JPH0971744A - カラーフィルタ用インク、カラーフィルタ、及び同フィルタを組込んだ液晶パネル - Google Patents
カラーフィルタ用インク、カラーフィルタ、及び同フィルタを組込んだ液晶パネルInfo
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- JPH0971744A JPH0971744A JP17014696A JP17014696A JPH0971744A JP H0971744 A JPH0971744 A JP H0971744A JP 17014696 A JP17014696 A JP 17014696A JP 17014696 A JP17014696 A JP 17014696A JP H0971744 A JPH0971744 A JP H0971744A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 着色部の色彩コントラスト及び色純度が高
く、着色部ににじみが無く、着色部の耐熱性が高いカラ
ーフィルタをインクジェット方式で製造する。 【解決手段】 透明基板上に光学的に透明なインク受容
層を形成し、次いで前記受容層にインクジェット方式に
よってインクを付与して画素を形成するカラーフィルタ
の製造方法において、前記インクが沸点150〜250
℃の溶媒を10〜60重量%含み、且つ (a)赤色染料 545nmにおける透過率が3.0%となるように調整
された水溶液における610nmでの透過率が70.0
%以上であり、且つ435nmでの透過率が50.0%
以下であるようなスペクトル特性を示す水溶性赤色染
料、(b)黄色染料 435nmにおける透過率が20.0%となるように調
整された水溶液における610nmでの透過率が95%
以上であるようなスペクトル特性を示す水溶性黄色染
料、を重量比で20:1〜1:1の範囲で含むものを用
いる。
く、着色部ににじみが無く、着色部の耐熱性が高いカラ
ーフィルタをインクジェット方式で製造する。 【解決手段】 透明基板上に光学的に透明なインク受容
層を形成し、次いで前記受容層にインクジェット方式に
よってインクを付与して画素を形成するカラーフィルタ
の製造方法において、前記インクが沸点150〜250
℃の溶媒を10〜60重量%含み、且つ (a)赤色染料 545nmにおける透過率が3.0%となるように調整
された水溶液における610nmでの透過率が70.0
%以上であり、且つ435nmでの透過率が50.0%
以下であるようなスペクトル特性を示す水溶性赤色染
料、(b)黄色染料 435nmにおける透過率が20.0%となるように調
整された水溶液における610nmでの透過率が95%
以上であるようなスペクトル特性を示す水溶性黄色染
料、を重量比で20:1〜1:1の範囲で含むものを用
いる。
Description
【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等に使用されているカラー液晶ディ
スプレイのカラーフィルタの製造方法に関する。更に詳
述すれば、本発明はインクジェット記録技術を利用した
カラーフィルタ用インク、カラーフィルタの製造方法、
特には色調(分光特性)の改善された青(B)色画素を
含んだカラーフィルタの製造方法、及び、その製造方法
によって製造されるカラーフィルタ、更に同フィルタを
組み込んだ液晶パネルに関する。
ソナルコンピュータ等に使用されているカラー液晶ディ
スプレイのカラーフィルタの製造方法に関する。更に詳
述すれば、本発明はインクジェット記録技術を利用した
カラーフィルタ用インク、カラーフィルタの製造方法、
特には色調(分光特性)の改善された青(B)色画素を
含んだカラーフィルタの製造方法、及び、その製造方法
によって製造されるカラーフィルタ、更に同フィルタを
組み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(R)、青(B)の三原色からなる画素を繰
り返して多数配列した構造をしている。
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(R)、青(B)の三原色からなる画素を繰
り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の発達、特に
携帯用のパーソナルコンピュータの発達にともない、液
晶ディスプレイ、とく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、より高精細で且つ高画質なディスプレイの提供と
同時に、ディスプレイ本体の製造コストを下げなければ
ならないといった相反する要求を満足させる必要があ
る。特にコスト的に比重の高いカラーフィルタに対する
前記の要求が急速に高まってきている。
携帯用のパーソナルコンピュータの発達にともない、液
晶ディスプレイ、とく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、より高精細で且つ高画質なディスプレイの提供と
同時に、ディスプレイ本体の製造コストを下げなければ
ならないといった相反する要求を満足させる必要があ
る。特にコスト的に比重の高いカラーフィルタに対する
前記の要求が急速に高まってきている。
【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答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。
足しつつ上記要求に答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。
を説明する。
【0006】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、染色することの容易な水溶性の高
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。
法である。染色法は、染色することの容易な水溶性の高
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二の方法は顔料
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、まず基板上に樹脂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。更にこの工程を3回繰り返すことにより、
R,G,Bの3色カラーフィルタを形成する。
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、まず基板上に樹脂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。更にこの工程を3回繰り返すことにより、
R,G,Bの3色カラーフィルタを形成する。
【0008】第三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、第一
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。
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、第一
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】又、各方法とも着色層の上に保護層を形成
するのが一般的である。
するのが一般的である。
【0010】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回繰り返すことで
あり、これは必然的に製造コストを高くする。又、工程
が多ければ多いほど歩留まりが低下するという問題も有
している。
G,Bを形成するために同一工程を3回繰り返すことで
あり、これは必然的に製造コストを高くする。又、工程
が多ければ多いほど歩留まりが低下するという問題も有
している。
【0011】そのうえ、第三の電着による方法では、形
成可能なパターンが限定されるため、現状の技術ではT
FTカラーには適用できない。
成可能なパターンが限定されるため、現状の技術ではT
FTカラーには適用できない。
【0012】以上挙げたようにカラーフィルタの製造方
法には既に幾つかの方法があるが、ディスプレイの色彩
性を重視した場合は、色材として染料を用いる染色法が
一般的に有利とされている。
法には既に幾つかの方法があるが、ディスプレイの色彩
性を重視した場合は、色材として染料を用いる染色法が
一般的に有利とされている。
【0013】しかしながら上記の通り染色法において
は、画素を形成する際、染色液に基板を浸漬する方法が
とられているため、用いる受容層に染着しにくい染料
は、たとえ色調(スペクトル特性)が良好であっても使
用できないといった欠点がある。そこで使用できる染料
の種類を増やすべく、染料がアニオン型の場合は、受容
層中に4級アンモニウム等のカチオン基を導入して、染
料の染着性を向上させようという試みが一般的に行われ
ているが、染料の色調が変化したり(スペクトルシフ
ト)、耐熱性が低下してしまう等の問題が発生してい
る。
は、画素を形成する際、染色液に基板を浸漬する方法が
とられているため、用いる受容層に染着しにくい染料
は、たとえ色調(スペクトル特性)が良好であっても使
用できないといった欠点がある。そこで使用できる染料
の種類を増やすべく、染料がアニオン型の場合は、受容
層中に4級アンモニウム等のカチオン基を導入して、染
料の染着性を向上させようという試みが一般的に行われ
ているが、染料の色調が変化したり(スペクトルシフ
ト)、耐熱性が低下してしまう等の問題が発生してい
る。
【0014】更には、調色のため複数の染料から成る染
色液を用いる場合、各染料と受容層との間の染着性が同
一ではないため、所望の色調にコントロールすることが
困難になる問題も生じている。このため現実には微妙な
色調コントロールが困難なばかりか、使用できる染料及
び受容層材料の種類も大幅に制約されている。
色液を用いる場合、各染料と受容層との間の染着性が同
一ではないため、所望の色調にコントロールすることが
困難になる問題も生じている。このため現実には微妙な
色調コントロールが困難なばかりか、使用できる染料及
び受容層材料の種類も大幅に制約されている。
【0015】
【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)。
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)。
【0016】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。
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。
【0017】該方法によれば、着色部の形成が前述の染
色法のような染料〜受容層間の染着プロセスを経ないた
め、受容層側にカチオン基導入等による染着性向上手段
を用いなくても良い。従って、染着前後での染料自身の
色調変化(スペクトルシフト)や、耐熱性の低下といっ
た問題も回避可能であり、更には、調色のため複数の染
料を含有するインクを用いた場合であっても、予想と大
幅に異なった色調になることは無い。
色法のような染料〜受容層間の染着プロセスを経ないた
め、受容層側にカチオン基導入等による染着性向上手段
を用いなくても良い。従って、染着前後での染料自身の
色調変化(スペクトルシフト)や、耐熱性の低下といっ
た問題も回避可能であり、更には、調色のため複数の染
料を含有するインクを用いた場合であっても、予想と大
幅に異なった色調になることは無い。
【0018】また、R,G,Bの各着色層の形成を一度
に行うことができ、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
も期待できる。
に行うことができ、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
も期待できる。
【0019】しかしながら従来のインクジェット法によ
るカラーフィルタ作成方法は、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
く、また受容層材料と染料のマッチング、インクジェッ
ト方式による描画条件(受容層種、及びそこに噴射され
た染料の量)等も技術的に不明な点が多く存在してい
る。このため、下記1〜4の新たな技術課題が発生して
いたが、下記要求特性の全てを満足するものは無く、従
って問題の早急な解決法の確立が望まれていた。 1)着色部とカラーフィルタ基板との間の密着性の良い
こと 2)着色部の色純度が高いこと(例えばB画素の場合
は、G,Rの波長帯の光を十分に遮光すること。) 3)着色部のにじみが無いこと 4)着色部の耐熱性が良好なこと 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、上記要求特性を全て満足するカ
ラーフィルタ用インク、該インクを用いて製造したカラ
ーフィルタ、その製造方法、及びカラーフィルタを備え
た液晶パネルを提供することにある。
るカラーフィルタ作成方法は、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
く、また受容層材料と染料のマッチング、インクジェッ
ト方式による描画条件(受容層種、及びそこに噴射され
た染料の量)等も技術的に不明な点が多く存在してい
る。このため、下記1〜4の新たな技術課題が発生して
いたが、下記要求特性の全てを満足するものは無く、従
って問題の早急な解決法の確立が望まれていた。 1)着色部とカラーフィルタ基板との間の密着性の良い
こと 2)着色部の色純度が高いこと(例えばB画素の場合
は、G,Rの波長帯の光を十分に遮光すること。) 3)着色部のにじみが無いこと 4)着色部の耐熱性が良好なこと 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、上記要求特性を全て満足するカ
ラーフィルタ用インク、該インクを用いて製造したカラ
ーフィルタ、その製造方法、及びカラーフィルタを備え
た液晶パネルを提供することにある。
【0020】
【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イン
クを付与することにより、複数の着色された画素を配列
してなるカラーフィルタに用いられるカラーフィルタ用
インクにおいて、前記インクが沸点150〜250℃の
溶媒を10〜60重量%含み、且つ下記の特性を示す水
溶性赤色染料(a)、及び水溶性黄色染料(b)、 (a)赤色染料 545nmにおける透過率が3.0%となるように調製
された水溶液における610nmでの透過率が70.0
%以上であり、且つ435nmでの透過率が50.0%
以下であるようなスペクトル特性を示す水溶性赤色染
料、 (b)黄色染料 435nmにおける透過率が20.0%となるように調
製された水溶液における610nmでの透過率が95%
以上であるようなスペクトル特性を示す水溶性黄色染
料、を重量比で20:1〜1:1の範囲で含有すること
を特徴とするカラーフィルタ用インクを提案するもの
で、前記染料(a)と染料(b)を重量比で10:1〜
1:1の範囲で併有すること、インク中の染料濃度の合
計が1〜15重量%であることを含む。
に本発明は、基板上にインクジェット方式によってイン
クを付与することにより、複数の着色された画素を配列
してなるカラーフィルタに用いられるカラーフィルタ用
インクにおいて、前記インクが沸点150〜250℃の
溶媒を10〜60重量%含み、且つ下記の特性を示す水
溶性赤色染料(a)、及び水溶性黄色染料(b)、 (a)赤色染料 545nmにおける透過率が3.0%となるように調製
された水溶液における610nmでの透過率が70.0
%以上であり、且つ435nmでの透過率が50.0%
以下であるようなスペクトル特性を示す水溶性赤色染
料、 (b)黄色染料 435nmにおける透過率が20.0%となるように調
製された水溶液における610nmでの透過率が95%
以上であるようなスペクトル特性を示す水溶性黄色染
料、を重量比で20:1〜1:1の範囲で含有すること
を特徴とするカラーフィルタ用インクを提案するもの
で、前記染料(a)と染料(b)を重量比で10:1〜
1:1の範囲で併有すること、インク中の染料濃度の合
計が1〜15重量%であることを含む。
【0021】また本発明は、基板上にインクジェット方
式によってインクを付与することにより、基板上に設け
られた光学的に透明なインク受容層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において、前記イ
ンクに含有される染料の前記インク受容層への付与量D
が下記の範囲であり、 D<3.0×10-3(ng/μm3 ) 前記インクに含有される染料(a)、(b)として、下
記の特性、 (a)赤色染料 545nmにおける透過率が3.0%となるように調製
された水溶液における610nmでの透過率が70.0
%以上であり、且つ435nmでの透過率が50.0%
以下であるようなスペクトル特性を示す水溶性赤色染
料、 (b)黄色染料 435nmにおける透過率が20.0%となるように調
製された水溶液における610nmでの透過率が95%
以上であるようなスペクトル特性を示す水溶性黄色染
料、を満足するものを重量比で20:1〜1:1の範囲
で含有することを特徴とするカラーフィルタであって、
前記インク受容層がアクリルモノマ単位を少なくとも含
有すること、前記アクリルモノマ単位が下記一般式
(1)
式によってインクを付与することにより、基板上に設け
られた光学的に透明なインク受容層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において、前記イ
ンクに含有される染料の前記インク受容層への付与量D
が下記の範囲であり、 D<3.0×10-3(ng/μm3 ) 前記インクに含有される染料(a)、(b)として、下
記の特性、 (a)赤色染料 545nmにおける透過率が3.0%となるように調製
された水溶液における610nmでの透過率が70.0
%以上であり、且つ435nmでの透過率が50.0%
以下であるようなスペクトル特性を示す水溶性赤色染
料、 (b)黄色染料 435nmにおける透過率が20.0%となるように調
製された水溶液における610nmでの透過率が95%
以上であるようなスペクトル特性を示す水溶性黄色染
料、を満足するものを重量比で20:1〜1:1の範囲
で含有することを特徴とするカラーフィルタであって、
前記インク受容層がアクリルモノマ単位を少なくとも含
有すること、前記アクリルモノマ単位が下記一般式
(1)
【0022】
【化3】 (但し、R1 はH又はCH3 、R2 はH又は炭素数が1
〜5のアルキル基を示す。)で示されるものであるこ
と、前記アクリルモノマ単位を含むインク受容層が光重
合開始剤を含有すること、前記インク受容層の非着色部
分を、予め光照射もしくは光照射と熱処理によりインク
吸収性を低下させる工程を経ることを含む。
〜5のアルキル基を示す。)で示されるものであるこ
と、前記アクリルモノマ単位を含むインク受容層が光重
合開始剤を含有すること、前記インク受容層の非着色部
分を、予め光照射もしくは光照射と熱処理によりインク
吸収性を低下させる工程を経ることを含む。
【0023】また本発明は、透明基板上に光学的に透明
なインク受容層を形成し、次いで前記受容層にインクジ
ェット方式によってインクを付与して画素を形成するこ
とにより、基板上に設けられた光学的に透明なインク受
容層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、前記インクが沸点150〜
250℃の溶媒を10〜60重量%含み、且つ下記の特
性を示す水溶性赤色染料(a)、及び水溶性黄色染料
(b)、 (a)赤色染料 545nmにおける透過率が3.0%となるように調製
された水溶液における610nmでの透過率が70.0
%以上であり、且つ435nmでの透過率が50.0%
以下であるようなスペクトル特性を示す水溶性赤色染
料、 (b)黄色染料 435nmにおける透過率が20.0%となるように調
製された水溶液における610nmでの透過率が95%
以上であるようなスペクトル特性を示す水溶性黄色染
料、を重量比で20:1〜1:1の範囲で含有すること
を特徴とするカラーフィルタの製造方法で、前記染料
(a)と染料(b)を重量比で10:1〜1:1の範囲
で併有すること、インク中の染料濃度の合計が1〜15
重量%であること、前記インクに含有される染料の前記
インク受容層への付与量Dが下記の範囲であり、 D<3.0×10-3(ng/μm3 ) 前記インクに含有される染料(a)、(b)として、下
記の特性、 (a)赤色染料 545nmにおける透過率が3.0%となるように調製
された水溶液における610nmでの透過率が70.0
%以上であり、且つ435nmでの透過率が50.0%
以下であるようなスペクトル特性を示す水溶性赤色染
料、 (b)黄色染料 435nmにおける透過率が20.0%となるように調
製された水溶液における610nmでの透過率が95%
以上であるようなスペクトル特性を示す水溶性黄色染
料、を満足するものを重量比で20:1〜1:1の範囲
で含有すること、前記インク受容層がアクリルモノマ単
位を少なくとも含有すること、前記アクリルモノマ単位
が下記一般式(1)
なインク受容層を形成し、次いで前記受容層にインクジ
ェット方式によってインクを付与して画素を形成するこ
とにより、基板上に設けられた光学的に透明なインク受
容層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、前記インクが沸点150〜
250℃の溶媒を10〜60重量%含み、且つ下記の特
性を示す水溶性赤色染料(a)、及び水溶性黄色染料
(b)、 (a)赤色染料 545nmにおける透過率が3.0%となるように調製
された水溶液における610nmでの透過率が70.0
%以上であり、且つ435nmでの透過率が50.0%
以下であるようなスペクトル特性を示す水溶性赤色染
料、 (b)黄色染料 435nmにおける透過率が20.0%となるように調
製された水溶液における610nmでの透過率が95%
以上であるようなスペクトル特性を示す水溶性黄色染
料、を重量比で20:1〜1:1の範囲で含有すること
を特徴とするカラーフィルタの製造方法で、前記染料
(a)と染料(b)を重量比で10:1〜1:1の範囲
で併有すること、インク中の染料濃度の合計が1〜15
重量%であること、前記インクに含有される染料の前記
インク受容層への付与量Dが下記の範囲であり、 D<3.0×10-3(ng/μm3 ) 前記インクに含有される染料(a)、(b)として、下
記の特性、 (a)赤色染料 545nmにおける透過率が3.0%となるように調製
された水溶液における610nmでの透過率が70.0
%以上であり、且つ435nmでの透過率が50.0%
以下であるようなスペクトル特性を示す水溶性赤色染
料、 (b)黄色染料 435nmにおける透過率が20.0%となるように調
製された水溶液における610nmでの透過率が95%
以上であるようなスペクトル特性を示す水溶性黄色染
料、を満足するものを重量比で20:1〜1:1の範囲
で含有すること、前記インク受容層がアクリルモノマ単
位を少なくとも含有すること、前記アクリルモノマ単位
が下記一般式(1)
【0024】
【化4】 (但し、R1 はH又はCH3 、R2 はH又は炭素数が1
〜5のアルキル基を示す。)で示されるものであるこ
と、前記アクリルモノマ単位を含むインク受容層が光重
合開始剤を含有すること、前記インク受容層の非着色部
分を、予め光照射もしくは光照射と熱処理によりインク
吸収性を低下させる工程を経ることを含む。
〜5のアルキル基を示す。)で示されるものであるこ
と、前記アクリルモノマ単位を含むインク受容層が光重
合開始剤を含有すること、前記インク受容層の非着色部
分を、予め光照射もしくは光照射と熱処理によりインク
吸収性を低下させる工程を経ることを含む。
【0025】更に本発明は、前記カラーフィルタと、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である。
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である。
【0026】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明
する。
する。
【0027】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。
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。
【0028】本発明においては、基板として一般にガラ
ス基板が用いられているが、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い。
ス基板が用いられているが、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い。
【0029】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。まず、ブラックマトリクス2の形
成された基板1上に硬化可能な樹脂組成物を含む層(不
図示)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))。
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。まず、ブラックマトリクス2の形
成された基板1上に硬化可能な樹脂組成物を含む層(不
図示)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))。
【0030】インク受容層3を形成する材料としては以
下の構造単位(1)からなる単量体の単独及び/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
を硬化させたものが好ましい。
下の構造単位(1)からなる単量体の単独及び/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
を硬化させたものが好ましい。
【0031】
【化5】 (但し、R1 はH又はCH3 、R2 はH又は炭素数が1
〜5のアルキル基を示す。) 上記式(1)で表される構造単位からなる単量体とし
て、具体的には、N−メチロールアクリルアミド、N−
メトキシメチルアクリルアミド、N−エトキシメチルア
クリルアミド、N−イソプロポキシメチルアクリルアミ
ド、N−メチロールメタクリルアミド、N−メトキシメ
チルメタクリルアミド、N−エトキシメチルメタクリル
アミド等が挙げられるが、これらに限られるものではな
い。
〜5のアルキル基を示す。) 上記式(1)で表される構造単位からなる単量体とし
て、具体的には、N−メチロールアクリルアミド、N−
メトキシメチルアクリルアミド、N−エトキシメチルア
クリルアミド、N−イソプロポキシメチルアクリルアミ
ド、N−メチロールメタクリルアミド、N−メトキシメ
チルメタクリルアミド、N−エトキシメチルメタクリル
アミド等が挙げられるが、これらに限られるものではな
い。
【0032】他のビニル系単位としては、アクリル酸、
メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等
のアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリ
ル酸エチル等のメタクリル酸エステル、ヒドロキシメチ
ルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、
ヒドロキシメチルアクリレート、ヒドロキシエチルアク
リレート等の水酸基を含有したビニル系単量体、その他
スチレン、α−メチルスチレン、アクリルアミド、メタ
クリルアミド、アクリロニトリル、アリルアミン、ビニ
ルアミン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等を挙げる
ことが出来るが、これらに限られるものではない。
(1)の構造単位と他のビニル系単量体との共重合体中
のビニル系単量体の共重合割合は95〜5モル%の範囲
とすることが望ましい。
メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等
のアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリ
ル酸エチル等のメタクリル酸エステル、ヒドロキシメチ
ルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、
ヒドロキシメチルアクリレート、ヒドロキシエチルアク
リレート等の水酸基を含有したビニル系単量体、その他
スチレン、α−メチルスチレン、アクリルアミド、メタ
クリルアミド、アクリロニトリル、アリルアミン、ビニ
ルアミン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等を挙げる
ことが出来るが、これらに限られるものではない。
(1)の構造単位と他のビニル系単量体との共重合体中
のビニル系単量体の共重合割合は95〜5モル%の範囲
とすることが望ましい。
【0033】上記単独又は共重合体に更に他の高分子化
合物を混合しても良い。このような高分子化合物として
は、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、ポリアクリル酸(エステ
ル)、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピ
ルセルロース、あるいはこれらの変性物等の合成樹脂、
また、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
の天然樹脂等を例示できる。
合物を混合しても良い。このような高分子化合物として
は、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、ポリアクリル酸(エステ
ル)、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピ
ルセルロース、あるいはこれらの変性物等の合成樹脂、
また、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
の天然樹脂等を例示できる。
【0034】上記他の高分子化合物の配合量としては、
受容層を構成する樹脂全量に対し、70重量%以下とす
ることが好ましい。
受容層を構成する樹脂全量に対し、70重量%以下とす
ることが好ましい。
【0035】また、上記受容層3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、可塑剤等が挙げられる。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。
添加剤を含んでもよい。添加剤の具体的な例としては各
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、可塑剤等が挙げられる。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。
【0036】上記樹脂組成物を含む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。更に、必要に応じてプリベークを行った後、インク
ジェット方式により前記水溶性染料を含む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、前記水溶性染料以外の染料、及び
顔料のいずれも併用することができ、また、液状イン
ク、ソリッドインク共に使用できるが、特に本発明の場
合には、水性インクの場合においても非常に好適であ
る。
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。更に、必要に応じてプリベークを行った後、インク
ジェット方式により前記水溶性染料を含む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、前記水溶性染料以外の染料、及び
顔料のいずれも併用することができ、また、液状イン
ク、ソリッドインク共に使用できるが、特に本発明の場
合には、水性インクの場合においても非常に好適であ
る。
【0037】なお、図1中、5はインクジェットヘッ
ド、6,7,8はR,G,Bの各色インクで着色した受
容層である。
ド、6,7,8はR,G,Bの各色インクで着色した受
容層である。
【0038】次いで、紫外線、又は熱と紫外線を着色し
た受容層6,7,8に照射してこれらを硬化させ(図1
(d))、更に必要に応じて保護層9を積層する(図1
(e))。保護層9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。
た受容層6,7,8に照射してこれらを硬化させ(図1
(d))、更に必要に応じて保護層9を積層する(図1
(e))。保護層9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。
【0039】これにより、本発明のカラーフィルタ10
0が完成する。
0が完成する。
【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タイプ、あるいは
圧電素子を用いた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。
発生素子として電気熱変換体を用いたタイプ、あるいは
圧電素子を用いた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】上記本発明で好ましく用いられるインク受
容層材料は更に光重合開始剤を含有させ、ブラックマト
リクスに対応する非着色用部分を予め光照射もしくは光
照射と熱処理により、該部分のインク吸収性を低下させ
る性質を付与されることが好ましい。それによって、イ
ンクジェット法によりR,G,B各画を形成する際に発
生しやすい、各画素間における混色、色ムラ等によるト
ラブルを防止することができ、低コスト、且つ高画質の
カラーフィルタの製造が可能となる。図2に上記非着色
用部分のインク吸収性を低下させる工程を含むカラーフ
ィルタ基板の製造方法を示す。図2(c)がその工程で
あり、光重合開始剤を含有するインク受容層83を基板
1上に形成した後、ブラックマトリクス2に対応する非
着色用部分81をフォトマスク4を介してパターン露光
を行うことにより、非着色用部分のインク吸収性を低下
させる。
容層材料は更に光重合開始剤を含有させ、ブラックマト
リクスに対応する非着色用部分を予め光照射もしくは光
照射と熱処理により、該部分のインク吸収性を低下させ
る性質を付与されることが好ましい。それによって、イ
ンクジェット法によりR,G,B各画を形成する際に発
生しやすい、各画素間における混色、色ムラ等によるト
ラブルを防止することができ、低コスト、且つ高画質の
カラーフィルタの製造が可能となる。図2に上記非着色
用部分のインク吸収性を低下させる工程を含むカラーフ
ィルタ基板の製造方法を示す。図2(c)がその工程で
あり、光重合開始剤を含有するインク受容層83を基板
1上に形成した後、ブラックマトリクス2に対応する非
着色用部分81をフォトマスク4を介してパターン露光
を行うことにより、非着色用部分のインク吸収性を低下
させる。
【0042】パターン露光の際のフォトマスクとして
は、ブラックマトリクス2に対応する非着色用部分81
のインク吸収性を低下させるための開口部90を有する
物を使用する。この際、ブラックマトリクス2に接する
部分での色ヌケを防止するためには、多めのインクを吐
出する必要があることを考慮するとブラックマトリクス
2の幅Xよりも狭い開口部幅Yを有するマスクを用いる
ことが好ましい。これにより形成された非着色用部分8
1の幅がブラックマトリクス2の幅よりも狭くなる。
は、ブラックマトリクス2に対応する非着色用部分81
のインク吸収性を低下させるための開口部90を有する
物を使用する。この際、ブラックマトリクス2に接する
部分での色ヌケを防止するためには、多めのインクを吐
出する必要があることを考慮するとブラックマトリクス
2の幅Xよりも狭い開口部幅Yを有するマスクを用いる
ことが好ましい。これにより形成された非着色用部分8
1の幅がブラックマトリクス2の幅よりも狭くなる。
【0043】以下、図2(d)〜(f)の工程は図1と
同様に行うことによりカラーフィルタ基板を作成する。
85,86,87はR,G,Bの各色インクで着色した
受容層である。
同様に行うことによりカラーフィルタ基板を作成する。
85,86,87はR,G,Bの各色インクで着色した
受容層である。
【0044】尚、光照射部分のインク吸収性が低下する
層81を形成する際の光照射手段としては特に限られる
ものではないが、本発明では特にDeep UV光が好
ましく、光照射条件1〜3000mJ/cm2 程度であ
る。熱処理はオーブン、ホットプレート等の手段が挙げ
られ、温度条件は50℃〜180℃で10秒〜20分行
えばよい。以下に上記インク吸収性を低下させる性能を
付与する光重合開始剤について説明する。
層81を形成する際の光照射手段としては特に限られる
ものではないが、本発明では特にDeep UV光が好
ましく、光照射条件1〜3000mJ/cm2 程度であ
る。熱処理はオーブン、ホットプレート等の手段が挙げ
られ、温度条件は50℃〜180℃で10秒〜20分行
えばよい。以下に上記インク吸収性を低下させる性能を
付与する光重合開始剤について説明する。
【0045】光重合開始剤としてはとくに限られるもの
ではないが、オニウム塩、ハロゲン化トリアジン化合物
が好ましく用いられる。具体的には、オニウム塩として
は、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモ
ネート、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレ
ート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフ
ェート、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、またこれらの誘導体、さらに、ジフェニ
ルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェ
ニルヨードニウムテトラフルオロボーレート、ジフェニ
ルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニ
ルヨードニウムトリフルオロメチルスルホネート、また
これらの誘導体等が挙げられるが、これらに限定される
ものではない。ハロゲン化トリアジン化合物が一般的で
ある。またこれらの誘導体等が挙げられるが、もちろ
ん、これらに限定されるものではない。
ではないが、オニウム塩、ハロゲン化トリアジン化合物
が好ましく用いられる。具体的には、オニウム塩として
は、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモ
ネート、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボレ
ート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフ
ェート、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、またこれらの誘導体、さらに、ジフェニ
ルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェ
ニルヨードニウムテトラフルオロボーレート、ジフェニ
ルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニ
ルヨードニウムトリフルオロメチルスルホネート、また
これらの誘導体等が挙げられるが、これらに限定される
ものではない。ハロゲン化トリアジン化合物が一般的で
ある。またこれらの誘導体等が挙げられるが、もちろ
ん、これらに限定されるものではない。
【0046】上記光重合開始剤の配合量は、前記インク
受容層材料に対して重量基準で0.01〜20%、好ま
しくは0.1〜10%である。また増感剤としてペリレ
ン、アントラセン等の化合物を加えてもよい。
受容層材料に対して重量基準で0.01〜20%、好ま
しくは0.1〜10%である。また増感剤としてペリレ
ン、アントラセン等の化合物を加えてもよい。
【0047】次に、図3及び図4を用いてインクジェッ
ト法により、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。
ト法により、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。
【0048】図3はインクジェット法によりカラーフィ
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3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ヘッド23が接続されている。
さらにCPU21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。
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3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ヘッド23が接続されている。
さらにCPU21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。
【0049】図4はインクジェット法による着色部(画
素)の形成過程を示す。従来方法(染色法)と大きく異
なる点は、水、水溶性溶媒、及び染料から成るインクを
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等を蒸発さ
せて画素を形成させるところにある。(図4)。
素)の形成過程を示す。従来方法(染色法)と大きく異
なる点は、水、水溶性溶媒、及び染料から成るインクを
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等を蒸発さ
せて画素を形成させるところにある。(図4)。
【0050】ここで特に要求される特性としては、着色
部とカラーフィルタ基板間の密着性である。前述の通
り、インクジェット法で用いられるインク(染色液)に
は微小なノズルからインクを連続して安定的に噴射させ
る目的、及びノズル先端での染料の析出等による目詰ま
りを防止させる目的で染料の他に有機溶剤が含有され
る。そのため、カラーフィルタ基板上では、染料と有機
溶剤が一時的に共存することとなるが、使用するインク
受容層の種類、染料の種類及び前記インク受容層に付与
される量、更にはインク中に含有される有機溶剤の種類
(特に沸点)等の条件によっては、着色部の密着性が不
十分となり、着色後の洗浄にはがれが生じる場合があっ
た。
部とカラーフィルタ基板間の密着性である。前述の通
り、インクジェット法で用いられるインク(染色液)に
は微小なノズルからインクを連続して安定的に噴射させ
る目的、及びノズル先端での染料の析出等による目詰ま
りを防止させる目的で染料の他に有機溶剤が含有され
る。そのため、カラーフィルタ基板上では、染料と有機
溶剤が一時的に共存することとなるが、使用するインク
受容層の種類、染料の種類及び前記インク受容層に付与
される量、更にはインク中に含有される有機溶剤の種類
(特に沸点)等の条件によっては、着色部の密着性が不
十分となり、着色後の洗浄にはがれが生じる場合があっ
た。
【0051】そこで本発明者らは鋭意研究の結果、イン
クジェット法によるカラーフィルタの製造方法におい
て、上記態様はもち論、更に好ましい態様として、前記
インク受容層が少なくとも水溶性アクリルモノマ単位を
含み、前記インクに含有される染料の前記インク受容層
への付与量Dが下記の範囲を満たす条件とすることで着
色部とカラーフィルタ基板間の密着性の低下を来すこと
なく、着色後の水洗プロセス(超音波洗浄等)時にもは
がれの発生の全くない良好なカラーフィルタを得ること
が可能なことを見出した。
クジェット法によるカラーフィルタの製造方法におい
て、上記態様はもち論、更に好ましい態様として、前記
インク受容層が少なくとも水溶性アクリルモノマ単位を
含み、前記インクに含有される染料の前記インク受容層
への付与量Dが下記の範囲を満たす条件とすることで着
色部とカラーフィルタ基板間の密着性の低下を来すこと
なく、着色後の水洗プロセス(超音波洗浄等)時にもは
がれの発生の全くない良好なカラーフィルタを得ること
が可能なことを見出した。
【0052】D<3.0×10-3(ng/μm3 ) インク受容層への染料の付与量Dが上記範囲を超える場
合は、着色部の密着性が低下し、洗浄時にはがれてしま
う可能性が生じる。
合は、着色部の密着性が低下し、洗浄時にはがれてしま
う可能性が生じる。
【0053】また、上記染料の付与量Dの値の下限値は
目的によって異なるものなので、特にここで定めるもの
ではないが、6×10-5を下回る値であると、インクに
含有される溶剤種及び量が特定の範囲内であれば上記の
ような着色部のはがれの問題は無いが、色再現範囲が狭
くなり、かすんだような画質となってしまうため好まし
くない。
目的によって異なるものなので、特にここで定めるもの
ではないが、6×10-5を下回る値であると、インクに
含有される溶剤種及び量が特定の範囲内であれば上記の
ような着色部のはがれの問題は無いが、色再現範囲が狭
くなり、かすんだような画質となってしまうため好まし
くない。
【0054】本発明においては、更にインクに用いる染
料として前述のようなスペクトル特性を有する水溶性赤
色染料(a)と、水溶性黄色染料(b)とを重量比で3
0:1〜1:1の範囲で併有することにより、前記水溶
性アクリルモノマ単位を含むインク受容層との密着性が
良く、更には後述するような好ましい効果が発揮できる
ものである。
料として前述のようなスペクトル特性を有する水溶性赤
色染料(a)と、水溶性黄色染料(b)とを重量比で3
0:1〜1:1の範囲で併有することにより、前記水溶
性アクリルモノマ単位を含むインク受容層との密着性が
良く、更には後述するような好ましい効果が発揮できる
ものである。
【0055】本発明で用いるインクの染料は前述のよう
に特定の透過スペクトルを示すものであるが、これら染
料の具体例を表1−1、1−2に示す。
に特定の透過スペクトルを示すものであるが、これら染
料の具体例を表1−1、1−2に示す。
【0056】
【表1】
【0057】
【表2】 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、0.5〜20重量%、好ましくは、1〜15重量%
の範囲である。また染料は必要に応じてこれ以外の染料
を包含しても良い。
は、0.5〜20重量%、好ましくは、1〜15重量%
の範囲である。また染料は必要に応じてこれ以外の染料
を包含しても良い。
【0058】ここで、上記のインク受容層の膜厚、受容
層上への染料付与量、及び染料水溶液のスペクトルの測
定法について記しておく。 1.インク受容層の膜厚(H)測定 インク受容層の膜厚は、市販の装置を用いて簡便に測定
可能である。その一例として、触針式膜厚計(P−10
プロファイラ−、テンコール社製等)を挙げることがで
きる。 2.受容層上への染料付与量D 染料付与量を算出するには、あらかじめインクジェット
ヘッドから噴射されるインク液滴1発当たりの量を求め
ておく。インク液滴1発当たりの量は、一定量のインク
をインクジェットヘッドから噴射して、その重量を測定
し、噴射された吐出数で除することにより測定すること
ができる。このようにして求められたインク液滴1発当
たりの量(Vd)、そのインク中の染料濃度(C)、イ
ンクドットによって着色された部分の面積(Da)、前
述の方法で求めたインク受容層の膜厚(H)、及び1画
素を構成しているインクドット数(Dn)、を基に下記
式によりインク受容層単位体積当たりの染料付与量Dを
測定することができる。
層上への染料付与量、及び染料水溶液のスペクトルの測
定法について記しておく。 1.インク受容層の膜厚(H)測定 インク受容層の膜厚は、市販の装置を用いて簡便に測定
可能である。その一例として、触針式膜厚計(P−10
プロファイラ−、テンコール社製等)を挙げることがで
きる。 2.受容層上への染料付与量D 染料付与量を算出するには、あらかじめインクジェット
ヘッドから噴射されるインク液滴1発当たりの量を求め
ておく。インク液滴1発当たりの量は、一定量のインク
をインクジェットヘッドから噴射して、その重量を測定
し、噴射された吐出数で除することにより測定すること
ができる。このようにして求められたインク液滴1発当
たりの量(Vd)、そのインク中の染料濃度(C)、イ
ンクドットによって着色された部分の面積(Da)、前
述の方法で求めたインク受容層の膜厚(H)、及び1画
素を構成しているインクドット数(Dn)、を基に下記
式によりインク受容層単位体積当たりの染料付与量Dを
測定することができる。
【0059】 染料付与量D=(Vd×C×Dn)/Da×H 3.染料水溶液の透過スペクトル測定 本発明で好ましく用いることができる水溶性染料の透過
スペクトルは、市販の分光光度計を用いて測定すること
ができるが、染料水溶液の透過スペクトルは溶液のpH
により変化する染料もあるため、pH7.0近辺に設定
するのが好ましい。
スペクトルは、市販の分光光度計を用いて測定すること
ができるが、染料水溶液の透過スペクトルは溶液のpH
により変化する染料もあるため、pH7.0近辺に設定
するのが好ましい。
【0060】本発明の目的をより効率的に達成するため
に、インク溶媒として水と、以下のような特徴をもつ溶
媒とを用いることが好ましい。即ち、好ましくは沸点1
50℃〜250℃の溶媒が、10〜60重量%、より好
ましくは沸点180℃〜250℃の溶媒が、16〜6
0.0重量%である。
に、インク溶媒として水と、以下のような特徴をもつ溶
媒とを用いることが好ましい。即ち、好ましくは沸点1
50℃〜250℃の溶媒が、10〜60重量%、より好
ましくは沸点180℃〜250℃の溶媒が、16〜6
0.0重量%である。
【0061】前述の通り、インクジェット用に用いられ
るインク中にはヘッド先端での染料の析出による目詰ま
り現象を回避する等の目的のために高沸点溶媒が添加さ
れる。しかしながら、高沸点溶媒を多く含むインクをカ
ラーフィルタ用にそのまま適用すると、着色部の密着性
が低下するため好ましくない。従ってインク中に含有す
る溶媒種としては上述の物性を満足するものが好まし
い。
るインク中にはヘッド先端での染料の析出による目詰ま
り現象を回避する等の目的のために高沸点溶媒が添加さ
れる。しかしながら、高沸点溶媒を多く含むインクをカ
ラーフィルタ用にそのまま適用すると、着色部の密着性
が低下するため好ましくない。従ってインク中に含有す
る溶媒種としては上述の物性を満足するものが好まし
い。
【0062】逆に、インク中の溶媒の量が少なすぎる場
合はインクジェットヘッド先端での染料の析出や、イン
クジェットヘッド中への泡の抱き込み等の現象によるイ
ンクの連続吐出性の低下等の問題が生じるためやはり好
ましくない。
合はインクジェットヘッド先端での染料の析出や、イン
クジェットヘッド中への泡の抱き込み等の現象によるイ
ンクの連続吐出性の低下等の問題が生じるためやはり好
ましくない。
【0063】好ましい溶媒の具体的な例を表2に示す。
【0064】
【表3】 また、インクには非イオン系、アニオン系、カチオン系
等の界面活性剤を配合してもよく、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。
等の界面活性剤を配合してもよく、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。
【0065】また、前記インクに水溶性樹脂を含有させ
ても良い。含有させる樹脂としては、平均分子量100
0〜100,000の範囲のものが好ましいが、平均分
子量1000〜50,000のものが更に好ましい。平
均分子量が1000以下のものは密着性が劣り好ましく
なく、また平均分子量が100,000以上のものも、
インクの粘度が著しく増大してしまい、インクジェット
によるインクの吐出性が低下するため好ましくない。
ても良い。含有させる樹脂としては、平均分子量100
0〜100,000の範囲のものが好ましいが、平均分
子量1000〜50,000のものが更に好ましい。平
均分子量が1000以下のものは密着性が劣り好ましく
なく、また平均分子量が100,000以上のものも、
インクの粘度が著しく増大してしまい、インクジェット
によるインクの吐出性が低下するため好ましくない。
【0066】図5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断面図を示す。
だTFTカラー液晶パネルの断面図を示す。
【0067】カラー液晶パネルは、カラーフィルタ10
0と対向する基板14を合わせこみ、その間に液晶組成
物12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100が設置され、その上に透明な対向(共
通)電極10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。また液晶組成物はそれぞれのガラス基板の間
隙(2〜5μm程度)に充填される。またバックライト
17としては、蛍光灯と散乱板(何れも不図示)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。
0と対向する基板14を合わせこみ、その間に液晶組成
物12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100が設置され、その上に透明な対向(共
通)電極10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。また液晶組成物はそれぞれのガラス基板の間
隙(2〜5μm程度)に充填される。またバックライト
17としては、蛍光灯と散乱板(何れも不図示)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。
【0068】
実施例A1 60×150μmの大きさの開口部を多数配列させたブ
ラックマトリ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(重量比))の共重合体か
らなる硬化性樹脂組成物を、乾燥膜厚0.8μmとなる
ようにスピンコートし、70℃、20分のプリベークを
行った。ついでインクジェットプリンターを用い、下記
のR,G,BインクによりR,G,Bのマトリクスパタ
ーンを次の条件にて着色した。
ラックマトリ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(重量比))の共重合体か
らなる硬化性樹脂組成物を、乾燥膜厚0.8μmとなる
ようにスピンコートし、70℃、20分のプリベークを
行った。ついでインクジェットプリンターを用い、下記
のR,G,BインクによりR,G,Bのマトリクスパタ
ーンを次の条件にて着色した。
【0069】前記受容層上での染料の付与量D: 7.
5×10-4ng/μm3 (1発当たりの吐出量が27ngのインクジェットヘッ
ドを用いて、1画素当たり8発のインク(染料濃度6.
0%)を打ち込んだ、その際の着色部(画素)面積は2
4650μm2 であり、着色部のインク受容層体積は1
7225μm3 であった。)ついで200℃、50分の
ベーキングを行うことで硬化反応を進行させ、液晶用カ
ラーフィルタを作成した。
5×10-4ng/μm3 (1発当たりの吐出量が27ngのインクジェットヘッ
ドを用いて、1画素当たり8発のインク(染料濃度6.
0%)を打ち込んだ、その際の着色部(画素)面積は2
4650μm2 であり、着色部のインク受容層体積は1
7225μm3 であった。)ついで200℃、50分の
ベーキングを行うことで硬化反応を進行させ、液晶用カ
ラーフィルタを作成した。
【0070】R染料:C.I.Direct Red 80 + C.I.Acid
Yellow 104(6:4(重量比)) G染料:C.I.Acid Green 9 B染料:C.I.Acid Blue 90 インク処方は表4に示した処方例1の通りとした。 評価方法 評価1:着色部のはがれ 上記のカラーフィルタを用いて液晶パネルを作成し、出
力100W(35kHz)の超音波洗浄器を用いて水浴
中で5分間洗浄した。次いで洗浄部の密着性を下記3段
階にグループ分けすることにより評価した。
Yellow 104(6:4(重量比)) G染料:C.I.Acid Green 9 B染料:C.I.Acid Blue 90 インク処方は表4に示した処方例1の通りとした。 評価方法 評価1:着色部のはがれ 上記のカラーフィルタを用いて液晶パネルを作成し、出
力100W(35kHz)の超音波洗浄器を用いて水浴
中で5分間洗浄した。次いで洗浄部の密着性を下記3段
階にグループ分けすることにより評価した。
【0071】A:密着性良好(中心部100画素中での
はがれの発生なし) B:やや密着性が劣る(中心部100画素中でのはがれ
5画素以下) C:密着性が劣る(中心部100画素中でのはがれ6画
素以上発生) 評価2: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、Bパ
ターン着色部のにじみの度合い(着色部面積の増大)を
評価した。着色部の面積の増大が、 A:5%未満 B:5%以上、10%未満 C:10%以上 評価結果を表6に示した。 実施例A2 実施例A1で用いたインク受容層材料にトリフェニルス
ルホニウムトリフルオロメチルスルホネート(ミドリ化
学製 TSP−105)を0.2重量部添加し(表5、
受容層処方例2)、ブラックマトリクスの幅(40μ
m)よりも狭い開口部(30μm)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インク受容層の一部
をDeep UV光にて100mJ/cm2 のエネルギ
ー量でパターニング露光し、その部分のインク吸収性を
低下させた。それ以外は実施例A1と同一の条件で実施
例A2のカラーフィルタを作成し、実施例A1と同じ評
価を行った。 実施例A3〜A17 実施例A2における染料、インク処方、受容層作成条
件、染料付与量をそれぞれ変えた以外はこれと同一の条
件で、実施例A2〜A17のカラーフィルタを作成し、
実施例A1と同じ評価を行った。(カラーフィルタ作成
条件を表3に示す)評価結果を表6に示した。 比較例A1〜A5 実施例A1における染料、インク処方、受容層作成条
件、染料付与量をそれぞれ変えた以外はこれと同一の条
件で、比較例A1〜A5のカラーフィルタを作成し、実
施例A1と同じ評価を行った。(カラーフィルタ作成条
件を表3に示す)評価結果を表6に示した。
はがれの発生なし) B:やや密着性が劣る(中心部100画素中でのはがれ
5画素以下) C:密着性が劣る(中心部100画素中でのはがれ6画
素以上発生) 評価2: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、Bパ
ターン着色部のにじみの度合い(着色部面積の増大)を
評価した。着色部の面積の増大が、 A:5%未満 B:5%以上、10%未満 C:10%以上 評価結果を表6に示した。 実施例A2 実施例A1で用いたインク受容層材料にトリフェニルス
ルホニウムトリフルオロメチルスルホネート(ミドリ化
学製 TSP−105)を0.2重量部添加し(表5、
受容層処方例2)、ブラックマトリクスの幅(40μ
m)よりも狭い開口部(30μm)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インク受容層の一部
をDeep UV光にて100mJ/cm2 のエネルギ
ー量でパターニング露光し、その部分のインク吸収性を
低下させた。それ以外は実施例A1と同一の条件で実施
例A2のカラーフィルタを作成し、実施例A1と同じ評
価を行った。 実施例A3〜A17 実施例A2における染料、インク処方、受容層作成条
件、染料付与量をそれぞれ変えた以外はこれと同一の条
件で、実施例A2〜A17のカラーフィルタを作成し、
実施例A1と同じ評価を行った。(カラーフィルタ作成
条件を表3に示す)評価結果を表6に示した。 比較例A1〜A5 実施例A1における染料、インク処方、受容層作成条
件、染料付与量をそれぞれ変えた以外はこれと同一の条
件で、比較例A1〜A5のカラーフィルタを作成し、実
施例A1と同じ評価を行った。(カラーフィルタ作成条
件を表3に示す)評価結果を表6に示した。
【0072】
【表4】
【0073】
【表5】
【0074】
【表6】
【0075】
【表7】
【0076】
【発明の効果】本発明は上記のように構成したので、着
色部の色彩コントラスト及び色純度が高く、着色部にに
じみが無いカラーフィルタをインクジェット方式で製造
できる。
色部の色彩コントラスト及び色純度が高く、着色部にに
じみが無いカラーフィルタをインクジェット方式で製造
できる。
【図1】本発明のカラーフィルタの一製造例を示す全工
程図で、(a)乃至(e)のそれぞれは部分工程図であ
る。
程図で、(a)乃至(e)のそれぞれは部分工程図であ
る。
【図2】本発明のカラーフィルタの他の製造例を示す全
工程図で、(a)乃至(f)のそれぞれは部分工程図で
ある。
工程図で、(a)乃至(f)のそれぞれは部分工程図で
ある。
【図3】本発明に用いるカラーフィルタ製造用インクジ
ェット装置の一構成例を示すブロック図である。
ェット装置の一構成例を示すブロック図である。
【図4】インクジェット法による画素の形成過程を示す
説明図で、(a)は着色部の密着性が良好である場合、
(b)は着色部の密着性が不足しているため、着色部の
はがれが起きた場合を示す。
説明図で、(a)は着色部の密着性が良好である場合、
(b)は着色部の密着性が不足しているため、着色部の
はがれが起きた場合を示す。
【図5】本発明のカラーフィルタを組み込んだ液晶パネ
ルの一例を示す概略断面図である。
ルの一例を示す概略断面図である。
1 基板 2 ブラックマトリクス 3 インク受容層 4 フォトマスク 5 インクジェットヘッド 6 着色した受容層 7 着色した受容層 8 着色した受容層 9 保護層 100 カラーフィルタ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03F 7/033 G03F 7/033 (72)発明者 中澤 広一郎 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 (17)
- 【請求項1】 基板上にインクジェット方式によってイ
ンクを付与することにより、複数の着色された画素を配
列してなるカラーフィルタに用いられるカラーフィルタ
用インクにおいて、 前記インクが沸点150〜250℃の溶媒を10〜60
重量%含み、且つ下記の特性を示す水溶性赤色染料
(a)、及び水溶性黄色染料(b)、 (a)赤色染料 545nmにおける透過率が3.0%となるように調製
された水溶液における610nmでの透過率が70.0
%以上であり、且つ435nmでの透過率が50.0%
以下であるようなスペクトル特性を示す水溶性赤色染
料、 (b)黄色染料 435nmにおける透過率が20.0%となるように調
製された水溶液における610nmでの透過率が95%
以上であるようなスペクトル特性を示す水溶性黄色染
料、を重量比で20:1〜1:1の範囲で含有すること
を特徴とするカラーフィルタ用インク。 - 【請求項2】 前記染料(a)と染料(b)を重量比で
10:1〜1:1の範囲で併有する請求項1に記載のカ
ラーフィルタ用インク。 - 【請求項3】 インク中の染料濃度の合計が1〜15重
量%である請求項1に記載のカラーフィルタ用インク。 - 【請求項4】 基板上にインクジェット方式によってイ
ンクを付与することにより、基板上に設けられた光学的
に透明なインク受容層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において、 前記インクに含有される染料の前記インク受容層への付
与量Dが下記の範囲であり、 D<3.0×10-3(ng/μm3 ) 前記インクに含有される染料(a)、(b)として、下
記の特性、 (a)赤色染料 545nmにおける透過率が3.0%となるように調製
された水溶液における610nmでの透過率が70.0
%以上であり、且つ435nmでの透過率が50.0%
以下であるようなスペクトル特性を示す水溶性赤色染
料、 (b)黄色染料 435nmにおける透過率が20.0%となるように調
製された水溶液における610nmでの透過率が95%
以上であるようなスペクトル特性を示す水溶性黄色染
料、を満足するものを重量比で20:1〜1:1の範囲
で含有することを特徴とするカラーフィルタ。 - 【請求項5】 前記インク受容層がアクリルモノマ単位
を少なくとも含有する請求項4に記載のカラーフィル
タ。 - 【請求項6】 前記アクリルモノマ単位が下記一般式
(1) 【化1】 (但し、R1 はH又はCH3 、R2 はH又は炭素数が1
〜5のアルキル基を示す。)で示されるものである請求
項5に記載のカラーフィルタ。 - 【請求項7】 前記アクリルモノマ単位を含むインク受
容層が光重合開始剤を含有する請求項5に記載のカラー
フィルタ。 - 【請求項8】 前記インク受容層の非着色部分を、予め
光照射もしくは光照射と熱処理によりインク吸収性を低
下させる工程を経る請求項7に記載のカラーフィルタ。 - 【請求項9】 透明基板上に光学的に透明なインク受容
層を形成し、次いで前記受容層にインクジェット方式に
よってインクを付与して画素を形成することにより、基
板上に設けられた光学的に透明なインク受容層上に複数
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、 前記インクが沸点150〜250℃の溶媒を10〜60
重量%含み、且つ下記の特性を示す水溶性赤色染料
(a)、及び水溶性黄色染料(b)、 (a)赤色染料 545nmにおける透過率が3.0%となるように調製
された水溶液における610nmでの透過率が70.0
%以上であり、且つ435nmでの透過率が50.0%
以下であるようなスペクトル特性を示す水溶性赤色染
料、 (b)黄色染料 435nmにおける透過率が20.0%となるように調
製された水溶液における610nmでの透過率が95%
以上であるようなスペクトル特性を示す水溶性黄色染
料、を重量比で20:1〜1:1の範囲で含有すること
を特徴とするカラーフィルタの製造方法。 - 【請求項10】 前記染料(a)と染料(b)を重量比
で10:1〜1:1の範囲で併有する請求項9に記載の
カラーフィルタの製造方法。 - 【請求項11】 インク中の染料濃度の合計が1〜15
重量%である請求項9に記載のカラーフィルタの製造方
法。 - 【請求項12】 前記インクに含有される染料の前記イ
ンク受容層への付与量Dが下記の範囲であり、 D<3.0×10-3(ng/μm3 ) 前記インクに含有される染料(a)、(b)として、下
記の特性、 (a)赤色染料 545nmにおける透過率が3.0%となるように調製
された水溶液における610nmでの透過率が70.0
%以上であり、且つ435nmでの透過率が50.0%
以下であるようなスペクトル特性を示す水溶性赤色染
料、 (b)黄色染料 435nmにおける透過率が20.0%となるように調
製された水溶液における610nmでの透過率が95%
以上であるようなスペクトル特性を示す水溶性黄色染
料、を満足するものを重量比で20:1〜1:1の範囲
で含有する請求項9に記載のカラーフィルタの製造方
法。 - 【請求項13】 前記インク受容層がアクリルモノマ単
位を少なくとも含有する請求項12に記載のカラーフィ
ルタの製造方法。 - 【請求項14】 前記アクリルモノマ単位が下記一般式
(1) 【化2】 (但し、R1 はH又はCH3 、R2 はH又は炭素数が1
〜5のアルキル基を示す。)で示されるものである請求
項12に記載のカラーフィルタの製造方法。 - 【請求項15】 前記アクリルモノマ単位を含むインク
受容層が光重合開始剤を含有する請求項14に記載のカ
ラーフィルタの製造方法。 - 【請求項16】 前記インク受容層の非着色部分を、予
め光照射もしくは光照射と熱処理によりインク吸収性を
低下させる工程を経る請求項15に記載のカラーフィル
タの製造方法。 - 【請求項17】 請求項4乃至8のいずれかに記載した
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17014696A JPH0971744A (ja) | 1995-06-29 | 1996-06-28 | カラーフィルタ用インク、カラーフィルタ、及び同フィルタを組込んだ液晶パネル |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16352295 | 1995-06-29 | ||
| JP7-163522 | 1995-06-29 | ||
| JP17014696A JPH0971744A (ja) | 1995-06-29 | 1996-06-28 | カラーフィルタ用インク、カラーフィルタ、及び同フィルタを組込んだ液晶パネル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0971744A true JPH0971744A (ja) | 1997-03-18 |
Family
ID=26488933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17014696A Pending JPH0971744A (ja) | 1995-06-29 | 1996-06-28 | カラーフィルタ用インク、カラーフィルタ、及び同フィルタを組込んだ液晶パネル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0971744A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001007941A1 (en) * | 1999-07-28 | 2001-02-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for manufacturing color filter, color filter, and liquid crystal device |
| WO2011158606A1 (ja) | 2010-06-16 | 2011-12-22 | エム・テクニック株式会社 | 新規な黄色顔料組成物及び黄色顔料微粒子の製造方法 |
-
1996
- 1996-06-28 JP JP17014696A patent/JPH0971744A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001007941A1 (en) * | 1999-07-28 | 2001-02-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for manufacturing color filter, color filter, and liquid crystal device |
| WO2011158606A1 (ja) | 2010-06-16 | 2011-12-22 | エム・テクニック株式会社 | 新規な黄色顔料組成物及び黄色顔料微粒子の製造方法 |
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