
られる。

【００４６】本発明者らは鋭意研究の結果、この現象は
特に固体表面への吸着性の高い染料をインクの着色剤と
して使用すると、上述したインクがオリフィス端面を不
均一に濡らしてしまう現象を頻発するようになり、その
結果、着弾点精度が低下することを発見した。一般に、
従来のカラーフィルタ用染料は基板表面へ速やかに染着
するような分子設計となっているが、その反面で上述し
たオリフィス端面への染料吸着性も高いため、着弾点精
度を著しく低下させるものが多かった。

【００４７】着弾点精度を低下させる第二の原因ｂ）と
しては、ノズル先端部でのインクの増粘現象が挙げられ
る。ノズル先端部で水や低沸点溶媒等の蒸発につれてイ
ンク粘度は上昇するが、染料の中には著しくこの傾向が
高いものがある。ノズル先端でこのような粘度上昇が生
じると、インクの吐出が正常に行なわれなくなり、その
結果上記と同様に着弾点精度の低下をきたしてしまうた
め好ましくない。本発明に係る染料を含有するインク組
成物は前述のような着弾点精度の低下を発生させること
がなく、好ましいものである。

【００４８】更に、好ましいカラーフィルタを製造する
ためには、前記〜の課題も解決する必要がある。こ
の点につき、以下説明する。

【００４９】図３はインクジェット法による画素（着色
部）の形成過程を示す。従来方法と大きく異なる点は、
染料濃度の高いインクをカラーフィルタ基板表面の画素
形成部のみに選択的に付着させ、その後、インク中の水
及び有機溶媒を蒸発させて画素を形成させるところにあ
る。従って、使用する染料によっては、インク中に含有
される水及び溶媒が蒸発する際に、染料が基板表面で結
晶化する結果、透明性が低下してしまう場合があり、ま
た、微量の蒸発しきれなかった溶媒が残存すると経時的
に画素を形成している染料がマイグレートすることによ
るにじみが発生する場合もある。また画素中の溶媒の残
存は、染料によっては熱分解等による活性酸素等の影響
で耐光性低下の原因になる場合もある。しかしながら、
本発明に係る染料を含有するインクを用いることにより
何れも良好な結果を得ることができる。

【００５０】これらの染料化合物のインク中に含有され
る量としては、０．１〜１５％、好ましくは１〜１０
％、より好ましくは、２〜８％の範囲である。

【００５１】本発明の目的をより効果的に達成するため
に、インク溶媒として、以下のような特徴をもつ有機溶
剤を用いることが好ましい。即ち、好ましくは沸点１５
０℃〜２５０℃の溶媒が、５〜５０％より好ましくは沸
点１８０℃〜２３０℃の溶媒が、５〜５０％且つ、好ま
しくは沸点２５０℃以上の溶媒が３０％以下より好まし
くは沸点２３０℃以上の溶媒が２０％以下である。

【００５２】好ましい溶媒の具体的な例を表１〜表３に
示す。

【００５３】

【表１】

【００５４】

【表２】

【００５５】

【表３】また、インクには非イオン系、アニオン系、カチオン系
等の界面活性剤を用いても良く、他にも、ｐＨ調整剤、
防かび剤等の添加剤を必要に応じて添加しても良い。

【００５６】ここで再度、図１に戻って本発明のカラー
フィルタの製造方法を説明すると、図１（ｃ）の工程の
後、硬化可能な上記組成によるインク受容層を硬化させ
る（図１（ｄ））。硬化させるには、光もしくは加熱を
行う。

【００５７】更に、必要に応じて保護層を形成する（図
１（ｅ））。保護層としては、光照射または熱処理によ
り硬化可能な樹脂材料あるいは蒸着又はスパッタリング
により形成された無機膜等を用いることができ、カラー
フィルタとした場合の透明性を有し、その後のＩＴＯ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。

【００５８】これにより、本発明のカラーフィルタ９が
完成する。

【００５９】図４に本発明のカラーフィルタを組み込ん
だＴＦＴカラー液晶パネルの１例の断面図を示す。

【００６０】カラー液晶パネルは、カラーフィルタ９と
対向する基板１４を合わせ込み、その間に液晶組成物１
２を封入することにより形成される。液晶パネルの一方
の基板の内側にＴＦＴ（不図示）と透明な画素電極１３
がマトリクス状に形成されている。またもう一方の基板
１６の内側には、画素電極に対向する位置にカラーフィ
ルタ９が設置され、その上に透明な対向（共通）電極１
０が一面に形成されている。更に両基板の面内には配向
膜１１が形成されており、これ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１５が接着
されており、液晶化合物はこれらのガラス基板の間隙
（２〜５μｍ程度）に充填される。またバックライト１
６としては、蛍光灯と散乱板（いずれも不図示）の組み
合わせが用いられ、液晶化合物をバックライト光の透過
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
り表示を行うものである。

【００６１】図５は、本発明のカラーフィルタの製造方
法の別の実施態様を示す図である。

【００６２】図５（ａ）に示すように、ブラックマトリ
クス２の形成された基板１上に、水性インク吸収性を有
し、光照射または光照射と熱処理により処理部分のイン
ク吸収性が低下する組成物を塗布し、必要に応じてプリ
ベークを行って光照射または光照射と熱処理により光照
射部分のインク吸収性が低下するインク受容層３を形成
する（図５（ｂ））。

【００６３】次いで、フォトマスク４を使用して、遮光
部であるブラックマトリクス上のインク受容層をパター
ン露光し、露光部（硬化部）のインク受容層のインク吸
収性を低下させた後（図５（ｃ））、インクジェットヘ
ッド５を用いて未露光部分（未硬化部）である開口部を
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色で着色し（図５（ｄ））、必要に応じ
てインクの乾燥を行う。露光部（硬化部）はインクの混
色を防ぐ仕切り壁の機能を有する。

【００６４】また、カラーフィルタの色抜けを防止する
ためにはブラックマトリクスの開口部よりも広い面積に
対して着色することが好ましく、ブラックマトリクスの
遮光幅よりも狭い開口部を有するマスクを用いることが
好ましい。

【００６５】図６に、対向する基板にブラックマトリク
スを設けた液晶パネルに用いるカラーフィルタの製造方
法を示す。

【００６６】カラーフィルタ側にではなく、対向する基
板にブラックマトリクスを設ける方法は、開口率を向上
させる方法として有効である。

【００６７】図６（ａ）に示すガラス基板１上に、光照
射あるいは光照射および熱処理により光照射部分のイン
ク吸収性が低下する組成物を塗布し、必要に応じてプリ
ベークを行って光照射あるいは光照射および熱処理によ
り光照射部分のインク吸収性が低下するインク受容層３
を形成する（図６（ｂ））。

【００６８】次いで、フォトマスク４を使用してパター
ン露光を行うことによりインク受容層３の露光部（硬化
部）８のインク吸収性を低下させた後（図６（ｃ））、
インクジェットヘッド５を用いて未露光部（未硬化部）
をＲ、Ｇ、Ｂの各色で着色し（図６（ｄ））、必要に応
じて乾燥させる。色抜けを防止するために、露光部８の
幅は対向する基板に設けられたブラックマトリクス（不
図示）の幅よりも狭くすることが重要である。

【００６９】次いで、着色された樹脂組成物層を光照射
および／または熱処理により硬化させ（図５（ｅ）、図
６（ｅ））、必要に応じて保護層６を形成（図５
（ｆ）、６（ｆ））してカラーフィルタを得る。保護層
としては、光硬化タイプ、熱硬化タイプあるいは光熱併
用による硬化タイプの樹脂材料や、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、カラー
フィルタとした場合の透明性を有し、その後のＩＴＯ形
成プロセス、配向膜形成プロセス等に耐え得るものであ
れば使用可能である。

【００７０】以上のような本発明のカラーフィルタを組
み込んだ液晶パネルを、情報処理装置に適用した場合の
例を図７〜９を参照しながら説明する。

【００７１】図７は、上記の液晶パネルをワードプロセ
ッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ装置、複
写装置としての機能を有する情報処理装置に適用した場
合の概略構成を示すブロック図である。

【００７２】図中、１８０１は装置全体の制御を行う制
御部で、マイクロプロセッサ等のＣＰＵや各種Ｉ／Ｏポ
ートを備え、各部に制御信号やデータ信号等を出力した
り、各部よりの制御信号やデータ信号を入力して制御を
行っている。１８０２はディスプレイ部で、この表示画
面には各種メニューや文書情報およびイメージリーダ１
８０７で読み取ったイメージデータ等が表示される。１
８０３はディスプレイ部１８０２上に設けられた透明な
感圧式のタッチパネルで、指等によりその表面を押圧す
ることにより、ディスプレイ部１８０２上での項目入力
や座標位置入力等を行うことができる。

【００７３】１８０４はＦＭ（Frequency Modulation）
音源部で、音楽エディタ等で作成された音楽情報をメモ
リ部１８１０や外部記憶装置１８１２にデジタルデータ
として記憶しておき、それらメモリ等から読み出してＦ
Ｍ変調を行うものである。ＦＭ音源部１８０４からの電
気信号はスピーカ部１８０５により可聴音に変換され
る。プリンタ部１８０６はワードプロセッサ、パーソナ
ルコンピュータ、ファクシミリ装置、複写装置の出力端
末として用いられる。

【００７４】１８０７は原稿データを光電的に読み取っ
て入力するイメージリーダ部で、原稿の搬送経路中に設
けられており、ファクシミリ原稿や複写原稿の他各種原
稿の読取りを行う。

【００７５】１８０８はイメージリーダ部１８０７で読
み取った原稿データのファクシミリ送信や、送られてき
たファクシミリ信号を復号するファクシミリ（ＦＡＸ）
の送受信部であり、外部とのインターフェース機能を有
する。１８０９は通常の電話機能や留守番電話機能等の
各種電話機能を有する電話部である。

【００７６】１８１０は、システムプログラムやマネー
ジャプログラムおよびその他のアプリケーションプログ
ラム等や文字フォントおよび辞書等を記憶するＲＯＭ
や、外部記憶装置１８１２からロードされたアプリケー
ションプログラムや文書情報、さらにはビデオＲＡＭ等
を含むメモリ部である。

【００７７】１８１１は、文書情報や各種コマンド等を
入力するキーボード部である。

【００７８】１８１２は、フロッピーディスクやハード
ディスク等を記憶媒体とする外部記憶装置で、この外部
記憶装置１８１２には文書情報や音楽あるいは音声情
報、ユーザのアプリケーションプログラム等が格納され
る。

【００７９】図８は、図７に示す情報処理装置の模式的
概念図である。

【００８０】図中、１９０１は上記の液晶パネルを利用
したフラットパネルディスプレイで、各種メニューや図
形情報および文書情報等を表示する。このディスプレイ
１９０１上ではタッチパネル１８０３の表面は指等で押
圧することにより座標入力や項目指定入力を行うことが
できる。１９０２は装置が電話器として機能するときに
使用されているハンドセットである。キーボード１９０
３は、本体と脱着可能にコードを介して接続されてお
り、各種文書機能や各種データ入力を行うことができ
る。また、このキーボード１９０３には各種機能キー１
９０４等が設けられている。１９０５は外部記憶装置１
８１２へのフロッピーディスクの挿入口である。

【００８１】１９０６はイメージリーダ部１８０７で読
み取られる原稿を載置する用紙載置部で、読取られた原
稿は装置後部より排出される。また、ファクシミリ受信
等においては、インクジェットプリンタ１９０７よりプ
リントされる。

【００８２】上記情報処理装置がパーソナルコンピュー
タやワードプロセッサとして機能する場合、キーボード
部１８１１から入力された各種情報が制御部１８０１に
より所定のプログラムに従って処理され、プリンタ部１
８０６に画像として出力される。

【００８３】ファクシミリ装置の受信機として機能する
場合、通信回線を介してＦＡＸ送受信部１８０８から入
力したファクシミリ情報が制御部１８０１により所定の
プログラムに従って受信処理され、プリンタ部１８０６
に受信画像として出力される。

【００８４】また、複写装置として機能する場合、イメ
ージリーダ部１８０７によって原稿を読取り、読み取ら
れた原稿データが制御部１８０１を介してプリンタ部１
８０６に複写画像として出力される。なお。ファクシミ
リ装置の受信機として機能する場合、イメージリーダ部
１８０７によって読み取られた原稿データは、制御部１
８０１により所定のプログラムに従って送信処理された
後、ＦＡＸ送受信部１８０８を介して通信回線に送信さ
れる。

【００８５】なお、上述した情報処理装置は、図９に示
すようにインクジェットプリンタを本体に内蔵した一体
型としてもよく、その場合は、よりポータブル性を高め
ることが可能となる。同図において、図８と同一機能を
有する部分には、対応する符号を付した。

【００８６】次に、図１０は、図１に示したカラーフィ
ルタを製造するための製造装置の構成を示した図であ
る。

【００８７】図１０において、製造装置２０は、不図示
の架台上に載置され、図中Ｘ方向およびＹ方向に移動可
能なＸＹテーブル２２と、そのＸＹテーブル２２の上方
に不図示の支持部材を介して架台上に固定されたインク
ジェットヘッドＩＪＨを備えている。ＸＹテーブル２２
上には、すでに前述した方法によりブラックマトリクス
１０ｂおよびインク受容層（図１参照）が形成されたガ
ラス基板１２が載置される。インクジェットヘッドＩＪ
Ｈには、赤色のインクを吐出する赤色ヘッド１２０ａ
と、緑色のインクを吐出する緑色ヘッド１２０ｂと、青
色のインクを吐出する青色ヘッド１２０ｃが備えられて
おり、これらの各ヘッド１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ
はそれぞれ独立にインクを吐出することができるように
構成されている。

【００８８】このように構成される製造装置２０におい
ては、インクジェットヘッドＩＪＨに対して、ＸＹテー
ブル２２がＸＹ方向に移動しながら、ガラス基板１２上
の所望のブラックマトリクス１０ｂの枠内にＲ（赤）ま
たはＧ（緑）またはＢ（青）のインクを吐出していき、
ブラックマトリクス１０ｂの各枠内を着色してカラーフ
ィルタを完成させる。

【００８９】図１１は、製造装置２０の制御コントロー
ラの構成を示すブロック図である。

【００９０】図１１において、３１は制御コントローラ
の入出力手段であるティーチングペンダント、３２は吐
出情報等の結果を表示する表示部、３３は吐出パターン
等の吐出条件を設定する設定部である。３４はカラーフ
ィルタの製造装置２０を制御するところのコントロー
ラ、３５はティーチングペンダントとのデータの受け渡
しを行うインターフェース、３６は製造装置２０のステ
ージ制御や軌道計画演算を行うＣＰＵ、３７はＣＰＵを
動作させるための制御プログラムを記憶しているＲＯ
Ｍ、３８は吐出条件などのデータを記憶するＲＡＭであ
る。４０はこの装置で特に重要な部分である着色剤の吐
出パターンを制御する吐出制御部であり、その構成は、
フィルタエレメント内の吐出開始位置，吐出間隔，吐出
数の制御を行う吐出タイミング制御部４３とフィルタエ
レメント内におけるドットの大きさを制御する吐出両制
御部４４からなる。４１は、製造装置２０のステージ２
２の制御部、２０はコントローラ３４に接続され、その
指示に従って動作する製造装置を示している。

【００９１】

【実施例】

（実施例Ａ１〜Ａ８）６０〜１５０μｍの大きさの開口
部を有するブラックマトリックスを備えたガラス基板上
に、インク受容層としてＮ−メチロールアクリルアミド
とヒドロキシエチルメタクリレート（１：１（モル
比））の共重合体からなる硬化性樹脂組成物を、膜厚
１．２μｍとなるようにスピンコートし、１２０℃，２
０分のプリベークをおこなった。次いでインクジェット
プリンターを用いて下記のＲ，Ｂ，ＧインクによりＲ，
Ｂ，Ｇのマトリックスパターンを着色した。次いで２３
０℃，５０分のベーキングをおこなうことにより硬化反
応を進行させ、乾燥後、さらにその上に２液型のアクリ
ル系熱硬化型樹脂材料（商品名ＳＳ−７６２５日本
合成ゴム社製）を膜厚１μｍとなるようにスピンコート
し、２４０℃、２０分の熱処理をおこなって硬化させる
ことにより、液晶用カラーフィルタを作成した。なお、
混合比は重量基準である。

【００９２】Ｒ染料 C.I.Acid Red 158 Ｇ染料Ｇ−１：C.I.Direct Blue(DBL)86をC.I.Acid Yellow(A
Y)23で調色したもの（DBL86:AY23 = 3:7）Ｇ−２：DBL86をC.I.Direct Yellow(DY)86で調色したも
の（DBL86:DY86 = 4:6）Ｇ−３：DBL86をDY142で調色したもの（DBL86:DY142 =
3:7）Ｇ−４：DBL87をDY142で調色したもの（DBL87:DY142 =
3:7）Ｇ−５：DBL87をAY23で調色したもの（DBL87:AY23 = 5:
5）Ｇ−６：DBL199をAY23で調色したもの（DBL199:AY23 =
2:8）Ｇ−７：DBL199をDY86で調色したもの（DBL199:DY86 =
3:7）Ｇ−８：DBL199をDY142で調色したもの（DBL199:DY142
= 4:6）Ｂ染料Ｂ−１：DBL86をC.I.Acid Red(AR)289で調色したもの
（DBL86:AR289 = 9:1）Ｂ−２：DBL86をAR319で調色したもの（DBL86:AR319 =
8.5:1.5）Ｂ−３：DBL86をC.I.Acid Violet(AV)9で調色したもの
（DBL86:AV9 = 9:1）Ｂ−４：DBL87をAV9で調色したもの（DBL87:AV9 = 9.5:
0.5）Ｂ−５：DBL87をAR145で調色したもの（DBL87:AR145 =
9:1）Ｂ−６：DBL199をAR157で調色したもの（DBL199:AR157
= 8:2）Ｂ−７：DBL199をAV51で調色したもの（DBL199:AV51 =
9:1）Ｂ−８：DBL199をAR289で調色したもの（DBL199:AR289
= 9.5:0.5）。

【００９３】インク処方１ ──────────────────────────────── 染料４．８ｗｔ％Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ｂｐ１６６．１℃) ３５．０ｗｔ％イソプロピルアルコール（ｂｐ８２ ℃）５．０ｗｔ％水５５．２ｗｔ％ ────────────────────────────────評価方法評価１：着色部の透明性上記の各カラーフィルタを用いて液晶パネルを作成し、
ＧおよびＢパターン部の透明性を目視にて３段階にグル
ープ分けすることにより評価した：Ａ：透明性良好Ｂ：やや透明性が劣るＣ：Ａ，Ｂのものと比較してよりくすんでいる評価２：着弾位置精度ノズル密度３６０ｄｐｉ（ノズルピッチ７０．４μ
ｍ）、ノズル数６４の記録ヘッドを搭載したインクジェ
ットプリンタに上記ＧまたはＢのインクを詰め、全ノズ
ルを同時に駆動して６４ドットからなる直線を０．５秒
毎に１本書く動作を２００回くり返し、着弾位置精度を
下記の基準で評価した。

【００９４】直線から１ドット分以上はずれたドットの
数がＡ：０．１％未満Ｂ：０．１％以上０．５％未満Ｃ：０．５％以上評価３：耐光性アトラス社フェードメーターＣｉ３５を用いて、上記の
カラーフィルタにキセノン光を５０時間照射し、Ｇおよ
びＢパターン部の変退色の大きさをＣＩＥで定めたΔＥ
として算出し、下記の基準で評価した。

【００９５】Ａ：ΔＥが１０以下Ｂ：ΔＥが１０を超え２０以下Ｃ：ΔＥが２０より大評価４：着色部のにじみ上記のカラーフィルタを６０℃に４８時間放置し、Ｇお
よびＢパターンの着色部のにじみの度合（着色部面積の
増大）を評価した。着色部面積の増大が、Ａ：５％未満Ｂ：５％以上、１０％未満Ｃ：１０％以上評価結果を表５および表６に示した。

【００９６】（比較例Ａ１〜Ａ２）実施例Ａ１における
ＧおよびＢ染料に代えて表４に示した染料を用いた以外
はこれと同一の条件で、比較例Ａ１〜Ａ２のカラーフィ
ルタを作成し、実施例と同じ評価を行なった。評価結果
を表５および表６に示した。

【００９７】

【表４】

【００９８】

【表５】

【００９９】

【表６】（実施例Ｂ１〜Ｂ８および比較例Ｂ１〜Ｂ２）実施例Ａ
１〜Ａ８および比較例Ａ１〜Ａ２におけるインク処方を
下記インク処方２に代えた以外はこれと同一の条件で実
施例Ｂ１〜Ｂ８および比較例Ｂ１〜Ｂ２の液晶用カラー
フィルタを作成した。このインクとカラーフィルタを用
いて上記と同様の評価をおこなった。

【０１００】インク処方２ ──────────────────────────────── 染料４．５ｗｔ％ジエチレングリコールモノメチルエーテル（ｂｐ１９４．１℃）３０．０ｗｔ％１，３−ブタンジオール（ｂｐ２０７．５℃）５．０ｗｔ％イソプロピルアルコール（ｂｐ８２℃）３．０ｗｔ％水５７．５ｗｔ％ ──────────────────────────────── 評価結果を表７および８に示した。

【０１０１】

【表７】

【０１０２】

【表８】（実施例Ｃ１〜Ｃ８および比較例Ｃ１〜Ｃ２）実施例Ａ
１〜Ａ８および比較例Ａ１〜Ａ２におけるインク処方を
下記インク処方３に代えた以外はこれと同一の条件で実
施例Ｃ１〜Ｃ８および比較例Ｃ１〜Ｃ２の液晶用カラー
フィルタを作成した。このインクとカラーフィルタを用
いて上記と同様の評価をおこなった。

【０１０３】インク処方３ ──────────────────────────────── 染料５．０ｗｔ％ジエチレングリコール（ｂｐ２４５℃）３５．０ｗｔ％２−ピロリドン（ｂｐ２４５℃) １０．０ｗｔ％水５０．０ｗｔ％ ──────────────────────────────── 評価結果を表９および１０に示した。

【０１０４】

【表９】

【０１０５】

【表１０】（実施例Ｄ１〜Ｄ８および比較例Ｄ１〜Ｄ２）実施例Ｂ
１〜Ｂ８および比較例Ｂ１〜Ｂ２における受容層に代え
て、ヒドロキシプロピルセルロース（ＨＰＣ−Ｈ日本
曹達製）およびメチロール化メラミン（スミテックスＭ
−３住友化学製）からなる受容層を用いた以外はこれ
と同一の条件で実施例Ｄ１〜Ｄ８および比較例Ｄ１〜Ｄ
２の液晶用カラーフィルタを作成した。このインクとカ
ラーフィルタを用いて上記と同様の評価をおこなった。
評価結果を表１１および１２に示した。

【０１０６】

【表１１】

【０１０７】

【表１２】（実施例Ｅ）図５に示すように、ブラックマトリクス２
が形成されたガラス基板１上に、Ｎ−メチロールアクリ
ルアミドとメタクリル酸メチルとヒドロキシエチルメタ
クリレートの三元共重合体１０重量部とハロゲン化トリ
アジン化合物（ミドリ化学製、ＴＡＺ−１０１）０．５
重量部からなる光硬化性組成物を、膜厚１μｍとなるよ
うにスピンコートし、５０℃で１０分間のプリベークを
行って光硬化可能なインク受容層３を形成した。

【０１０８】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ブラックマトリ
クス上の樹脂層の一部をパターン露光し、硬化させた。

【０１０９】さらに、インクジェットプリンタを用いて
実施例ＡおよびＢのＲインクとＢインクとＧインクを用
いてＲ、Ｇ、Ｂのマトリクスパターンを着色した後、９
０℃で５分間のインクの乾燥を行った。引き続き全面露
光を行い樹脂層３を硬化させた。

【０１１０】この着色された樹脂層３上に、エポキシア
クリレートおよび光重合開始剤よりなる光硬化型樹脂組
成物を膜厚１μｍとなるようにスピンコートし、９０℃
で３０分間のプリベークを行って保護層６を形成した。
次いで、全面露光を行って保護層６を硬化させることに
より、カラーフィルタを作製した。

【０１１１】得られたカラーフィルタは、実施例Ａおよ
びＢで得られたのものと同様の良好な特性を有してい
た。

【０１１２】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、イ
ンクジェット方式によって、着弾精度高く、画素の透明
性が良く、にじみの少ない、耐光性に優れた良好なカラ
ーフィルタを簡単に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明カラーフィルタの製造方法の一例を示す
工程図である。

【図２】インクジェット方式によるカラーフィルタの製
造装置を説明するブロック図である。

【図３】インク受容層におけるインクの挙動を示す説明
図である。

【図４】カラーパネルの構成例を示す部分断面図であ
る。

【図５】本発明のカラーフィルタの製造方法の他の例を
示す工程図である。

【図６】本発明のカラーフィルタの製造方法のさらに別
の例を示す工程図である。

【図７】本発明の液晶パネルを情報処理装置に適用した
構成のブロック図である。

【図８】図７の情報処理装置の模式的概念図である。

【図９】情報処理装置の例を示す模式図である。

【図１０】カラーフィルタを製造するための製造装置の
構成図である。

【図１１】図１１の製造装置の製造コントローラの構成
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１基板２ブラックマトリクス３受容層４インクジェットヘッド５インク６保護層

フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−25171（ＪＰ，Ａ) 特開平１−282265（ＪＰ，Ａ) 特開平６−67011（ＪＰ，Ａ) 特開平１−217302（ＪＰ，Ａ) 特開平５−173010（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 5/20 101 C09D 11/00 G02F 1/1335 505

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上にインクジェット方式によって
赤、青および緑のインクをそれぞれ付与することによ
り、基板上に複数の着色された画素を配列してなるカラ
ーフィルタの製造方法において、青色インクおよび緑色
インクのうちの少なくとも１つが、Ｃ．Ｉ．Ｄｉｒｅｃ
ｔＢｌｕｅ８６、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ
８７およびＣ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ１９９
から選ばれるシアン染料を少なくとも含有してなること
を特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】前記シアン染料と黄色染料を混合して得
たインクを緑色インクとして用いる請求項１記載のカラ
ーフィルタの製造方法。
【請求項３】黄色染料が、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＹｅｌ
ｌｏｗ２３、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ
８６およびＣ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ１４
２から選択される請求項２記載のカラーフィルタの製造
方法。
【請求項４】前記シアン染料と、赤、マゼンタおよび
紫色の染料から選ばれる染料を混合して得たインクを青
色インクとして用いる請求項１記載のカラーフィルタの
製造方法。
【請求項５】赤、マゼンタおよび紫色の染料が、Ｃ．
Ｉ．ＡｃｉｄＲｅｄ１４５，１５７，２８９および
３１９ならびにＣ．Ｉ．ＡｃｉｄＶｉｏｌｅｔ９お
よび５１から選択される請求項４記載のカラーフィルタ
の製造方法。
【請求項６】インク中の染料濃度が０．１〜１５重量
％である請求項１ないし５のいずれかに記載のカラーフ
ィルタの製造方法。
【請求項７】インクが沸点１５０〜２５０℃の溶媒を
５〜５０重量％含むものである請求項１ないし６のいず
れかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項８】基板が、光学的に透明であり、該基板上
にインク受容層を有する請求項１記載のカラーフィルタ
の製造方法。
【請求項９】インク受容層を形成する材料が少なくと
も水溶性アクリルモノマー単位を含むポリマーである請
求項８記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１０】インク受容層を形成する材料が少なく
ともセルロース系水溶性ポリマーを含む請求項８記載の
カラーフィルタの製造方法。
【請求項１１】請求項１ないし１０のいずれかに記載
の製造方法によって製造したカラーフィルタ。
【請求項１２】インクジェット方式によって遮光部と
光透過部を備えた基板上に、赤、青および緑のインクを
付与して着色剤を配列させるカラーフィルタの製造方法
において、（１）基板上に光照射または光照射と加熱により硬化可
能でありかつインク受容性を有する樹脂層を設ける工
程、（２）該遮光部上の樹脂層の一部を光照射または光照射
と加熱により硬化させる工程、（３）該樹脂層の未硬化部にインクジェット方式によっ
てＣ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ８６，８７および
１９９から選択されるシアン染料を少なくとも含む青色
インクあるいは緑色インクを用いて着色剤を付与する工
程、および（４）着色された樹脂層を光照射および／または加熱に
より硬化させる工程を含むことを特徴とするカラーフィ
ルタの製造方法。
【請求項１３】（２）の工程で硬化される遮光部上の
樹脂層の幅が、遮光部の幅より狭い請求項１２記載のカ
ラーフィルタの製造方法。
【請求項１４】前記樹脂層上に、硬化可能な第２の樹
脂層を形成する請求項１２記載のカラーフィルタの製造
方法。
【請求項１５】第２の硬化可能な樹脂層が、光照射お
よび／または熱処理により硬化可能な樹脂組成物を含む
請求項１４記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１６】前記樹脂層上に、蒸着またはスパッタ
により無機層を形成する請求項１２記載のカラーフィル
タの製造方法。
【請求項１７】前記シアン染料と黄色染料を混合して
得たインクを緑色インクとして用いる請求項１２記載の
カラーフィルタの製造方法。
【請求項１８】黄色染料が、Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＹｅ
ｌｌｏｗ２３、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ
８６およびＣ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＹｅｌｌｏｗ１４
２から選択される請求項１７記載のカラーフィルタの製
造方法。
【請求項１９】前記シアン染料と、赤、マゼンタおよ
び紫色の染料から選ばれる染料を混合して得たインクを
青色インクとして用いる請求項１２記載のカラ−フィル
タの製造方法。
【請求項２０】赤、マゼンタおよび紫色の染料が、
Ｃ．Ｉ．ＡｃｉｄＲｅｄ１４５，１５７，２８９お
よび３１９ならびにＣ．Ｉ．ＡｃｉｄＶｉｏｌｅｔ
９および５１から選択される請求項１９記載のカラーフ
ィルタの製造方法。
【請求項２１】インク中の染料濃度が０．１〜１５重
量％である請求項１２ないし２０のいずれかに記載のカ
ラーフィルタの製造方法。
【請求項２２】インクが沸点１５０〜２５０℃の溶媒
を５〜５０重量％含むものである請求項１２ないし２１
のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項２３】インク受容層を形成する材料が少なく
とも水溶性アクリルモノマー単位を含むポリマーである
請求項１２記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項２４】インク受容層を形成する材料が少なく
ともセルロース系水溶性ポリマーを含む請求項１２記載
のカラーフィルタの製造方法。
【請求項２５】基板上にインクジェット方式によって
赤、青および緑のインクをそれぞれ付与することによ
り、基板上に複数の着色された画素が配列されたカラー
フィルタを製造し、これに対向してパネル基板を配設
し、該カラーフィルタと該パネル基板との間に液晶組成
物を封入することにより液晶パネルを得る液晶パネルの
製造方法において、青色インクおよび緑色インクのうち
の少なくとも１つが、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ
８６、Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ８７および
Ｃ．Ｉ．ＤｉｒｅｃｔＢｌｕｅ１９９から選ばれる
シアン染料を少なくとも含有してなることを特徴とする
液晶パネルの製造方法。
【請求項２６】請求項２５記載の方法で製造された液
晶パネルを備えた情報処理装置。