JPH02156202A - カラーフィルターの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野１ 本発明はカラーフィルターの製造方法に関する。さらに
詳しくは、透明性基体トの非表示部をｒ・めブラックマ
スクパターンで；υったのも、決められたパターンをジ
ェットインクにより噴ｑ−を塗布し、尤透弱注η色被膜
を形成させることによりカラーフィルターを製造する方
法に関する。

本発明は、液晶表示装置用カラーフルターの製造に好適
に用いられる。。

［従来の技術と課題］ 液晶表示セル用カラーフ（ルターの形成方法は各種の方
式が考案されているが、特にセル内壁側に着色透光性被
膜を形成してカラーフィルターを形成する方法には、以
下の方式が公知である。

ずなわり、透明性着色インクをシルクスクリーン法やオ
フセット印刷法によりパターン印刷し、カラーフィルタ
ー膜を１［ニ成するツノ法があるが、印刷パターンの精
ｔ１１１化には限ｌ厚があり、高鮮明な詠１１’ｌテレ
ビなどを対策としたカラーフィルターの装造等には不向
きである。さらにまた、−１７４；ｉ色や多色フィルタ
ーの製造には印刷、乾燥硬化の［程を色の数だけ繰り返
し行う必要が、！Ｄす、生産歩留りのイ氏ドやコストの
ｌ二５−１：こつながる。

また、青色すｔ”ｔ　タ紫外ｔ！ｌｌｌ１’Ｊ！　化ｒ
１．１’　ンクヲＪ　１ｌｌｌ　）、ｔ。

体トに全面塗（１１シ、決められたパターン：こしたが
って紫外線：ｌ、（ｊ　ｊＪ、ｊ　ｌ、、不要１１１Ｓ
分をｊ　９ｈｉ哄、浄Ａ−ることによりカラーフィルタ
ーに相当する部分を透明基体トに残す方法がある。しか
し、この方法では色のみのカラーフィルターを作成する
場合には、−・回の紫外線照射、溶解り程で良いが、赤
、ｊ′１、緑等三原色のカラーフィルターを作成するた
めには、その色数に相当する上程（塗布、紫外線ｊｊｊ
：ｊ　Ｑ・１．溶解エツチング）を行わなければならい
。

さらに同様の方式であるが、透明基体−Ｌに紫外線硬化
型の透明性樹脂を塗布し、決められたパターンにより紫
外線源Ｑ＝Ｉ、不要部分を溶解エツチング後、染料にて
透明樹脂膜を染色する方法がある。この方法においても
三色のカラーフィルターを製造する場合には、玉量の塗
布、紫外線照射、溶Ｈ＋仔エツチング、染色の］二程を
繰り返す上、二色１−１以後の染色の際、商の染色との
混染を避けるために、既に染色された部分を非染色性保
護膜で覆う必要があり、製造■稈−１−極めて煩雑とな
る。

あるいはまた、電着塗装法を利用したカラーフィルター
の製造方式が提案されている（特開昭６３−２６６４８
２ぢ）。この方式においても、電イ′１塗装される部分
を予め透明電極によるバタンを作成しておき、三色のカ
ラーフィルター製造の場合には、順次それぞれに対応す
る電極に通電し、透明電極」−にカラーフィルター膜を
形成させるが、三色の場合には玉量の上首操作を星−４
る」二１色の１１なりによる混色を防ぐためには一色を
電着するごとに、膜の強化のために加熱乾燥等の操作を
必要とする。

また、電ｚＩＬ稈を行うためには日仏に対応する透明電
極を要するため、電極の形状に制限をうけ、最終的な液
晶表示セルにとって不都合な場合もある。

これらの問題点を解決して、上程的に合理化されたカラ
ーフィルターの製造方法としてインクジェット方式を利
用することが考案されている（特開昭５９−７５２０５
号）。この方式においてはガラス基板に対し、濡れ性の
良いインクを使う場合には隣同志のインクの混色を避け
るために、インクに対して濡れ性の悪い物質で予めｌＱ
界を印刷しておく方法や、ガラスに対して濡れ性のｊご
、いインクを使う場合には、インクとの７７Ｈね性の良
い材料で予めガラスにパターンを形成しておき１−１的
とするところにインクが定着することを助ける方法が提
案されている。

この方式は多色のカラーフィルターを装造する場合、面
層従来の技術に比ベニ程的には印刷（素首）回数が少な
くて済むという基本的有利さがあるが、ガラス基板に対
しｌＱれ件のよいインクを使う場合、インクとの濡れ性
の；！！ｊい材料でかつガラスに接？′ｉ性のよい材料
を１！！ｆ′、ｌ’ねばならず、あるいは、ガラス基数
にχ・１し成れ件の悪いインクを使う場合には、ガラス
には接着性が良く、かつインクとの７：ｊａれ性の良い
色素定ｉ″Ｔ材を選ぶ必要がある。

このような複雑な組合せを具体的な十才料として運ぶの
は仝・錐のことであり、該ζ″案にも具体例は１１１Ｉ
らあげられていない。

［５？！明の［Ｉ的］ 本発明は、イシクジェッ［・方式による製造工程」―の
有利さを生かしつつ、かつ、材料の組合せの複雑さを改
５４　Ｌ、て、カラーフィルター用着色材（インク）を
広く選べることにより、色の表示範囲を広げたり、耐久
性の向」−笠が可能なカラフィルタ−の製造方法を提供
せんとするものであり、特に前述したカラー液晶表示装
置ハ１カラフィルタ−に好適に用いられ、カラー液晶表
示装置の性能を著しく改善可能なカラーフィルターの製
造方法を提供せんとするものである。

［発明の構成］ 本発明のカラーフィルターの製造方法は、ｉＭ　ｊｌｐ
ｌノ、Ｉ；体−Ｌにｒ・めブラックマスクパターンを形
成させたのち、該パターン以外の而記基体１−１の所定
ｔＸ＋所にインクをインクジェット方式にて吹き付（Ｊ
透明部分を着色することによりカラーパターンをＪ［構
成−・１−ることを特徴とする。

以ド、本発明のカラーフィルターの製造方法の実施態様
について説明する。

まず、ガラス、プラスチック笠からなる一、２ｙｊの透
明性８１（体のつら少な・くとも−・〕ｊのノ１（体（
なお〕１（体とは電極層を設けた基体も含ものとする。

）上の非表示８６にブラックマスクパターン（遮光性膜
）を形成する。ブラックマスクパターンは不透明な黒色
膜を形成する黒色インクをシルクスクリーン法やオフセ
ット法等の印刷方式により印刷し作成してもよく、また
紫外線硬化型樹脂を用いパターン現像後、表示部となる
箇所を溶解エツチングし、残部の透明膜を黒色染料によ
り染色する方法によっても良い。これらの選択は目的と
するブラックマスクの微細度、ブラックの透光性などに
より選ばれる。

さらに、ブラックマスクを形成する膜と透明基体との接
着性を向上させる目的で薄い透明性被膜を基体り全面に
形成させておくこともできる。ブラックマスク膜の厚さ
は、光学的に充分な遮光性（少なくとも光学濃度で１．
０以Ｆ）を有すれば良いが１通常はＩＯｕｍ以下、１μ
ｍ以上である。

このようにして作成したブラックマスクパターン以外の
基体上の所望する所定箇所にインクをインクジェット方
式にて吹き付け、透明部分を着色することにより光透過
性のカラーパターンを形成する。使用されるジェットイ
ンクは従来から通常使用されている常乾タイプ、あるい
は焼付はタイプの水系も”しくは非水系のジェットイン
クが特に制限なく利用できるが、本発明においては短時
間で硬化し、かつ加熱硬化する必要のない活性エネルギ
ー線硬化型ジェットインクがカラーフィルターの製造工
程短縮化、カラーフィルターの変形を防１１−する観点
から特に望ましい。

活性エネルギー線硬化型ジェットインクの性状について
は例えば特開昭６２−６４８７４号に、卜されているご
とく、粘度１−ｌ−５ｃｐｓ　、表面恨力２０〜６０　
ｄｙｎｅ／ｃｍ　、比抵抗２．０００Ω−ｃｍ以Ｆ、比
１Ｊｊ０．８〜１．２などの一般的な物性値を有するこ
とが望ましい。

なお活性エネルギー線硬化型インクは、＋ｉｉｉ記物性
条物性条件ものであれば、従来から通常利用されている
活性エネルギー線硬化型樹脂もしくはオリゴマー、反応
性希釈剤、染顔料及び光反応開始剤からなり、さらに必
要に応じ非反応性希釈剤。

添加剤等を配合したインクが使用可能である。

このような活性エネルギー線硬化型インクを。

望ましくは乾燥膜厚約１−１０　ｕ　ｍになるようイン
クジェ・リド方式により噴射塗布し、その後、活性エネ
ルギー線ｉｊＱ　Ｑ’ｔにより硬化させ、カラー被膜を
形成することによりカラーフィルターを完成する。この
際、各カラーインクはそれぞれ専用のノズルよｎ　、ｌ
ｌ’Ｉ　Ｑ−１され、その吐出の状況はｒめ入力され、
たベクーンー古玉にｌ＾すき完全に制御される、こ７）
　’５　、　’Ｑ　′、、ｉされたーｒンク滴が透明２
；↓体トの所定の（１“ｌ〆ｉに付？１すると基体にで
広がるが、インクジェ・・Ｉト方式の特徴としてインク
滴の大きさを精÷弓こコントロールできることから、ド
ツトパターンにλ・１して必要かつ充分なインク：１１
を付けることかでき、かりに少しはみ出しても、隣接す
る他の色との境界には一定の幅のブラックマスクが存在
するため、隣接同志の色がブラックマスク−Ｌで重なり
合っても色としての区別がつかないため、実用ト問題な
い。

［発明の効果］ 以ト説明した本発明のカラーフィルターの製造方法によ
れば、インクジェット方式による製造工程ｌ−の有利さ
が生かせるとともに、インクと透明性基体との繻れ性等
の特別な性質を考慮する必要がないため、材料の組合わ
せの複雑さを改善でき、インク材料等の材料選定範囲が
広がるため膜の耐久性などの性質やフィルターの色相な
どにおいて幅広い選択がＩ＋■能となり、優れたカラー
フィルターの作成が＋＋）能となる。

［実ＩＩｉ！ｉ例１ 以ド、本発明の実施例について況り１する。

なお、以下に説明する実施例は液晶！（水装置用カラー
フィルターについてであるが、かかる用途に限定される
ものではない７ （実施例１） 最終的には、１’　ｉ”ｉ’　（’ｒｔ＋ｉｎ　Ｆ　ｉ
　Ｉｎ　ＴｒａｎｓｉｓＬｏｒｌ　卑ｊ液晶表示装置を
作成するための透明導電１−λ１・ｒきガラス基板−に
に配合例！の組成よりなる紫外線硬化型樹脂溶液をドク
ターブレード法により、は；工′、３μｍの１（）み（
この了ＩＪする・ （配合例Ｉ） ビスフェノール・エポキシ変性 アクリレートオリゴマー　　　８３部 トリメチロールプロパン トリアクリレート　　　　　　　１０部Ｚ　・２ジエト
キシ アセトフェノン　　　　　　　４．６部ジアミノシラン
カップリング剤　　２４部：へ発成分を揮発させたのち
ドツトマトリックスカラー表示用マスクを用いて４３６
５　ｎｍをニド波長とする紫外線を３秒間照Ｑ−ｊ　Ｌ
、ドツトパターンの潜像を形成する。その後、メチルエ
チルケトン、塩化メチレン混合？８液を用いて溶解エツ
チングをおこない樹脂のドツト抜はパターンを現像する
。その後、該ガラス基板をソルベントブラック２７の０
％メチルエヂルケトン溶を夜中に数分間浸漬し、ガラス
基板上に形成されたドツト抜はパターンを染色する。

しかしてのち、紫外線硬化型ジェットインク（配合例２
）を用いて、各色ごとにガラスＪ、（仮ｔのドツト抜け
の所定透明部分に噴射塗布−４゛る。

（配合例２） ウレタン変性アクリレート オリゴマー　　　　　１５０部 ジペンタエリスリトール ヘキサアクリレート　　１５部 ヘンシルジメチルケタール　　　　　１０部２−クロル
チオキサントン　　　　　　：３部チオシアン酸ソーダ
　　　　　　　　　４部メＪルエチルケトン　　　　　
　　２００部染　料＊　　　　　　　　　　　１０部本
（赤染料：ソルベントレット１３２）（Ｉ’、を染料：
ソルベントブル−６７）（緑染料：ソルベントエロー８
９／ ソルベントブルー６７） この時のジェットインク噴Ｑ−１装置は、［」＼７裂作
所製ＩＪプリンターＳ型を使用し、カラーインクドーン
トの塗布部と非塗布部とはｒ・め入力された情報により
噴射制御される。さらに同時に、ガラス基板を乗せたス
デージがインク噴出ヘッドの動く方向に対して川向の方
向に動くことにより基板金白（こカラーインクを塗布す
る。

所定の色数を塗布したのち、＋２０Ｗ／ＣＭの発光エネ
ルギーを（＋する紫外線１１θｑ・を装置により５秒間
紫外線を照射した。この結果、二色のインク、摸はブラ
ックマスクを境界としてｌｆいに色の混色は１ごぬられ
ず、艮好なドツト表示用液晶カラフィルタ−となった。

（′ｉ５施例２） （、’Ｈｉ＋ｊ　（！１１１　トｌ＋ｉｉ　ｆＡ　’）
）　−ｉ’、　＋’ｖ　ｌ：：　Ｊ５　イテ、４１１１
］　’＋’Ｊ　４１漠４’ｊき力′ラス基板ｌ−に（ｒ
　Ｉｔ金属ｔ′夜（東京応化工業製ｔ＋　１１：　Ｄ　
−８［１ｆｌ　Ｅｌ　ｌ　を苧、／ｌｉ、焼成すること
ニより約０．３７部ｍのｒ唆化Ｉｉ′素１漠をつる。基
板表面に酸化珪素ｊ模を１［ε成したのち、紫外線硬化
（１′！樹脂溶液（配合例）を孕（、ｉする。

以１・、実施例１と同様にしてブラ・ツクマスクを！ｉ
′：、Ｉ戊した２麦、紫外線硬化！嬰カラーインクをジ
１ットｒンク噴９・ｌ装置により所定の・透明１１１Ｓ
位に塗メＩＪ−１紫外を泉・１．？１．１：ｌ・ｌして
カラーフィルターを製１青した。

１１１られたカラーフィルターは、実施例１と同様三色
のインク膜はブラックマスクを境界としてＬＬいに色の
混色は認められず、良好なドツト表示用１夜品カラーフ
、ｆルターとなり、またインク膜の密７′１性も良好で
あ−２た。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明性基体上に予めブラックマスクパターンを形
   成させたのち、該パターン以外の前記基体上の所定個所
   にインクをインクジェット方式にて吹き付け透明部分を
   着色することによりカラーパターン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。
2. （２）第１項記載のインクが活性エネルギー線硬化型イ
   ンクであるカラーフィルターの製造方法。