JPH09329707A - カラーフィルターの製造方法およびカラーフィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、カラーフィルータ画面の有効
領域のみに保護膜が形成されたカラーフィルターを容易
な手法で製造することにある。 【解決手段】 透明基板上に着色膜が形成されてなるカ
ラーフィルターにおいて、該着色膜上にインキジェット
法により保護膜を形成せしめる手法で解決できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーフィルター
の製造方法およびカラーフィルターに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】主としてカラー液晶表示装置において使
用されるカラーフィルターの構成は添付図１に示される
ごとくであり、透明基板上に遮光層と着色膜を配し、そ
の上層に必要に応じて保護膜を有しているものであり、
用途により該保護膜上に透明導電膜（ＩＴＯ）を有する
ものと有さないものがある。カラーフィルターの通常の
製造方法としては、まず透明基板上にブラックマトリッ
クス、次いで 赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画素を
フォトリソ法で形成せしめ、この上に必要に応じてトッ
プコート剤をスピンコートで塗布・加熱硬化せしめて保
護膜を形成させるものである。この保護膜は画素の段差
平坦化、表面平滑化に機能し、該保護膜上の透明電導膜
の低抵抗化、画素コントラスト比の向上をもたらし、ま
た画素やブラックマトリックスの保護膜として保護膜形
成後の液晶表示装置製造工程での傷付き防止、さらには
セルへの液晶注入後の画素から液晶への不純物拡散防止
に有効である。しかしながら、該保護膜の形成はカラー
フィルター基板全面を覆うことになるため、ガラス部と
の接着性不良や、セル液晶封止剤との接着不良さらには
セル外部電極との接着性不良等の液晶表示装置信頼性の
低下要因となる問題点をも有している。したがってセル
ギャップの比較的大きいＴＦＴ型カラー液晶表示装置に
おいては、この保護膜形成を省略するケースも多くなっ
ているが、高速応答性に伴うセルギャップ短間隔化、さ
らには図２に示されるごとき透明基板に対して平行な向
きの電界（横電界）により駆動されるカラー液晶表示装
置においては、平坦化膜としての保護膜形成が期待さ
れ、さらにはこの保護膜に配向膜としての機能をも付与
することが期待されている。上記に述べたごとくの保護
膜形成における問題点を避ける手段として、保護膜のパ
ターニングが考えられ、カラーフィルターの着色部のみ
を覆う保護膜形成が望まれるが、保護膜特性とコスト面
から適切な塗布方法が見出だされていないのが現状であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、カラ
ーフィルターのパターニングされた保護膜形成に有効な
塗布手段を提供し、カラーフィルターの新規な製造方法
を提案するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題はインキジェッ
ト法でパターニングされた透明層（以後、パターン透明
層と略する）を形成せしめる工程を有することを特徴と
するカラーフィルターの製造方法によって達成される。
すなわち本発明者等は液晶表示装置の製造においてパタ
ーニングされた保護膜の形成について各種印刷法を初め
として種々の塗布方法を検討した結果、特に選択設計さ
れた塗布溶液を用いた塗布をインキジェットを用いて実
施することで、従来の問題点を回避できることを見出だ
し、本発明に到達したものである。従来、カラーフィル
ターおよび液晶表示装置の製造方法において 赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画素をインキジェットを
用いて形成させることは公知であり（例えば、特開平４
−１２３００７）、アクリル樹脂カラーペースト、水性
メラミンカラーペースト等を塗液として使用することが
可能であるが、保護膜さらには保護膜兼配向膜の形成に
ペーストが適用された例は知られていない。本発明者等
はインキジェットに適した保護膜、さらには保護膜兼配
向膜の塗布液を選択設計して、これら透明膜パターンの
インキジェット塗布を可能としたものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明において実施されるインキ
ジェット塗布方式としては、連続噴射方式（Ｒ．Ｇ．Ｓ
ｗｅｅｔ，Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．，３６
（１９６５）、Ｒ．Ｇ．Ｓｗｅｅｔ ｅｔ ａｌ．，
Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ．３，３７３，４３７（１９６８）、山
田剛裕等，信学技報，ＩＥ，８３，６２（１９８２）、
Ｃ．Ｈ．Ｈｅｒｚ ｅｔ ａｌ．，Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ．
３，４１６，１５３（１９６８）、間欠噴射方式（Ｓ．
Ｓｕｇｉｈａｒａ ｅｔ ａｌ．，ＳＩＤ Ｊａｐａｎ
Ｄｉｓｐｌａｙ（１９８３）、およびオンデマンド型
（Ｅ．Ｌ．Ｋｙｓｅｒ，特公昭５３−１２１３８（１９
７８）、Ｓ．Ｉ．Ｚｏｌｔａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｕ．
Ｓ．Ｐａｔ．３，６８３，２１２（１９７２）等、のい
ずれが適用されても良い。 特に塗布溶液の構成との
関係からオンデマンド型が好ましく使用される場合があ
る。透明基板上に着色膜が形成されてなるカラーフィル
ターにおいて、該着色膜上へのパターン透明層形成に適
用できる。例えば、基板に平行な向きに電界をかける構
成を持つ電極が薄膜トランジスタにより駆動される液晶
表示装置のカラーフィルターの製造方法において、透明
基板上の着色膜上にパターン透明層を形成せしめる際に
有効に適用されるものである。

【０００６】本発明において実施されるインキジェット
塗布方式に使用される塗液として、着色膜上への保護膜
あるいは平坦化膜形成にはポリイミドシロキサン前駆体
成分および溶剤成分を含有してなる樹脂溶液組成物が好
ましく使用されるが、アクリル樹脂および溶剤成分を含
有してなる樹脂溶液組成物も使用することができる。

【０００７】基板に平行な向きに電界をかける構成を持
つ電極が薄膜トランジスタにより駆動される液晶表示装
置のカラーフィルター製造においては、透明基板上の着
色膜上へのパターン透明層形成には透明層への液晶配向
性付与の見地から、ポリイミドシロキサン前駆体成分お
よび溶剤成分を含有してなる樹脂溶液組成物が最も好ま
しく使用され、ポリイミドおよび／あるいはポリイミド
前駆体成分および溶剤成分を含有してなる樹脂溶液組成
物、ポリイミドシロキサン前駆体成分、ポリイミドおよ
び／あるいはポリイミド前駆体成分および溶剤成分を含
有してなる樹脂溶液組成物、アクリル樹脂、ポリイミド
および／あるいはポリイミド前駆体成分および溶剤成分
を含有してなる樹脂溶液組成物、アクリル樹脂、ポリイ
ミドシロキサン前駆体成分および溶剤成分を含有してな
る樹脂溶液組成物が好ましく使用され、アクリル樹脂お
よび溶剤成分を含有してなる樹脂溶液組成物も使用する
ことができる。

【０００８】本発明のインキジェット塗布方式に好まし
く使用される塗液の樹脂成分であるポリイミドシロキサ
ン前駆体成分は特に限定されるものでは無いが下記のご
とくに調製されるものが好ましく使用される。

【０００９】（Ａ）アミノアルキル多価アルコキシシラ
ンあるいはアミノアリール多価アルコキシシランの加水
分解物、あるいはこれらの縮合物と多価カルボン酸無水
物の反応体。

【００１０】（Ｂ）アミノアルキル多価アルコキシシラ
ンの加水分解物あるいはアミノアリール多価アルコキシ
シランの加水分解物ないしこれらの縮合物と多価カルボ
ン酸との反応体。

【００１１】（Ｃ）アミノアルキル多価アルコキシシラ
ンあるいはアミノアリール多価アルコキシシランと多価
カルボン酸無水物の反応体。

【００１２】（Ｄ）アミノアルキル多価アルコキシシラ
ンあるいはアミノアリール多価アルコキシシランの加水
分解物ないしこれらの縮合物と多価カルボン酸の反応
体。

【００１３】（Ｅ）アルキルトリアルコキシシランある
いはアリールトリアルコキシシラン類を加水分解あるい
は加水分解・縮合せしめて得られるアルキルあるいはア
リールシルセスキオキサンオリゴマーと上記（Ａ）〜
（Ｄ）で得られた反応体の混合物。

【００１４】これらのポリイミドシロキサン前駆体成分
は加熱処理によりポリイミドシロキサン膜を形成するも
のである。

【００１５】同様に、インキジェット塗布方式に使用さ
れる塗液樹脂成分のポリイミドおよび／あるいはその前
駆体成分としては公知のポリイミドおよび／あるいはそ
の前駆体であるポリアミック酸を広く使用することがで
き、下記の一般式（１）で表される構造単位を主成分と
するポリアミック酸および／あるいはこのアミック酸を
イミド閉環せしめたポリイミドを使用することができ
る。

【００１６】

【化１】 ここで一般式（１）のｎは１〜２である。Ｒ1 は少なく
とも２個の炭素原子を有する３価または４価の有機基で
ある。Ｒ1 は環状炭化水素、芳香族環または芳香族複素
環を含有することが好ましく、かつ炭素数６から３０の
３価または４価の基が好ましい。Ｒ1 の例として、フェ
ニル残基、ビフェニル残基、ターフェニル残基、ナフタ
レン残基、ペリレン残基、ジフェニルエーテル残基、ジ
フェニルスルフォン残基、ジフェニルプロパン残基、ベ
ンゾフェノン残基、ビフェニルトリフルオロプロパン残
基、シクロブチル残基、シクロペンチル残基などが挙げ
られるがこれらに限定されるものではない。またＲ2 は
少なくとも２個の炭素原子を有する２価の有機基であ
る。耐熱性の面から、Ｒ2 は環状炭化水素、芳香族環ま
たは芳香族複素環を含有し、かつ炭素数６から３０の２
価の基が好ましい。Ｒ2 の例として、フェニル残基、ビ
フェニル残基、ターフェニル残基、ナフタレン残基、ペ
リレン残基、ジフェニルエーテル残基、ジフェニルスル
フォン残基、ジフェニルプロパン残基、ベンゾフェノン
残基、ビフェニルトリフルオロプロパン残基、ジフェニ
ルメタン残基、シクロヘキシルメタン残基などが挙げら
れるがこれらに限定されるものではない。一般式（１）
で表わされる構造単位を主成分とするポリマはＲ1 、Ｒ
2 がこれらの内各々１個から構成されていても良いし、
各々２種以上から構成される共重合体であっても良い。
接着力を向上させるため耐熱性を低下させない範囲でジ
アミン成分として、シロキサン構造を有するビス（３−
アミノプロピル）テトラメチルジシロキサンなどを共重
合させても良い。

【００１７】またアミン末端の封止剤として無水マレイ
ン酸などの無水物をポリアミック酸の重合終了後に末端
濃度に応じて加え、反応させても良い。ポリアミック酸
を閉環して得られるポリイミド膜の力学的特性は、分子
量が大きいほど良好である。このため、ポリアミック酸
の分子量も大きい事が望まれる。これらのポリアミック
酸において、特に酸無水物成分の少なくとも１部として
３，３´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
とジアミン成分を反応せしめて得られるポリアミック酸
が好ましく使用される。また本発明においてはあらかじ
め閉環されたポリイミド樹脂溶液組成物が使用されても
良く、このような樹脂溶液組成物成分としては例えば
２，３，５−トリカルボキシシクロペンチル酢酸無水物
のような脂環族テトラカルボン酸無水物とジアミン成分
を反応せしめて得られる溶媒可溶型のポリイミド成分が
好ましく使用できる。

【００１８】その他、本発明のポリイミドおよび／ある
いはその前駆体成分として Jpn.J.Appl.Phys.Lett.,50,
18(1987) 、Mol.Cryst.Liq.Cryst.,163,157(1988)、Jap
anDisplay,1992 Digest,819(1992) 、電子材料、３０
（１１），３８（１９９１）に記載されるようなポリマ
成分を好ましく使用できる。

【００１９】本発明において好ましく使用される塗液の
溶剤成分としてはポリアミック酸、ポリイミドあるいは
ポリイミドシロキサン前駆体溶液調製に使用されるＮ−
メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ´−ジメチルアセトアミド、
γ−ブチロラクトン、１，３−ジメチル−２−イミダゾ
リジノン等の極性溶剤が使用できるが、特に本発明で使
用される塗液組成物においてポリイミドシロキサン前駆
体を使用された場合、多量のアルコール成分を使用する
ことができる特徴を有している。従来、実用されている
ポリイミド系液晶配向膜形成用樹脂溶液組成物におい
て、アルコール溶剤を使用した例は無く、またポリマー
成分の析出を避けるために溶剤成分として２０重量％以
上のアルコール成分を使用することができなかったもの
であるが、本発明の液晶配向性付与の透明層形成の樹脂
溶液組成物においては溶剤成分の３０重量％以上、さら
には５０重量％以上のアルコール成分を使用することも
でき、このような溶剤組成は例えば塗布ラインの耐溶剤
性レベルを緩和することができ、インキジェット塗布を
可能ならしめるものである。アルコール成分は通常Ｎ−
メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ´−ジメチルアセトアミド、
γ−ブチロラクトンあるいは１，３−ジメチル−２−イ
ミダゾリジノン等の極性溶剤とともにポリイミドシロキ
サン前駆体溶液調製に使用され、好ましくは、別途調製
されたポリイミドおよび／あるいはその前駆体溶液と混
合され、本発明のインキジェット塗布の塗液用樹脂溶液
組成物の溶剤成分を構成するものであるが、混合調製後
に添加することも可能である。本発明において使用され
る塗液中のアルコール成分としては特に限定されるもの
では無いが、プロピレングリコールモノアルキルエーテ
ル、エチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチ
レングリコールモノアルキルエーテル、３−メトキシ−
３−メチルブタノールのごときエーテル結合を有するア
ルコール類が好ましく使用され、特に３−メトキシ−３
−メチルブタノールが適している。本発明のインキジェ
ット塗布に使用される塗液用樹脂溶液組成物の固形部濃
度は２〜１５重量％、好ましくは３〜１０重量％であ
り、カラーフィルターの披塗布面を構成する画素面ある
いはブラックマトリックスやカラーフィルターの画素周
辺の額縁を構成する遮光層面に対する塗液の接触角は０
〜１５°、好ましくは３〜１０°の範囲にくるように設
計することが好ましい。このような接触角の調製には塗
液への界面活性剤添加が有効であり、特にシリコーン系
の界面活性剤を有効に使用することができる。

【００２０】本発明のインキジェット塗布に使用される
塗液用樹脂溶液組成物は透明基板上に任意の色数で各色
別に所望のパターン状に設けられた着色膜からなる画素
上にインキジェット塗布されるものであり、画面の有効
領域上に透明層があり、該透明層の境界がカラーフィル
ター額縁上にある構成とすることが好ましい。

【００２１】また本発明のインキジェット塗布は、特に
画素上に透明導電層を持たないところの透明基板に対し
て平行な向きの電界（横電界）により駆動されるカラー
液晶表示装置のカラーフィルターに好ましく適用され、
このカラーフィルターでは本発明の透明層は保護膜と配
向膜の機能を兼ね備える。

【００２２】以下、実施例でより詳細に説明する。

【００２３】

【実施例】

参考例１ メチルトリメトキシシラン１３６ｇ（１．０モル）、フ
ェニルトリメトキシシラン１９８ｇ（１．０モル）、
３，３´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物３２．２ｇ（０．１モル）をγ−ブチロラクト
ン１４０ｇ、３−メチル−３−メトキシブタノール４２
１ｇに溶解し、３０℃で撹拌しながら、１１８ｇの蒸留
水を加え、１時間撹拌し、加水分解・縮合を行なった。

【００２４】この溶液を、バス温１０５℃で３時間加熱
・攪拌し生成したアルコールと水１４０ｇを留去させた
後、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン３８．
３ｇ（０．２モル）をγ−ブチロラクトン１３３ｇ、３
−メチル−３−メトキシブタノ−ル３５５．０ｇに溶解
した混合液を添加して、同温で１時間加熱、攪拌した
後、徐々に加熱、攪拌下に昇温して１時間後にバス温１
３５℃として２時間、加熱攪拌し、反応温度を１２５℃
まで上げて生成したアルコ−ルと水７５ｇを留去させ
た。

【００２５】この様にして得られた溶液を冷却して室温
とした後、シリコーン系界面活性剤ＢＹＫ３０２（ビッ
ク・ケミー社）０．５ｇの３−メチル−３−メトキシブ
タノール６０．０ｇ溶液で稀釈して、ポリイミドシロキ
サン前駆体溶液を得た。

【００２６】このようにして得られた溶液の固形分濃度
を３００℃、３０分加熱の溶剤除去法で測定すると１
８．３重量％であり、粘度は１７．５センチポイズ（２
５℃）であった。

【００２７】参考例２ ３，３´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物１６１．１１ｇ（０．５０モル）およびピロメ
リット酸二無水物９７．２０ｇ（０．４９モル）をγブ
チロラクトン２６７７．７ｇとともに仕込み、これを攪
拌しながら４，４´−ジアミノジフェニルエーテル１５
０．２０ｇ（０．７５モル）、３，３´−ジアミノジフ
ェニルスルフォン４９．６４ｇ（０．２モル）およびビ
ス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン１
２．４２ｇ（０．０２０モル）を添加し、６０℃で２時
間反応させた後、無水マレイン酸１．９７ｇ（０．０２
０モル）を加えてさらに６０℃で２時間反応させ、粘度
９．２ポイズのポリアミック酸溶液を得た。

【００２８】参考例３ メチルトリメトキシシラン１３．６ｇ（０．１モル）と
フェニルトリメトキシシラン１９．８ｇ（０．１モル）
およびγアミノプロピルメチルジエトキシシラン９６．
０ｇ（０．５モル）を３−メチル−３−メトキシブタノ
ール４２８．０ｇおよびγブチロラクトン３３３．３ｇ
の混合液に加えて、３０℃攪拌下に蒸留水２８．８ｇ
（１．８モル）を添加した。この溶液を６０℃で２時間
攪拌した後、３，３´，４，４´−ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸二無水物８０．６ｇ（０．２５モル）を加
えて、そのまま２時間攪拌を続けアミック酸含有のシロ
キサン溶液を得た。本溶液の粘度をＥ型粘度計で測定す
ると２２．５センチポイズ（２５℃）であった。

【００２９】参考例４ ３，３´，４，４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
二無水物３２．２３ｇ（０．１０モル）を３−メチル−
３−メトキシブタノール１００．０ｇおよびγブチロラ
クトン１００．０ｇの混合液に加え、溶解させた後、γ
アミノプロピルメチルジエトキシシラン３８．４０ｇ
（０．２モル）を３−メチル−３−メトキシブタノール
６８．１ｇに溶解した液を約１０分間で滴下して、４０
℃で１時間反応させた。本溶液の粘度をＥ型粘度計で測
定すると１７．５センチポイズ（２５℃）であった。

【００３０】参考例５ メチルトリメトキシシラン１３６ｇ（１．０モル）、フ
ェニルトリメトキシシラン１９８ｇ（１．０モル）、無
水ナジック酸１６４．０ｇ（１．０モル）をγ−ブチロ
ラクトン２００ｇ、３−メチル−３−メトキシブタノー
ル６００ｇに溶解し、３０℃で撹拌しながら、１４４ｇ
の蒸留水を加え、１時間撹拌し、加水分解・縮合を行な
った。

【００３１】この溶液を、バス温７０℃で２時間加熱・
攪拌した後、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラ
ン１９１．５ｇ（１．０モル）をγ−ブチロラクトン１
４１ｇ、３−メチル−３−メトキシブタノール１９５．
６ｇに溶解した混合液を添加して、同温で１時間加熱、
攪拌した後、徐々に加熱、攪拌下に昇温して２時間後に
バス温１２５℃として２時間、加熱攪拌し、反応温度を
１１５℃まで上げて生成したアルコールと水１９２ｇを
留去させた。

【００３２】この様にして得られた溶液を冷却、γ−ブ
チロラクトン１９２ｇで稀釈して、ポリナジックイミド
シロキサン前駆体溶液を得た。

【００３３】このようにして得られた溶液の固形分濃度
を３００℃、３０分加熱の溶剤除去法で測定すると２
０．３重量％であり、粘度は１２．５センチポイズ（２
５℃）であった。

【００３４】参考例６ メチルトリメトキシシラン２７２．０ｇ（２．０モ
ル）、フェニルトリメトキシシラン３９６．０ｇ（２．
０モル）、酢酸０．３４ｇを３−メチル−３−メトキシ
ブタノール７８５．６ｇに溶解し、３０℃で撹拌しなが
ら、２１６ｇの蒸留水を加え、１時間加熱撹拌し、加水
分解・縮合を行なった。

【００３５】この溶液を、徐々に加熱、攪拌下に昇温し
て２時間後にバス温１３０℃として２時間、加熱攪拌
し、生成したアルコ−ルと水４４９．１ｇを留去させた
後、この溶液を８０℃まで冷却して、３−メチル−３−
メトキシブタノール８５．７ｇを添加して、オルガノシ
ルセスキオキサンオリゴマー溶液を得た。このように得
られた溶液の固形分濃度を３００℃、３０分加熱の溶剤
除去法で測定すると３１．５重量％であり、粘度は５１
センチポイズ（２５℃）であった 参考例７ 参考例３で得られた溶液１００ｇ，参考例６で得られた
溶液２００ｇおよび参考例２で得られた溶液１００ｇを
混合して本発明のインキジェット用塗液原液を得た。

【００３６】参考例８ 参考例５で得られた溶液１００ｇ，参考例６で得られた
溶液２００ｇおよび参考例２で得られた溶液１００ｇを
混合して本発明のインキジェット用塗液原液を得た。

【００３７】参考例９ 参考例４で得られた溶液１００ｇに参考例１で得られた
溶液２０ｇを添加混合して本発明のインキジェット用塗
液原液を得た。

【００３８】参考例１０ 参考例５で得られた溶液１００ｇに参考例２で得られた
溶液２０ｇを添加混合して本発明のインキジェット用塗
液原液を得た。

【００３９】実施例１ ポリアミック酸中に黒色顔料を分散してなる黒色ペース
トを無アルカリガラス上にスピンコートし、５０℃で１
０分間、９０℃で１０分間、１１０℃で２０分間オーブ
ンを用いて空気中で加熱乾燥して、膜厚１．６μｍのポ
リイミド前駆体着色膜を得た。この膜上にポジ型フォト
レジスト（東京応化社製ＯＦＰＲ−８００）を塗布し８
０℃で２０分加熱乾燥して膜厚１μｍのレジスト膜を得
た。キャノン社製紫外線露光機ＰＬＡ−５０１Ｆを用
い、クロム製のフォトマスクを介して、波長３６５ｎｍ
での強度が５０ｍＪ／ｃｍ² の紫外線を照射した。露光
後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの
２．３８ｗｔ％の水溶液からなる現像液に浸漬し、フォ
トレジストおよびポリイミド前駆体の現像を同時に行っ
た。エッチング後、不要となったフォトレジスト層をメ
チルセロソルブアセテートで剥離した。さらにこのよう
にして得られたポリイミド前駆体着色被膜を窒素雰囲気
中で３００℃で３０分間熱処理し、膜厚１．２μｍのポ
リイミド着色被膜によりブラックマトリクスパターンを
得た。

【００４０】さらにポリアミック酸中に顔料分散してな
る青、赤、緑の各色のカラーペーストについて、順次同
様のプロセスによりパターン化されたポリイミド着色被
膜を作製した。該着色被膜上に、参考例１で得られたポ
リイミドシロキサン前駆体溶液をプロピレングリコール
モノエチルエーテルで６重量％に稀釈して調製したイン
キジェット用塗液をプログラム制御されたオンデマンド
型インキジェット塗布装置でカラーフィルターの有効領
域上に塗布した。このインキジェット用塗液のポリイミ
ド着色被膜によるブラックマトリクスへの接触角は３．
８°であった。

【００４１】これを１００℃熱風オーブン中で１０分間
予備乾燥した後、２８０℃で０．５時間熱処理し１．１
μｍ厚みの塗膜を形成しカラーフィルターを得た。

【００４２】こうして得られたカラーフィルターの塗膜
を直接ラビング処理機にてラビング処理した。

【００４３】ついで薄膜トランジスタ素子を備えた対向
基板を次の手順で作製した。

【００４４】まず、無アルカリガラス上にクロムを用い
てフォトエッチングの手法によりゲート電極とコモン電
極をパターニングした後、これらの電極を覆うように窒
化シリコン（ＳｉＮ）膜からなる絶縁膜を形成した。ゲ
ート絶縁膜上に非晶質シリコン（ａ―Ｓｉ）膜を形成
し、この膜上にアルミニウムを用いて、ソース電極とド
レイン電極を形成した。その際、コモン電極とドレイン
電極の間に基板に平行な向きに電界がかかるよう電極を
パターニングした。これらの電極上にＳｉＮ膜で保護膜
を形成した。最後にポリイミド系の配向膜を最上層に設
け、ラビング処理して薄膜トランジスタを備えた電極付
き対向基板を得た。

【００４５】電極付き対向基板とカラーフィルターとを
エポキシ樹脂封止剤で貼り合わせ、液晶表示装置を作製
し問題なく動作することを確認した。

【００４６】カラーフィルター基板とエポキシ樹脂封止
剤の接着強度を別途モデル的に測定すると、貼り合わせ
部面積 ０．２ｃｍ^-2に対して、１７．０Ｋｇ・ｆを示
した。

【００４７】比較例１ 実施例１において、同様のプロセスによりパターン化さ
れたポリイミド着色被膜上に、参考例１で得られたポリ
イミドシロキサン前駆体溶液をスピンコーターでカラー
フィルター上に全面塗布した。これを１００℃熱風オー
ブン中で１０分間予備乾燥した後、２８０℃で０．５時
間熱処理し１．１μｍ厚みの塗膜を形成しカラーフィル
ターを得た。

【００４８】本カラーフィルター基板とエポキシ樹脂封
止剤の接着強度をモデル的に測定すると、貼り合わせ部
面積 ０．２ｃｍ^-2に対して、３．７Ｋｇ・ｆであっ
た。

【００４９】実施例２ 実施例１において使用したインキジェット用塗液の代わ
りに、参考例１で得られたポリイミドシロキサン前駆体
溶液６８．３ｇに蒸留水３０．６ｇ、γブチロラクトン
１０２．６ｇおよび蓚酸１．５６ｇを加えて調製したイ
ンキジェット用塗液を使用して、この塗液をオンデマン
ド型インキジェット塗布装置の代わりに連続型インキジ
ェット塗布装置でカラーフィルターの有効領域上に塗布
した。このインキジェット用塗液のポリイミド着色被膜
によるブラックマトリクスへの接触角は７．５°であっ
た。

【００５０】これを１００℃熱風オーブン中で１０分間
予備乾燥した後、２８０℃で０．５時間熱処理し１．１
μｍ厚みの塗膜を形成しカラーフィルターを得た。

【００５１】本カラーフィルターを使用して同様の液晶
表示装置を作製し問題なく動作することを確認した。

【００５２】実施例３ 参考例７で得られた溶液１０ｇをプロピレングリコール
モノメチルエーテル１５ｇおよびγブチロラクトン１５
ｇの混合液で稀釈した後、ＩＴＯからなる透明導電層を
有するガラス基板上に、オンデマンド型インキジェット
塗布装置で噴霧塗布し２９０℃で１時間熱処理し、０．
３μｍ厚みの塗膜を形成した。この膜をナイロン製フェ
ルトを巻き付けたロールを有するラビング装置により、
ロール回転数８００ｒｐｍ、ステージ移動速度５０ｍｍ
／秒で５回ラビング処理を行なった。ラビングによる塗
膜の損傷はまったく認められ無かった。このようにして
得られた配向膜を有する基板一対をラビング方向が逆平
行になるように対向させて配置し、１ｍｍのスペーサー
膜を使用して、基板側面にエポキシシール剤（三井東圧
化学（株）製“ストラクトボンド”ＥＳ−４５００）を
塗布し、１２０℃で３０分間硬化させて封止した。この
素子の内部に液晶（メルク製ＺＬＩ−２２９３）を真空
下で注入し、注入口をエポキシシール剤でふさぎ、１２
０℃で３０分間加熱して封止樹脂の硬化および液晶のア
イソトロピック処理を行なった。このようにして作製さ
れた試験用液晶セルを偏光顕微鏡のクロスニコル間で回
転し観察したところ、明瞭な明暗が見られ、液晶はラビ
ング方向に配向していることが認められた。またこの液
晶セルについて磁場容量法によりプレチルト角を測定し
たところ３°であった。

【００５３】実施例４ 無アルカリガラス基板上に形成された着色被膜上に、応
用例３と同様の塗液・装置を使用して高密度噴霧塗布
し、２８０℃で２時間熱処理し、１μｍの塗膜を形成し
た。別途無アルカリガラス基板上に、１０００オングス
トロームの配向膜（日本合成ゴム製 オプトマーＡＬ１
０５１）をスピンコートにて形成した。

【００５４】上記１μｍの塗膜並びに配向膜をラビング
マシンにてラビング処理した。ラビング処理された配向
膜上に，スクリーン印刷機を用いて熱硬化性エポキシ樹
脂をガラス基板の縁に沿って、液晶注入口部分を除いて
線状に印刷し、ラビング処理された１μｍ塗膜を形成し
たガラス基板と、配向膜とが向かい合い、かつラビング
処理方向が互いに直交するようにように張り合わせ、１
２０℃で１５分間、１５０℃で１時間加熱処理してエポ
キシ樹脂を硬化させた。貼り合わせたガラスセル中に、
液晶注入口を通じてツイストネマチック型の液晶（メル
ク社製 ＺＬＩ４７９２）を注入した後、注入口に紫外
線硬化性樹脂を塗布し、紫外線を照射、硬化させて注入
口を封じた。

【００５５】このようにして得られたガラスセルを偏光
顕微鏡にて観察したところ、液晶部分がパラレルニコル
下で消光し、クロスニコル下で光を透過した。これによ
りラビング処理した１μｍ塗膜が配向膜として働く事を
確認した。

【００５６】実施例５〜８ 実施例４において参考例７で得られた硬化性組成物の溶
液の代わりに参考例８〜１１で得られた硬化性組成物を
使用して、同様の結果を得ることができた。

【００５７】

【発明の効果】透明基板上に着色膜が形成されてなるカ
ラーフィルタにおいて、該着色膜上にインキジェット法
により保護膜を形成せしめる手法により、カラーフィル
タ画面の有効領域のみに保護膜が形成、パターニングさ
れたカラーフィルターを容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１におけるカラーフィルター基
板の断面図である。

【図２】本発明の実施例１における液晶表示装置の断面
図である。

【符号の説明】

１ 透明基板 ２ 遮光層 ３ 着色膜 ４ 保護膜 ５ 配向膜 ６ 保護膜 ７ 絶縁膜 ８ ゲート電極 ９ ドレイン電極 １０ ソース電極（画素電極） １１ コモン電極 １２ 薄膜電極 １３ 液晶層

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インキジェットを用いてパターニングされ
   た透明層を形成せしめる工程を有することを特徴とする
   カラーフィルターの製造方法。
2. 【請求項２】透明基板上に着色膜が形成されてなるカラ
   ーフィルターにおいて、該着色膜上にインキジェットを
   用いてパターニングされた透明層を形成せしめることを
   特徴とするカラーフィルターの製造方法。
3. 【請求項３】パターニングされた透明層を形成せしめる
   塗液がポリイミドシロキサン前駆体成分および溶剤成分
   を含有してなる樹脂溶液組成物であることを特徴とする
   請求項１記載のカラーフィルターの製造方法。
4. 【請求項４】パターニングされた透明層を形成せしめる
   塗液がポリイミドおよび／あるいはポリイミド前駆体成
   分および溶剤成分を含有してなる樹脂溶液組成物である
   ことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルターの製
   造方法。
5. 【請求項５】パターニングされた透明層を形成せしめる
   塗液がポリイミドおよび／あるいはポリイミド前駆体成
   分、ポリイミドシロキサン前駆体成分および溶剤成分を
   含有してなる樹脂溶液組成物であることを特徴とする請
   求項１記載のカラーフィルターの製造方法。
6. 【請求項６】パターニングされた透明層を形成せしめる
   塗液の溶剤成分の３０重量％以上がアルコール成分から
   なることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルター
   の製造方法。
7. 【請求項７】パターニングされた透明層を形成せしめる
   塗液の披塗布面に対する接触角が３〜１０°の範囲にあ
   ることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルターの
   製造方法。
8. 【請求項８】パターニングされた透明層を形成せしめる
   塗液がポリイミドおよび／あるいはポリイミド前駆体成
   分、アクリル樹脂および溶剤成分を含有してなる樹脂溶
   液組成物であることを特徴とする請求項１記載のカラー
   フィルターの製造方法。
9. 【請求項９】透明基板上に着色膜を有し、該着色膜上に
   パターニングされた透明層を形成せしめてなるカラーフ
   ィルターにおいて、画面を構成する有効領域上にパター
   ニングされた透明層があり、該パターニングされた透明
   層の境界がカラーフィルターの有効領域を囲む額縁上に
   ある構成を有していることを特徴とするカラーフィルタ
   ー。