JP4046783B2

JP4046783B2 - カラーフィルタの製造方法

Info

Publication number: JP4046783B2
Application number: JP06567696A
Authority: JP
Inventors: 聡彦山田; 健宮崎; 勝浩城田; 広一郎中澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1996-03-22
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2016-03-22
Also published as: EP0735401A2; EP0735401A3; KR100320690B1; KR960035106A; DE69619419D1; US6341862B1; JPH08327817A; EP0735401B1; DE69619419T2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、フラットディスプレイパネルとして液晶表示装置の研究開発は拡大の一途をたどり、液晶表示装置の市場規模は大きく広がっている。
【０００３】
液晶表示装置を構成する構成材料を大別すると、偏光板、ガラス基板、配向膜、液晶材料、スペーサ、カラーフィルタ等に分けられるが、この中でもカラーフィルタは、比較的価格が高いことから、妥当な価格の液晶表示装置の供給を可能とするためのキーポイントとなるといわれている。
【０００４】
液晶表示装置用のカラーフィルタは、透明基板上に光透過率の異なる複数の着色部材、一般的には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色部材を配して構成され、各着色部材が画素として機能する。
【０００５】
各画素の間には、表示コントラストを高めるために、遮光部材が設けられており、一般にこの遮光部材は黒色であることからブラックマトリクスと呼ばれている。またこのブラックマトリクスは、カラーフィルタに対向する基板側に設けられることもある。
【０００６】
通常、ブラックマトリクスは、金属クロムの蒸着膜やスパッタリング膜にエッチング処理を施して形成される。画素を構成する着色部材の形成方法については、フォトリソグラフィの手法を用いて形成した可染媒体を染色する方法、顔料分散感光性組成物を用いる方法、パターニングした電極を利用した電着法の他、低コストな形成方法としてインクジェット法を用いる方法がある。
【０００７】
インクジェット法を用いたカラーフィルタの製造方法においては、従来のカラーフィルタの製造方法に比して、製造工程が短く、またコスト的に有利である。
【０００８】
一般に複数の光透過性の異なる着色部材、例えばＲ、Ｇ、Ｂの３色の組成が異なるインクを吐出することで着色を行って、カラーフィルタが形成される。
【０００９】
しかしながらその場合、Ｒ、Ｇ、Ｂの各々の色を構成するインクドットで形成された着色部材の高さが異なるという（いわゆる色間段差）ことがしばしば問題となる場合がある。その理由は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各インク中の分光特性を最適化すると、特にインク吸収層を下引き層（下地層）として用いる場合、下引き層が膨潤し、インクに含まれるＲ、Ｇ、Ｂの着色剤の種類や量によって膨潤量も異なるからである。
【００１０】
こうした色間段差のあるカラーフィルタで液晶表示装置を組み上げた場合、保護膜等に特別の注意を払わない限り、不可避的に画像品位が低下するといった事態が生ずる。そして、アクティブマトリクス液晶パネルでは０．３μｍ以下、特に単純マトリクス液晶パネルでは、０．１μｍ以下の平坦性が通常求められる。
【００１１】
こうした問題に対して、着色画素部上に平坦化層を塗布することによって、段差をより小さくする方法がある。しかしながら、もとの色間段差が大きいと、平坦化層を厚膜化したり、多層化する必要があるため、そうした場合、今度は透過率が低下してしまうといった事態を招きかねない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の目的は、これらの問題点を解決し、着色画素部間の色間段差の少ないカラーフィルタを提供することにあり、その色間段差の少ないカラーフィルタを容易かつ低コストに製造する方法、および画像品位が高い液晶表示装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の別の目的は、厚膜の平坦化層を不要とし、透過率の高いカラーフィルタを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、上述した目的を達成する本発明のカラーフィルタの製造方法は、下述する構成のものである。
【００１７】
すなわち、本発明のカラーフィルタの製造方法は、基板上にインクジェット法を用いて分光特性の異なる複数の着色インクドットを形成して複数個の所定の色の画素部を形成する工程と、該着色インクドット上に前記着色インクドットとは別の透光性インクドットを形成する工程を含み、各着色インクドットの高さを測定した後、高さの異なる各着色インクドット上に形成する該透光性インクドットの厚さ調整を透光性インク付与量の調整により行い、該各画素部間で生じる色間段差を０．３μｍ以下とすることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の液晶表示装置は、本発明のカラーフィルタを配した第１の基板と、これに対向する電極を有する第２の基板との間に液晶材料を配してなることを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明のカラーフィルタの一例を示す模式図である。この図中、１はガラスなどの透光性を有する基板、２は金属や黒レジストからなるブラックマトリクス、３は下地層、４は着色インクドット、５は透光性インクドットである。
【００２１】
着色インクドット４は、分光特性の異なる複数のものを採用する必要があるが、図示した赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）に限定されるものではなく、これ以外のものをも採用し得る。本発明のカラーフィルタの特徴的なことは、分光特性の異なる複数の着色インクドットで構成された画素領域４上に、該着色インクドットとは別の透光性インクドット５が形成されていて、画素間の段差を解消若しくは大幅に抑制したことである。
【００２２】
図１のフィルタにおける透明基板としては、一般にガラスが用いられるが、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プラスチックなどでも良く、ガラス基板に限定されるものではない。
【００２３】
着色液は、インクジェット記録ヘッドから液滴を噴射して記録を行うインクジェット法によって透明基板上に吐出し、乾燥によってそれぞれの着色インクドットを形成する。その場合、着色液を受容する受容層としてさらに着色液の定着性向上を目的として、着色部分に予めインク吸収性の樹脂などからなる下地層３を設けておいても良い。
【００２４】
インク吸収性の樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース誘導体、アクリル樹脂などが好適に用いられる。着色部位にマトリクス状にあるいは基板上の全面に形成することができる。
【００２５】
また上記のインク吸収性樹脂として、選択的な硬化処理が可能なものを採用し得る。硬化処理は、通常光照射により行なうことができるが、加熱により行なうこともできる。具体的な感光性樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、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などのセルロース誘導体あるいはその変性物、等を挙げることができる。中でも、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−エトキシメチルアクリルアミド等の単量体を含むアクリル系共重合樹脂が好ましい。
【００２６】
これらの樹脂に、光のみあるいは光と熱の両方を供給して架橋反応を進行させるための光開始剤としては、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、あるいは他の増感剤と組み合わせて使用することもできる。更にオニウム塩などの光酸発生剤を架橋剤と併用することも可能である。
【００２７】
感光性樹脂は、架橋反応が進行した領域（硬化領域）は水性の着色インクに対してぬれ性が悪く、インク吸収性が低下し、未反応の領域（非硬化領域）はぬれ性に優れ、インク吸収性があるものを採用するのが好ましい。
【００２８】
透光性インクドット５は、透明樹脂インクをインクジェット記録ヘッドからインク滴を噴射して記録を行うインクジエット法によって着色インクドット４上に吐出し、乾燥によってインクドットを形成する。その透光性インクドットは、図２（ａ）で示すように、着色インクドット上部の領域に形成してもよいし、図２（ｂ）で示すように着色インクドット上部と、その周囲にはみ出すような領域に形成してもよい。
【００２９】
また、着色インクドットの下地層からの高さを均一化するためには、着色インクドット上に形成する透光性インクドットの厚さをその着色インクドットの高さによって適宜変えることが好ましい。形成する透光性インクドットの厚みは、各着色画素間の高さの差（色間段差）が、０．３μｍ以下となることが好ましい。それ以上の色間段差が生じると、アクティブマトリクス型（ＴＦＴ）液晶表示装置においても画質が低下する。より好ましくは、０．１μｍ以下とすることで、より高い平坦性が求められる単純マトリクス型の液晶パネルに適用しても、十分良好な画質が得られる。また、一部の着色インクドット上のみに透光性インクドットを形成してもよい。
【００３０】
透光性インクドットは、可視域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）で透過率が９０％位以上であることが好ましい。
【００３１】
また透光性インクドットを形成するための透明樹脂インクは、例えばアクリル樹脂、スチレン樹脂、セルロース樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂などの透明性のポリマーを水やエチルセロソルブなどの有機溶媒からなる溶剤に溶解したものを用いることができる。
【００３２】
また、これらの樹脂を光あるいは光と熱により架橋反応を進行させるために、アジド化合物や重クロム酸塩などの光開始剤（架橋剤）を用いることも可能である。
【００３３】
着色層を形成した透明基板または下地層上には、必要に応じて保護膜を形成しても良い。その保護膜としては、光硬化タイプ、熱硬化タイプあるいは光熱併用タイプの樹脂材料、蒸着やスパッタ等によって形成される無機膜など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、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。
【００３４】
次に、本発明のカラーフィルタを用いた液晶表示装置の液晶パネルの例を図３に示す。本図において、２１は偏光板、２２はガラスなどの透明基板、２３はブラックマトリクス、２４は下地層、２５は保護層、６は共通電極、７は配向膜、８は液晶層、９は配向膜、１０は画素電極、１１は透明基板、１２は偏光板、１３はバックライト光である。図３に示した液晶パネルは、いわゆるアクティブマトリクスタイプのものである。このような液晶パネルは一般に、合わせ込まれたカラーフィルタと対向基板との間に液晶化合物が封入されていて、図３のように、カラーフィルタに対向する基板１１の内側に透明な画素電極１０がマトリクス状に形成されている。画素電極１０には、不図示のトランジスタが接続されて、スイッチの役割を担っている。カラーフィルタは、画素電極１０に対向する位置にＲＧＢの色材が配列するように設置されている。
【００３５】
さらに、両基板上の内側には配向膜７が形成されており、これをラビング処理することによって液晶分子を一定方向に配列させることができる。また、それぞれの基板の外側には偏光板が接着されており、液晶化合物は、これらの基板の間隙に充填される。また、バックライトとしては、蛍光灯と散乱板の組合せ（両者とも不図示）が一般に用いられており、液晶化合物をバックライト光１３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。
【００３６】
図３には、アクティブマトリクス基板に対向するいわゆる対向基板側に本発明のカラーフィルタを設けた例を示したが、本発明のカラーフィルタは、アクティブマトリクス基板側に設けることもできる。
【００３７】
カラーフィルタをアクティブマトリクス基板上に設ける場合、カラーフィルタは画素電極１０と、透明基板１１との間に設けるか、若しくは画素電極１０と液晶層８との間に設けることができる。カラーフィルタをアクティブマトリクス基板上に設けた場合には、対向基板との位置合わせの精度が緩和されるという利点がある。
【００３８】
本発明のカラーフイルタを形成する際に用いるインクジェット記録ヘッドとしては、ピエゾ素子を利用した機械的な方法や発熱体を利用した熱的な方法などが用いられるが、特にインクジェット方式の中でも熱エネルギーを利用して飛翔液滴を形成し、記録を行う方式の記録ヘッドが好ましい。
【００３９】
そのインクジェット記録ヘッドの代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。
【００４０】
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号明細書に記戴されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【００４１】
インクジェット記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に、熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書を用いたものとしてもよい。
【００４２】
加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成としてもよい。
【００４３】
さらに、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数の記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【００４４】
加えて、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いてもよい。
【００４５】
また、記録装置の構成として設けられる、インクジェット記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加することは記録ヘッドによるインク吐出を一層安定できるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを行うことも安定した記録を行うために有効である。
【００４６】
また本発明の製造方法において使用する着色液としてのインクとしては、常温で液体のものに限らず、室温やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化するもの、もしくは液体であるもの、あるいは上述のインクジェット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであればよい。
【００４７】
加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用せしめることで防止するか、またはインクの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクとして吐出するものや、基板に到達する時点ではすでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初めて液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能である。このような場合、インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても良い。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【００４８】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。
【００４９】
（実施例１）
表面研磨した無アルカリガラス（２００ｍｍ角／厚さ１．１ｍｍ）上にクロム薄膜をスパッタリングによって約２０００Åの厚さで形成し、フォトリソグラフィーにより格子状の遮光部材としてのブラックマトリクスを形成した。
【００５０】
次に、上記のブラックマトリクスが形成されたガラス基板上に、下記に示す組成で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およびＮ−メチロールアクリルアミドから形成した重合体とトリフェニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネートとを含むエチルセロソルブ溶液であるアクリル系共重合体含有の感光性樹脂組成物を塗布して樹脂層を形成した。
【００５１】
具体的には、その感光性樹脂組成物をスピンナー塗布した後、９０℃で２０分間プリベーク処理を施し、膜厚２μｍの下地層である感光性樹脂層を形成した。
【００５２】
感光性樹脂組成物
メチルメタクリレート５．０重量部
ヒドロキシエチルメタクリレート３．０重量部
Ｎ−メチロールアクリルアミド２．０重量部
トリフェニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネート０．３重量部
エチルセロソルブ８９．７重量部
【００５３】
次いで、ブラックマトリクスが形成されるべき領域に開口部を有するフォトマスクを介して、感光性樹脂層の一部をパターン露光し、さらに１２０℃のホットプレート上で１分間、熱処理を行った。この工程により樹脂層の部分的な硬化処理がなされた。
【００５４】
次いで、表１に示す組成に調製したＲ、Ｇ、Ｂの各色の着色インクを、インクジェットヘッドによりブラックマトリクスの開口部に配した。具体的には、インクドット形成後、９０℃の温度で２０分間プリベークした後、引き続き２３０℃で３０分間本ベークを行った。
【００５５】
【表１】

¹⁾Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３５とＣ．Ｉ．アシッドイエロー２３の１１：５混合物
²⁾Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９とＣ．Ｉ．アシッドイエロー２３の７：２混合物
³⁾Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９とＣ．Ｉ．アシッドレッド３５の９：１混合物
【００５６】
本ベークの後、感光性樹脂上に設けられた各色の着色部の高さを後述の方法で測定した。
【００５７】
次に、以下の表２の組成の透光性インクを調製し、着色画素部にインクジェットヘッドで透光性インクを吐出させ、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれ、乾燥後の厚みが０．０５μｍ、０．３１μｍ、０．２７μｍとなるように透光性インクドットを形成した。
【００５８】
【表２】

【００５９】
インクドット形成後、９０℃の温度で２０分間プリベークした後、引き続き２００℃で３０分間本ベークを行った。
【００６０】
（実施例２）
着色画素部への着色インクドットの形成までの工程は、実施例１と同様に行った。
【００６１】
次に、実施例１と同様の組成の透光性インクを用いて、ＧおよびＢの着色画素部に対してそれぞれ、乾燥後の厚みが０．２９μｍおよび０．１９μｍとなるようにインクを吐出させ、透光性インクドットを形成した。Ｒの着色画素部には透光性インクドットは形成しなかった。
【００６２】
（実施例３）
実施例１で作製したブラックマトリクスが形成されたガラス基板上に、ヒドロキシプロピルセルロース（日本曹達製ＨＰＣ−Ｈ）からなる樹脂組成物をスピンコートし、９０℃で１０分間乾燥して、１．２μｍの下地層を形成した。
【００６３】
次いで、実施例１と同様に、表１に示す組成に調製したＲ、Ｇ、Ｂの各色の着色インクを、インクジェットヘッドによりブラックマトリクスの開口部に配した。具体的には、インクジェット記録装置のインクジェットヘッドによりインクを吐出させ、インクドットを形成した。
【００６４】
さらに、実施例１の透光性インクを用いてＲ、Ｇ、Ｂの着色画素部に対して、それぞれ乾燥後の厚みが０．０７μｍ、０．２８μｍおよび０．２３μｍとなるようにインクを吐出させ、透光性インクドットを形成した。
【００６５】
（実施例４）
実施例２で作製したカラーフィルタの上層に、熱硬化型樹脂（三洋化成（株）製「ハイコートＬＣ２００１」：商品名）をスピンナーを用いて乾燥膜厚が０．５μｍとなるように塗布し、１２０℃で３０分間のプリベーク、次に２００℃で３０分間の本ベークにより保護層を形成した。
【００６６】
（比較例１）
透光性のインクドットを形成しない以外は、実施例１と同様にカラーフィルタを作製した。
【００６７】
着色画素部の段差測定
以上の実施例１〜４および比較例１で作製したカラーフィルタの段差を、触針式膜厚計（商品名「Ｐ−１０プロファイラー」、テンコール社製）を用いて測定した。
【００６８】
着色インクドットおよび着色インクドット上に積層された透光性インクドットの厚さの測定は、ブラックマトリクス上に形成した下地層からの最大高さとした（図４参照）。その最大高さは、同じ色について５０ポイント測定し、その平均を取った。また、色間段差は高さが最も大きい色と最も小さい色の差を計算より求めた。評価結果を表３に示す。
【００６９】
【表３】

単位は全てμｍ
^*保護膜を含めて測定した場合の色間段差。
【００７０】
液晶表示装置への組み込み
実施例１〜４および比較例１で作製したカラーフィルタを用いて、アクティブマトリクス型液晶表示装置を作製した。
【００７１】
まず、カラーフィルタの画素を構成するＲ、Ｇ、Ｂパターンに対応して、ガラス基板上に薄膜トランジスタと画素電極を形成した後、ポリイミド配向膜を設けたいわゆるアクティブマトリクス基板を作製した。次いで、カラーフィルタ上に透明導電膜としてＩＴＯと、ポリイミド配向膜とを形成した対向基板を作製した。
【００７２】
アクティブマトリクス基板と対向基板とをシール剤を介して貼り合わせ、両基板の隙間にＴＮ（ツイストネマチック）液晶を封入した。この後、液晶を封入した基板の両側に偏光板を配すると共に、アクティブマトリクス基板側に冷陰極型平面蛍光ランプを配して液晶表示装置を構成した。
【００７３】
このようにして構成した液晶表示装置にＮＹＳＣ方式のテレビ信号を入力して、画像表示を行ったところ、実施例１〜４のカラーフィルタを組み込んだものについては、色ムラやチラツキなどの障害は観察されなかった。
【００７４】
一方、比較例１で作製されたカラーフィルタを組み込んだアクティブマトリクス液晶表示装置は、一部に色ムラ、チラツキが認められた。
【００７５】
それらの結果を表４にまとめた。
【００７６】
アクティブ型液晶表示装置の長期駆動試験
上述のように組み上げた液晶表示装置を、バックライトを点灯した状態で２０００時間駆動させ、コントラストの低下を測定した。
【００７７】
コントラストの低下が初期の５％未満のものを○、１０％未満のものを△、１０％以上のものを×として、判定を行った。その結果を表４に示す。
【００７８】
表４に示された通り、実施例１〜４のカラーフィルタを組み込んだ液晶表示装置では、比較例１のものと比較してコントラストの低下が小さい。このことは、着色画素部上に形成した透光性インクドットが保護膜の役割を果たし、着色画素部からの液晶への阻害物質の溶出を防止するためと考えられる。
【００７９】
実施例２のフィルタを組み込んだ液晶表示装置では、一部の着色画素部（Ｒ）上に透光性インクドットが形成されていないため、他の実施例に比べてコントラストの低下がやや大きかった。
【００８０】
【表４】

¹⁾色ムラ、チラツキの判定基準
○：目視で色ムラ、チラツキがない
×：目視で色ムラ、チラツキがある
²⁾コントラスト低下の判定基準
○：低下が初期の５％未満
△：初期の１０％未満
×：初期の１０％以上
【００８１】
（実施例５〜９）
図５（ａ）を用いて説明する。
【００８２】
表面研磨した無アルカリガラス１上に、樹脂（ＦＨ−２０３０、富士ハント製）を１５００ｒｐｍで１５秒間スピンコートした後、ホットプレート上で１２０℃、９０秒間のプリベークを行った。
【００８３】
その後マスクを介して５００ｍＪ／ｃｍ²で露光後、３０℃、６０秒間の現像、ハイプレッシャー洗浄を経て、２４０℃、４０分間の本ベークを行いブラックマトリクス２を形成した。
【００８４】
次いで、表５および表７に示した組成に調製したＲ、Ｇ、Ｂ各色の着色インク４をインクジェットヘッドによりブラックマトリクスの開口部に配した。具体的には、インクドット形成後、９０℃、２０分間プリベークし、引き続き２３０℃、３０分間の本ベークを行った。
【００８５】
【表５】

【００８６】
上記インクはサンドミルで分散後、１μｍのフィルターで濾過後使用した。
【００８７】
本ベーク後に各色の着色部段差を後述の方法で測定した。
【００８８】
次に表６に示した組成に調製した透光性インクを用いて透光性インクドット５を着色画素部にインクジェットヘッドにより、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの乾燥後の厚みが表７に示したものになるように形成した。インクドット形成後、９０℃、２０分間プリベークし、引き続き２３０℃、３０分間の本ベークを行った。
【００８９】
【表６】

【００９０】
（比較例２〜６）
透光性インクドットを形成しない以外は実施例５〜９と同様にして表７に示すカラーフィルタを作製した。
【００９１】
着色画素部の段差測定
以上の実施例５〜９および比較例２〜６で作製したカラーフィルタの色間段差を、触針式膜厚計（商品名「Ｐ−１０プロファイラー」、テンコール社製）を用いて測定した。
【００９２】
高さ測定は次のようにした。
基板からのＢＭ高さを測定する。（１）
ＢＭ上面と着色インクドット上面との段差を測定する。（２）
（１）−（２）より着色インクドット高さを求める。（３）
ＢＭ上面と透光性インクドット上面との段差を測定する。（４）
（２）−（４）より透光性インクドット高さを求める。
【００９３】
着色インクドット高さおよび（着色インクドット＋透光性インクドット）高さは、各色について５０ポイント測定し、その平均値とした。また、色間段差は高さが最大の色と最小の色の差より求めた。
【００９４】
【表７】

【００９５】
次に、実施例１〜４および比較例１について行ったのと同様にしてアクティブ型液晶表示装置の長期駆動試験を行った。結果を表８に示す。表８に示した結果より、前述した実施例１〜４と同様に、本発明のカラーフィルタを備えた液晶表示装置は、透光性インクドットを設けないカラーフィルタを備えた液晶表示装置に比べて、色ムラ、チラツキ、コントラストについて格段に優れていることが明確に理解される。
【００９６】
【表８】

¹⁾色ムラ、チラツキの判定基準
○：目視で色ムラ、チラツキがない
×：目視で色ムラ、チラツキがある
²⁾コントラスト低下の判定基準
○：低下が初期の５％未満
△：初期の１０％未満
×：初期の１０％以上
【００９７】
尚、本実施例においては、図５（ａ）に示されるカラーフィルタを構成したが、図５（ｂ）に示すカラーフィルタを構成することもできる。図５（ａ）に示したものと図５（ｂ）に示したものとは、ブラックマトリクス２の高さが異なるが、図５（ｂ）に示したようにブラックマトリクス２の高さと画素部４と透光性インク部５との高さを合わせた構成とすると平坦化という点で都合がよい。
【００９８】
【発明の効果】
本発明のカラーフィルタおよびその製造方法ならびにそのカラーフィルタを具備する液晶表示装置によれば、上述した技術的課題が解決され、上述の目的が達成される。
【００９９】
即ち、本発明のカラーフィルタにおいては、着色インクドットを用いて構成された画素部上に前記着色インクドットとは別の透光性インクドットが形成されていることから、異なる色の画素の間で生ずる色間段差を解消若しくは大幅に抑制することができる。これにより、色間段差により生じていた画像品位の低下を解消若しくは大幅に抑制することができる。さらに、本発明のカラーフィルタは、特に平坦化膜を必要としないことから、高い透過率を達成できる。
【０１００】
本発明のカラーフィルタの製造方法によれば、本発明のカラーフィルタの製造を低コストで行い得る最適なカラーフィルタの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラーフィルタの一例を示す模式的部分断面図である。
【図２】本発明の方法で着色画素部に透光性インクドットを形成した場合に得られるカラーフィルタの模式的部分断面図であり、（ａ）はそのインクドットが着色画素部上のみに形成されている場合の図、（ｂ）はそのインクドットが着色画素部だけでなくその画素部近傍も覆っている場合の図である。
【図３】本発明の液晶表示装置の一例の模式的断面図である。
【図４】実施例および比較例で作製したカラーフィルタにおける着色画素部の段差測定を示す模式的断面図であり、（ａ）は着色インクドットの高さの測定、（ｂ）は着色インクドットと透光性インクドットの高さの測定を示す図である。
【図５】（ａ）は本発明のカラーフィルタの他の一例を示す模式的部分断面図、（ｂ）はさらに平坦化を図ったカラーフィルタの一例を示す模式的部分断面図である。
【符号の説明】
１透光性を有する基板
２ブラックマトリクス
３下地層
４着色インクドット
５透光性インクドット
６共通電極
７配向膜
８液晶層
９配向膜
１０画素電極
１１透明基板
１２偏光板
１３バックライト光
２１偏光板
２２透明基板
２３ブラックマトリクス
２４下地層
２５保護層

Claims

基板上にインクジェット法を用いて分光特性の異なる複数の着色インクドットを形成して複数個の所定の色の画素部を形成する工程と、該着色インクドット上に前記着色インクドットとは別の透光性インクドットを形成する工程を含み、各着色インクドットの高さを測定した後、高さの異なる各着色インクドット上に形成する該透光性インクドットの厚さ調整を透光性インク付与量の調整により行い、該各画素部間で生じる色間段差を０．３μｍ以下とすることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
基板上に下地層を形成し、該下地層に所定のパターンでインク吸収能を有する領域を形成し、該インク吸収能を有する領域に前記画素部を形成する請求項１記載のカラーフィルタの製造方法。
基板上に感光性樹脂組成物の層を形成し、該層を所定のパターンで光硬化させて、所定のパターンでインク吸収能を有する領域を持つ下地層を形成する請求項２記載のカラーフィルタの製造方法。
前記感光性樹脂組成物がアクリル系共重合体を含有するものである請求項３記載のカラーフィルタの製造方法。
前記複数の画素部のそれぞれを、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の何れかに着色する請求項１ないし４のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
緑（Ｇ）の着色インクドットの高さが、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の何れかの着色インクドットの高さの中で一番低いことを特徴とする請求項５記載のカラーフィルタの製造方法。
一部の着色インクドット上のみに透光性インクドットを形成することを特徴とする請求項５又は６に記載のカラーフィルタの製造方法。