JPH11194212A

JPH11194212A - 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

Info

Publication number: JPH11194212A
Application number: JP120198A
Authority: JP
Inventors: Akio Kashiwazaki; 昭夫柏崎; Katsuhiro Shirota; 勝浩城田; Koichiro Nakazawa; 広一郎中澤; Masafumi Hirose; 雅史広瀬
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-01-07
Filing date: 1998-01-07
Publication date: 1999-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】より信頼性が高く、高精細な表示に対応し、
作業者の健康面にも配慮したカラーフィルタ基板の製造
方法を提供する。【解決手段】インクジェット法によりインク受容層に
着色インクを付与する工程、或いは、インクジェット法
により硬化型の着色インクを支持基板上に付与する工程
を、温度２０〜３０℃、湿度３５％〜５４％の環境下に
おいて行い、カラーフィルタ基板を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーテレビ、パ
ーソナルコンピュータ、パチンコ遊戯台等に使用されて
いるカラー液晶ディスプレイに好適に使用されるカラー
フィルタ基板とその製造方法に関し、特に、インクジェ
ット記録技術を利用して製造したカラーフィルタ基板と
その製造方法、さらには該カラーフィルタ基板を用いて
構成し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、いまだ全ての要求特
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】最も多く用いられている第一の方法が染色
法である。染色法は、ガラス基板上に染色用の材料であ
る水溶性高分子材料を塗布し、これをフォトリソグラフ
ィ工程により所望の形状にパターニングした後、得られ
たパターンを染色浴に浸漬して着色されたパターンを得
る。これを３回繰り返すことにより、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の着色層を形成する。

【０００４】この染色法の別の例として、特開平５−２
８８９１３号公報には、基板上に感光層を設け、これを
パターン露光した後、未露光部を染色する方法が記載さ
れ、この工程を３回繰り返すことにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの
３色からなるカラーフィルタを製造する方法が記載され
ている。

【０００５】第二の方法は顔料分散法であり、近年染色
法に取って代わりつつある。この方法は、基板上に顔料
を分散した感光性樹脂層を形成し、これをパターニング
することにより単色のパターンを得る。この工程を３回
繰り返すことにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色層を形成する。

【０００６】第三の方法としては電着法がある。この方
法は、基板上に透明電極をパターニングし、顔料、樹
脂、電解液等の入った電着塗装液に浸漬して第１の色を
電着する。この工程を３回繰り返して、Ｒ、Ｇ、Ｂの着
色層を形成し、最後に焼成するものである。

【０００７】第四の方法としては、熱硬化型の樹脂に顔
料を分散させ、印刷を３回繰り返すことにより、Ｒ、
Ｇ、Ｂを塗り分けた後、樹脂を熱硬化させることにより
着色層を形成するものである。

【０００８】また、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。

【０００９】これらの方法に共通している点は、Ｒ、
Ｇ、Ｂの３色を着色するために同一の工程を３回繰り返
す必要があり、コスト高になることである。また、工程
が多いほど歩留が低下するという問題を有している。さ
らに、電着法においては、形成可能なパターン形状が限
定されるため、現状の技術ではＴＦＴ用には適用困難で
ある。また、印刷法は、解像性、平滑性が悪いためファ
インピッチのパターン形成には不向きである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記問題点を解決すべ
く、特開昭５９−７５２０５号公報、特開昭６３−２３
５９０１号公報、特開平１−２１７３２０号公報等に
は、インクジェット方式を用いてカラーフィルタを製造
する方法が記載されている。

【００１１】本発明の目的は、このインクジェット方式
を用いたカラーフィルタ基板の製造方法において、より
信頼性が高く、高精細な表示に対応したカラーフィルタ
基板の製造方法を提供し、該製造方法によって、より優
れたカラー表示が可能な液晶素子を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は第一に、支持基
板上に少なくともカラーフィルタ層を有するカラーフィ
ルタ基板の製造方法であって、支持基板上にインク受容
層を形成し、該インク受容層にインクジェット法により
着色インクを付与して所定の着色パターンに着色してカ
ラーフィルタ層を形成する工程において、少なくとも上
記着色インクのインク受容層への付与工程が、湿度３５
〜５４％、温度２０〜３０℃の環境下において行われる
ことを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法を提供
するものである。

【００１３】また本発明は第二に、支持基板上に少なく
ともカラーフィルタ層を有するカラーフィルタ基板の製
造方法であって、支持基板上に隔壁部を形成し、所定の
着色パターンに沿って該隔壁部で囲まれた領域にインク
ジェット法により硬化型の着色インクを付与して硬化さ
せカラーフィルタ層を形成する工程において、少なくと
も、上記硬化型の着色インクを付与する工程が、湿度３
５〜５４％、温度２０〜３０℃の環境下において行われ
ることを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法を提
供するものである。

【００１４】また本発明は第三に、上記本発明の製造方
法によって製造されたことを特徴とするカラーフィルタ
基板を提供するものであり、さらに、本発明は第四に、
一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶素子であって、
一方の基板が、本発明のカラーフィルタ基板を用いて構
成されていることを特徴とする液晶素子を提供するもの
である。

【００１５】本発明において、インクジェット法による
着色インクのインク受容層への付与工程、或いは、イン
クジェット法による硬化型着色インクの支持基板上への
付与工程を、湿度３５〜５４％、温度２０〜３０℃の特
定の環境下で行うことにより、以下のような作用を有す
る。

【００１６】（１）着色インクの広がりやにじみが容易
にコントロールされ、隣接する異なる色の画素同士での
混色や、色ムラ、白抜けが起こりにくくなる。

【００１７】（２）着色インクの凝集によりカラーフィ
ルタ層の表面平滑度の低下、光透過率の減少といった問
題が起こりにくくなる。

【００１８】（３）上記環境は作業者の健康にも影響を
及ぼさない。

【００１９】以下、上記各作用をさらに詳細に説明す
る。

【００２０】（１）インクジェット法による着色インク
を付与する工程において、着色インクの広がり、にじみ
は周囲の湿度、温度に左右される。例えば、インク受容
層に着色インクを付与する工程において湿度が３５％未
満の場合、インク受容層に着色インクが吸収される前に
該着色インクの溶剤の蒸発が進み、結果として着色イン
クの広がりが小さくなり、白抜けが発生し易くなる。ま
た、湿度が５４％を超える場合、逆ににじみが発生し易
くなり、隣接する画素間での混色が発生し易くなる。

【００２１】また、温度の影響は湿度ほどではないが、
３０℃を超える高温になると、インク受容層のインク受
容能が温度上昇による硬化の進行により減少し、結果と
して着色インクの広がりが小さくなり、白抜けが発生し
易くなる。また、２０℃未満の低温では、逆ににじみが
発生し易くなり、隣接する画素間での混色が発生し易く
なる。

【００２２】また、硬化型の着色インクを支持基板上に
付与する工程において、３５％未満の低湿度では硬化型
着色インクの溶剤の蒸発が進み、所定の領域に着色イン
クが十分に広がらずに白抜けが発生し易くなる。

【００２３】（２）インク受容層を着色する場合でも、
硬化型の着色インクを付与する場合でも、用いる着色イ
ンク中の着色材の凝集は温度、湿度、特に湿度に左右さ
れる。例えば、湿度が５４％を超える場合、着色インク
中の着色材が凝集し易く、凝集することにより大きな粒
子状となり、結果としてカラーフィルタ層の表面平滑度
の低下、光透過率の減少といった問題を生じ易い。

【００２４】（３）温度が３０℃を超える場合及び湿度
が５４％を超える場合、通常の作業者は不快感を覚え、
長時間にわたる連続作業に耐えられるものではない。ま
た、温度が３５℃以上或いは湿度３５％未満の状況で長
時間連続作業を行うと脱水症状を起こす場合もある。従
って、作業者の健康上の観点から作業環境は温度２０〜
３０℃、湿度３５％〜５４％の範囲に設定する必要があ
る。

【００２５】また、好ましくは、クラス１０００以下の
クリーンルーム内で作業を行うことが望ましい。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１に本発明のカラーフィルタ基
板の一実施形態の部分断面模式図を示す。本実施形態
は、インク受容層を着色インクにて着色してカラーフィ
ルタ層を形成した形態であり、図中１は支持基板、２は
ブラックマトリクス、５はカラーフィルタ層で３の非着
色部と４の着色部からなる。６は保護層である。

【００２７】また、図２には、硬化型の着色インクを硬
化させてカラーフィルタ層を形成したカラーフィルタ基
板の一実施形態の部分断面模式図を示す。図中の符号は
図１と同じであるが、本実施形態においてはカラーフィ
ルタ層５は着色部のみからなる。

【００２８】図１のカラーフィルタ基板の製造工程を図
３に沿って説明する。尚、図３中の（ａ）〜（ｆ）はそ
れぞれ下記工程ａ〜ｆに対応する部分断面模式図であ
る。

【００２９】工程−ａ常法により洗浄した支持基板１上に、必要に応じてブラ
ックマトリクス２を形成する。本発明に用いる支持基板
１としては、通常ガラス基板が用いられるが、カラーフ
ィルタ基板としての透明性や強度等必要な特性を満足す
るものであればプラスチック基板なども用いることがで
きる。また、反射型の液晶素子を構成する場合には、反
射部材などを備えた不透明基板が用いられる場合もあ
る。

【００３０】本発明のカラーフィルタ基板には、隣接す
る画素間隙を遮光する遮光層としてブラックマトリクス
２やブラックストライプを形成する場合がある。このよ
うな遮光層は、クロム等の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して形成さ
れ、その膜厚は通常０．１〜０．５μｍ程度である。ま
た、着色した樹脂組成物なども用いることができる。ま
た、遮光層はカラーフィルタ層の上に形成することも可
能である。

【００３１】工程−ｂ支持基板１上全面にインク受容層３１を形成する。形成
方法は、インク受容層の素材を適当な溶剤中に溶解もし
くは分散させて調製した塗工液を、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
ト等により塗布し、オーブン、ホットプレート等による
ベーキングにより溶剤を蒸発させ、被膜を形成させる。
厚みは用いる着色インクの種類や、その付与量、使用方
法等にもよるが、０．１〜２０μｍが適当である。

【００３２】本発明に用いるインク受容層３１の材質と
しては、インク受容能があり、ドット精細性に優れ、ま
た透明性に優れていることが必要であるが、さらに、支
持基板１、或いは保護層６との密着性、耐熱性等の耐プ
ロセス性も必要である。また、光照射または光照射と加
熱によりインク受容能を発現（或いは向上）または消失
（或いは低下）する素材によって形成し、後述するパタ
ーン露光によってインク受容能のない非着色部３を形成
して隣接する着色部４間での混色を防止することが望ま
しい。

【００３３】このような素材としては、光照射または光
照射と加熱により硬化してインク受容能を消失或いは低
下する樹脂が好ましく用いられ、例えば、アクリル系樹
脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ヒドロキシプ
ロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチ
ルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロ
ース誘導体或いはその変性物等が挙げられる。

【００３４】これらの樹脂を光照射または光照射と加熱
により架橋反応を進行させるために光開始剤（架橋剤）
を用いることも可能である。光開始剤としては、重クロ
ム酸塩、ビスアジド化合物、ラジカル系開始剤、カチオ
ン系開始剤、アニオン系開始剤等が使用可能である。ま
た、これらの光開始剤を混合して、或いは他の増感剤と
組み合わせて使用することもできる。また光照射による
硬化の場合にも、架橋反応をより進行させるために光照
射の後に熱処理を施しても良い。

【００３５】上記樹脂を用いて形成したインク受容層は
耐熱性、耐水性に優れており、後工程における高温或い
は洗浄工程に十分耐え得るものである。

【００３６】工程−ｃフォトマスク３２を用いて、適宜加熱処理と組み合わせ
てインク受容層３１をパターン露光し、非着色部３を形
成する。尚、後述する着色インク付与時に隣接する着色
部間での混色防止効果を高めるために、非着色部３が撥
インク性を発現するような成分をインク受容層３１に付
与しておくことが望ましい。

【００３７】また、図３に示したように、非着色部３を
形成する場合には、ブラックマトリクス２に重なる位置
に形成し、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４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。

【００３８】尚、本発明においては、特に非着色部を形
成せずに所定の領域のみ着色することも可能である。

【００３９】工程−ｄ所定の着色パターンに従って、インクジェットヘッド３
３より、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色の着色イ
ンク３４をインク受容層３１の未露光部に付与する。本
発明においては、少なくとも当該工程を温度２０〜３０
℃、湿度３５〜５４％の環境下において行う。

【００４０】本発明に用いられる着色インク３４は、色
素系、顔料系共に用いることが可能であり、通常インク
ジェット方式では着色インクを適当な温度範囲に調整し
て吐出するため、当該温度範囲において液状となるもの
であれば用いることが可能である。

【００４１】また、本発明において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。

【００４２】工程−ｅ光照射や熱処理等必要な処理を施してインク受容層全体
を硬化させ、着色部４と被着色部３からなるカラーフィ
ルタ層を形成する。

【００４３】工程−ｆ必要に応じて、カラーフィルタ層上に保護層６を形成す
る。保護層６としては、光硬化タイプ、熱硬化タイプ或
いは光熱併用タイプの樹脂組成物層、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。具体的には、熱硬化型のアクリル系樹脂やエポキシ
系樹脂が好ましく用いられる。好ましい膜厚は０．１〜
１０μｍである。いずれの場合もカラーフィルタ基板と
しての透明性を有し、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。

【００４４】図５に本実施形態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を示す。
図５において、５２は共通電極、５３は配向膜、６１は
対向基板、６２は画素電極、６３は配向膜、５４は液晶
化合物である。

【００４５】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６１を合わせ込み、液晶化合物５４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
６１の内側に、ＴＦＴ（図示しない）と透明な画素電極
６２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６２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層５の着色部４
が設置され、その上に透明な共通電極５２が一面に形成
される。ブラックマトリクス２は、通常カラーフィルタ
基板側に形成されるが、ＢＭオンアレイタイプの液晶素
子においては対向するＴＦＴ基板側に形成される。さら
に、両基板の面内には配向膜５３、６３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５４が充填される。

【００４６】上記液晶素子は、透過型の場合には通常、
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、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う。

【００４７】上記実施形態においてはＴＦＴ型液晶素子
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。

【００４８】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用いることができ
る。

【００４９】次に、図２に示したカラーフィルタ基板の
製造工程について図４に沿って説明する。尚、図４中の
（ａ）〜（ｄ）は下記工程のａ〜ｄに対応する部分断面
模式図である。

【００５０】工程−ａ先ず、支持基板１上に隔壁部を形成する。隔壁部は後述
する硬化型の着色インクを付与した際に、隣接する異な
る色のインク同士の混色を避けるための部材であり、本
実施形態では遮光層を兼ねたブラックマトリクス２とし
た。着色パターンによってはブラックストライプも可能
である。このような遮光層としては、好ましくは黒色顔
料含有レジストを用い、一般的なフォリソグラフィ法に
よりパターニングする。該ブラックマトリクス２は後述
する硬化型の着色インクを付与した際に、隣接する異な
るインク同士の混色を防止するために、好ましくは撥イ
ンク性を付与しておく。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。

【００５１】工程−ｂ所定の着色パターンに従って、インクジェットヘッド３
３より、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。本発明においては、少なくとも当該工程を、温度２
０〜３０℃、湿度３５〜５４％の環境下において行う。

【００５２】本発明で使用される硬化型の着色インク
は、例えば硬化型樹脂組成物からなり、少なくとも着色
材とエネルギー付与により硬化する樹脂を含有してい
る。

【００５３】上記着色材としては、直接染料、酸性染
料、反応性染料、分散染料、油溶性染料などの染料が好
ましく用いられる。また、エネルギー付与により硬化す
る樹脂としては、例えば加熱、光照射、或いはこれらの
併用により硬化するものが好ましい。熱硬化型の樹脂と
しては、例えば公知の樹脂と架橋剤との組み合わせが使
用できる。具体的には、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。また、光硬化型
の樹脂としては、例えば市販のネガ型レジストが好適に
用いられる。

【００５４】本発明にかかる硬化型の着色インクには、
種々の溶媒を用いることができ、インクジェット方式に
おける吐出性の面から、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。

【００５５】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。

【００５６】また、上記した樹脂のうち、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樹脂の場
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。

【００５７】工程−ｃ必要に応じて乾燥、加熱、光照射等の処理を施し、硬化
型の着色インクを硬化してカラーフィルタ層５を得る。

【００５８】工程−ｄ先に説明した図３の工程と同様に、必要に応じて保護層
６を形成する。

【００５９】図２に示したカラーフィルタ基板について
も、図１の実施形態と同様にして、図５に示した液晶素
子を形成することができる。

【００６０】尚、本発明においては、前記したように、
少なくともインクジェット法による着色インク及び硬化
型着色インクの付与工程を、温度２０〜３０℃、湿度３
５〜５４％の環境下で行うが、他の工程についても作業
者の健康上の観点から当該環境下で実施することが望ま
しい。具体的には、インク受容層塗布工程、インク受容
層のパターン露光工程、保護層塗布工程などを上記環境
下で行うことが望ましい。

【００６１】

【実施例】［実施例１］ガラス基板（コーニング社製
「７０５９」）を常法により洗浄し、その上に厚さ０．
２μｍのクロムを蒸着し、パターニングしてブラックマ
トリクスを形成した。その上に、インク受容層として、
ヒドロキシプロピルセルロース（日本曹達社製「ＨＰＣ
−Ｌ」）の水溶液をロールコータ法により乾燥膜厚が５
μｍになるように塗工し、１２０℃で３分間オーブンに
よるベーキングを行った。

【００６２】上記インク受容層に所定の着色パターンに
従って、熱エネルギーによりインクを発泡させて吐出さ
せるタイプのインクジェット記録装置により、下記組成
の各色の着色インクを付与して着色し、カラーフィルタ
層を形成した。

【００６３】（着色インク組成）染料５重量部エチレングリコール１０重量部イソプロピルアルコール３重量部イオン交換水８２重量部但し、染料はＲ：Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１１８、Ｇ：
Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン２５、Ｂ：Ｃ．Ｉ．アシッド
ブルー１１３をそれぞれ用いた。

【００６４】その後、２００℃で３０分間のベークを行
い、インク受容層全体を硬化させた。

【００６５】上記カラーフィルタ層上に、熱硬化型樹脂
（山洋化成社製「ハイコートＬＣ−２００１」）をスピ
ンナーにより乾燥膜厚が０．５μｍになるように塗工
し、１２０℃で３０分間のプリベーク、２００℃で３０
分間の本ベークを行い、保護層を形成した。

【００６６】上記工程のうち、加熱工程をオーブン中で
行った以外は、全て温度２５℃、湿度４５％の環境下に
おいて行った。

【００６７】得られた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、色ムラ、色抜け、表面で
の着色材の凝集等の問題は観察されなかった。また、作
業者の健康状態も良好であった。

【００６８】［実施例２］実施例１において、インク受
容層として、ヒドロキシプロピルセルロールの代わりに
アクリル−シリコーングラフトポリマー（東亜合成社製
「サイマックＵＳ−４５０」）を用いた他は実施例１と
同様にし、所定の加熱工程をオーブン中で行う以外は、
全て温度２３℃、湿度４０％の環境下にて行った。

【００６９】得られた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、色ムラ、色抜け、表面で
の着色材の凝集等の問題は観察されなかった。また、作
業者の健康状態も良好であった。

【００７０】［実施例３］ガラス基板上に黒色顔料レジ
スト（新日鉄化学社製「ＢＫ−７３９Ｐ」）をスピンコ
ート法により塗布し、露光、現像、熱処理により厚さ
１．０μｍのブラックマトリクスを形成した。

【００７１】以下の組成からなるアクリル系重合体
１０重量部とＮ−メチロールアクリルアミド２０重量部メタクリル酸メチル２５重量部２−ヒドロキシエチルメタクリレート５０重量部アクリル酸５重量部トリフェニルスルホニウムトリフルオロメチルスルホ
ネート０．２重量部（ミドリ化学社製「ＴＰＳ−１０
５」）からなる、水性インク受容能を有し光照射により光が照
射された部分のインク受容能を低下する組成物を調製
し、上記ガラス基板上にスピンコートし、６０℃で１０
分間のプリベークを行い、インク受容層を形成した。膜
厚は１μｍとした。

【００７２】次いで、上記ブラックマトリクスよりも幅
の狭い開口部を有するフォトマスクを介して上記インク
受容層をパターン露光し、さらにホットプレートで１２
０℃、６０秒間ベーキングし、露光した部分のインク受
容能を低下させた。

【００７３】上記インク受容層の未露光部に、所定の着
色パターンに従って、実施例１と同じ着色インクを付与
して着色した後、９０℃で５分間のインク乾燥を行い、
引き続き２３０℃で１時間の熱処理によりインク受容層
全体を硬化させてカラーフィルタ層を形成した。

【００７４】上記工程のうち、加熱工程をオーブン中ま
たはホットプレート上で行った以外は、全て温度２３
℃、湿度４５％の環境下において行った。

【００７５】得られた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、色ムラ、色抜け、表面で
の着色材の凝集等の問題は観察されなかった。また、作
業者の健康状態も良好であった。

【００７６】［実施例４］実施例３において、光照射に
より光を照射した部分のインク吸収能が低下するポリビ
ニルピロリドン及びビスアジド化合物（光開始剤）から
なる組成物を用いてインク受容層を形成した以外は実施
例３と同様にしてカラーフィルタ基板を作製した。

【００７７】上記工程のうち、加熱工程をオーブン中で
行った以外は、全て温度２７℃、湿度５２％の環境下に
おいて行った。

【００７８】得られた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、色ムラ、色抜け、表面で
の着色材の凝集等の問題は観察されなかった。また、作
業者の健康状態も良好であった。

【００７９】［実施例５］ガラス基板上に、黒色顔料レ
ジスト（富士ハント社製「ＣＫ−Ｓ１７１Ｂ」）をスピ
ンコート法により塗布し、露光、現像、熱処理により厚
さ１．０μｍのブラックマトリクスを形成した。

【００８０】上記ブラックマトリクスの開口部に、イン
クジェット記録装置を用いて、下記組成の硬化型の着色
インクを付与した。

【００８１】（硬化型の着色インクの組成）染料５重量部以下の組成からなるアクリル系共重合体５重量部Ｎ−メチロールアクリルアミド２０重量部Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート１０重量部メタクリル酸メチル２５重量部２−ヒドロキシエチルメタクリレート４０重量部アクリル酸５重量部エチレングリコールモノエチルエーテル１５重量部エチレングリコール２０重量部イソプロピルアルコール２重量部イオン交換水５３重量部但し、染料はＲ：Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１１８、Ｇ：
Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン２５、Ｂ：Ｃ．Ｉ．アシッド
ブルー１１３をそれぞれ用いた。

【００８２】上記硬化型の着色インクを付与した後、２
３０℃で３０分間の熱処理により該インクを硬化させ、
カラーフィルタ基板を形成した。

【００８３】上記工程のうち、加熱工程をオーブン中で
行った以外は、全て温度２３℃、湿度４７％の環境下に
おいて行った。

【００８４】得られた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、色ムラ、色抜け、表面で
の着色材の凝集等の問題は観察されなかった。また、作
業者の健康状態も良好であった。

【００８５】［比較例１］実施例１のカラーフィルタ基
板を、加熱工程以外を温度３５℃、湿度６０％の環境下
にて作製した。

【００８６】得られた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、着色部のにじみが大きく、混色
が観察された。また、作業者の疲労が大きく、連続２時
間以上の就業は困難であった。

【００８７】［比較例２］実施例３のカラーフィルタ基
板を、加熱工程以外を温度３５℃、湿度６５％の環境下
にて作製した。

【００８８】得られた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、着色部のにじみが大きく、混色
が観察された。また、着色材の凝集がカラーフィルタ層
表面で発生しており、平滑性に乏しく、光透過率も低下
していた。さらに、作業者の疲労が大きく、連続２時間
以上の就業は困難であった。

【００８９】［比較例３］実施例１のカラーフィルタ基
板を、加熱工程以外を温度１８℃、湿度３０％の環境下
にて作製した。

【００９０】得られた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、着色材の広がりが小さく、白抜
け、色ムラが観察された。また、作業者の疲労が大き
く、連続２時間以上の就業は困難であった。

【００９１】［比較例４］実施例３のカラーフィルタ基
板を、加熱工程以外を温度３５℃、湿度３０％の環境下
にて作製した。

【００９２】得られた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、着色材の広がりが小さく、白抜
け、色ムラが観察された。また、作業者の疲労が大き
く、連続２時間以上の就業は困難であった。さらに、作
業者の中には脱水症状を起こす者もいた。

【００９３】［比較例５］実施例３のカラーフィルタ基
板を、加熱工程以外を温度１８℃、湿度７０％の環境下
にて作製した。

【００９４】得られた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、着色部のにじみが大きく、混色
が観察された。また、着色材の凝集がカラーフィルタ層
表面で発生しており、平滑性に乏しく、光透過率も低下
していた。さらに、作業者の疲労が大きく、連続２時間
以上の就業は困難であった。

【００９５】［参考例］顔料法により一般的なフォトリ
ソ工程を用い、加熱工程以外は温度４０℃、湿度７０％
の環境下でカラーフィルタ基板を作製した。具体的に
は、ブラックマトリクスを形成した基板上に、顔料レジ
スト塗布→ベーク→パターン露光→現像の工程を赤、
緑、青の各色について行った。

【００９６】得られた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、膜厚むらにより部分的な濃淡ム
ラが発生し、また、光透過率も減少傾向にあった。ま
た、作業者の疲労が大きく、連続２時間以上の就業が困
難で、中には脱水症状を起こす者もいた。

【００９７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
色ムラや混色、白抜けがなく、表面平滑度が高く、光透
過率の高い、信頼性の高いカラーフィルタ基板を簡易な
手段で再現性良く製造することができ、カラー表示特性
に優れた液晶素子を安価に提供することが可能となる。
しかも本発明の製造方法では、作業者の健康状態に対す
る悪影響も低減した上で効率良くカラーフィルタ基板を
製造することが可能である。

【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の部
分断面模式図である。

【図２】本発明のカラーフィルタ基板の他の実施形態の
部分断面模式図である。

【図３】図１に示したカラーフィルタ基板の製造工程図
である。

【図４】図２に示したカラーフィルタ基板の製造工程図
である。

【図５】図１に示したカラーフィルタ基板を用いた、本
発明の液晶素子の一実施形態の部分断面模式図である。

【符号の説明】

１支持基板２ブラックマトリクス３非着色部４着色部５カラーフィルタ層６保護層３１インク受容層３２フォトマスク３３インクジェットヘッド３４着色インク４１硬化型の着色インク５２共通電極５３配向膜５４液晶化合物６１対向基板６２画素電極６３配向膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者広瀬雅史東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持基板上に少なくともカラーフィルタ
層を有するカラーフィルタ基板の製造方法であって、支
持基板上にインク受容層を形成し、該インク受容層にイ
ンクジェット法により着色インクを付与して所定の着色
パターンに着色してカラーフィルタ層を形成する工程に
おいて、少なくとも上記着色インクのインク受容層への
付与工程が、湿度３５〜５４％、温度２０〜３０℃の環
境下において行われることを特徴とするカラーフィルタ
基板の製造方法。
【請求項２】支持基板上に少なくともカラーフィルタ
層を有するカラーフィルタ基板の製造方法であって、支
持基板上に隔壁部を形成し、所定の着色パターンに沿っ
て該隔壁部で囲まれた領域にインクジェット法により硬
化型の着色インクを付与して硬化させカラーフィルタ層
を形成する工程において、少なくとも、上記硬化型の着
色インクを付与する工程が、湿度３５〜５４％、温度２
０〜３０℃の環境下において行われることを特徴とする
カラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項３】支持基板上に少なくともカラーフィルタ
層を有し、請求項１または２記載の製造方法によって製
造されたことを特徴とするカラーフィルタ基板。
【請求項４】上記カラーフィルタ層上に保護層を有す
る請求項３記載のカラーフィルタ基板。
【請求項５】一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶
素子であって、一方の基板が、請求項３または４に記載
のカラーフィルタ基板を用いて構成されていることを特
徴とする液晶素子。