JP2000171629A

JP2000171629A - カラーフィルタとその製造方法、液晶素子

Info

Publication number: JP2000171629A
Application number: JP10349633A
Authority: JP
Inventors: Junichi Sakamoto; 淳一坂本; Nagato Osano; 永人小佐野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-12-09
Filing date: 1998-12-09
Publication date: 2000-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】透明基板上に樹脂製の遮光層を形成し、その
開口部にインクを付与して着色部を形成するカラーフィ
ルタの製造において、上記開口部にインクが速やかに収
納され、且つ、隣接する開口部間でのインクの混色を防
止する。【解決手段】透明基板１上に光触媒半導体材料層２を
形成し、その上に遮光層３を形成し、紫外線照射するこ
とによって、上記光触媒半導体材料層２を光励起して該
光触媒半導体材料層２の表面エネルギーを遮光層３の表
面エネルギーよりも大幅に大きくしてインク４に対する
濡れ性を高めた後、遮光層３の開口部にインク４を付与
することによって、開口部内にインク４を速やかに収納
し、該開口部内において均一な着色部５を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーテレビやパ
ーソナルコンピュータのディスプレイ等に用いられるカ
ラー表示の液晶素子を構成するカラーフィルタの製造方
法に関し、さらに該製造方法により製造されるカラーフ
ィルタ、及び該カラーフィルタを用いて構成される液晶
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受容
が増加している。しかしながら、さらなる普及のために
大幅なコストダウンが必要であり、特にコスト的に比重
の重いカラーフィルタのコストダウンが求められてい
る。

【０００３】カラーフィルタを低コストで製造する方法
として、ガラス基板上に遮光性のブラックマトリクスを
形成し、インクジェット記録装置を用いて該ブラックマ
トリクスの開口部にインクを吐出し、該インクを硬化し
て着色部を形成する方法が提案されている。この製造方
法では、ブラックマトリクスの開口部にインクが良好に
収まるようにするために、ブラックマトリクスの材料と
して、インクに濡れにくく、インクをはじき易い材料が
検討されている。

【０００４】例えば、特開平７−３５９１７号公報に
は、インクに対して２０°以上の接触角を有する材料を
用いてブラックマトリクスを形成する方法が提案されて
いる。また、特開平７−３５９１５号公報には、ブラッ
クマトリクス材料として、水に対して４０°以上の接触
角を持つ材料が提案されている。さらに、特開平６−３
４７６３７号公報には、それぞれの材料の臨界表面張力
を、基板表面＞インク＞ブラックマトリクス表面とし、
ブラックマトリクス表面＜３５ｄｙｎｅ／ｃｍ、基板表
面≧３５ｄｙｎｅ／ｃｍ、インクを両者から５ｄｙｎｅ
／ｃｍ以上の差を有するように設定する構成が提案され
ている。これらの提案では、いずれもブラックマトリク
スの材料として、撥水性を持たせるためにフッ素化合物
やケイ素化合物を含むことが提案されている。

【０００５】また、特開平４−１２１７０２号公報に
は、基板と逆の親媒性を有する堤を形成し、その間隙に
インクを注入する方法が提案されているが、材料につい
ては詳しい開示はない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たようにブラックマトリクスの材料に撥水剤であるフッ
素化合物やケイ素化合部を混ぜると、ブラックマトリク
スパターンを形成するための最終工程であるポストベー
クの際に、ブラックマトリクス材料中の撥水剤が揮発
し、ブラックマトリクスの開口部に露出したガラス基板
表面に薄く付着する。そのため、ガラス基板表面が撥水
性を示すようになり、該開口部にインクを付与した時
に、インクが良好にガラス基板表面に付着しなくなると
いう問題点があった。

【０００７】本発明の目的は、ブラックマトリクスの開
口部にインクを付与して着色部を形成するカラーフィル
タの製造方法において、隣接する開口部間においてイン
クの混色を防止すると同時に、各開口部内においてはイ
ンクのはじき等がなく、効果的にインクを収納して均一
な着色部を形成し、欠陥やムラのない高コントラストな
カラーフィルタを製造することにあり、該製造方法で得
られたカラーフィルタを用いて、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にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】発明の第１は、透明基板
上に開口部を有し黒色樹脂組成物からなる遮光層と、少
なくとも該遮光層の開口部に露出した透明基板上に光触
媒半導体材料層を設ける工程と、上記遮光層の開口部内
の光触媒半導体材料層を光励起させて該光触媒材料層の
表面エネルギーを上記遮光層の表面エネルギーよりも高
くする工程と、上記遮光層の開口部にインクを付与し、
該インクを硬化させて着色部を形成する工程と、を有す
ることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。

【０００９】カラーフィルタの製造において、遮光層
（ブラックマトリクス、ブラックストライプ）の開口部
にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のインクを付与し、該
インクを硬化させて着色部を形成する場合、インクが遮
光層を乗り越えて隣の開口部に付与されたインクと混色
を起こさないようにするためには、遮光層がインクに濡
れにくい材料であること、即ち、表面エネルギーがイン
クの表面エネルギーよりも小さいことが必要である。一
方、インクが遮光層の開口部内で十分に広がり、良好な
コントラストのカラーフィルタを得るためには、開口部
に露出した基板表面がインクに十分に濡れ易いこと、即
ち、該基板表面の表面エネルギーがインクの表面エネル
ギーよりも大きいことが必要である。従って、インクに
対する濡れ性が、遮光層と遮光層開口部に露出した基板
との間で、ある程度差があることが必要である。また、
濡れ性は、表面エネルギーや水に対する接触角で表わす
ことができる。

【００１０】本発明においては、遮光層を形成する際の
ポストベーク等の高温で樹脂組成物を加熱する工程によ
り、遮光層と基板との表面エネルギーの差が小さくなっ
た場合であっても、光触媒半導体材料層を設け、遮光層
の開口部に位置する光触媒半導体材料層のみを光励起さ
せることにより、該開口部の底部のインクに対する接触
角が小さくなり、遮光層上と開口部底部のインクに対す
る接触角のコントラストが非常に大きくなり、例えばイ
ンクジェット記録装置により吐出したインクが遮光層上
に着弾しても、表面エネルギーの大きい開口部内にイン
クが引き込まれ、且つ、開口部内に均一に濡れ広がり、
色ムラのない均一な着色部を形成することができる。

【００１１】上記本発明のカラーフィルタの製造方法に
おいて、遮光層の開口部底部に光触媒半導体材料層を設
けて該底部の表面エネルギーを遮光層の表面エネルギー
よりも高くするための具体的な手段としては、第１に、
透明基板上に開口部を有する遮光層を形成した後、該遮
光層の開口部にのみ光触媒半導体材料層を設け、該光触
媒半導体材料層の表面側及び裏面側の少なくとも一方か
ら露光して光励起させて該光触媒半導体材料層の表面エ
ネルギーを上記遮光層の表面エネルギーよりも高くす
る、第２に、透明基板上に開口部を有する遮光層を形成
した後、該基板全面に光触媒半導体材料層を設け、該光
触媒半導体材料層の裏面側から露光することにより、上
記遮光層の開口部の該光触媒半導体材料層のみ光励起さ
せて該光触媒半導体材料層の表面エネルギーを上記遮光
層の表面エネルギーよりも高くする、第３に、透明基板
上に光触媒半導体材料層を形成し、その上に開口部を有
する遮光層を形成した後、上記光触媒半導体材料層の表
面側及び裏面側から露光することにより、上記光触媒半
導体材料層を光励起させて該光触媒半導体材料層の表面
エネルギーを上記遮光層の表面エネルギーよりも高くす
る、方法が好ましく用いられる。

【００１２】また、上記本発明のカラーフィルタの製造
方法において、上記遮光層の開口部にインクを付与する
手段としては、インクジェット方式が好ましく適用され
る。

【００１３】さらにまた、本発明は、透明基板と、該透
明基板上に開口部を有する遮光層と、該遮光層の開口部
内に形成された着色部と、を有するカラーフィルタであ
って、上記本発明のカラーフィルタ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、及び、一
対の基板間に液晶を挟持してなり、一方の基板を本発明
のカラーフィルタを用いて構成したことを特徴とする液
晶素子、とを提供するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１に、本発明のカラーフィルタ
の製造方法の好ましい一実施形態の工程図を示す。図中
の（ａ）〜（ｆ）は下記工程（ａ）〜（ｆ）にそれぞれ
対応する断面模式図である。以下、各工程を説明する。

【００１５】工程（ａ）透明基板１上に光触媒半導体材料層２を形成する。本発
明において用いられる光触媒半導体材料とは、特開平９
−５７９１２号公報に開示されている通りであり、具体
的には、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタ
ン、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、酸化錫、酸化
ビスマスが挙げられ、特にアナターゼ酸化チタンが好ま
しく用いられる。また、光触媒半導体材料層の形成方法
としては、上記光触媒半導体材料を直接透明基板１上に
成膜するか、或いは光触媒半導体材料の粒子を樹脂等バ
インダー成分に混合して塗布形成すれば良い。この時の
バインダー成分としては、例えばシリコーン樹脂や、ア
クリル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリ
スチレン、直鎖オレフィン系樹脂などが挙げられる。ま
た、塗布方法としては、スピンコーター、スリットコー
ター、スプレー法など、適宜選択される。さらに、光触
媒半導体材料層の膜厚は好ましくは０．０２〜２．０μ
ｍである。

【００１６】本発明において用いられる透明基板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と
しての透明性や機械的強度等必要な特性が満たされれ
ば、プラスチック基板等も用いられる。また、その表面
には遮光層または光触媒半導体材料層との密着性を向上
させる薄膜を形成しておいても良い。

【００１７】工程（ｂ）光触媒半導体材料層２の上に、黒色樹脂組成物を用いて
開口部を有する遮光層３を形成する。この遮光層３は、
通常、ブラックマトリクス或いはブラックストライプと
呼ばれている。

【００１８】本発明において遮光層３を形成する黒色樹
脂組成物としては、感光性或いは非感光性のいずれでも
良い。感光性の黒色樹脂組成物としては、通常のネガ型
のフォトレジストに黒色の顔料または染料を混合し、そ
の後の工程及び信頼性に支障を来さないものであれば、
必要に応じて界面活性剤等の添加物を添加しても良い。
また、透明基板に塗布する際には適当な溶媒に分散され
ている。

【００１９】上記黒色顔料としては、カーボンブラック
や黒色有機顔料などが用いられる。

【００２０】ネガ型フォトレジストしては、ＵＶレジス
ト、ＤＥＥＰ−ＵＶレジスト及び紫外線硬化型樹脂等の
中から適宜選択して用いることができる。ＵＶレジスト
としては、環化ポリイソプレン−芳香族ビスアジド系レ
ジスト及びフェノール樹脂−芳香族アジド化合物系レジ
スト等のネガレジストを挙げることができる。また、Ｄ
ＥＥＰ−ＵＶレジストとしては、ポリビニルフェノール
−３，３’−ジアジドフェニルスルホン及びポリメタク
リル酸グリシジル等を挙げることができる。

【００２１】また、市販のブラックレジストも好ましく
用いることができ、例えば、新日鐵化学（株）製「Ｖ２
５９−ＢＫ７３９Ｐ」、東京応化工業（株）製「ＣＦＰ
Ｒ−ＢＫ−４１６」、富士フィルムオーリン（株）製
「ＣＫ−Ｓ１７１Ｘ」などが好ましく用いられる。

【００２２】上記のような感光性黒色樹脂組成物を用い
る場合には、透明基板１上に該樹脂組成物をスピンコー
ター、ダイコーター、ディップコーターなどを用いて必
要な膜厚になるように塗布する。本発明において遮光層
３の膜厚は１μｍ程度が好ましい。塗布形成された樹脂
組成物層は例えばホットプレート等を用いてプリベーク
して仮硬化し、その素材の感度に合致した波長を有する
露光機と、所定のパターンを有するマスクを用いて露光
する。露光後、現像し、リンス処理をした後、ポストベ
ークを行なって本硬化する。

【００２３】また、遮光層３を形成し得る非感光性の黒
色樹脂組成物としては、例えばポリイミドやアクリル酸
モノマー、ウレタンアクリレート等の樹脂成分に、上記
感光性樹脂組成物と同様の黒色の顔料や染料、必要に応
じて各種添加剤を含有せしめたものを、適当な溶媒に溶
解または分散して用いる。このような非感光性樹脂組成
物を用いた場合には、上記感光性樹脂組成物を用いた場
合と同様に透明基板上に非感光性樹脂組成物を塗布して
塗膜を形成した後、フォトレジストをマスクとして用い
て該塗膜をエッチングし、パターンを形成することがで
きる。また、フォトレジストを用いてリフトオフによっ
てパターン形成しても良い。

【００２４】工程（ｃ）基板の両側から露光して光触媒半導体材料層２を光励起
させ、表面エネルギーが遮光層３よりも高くなるように
する。

【００２５】工程（ｄ）遮光層３の開口部にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のイ
ンク４を付与する。インクの付与方法としては、オフセ
ット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷等の一般の印
刷法等を用いることもできるが、インクジェット記録装
置を用いた印刷方法によれば、版を用いないために、イ
ンク液滴を操作すれば高精度のパターニングが可能とな
る点で好ましい。ここで使用されるインクは、遮光層２
の上面ではじかれ易く、開口部側面及び透明基板１表面
では濡れ易いものを適宜選択して用いる。

【００２６】このようなインクとしては、染料系、顔料
系のいずれでも良く、溶媒は純水（イオン交換水）を主
成分として、親水性の有機溶媒等を含んでいても良い。
使用される染料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．アシッドレ
ッド１８、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド２５４、Ｃ．Ｉ．ア
シッドグリーン２５、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１３、
Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１８５、Ｃ．Ｉ．アシッドブル
ー７等が挙げられるが、これらに限定されるものではな
い。また、使用される顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．
ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド
５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２、Ｃ．Ｉ．ピグメン
トグリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２０９、
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６等が挙げられるが、これ
らに限定されるものではない。インクジェット用インク
に含有される上記した染料或いは顔料は、インク中に約
０．１〜２０重量％を占める割合で使用するのが好まし
いが、この限りではない。

【００２７】親水性の有機溶剤としては、例えば、メチ
ルアルコール、エチルアルコール等の炭素数１〜４のア
ルキルアルコール類；ジメチルホルムアミド、ジメチル
アセトアミド等のアミド類；アセトン、ジアセトンアル
コール類等のケトンまたはケトアルコール類；テトラヒ
ドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；ポリエチレン
グリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキ
レングリコール類；エチレングリコール、プロピレング
リコール、ブチレングリコール、チオジグリコール、ジ
エチレングリコール等のアルキレン基が２〜６個の炭素
原子を含むアルキレングリコール類；グリセリン；エチ
レングリコールモノメチル（またはエチル）エーテル、
ジエチレングリコールモノメチル（またはエチル）エー
テル、トリエチレングリコールモノメチル（またはエチ
ル）エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテ
ル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、
１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。

【００２８】更に、これらのインクにはバインダー成分
としてポリエステルアクリレート、エポキシアクリレー
ト及びウレタンアクリレート等のモノマー或いはオリゴ
マーを含んでいてもよい。また、界面活性剤を内添させ
て表面エネルギーを低下させることにより、ブラックマ
トリックスへの漏れ性を向上させることが可能となる。
この場合、使用される界面活性剤としてはインクに対し
て悪影響を及ぼさないものであれば特に限定されるもの
ではない。例えば、脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エ
ステル塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類、アルキルア
リルスルホン酸塩類等の陰イオン界面活性剤、ポリオキ
シエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンア
ルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアル
キルエステル類、アセチレンアルコール、アセチレング
リコール等の非イオン性界面活性剤があり、これらの中
から１種または２種以上を適宜選択して使用することが
可能であるが、特にこれらに限定されるものではない。
表面エネルギー（表面張力）としては、通常３０〜７０
ｄｙｎｅ／ｃｍである。

【００２９】さらに、インクジェット記録装置として
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。

【００３０】工程（ｅ）必要に応じて、乾燥、加熱硬化等の処理を行ない、イン
ク４を硬化して着色部５を形成する。

【００３１】工程（ｆ）必要に応じて保護層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
脂層や、蒸着、スパッタ等によって形成される無機膜等
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。

【００３２】尚、光触媒半導体材料層２は、遮光層３の
開口部にのみ形成されていれば良く、図２に示すよう
に、遮光層３を形成し、その開口部にのみ光触媒半導体
材料層２を形成し、基板両面から露光しても良いが、上
記実施形態の如く、光触媒半導体材料層２を形成した上
に遮光層３を形成することにより、各層の形成工程が容
易になる。また、図３の如く、遮光層３を形成した上に
全面に光触媒半導体材料層２を形成し、基板裏面側から
のみ露光することにより、遮光層３を形成して遮光層３
の開口部の光触媒半導体材料層２のみを光励起させて該
開口部内のみ表面エネルギーを増加させることができ
る。但し、図３の形態では露光が片側からのみになるた
め、図１或いは図２のように、両面から露光した方が、
光触媒半導体材料層２の光励起を効果的に行なう上では
望ましい。尚、図１、図２の工程において、表面側或い
は裏面側の一方から露光しても構わない。

【００３３】次に、本発明のカラーフィルタを用いて構
成した液晶素子について説明する。図４は図１の工程で
形成したカラーフィルタを組み込んだアクティブマトリ
クス型液晶素子の実施形態の断面模式図である。図４に
おいて、１２は共通電極、１３は配向膜、１５は基板、
１７は画素電極、１８は配向膜、１４は液晶化合物、１
９はバックライト光、２０は出射光であり、図１と同じ
部材には同じ符号を付した。

【００３４】カラー表示の液晶素子は、一般的にカラー
フィルタ側基板（１）とＴＦＴ基板（１５）とを合わせ
込み、液晶化合物１４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の内側に、ＴＦＴ（不図示）
と透明な画素電極１７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１７に対向
する位置にＲ、Ｇ、Ｂの各着色部５が配列するようにカ
ラーフィルタ層が設置され、その上に透明な共通電極１
２が一面に形成される。さらに、両基板の面内には配向
膜１３、１８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。

【００３５】基板１、１５の外側にはそれぞれ偏光板
（不図示）が接着され、バックライトとして一般的に蛍
光灯（不図示）と散乱板（不図示）の組み合わせを用
い、液晶化合物をバックライト光１９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
なう。

【００３６】また、上記液晶素子は透過型の構成である
が、画素電極１７や基板１５に反射性の素材を用いた
り、或いは基板１５側に別途反射層を設けることによ
り、反射型の液晶素子を構成することも可能であり、そ
の場合には偏光板は観察者側にのみ用いる。

【００３７】本発明の液晶素子においては、本発明のカ
ラーフィルタを用いて構成していれば良く、他の構成部
材については、その素材や製法等、従来の液晶素子の技
術を適用することが可能である。

【００３８】

【実施例】（実施例１）無アルカリガラス基板上に、ブ
ラックレジスト（新日鐵化学（株）製「Ｖ２５９−ＢＫ
７３９Ｐ」）層を形成してパターニングし、ブラックマ
トリクスを形成した。この基板に、光触媒半導体材料層
をシリコーン樹脂を用いて形成した。具体的には、アナ
ターゼ型酸化チタンゾル（日産化学社製「ＴＡ−１
５」）５６重量部と、シリカゾル（日本合成ゴム社製
「グラスカＡ液」）とトリメトキシシラン（日本合成ゴ
ム社製「グラスカＢ液」）とを重量比で３：１に混合し
た混合液３３重量部とを混合し、さらに、上記トリメト
キシシラン１１重量部を添加し、酸化チタン含有シリコ
ーン塗料用組成物を調整した。この組成物を基板上にス
ピンコートした後、１５０℃の温度で硬化させ、アナタ
ーゼ型酸化チタン粒子とシリコーン樹脂からなる膜厚
０．１μｍの光触媒半導体材料層を得た。

【００３９】次いで、基板の裏面から２０Ｗの紫外線光
源（三井電気社製、ブラックライトブルー（ＢＬＢ）蛍
光灯）を８本ならべた光源を用いて、１５ｍＷ／ｃｍ²
の紫外線照度で１０分間露光した。露光後に水に対する
接触角を測ったところ、ブラックマトリクスの開口部の
光触媒半導体材料層表面が６°であり、ブラックマトリ
クス上が４８°であった。

【００４０】上記基板の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Ｒ、
Ｇ、Ｂの各インクを付与した。

【００４１】（インク組成）染料５重量部Ｒ：Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１１８Ｇ：Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン２５Ｂ：Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１１３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重量部ヒドロキシプロピルセルロース１０重量部（固形分）（日本曹達社製「ＨＤＣ−Ｌ」）７２重量部イオン交換水

【００４２】その結果、ブラックマトリクス上と開口部
に跨がって着弾されたインクは瞬時に開口部内に引き込
まれ、該インクを２２０℃で６０分間雰囲気炉にて加熱
して硬化することにより、混色や白抜け等の色むらのな
い、良好なカラーフィルタが得られた。

【００４３】（実施例２）無アルカリガラス基板に、酸
化チタンをスパッタリングにより０．１５μｍの膜厚に
形成し、この基板をエアー雰囲気中で５００℃に加熱
し、６０分間放置してから冷却してアナターゼ型酸化チ
タン層を得た。

【００４４】上記基板上に、ブラックレジスト（東京応
化工業（株）製「ＣＦＰＲ−ＢＫ−４１６」）層を形成
してパターニングし、ブラックマトリクスを得た。この
基板の水に対する接触角は、ブラックマトリクス上が８
０°、ブラックマトリクス開口部に露出した酸化チタン
層表面が４５°であった。

【００４５】次いで、実施例１と同様に裏面から１５ｍ
Ｗ／ｃｍ² の紫外線照度で１０分間露光し、再び水に対
する接触角を測定したところ、ブラックマトリクス上は
８０°のままであり、酸化チタン層表面は６°であっ
た。

【００４６】上記基板の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実施例１と同じ
Ｒ、Ｇ、Ｂの各インクを付与した。その結果、ブラック
マトリクス上と開口部に跨がって着弾されたインクは瞬
時に開口部内に引き込まれ、加熱して硬化することによ
り、混色や白抜け等の色むらのない、良好なカラーフィ
ルタが得られた。

【００４７】（実施例３）実施例１で用いた酸化チタン
含有シリコーン塗料用組成物を用い、無アルカリガラス
基板上にスプレー塗布し、硬化して膜厚０．１μｍの光
触媒半導体材料層を形成した。次いで、ブラックレジス
ト（富士フィルムオーリン（株）製「ＣＫ−Ｓ１７１
Ｘ」）層を形成してパターニングし、ブラックマトリク
スを形成した。この基板の水に対する接触角は、ブラッ
クマトリクス上が７５°、該ブラックマトリクスの開口
部に露出した上記光触媒半導体材料層が４０°であっ
た。

【００４８】次に、実施例１と同様の光源を用いて、２
５ｍＷ／ｃｍ² の紫外線照度で光触媒半導体材料層表面
より５分間、露光した。露光後の水に対する接触角を測
定したところ、上記光触媒半導体材料層は４°であり、
ブラックマトリクス上は７０°であった。

【００４９】上記基板の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実施例１と同じ
Ｒ、Ｇ、Ｂの各インクを付与した。その結果、ブラック
マトリクス上と開口部に跨がって着弾されたインクは瞬
時に開口部内に引き込まれ、加熱して硬化することによ
り、混色や白抜け等の色むらのない、良好なカラーフィ
ルタが得られた。

【００５０】（比較例１）紫外線照射を行なわない以外
は実施例２と同様にして得られた基板のブラックマトリ
クスの開口部に、インクジェット記録装置を用いて実施
例１と同じＲ、Ｇ、Ｂの各インクを付与した。その結
果、ブラックマトリクス上と開口部に跨がって着弾した
インクが開口部に引き込まれずにブラックマトリクス上
に残り、隣接する開口部に着弾したインクと混色を起こ
した。また、他の開口部においては、開口部内でインク
がはじかれ、白抜けを生じた。

【００５１】（比較例２）紫外線照射を行なわない以外
は実施例３と同様にして得られた基板のブラックマトリ
クスの開口部に、インクジェット記録装置を用いて実施
例１と同じＲ、Ｇ、Ｂの各インクを付与した。その結
果、ブラックマトリクス上と開口部に跨がって着弾した
インクが開口部に引き込まれずにブラックマトリクス上
に残り、隣接する開口部に着弾したインクと混色を起こ
した。また、他の開口部においては、開口部内でインク
がはじかれ、白抜けを生じた。

【００５２】（比較例３）透明ガラス基板上に、ブラッ
クレジスト（新日鐵化学（株）製「Ｖ２５９−ＢＫ７３
９Ｐ」）層を形成してパターニングし、ブラックマトリ
クスを形成した。この基板の水に対する接触角は、ブラ
ックマトリクス上が８０°、ブラックマトリクスの開口
部内に露出したガラス基板が３８°であった。

【００５３】上記基板の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実施例１と同じ
Ｒ、Ｇ、Ｂの各インクを付与した。その結果、ブラック
マトリクス上と開口部に跨がって着弾したインクは、該
開口部内に引き込まれるものの、その速度が遅く、該イ
ンクが乾燥する前に隣接する開口部にインクを付与する
ため、隣接する開口部間でインクの混色を起こした。ま
た、他の開口部内ではインクがはじかれて白抜けを生じ
た。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、ブラックマトリクスの
開口部にインクを付与して硬化させるカラーフィルタの
製造において、開口部内におけるインクのはじきがな
く、またブラックマトリクス上に着弾したインクが開口
部内に速やかに引き込まれるため、各開口部に均一な着
色部を形成することが可能となり、混色や白抜け、色ム
ラ等の欠陥のない高コントラストのカラーフィルタを歩
留良く製造することができ、該カラーフィルタを用い
て、カラー表示特性に優れた液晶素子を安価に提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラーフィルタの製造方法の好ましい
一実施形態の工程図である。

【図２】本発明のカラーフィルタの製造方法の他の実施
形態を示す断面模式図である。

【図３】本発明のカラーフィルタの製造方法の他の実施
形態を示す断面模式図である。

【図４】本発明の液晶素子の一実施形態の断面模式図で
ある。

【符号の説明】

１透明基板２光触媒半導体材料層３遮光層４インク５着色部６保護層１２共通電極１３配向膜１５基板１７画素電極１８配向膜１９入射光２０出射光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H048 BA00 BA64 BB02 BB14 BB23 BB44 2H091 FA02Y FA34Y FB02 FB06 FB12 FB13 FC12 FC22 FC23 FC25 GA13 LA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に開口部を有し黒色樹脂組成
物からなる遮光層と、少なくとも該遮光層の開口部に露
出した透明基板上に光触媒半導体材料層を設ける工程
と、上記遮光層の開口部内の光触媒半導体材料層を光励
起させて該光触媒半導体材料層の表面エネルギーを上記
遮光層の表面エネルギーよりも高くする工程と、上記遮
光層の開口部にインクを付与し、該インクを硬化させて
着色部を形成する工程と、を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２】透明基板上に開口部を有する遮光層を形
成した後、該遮光層の開口部にのみ光触媒半導体材料層
を設け、該光触媒半導体材料層の表面側及び裏面側の少
なくとも一方から露光して光励起させて該光触媒半導体
材料層の表面エネルギーを上記遮光層の表面エネルギー
よりも高くする請求項１記載のカラーフィルタの製造方
法。
【請求項３】透明基板上に開口部を有する遮光層を形
成した後、該基板全面に光触媒半導体材料層を設け、該
光触媒半導体材料層の裏面側から露光することにより、
上記遮光層の開口部の光触媒半導体材料層のみ光励起さ
せて該光触媒半導体材料層の表面エネルギーを上記遮光
層の表面エネルギーよりも高くする請求項１記載のカラ
ーフィルタの製造方法。
【請求項４】透明基板上に光触媒半導体材料層を形成
し、その上に開口部を有する遮光層を形成した後、上記
光触媒半導体材料層の表面側及び裏面側から露光するこ
とにより、上記光触媒半導体材料層を光励起させて該光
触媒半導体材料層の表面エネルギーを上記遮光層の表面
エネルギーよりも高くする請求項１記載のカラーフィル
タの製造方法。
【請求項５】上記遮光層の開口部にインクを付与する
手段がインクジェット方式である請求項１〜４いずれか
に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項６】透明基板と、該透明基板上に開口部を有
する遮光層と、該遮光層の開口部内に形成された着色部
と、を有するカラーフィルタであって、請求項１〜５の
いずれかに記載のカラーフィルタ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。
【請求項７】一対の基板間に液晶を挟持してなり、一
方の基板を請求項６記載のカラーフィルタを用いて構成
したことを特徴とする液晶素子。