(57)【要約】【課題】    インクの乾燥速度を抑制する。【解決手段】インクが、２０℃において２〜２００Ｐａの飽和蒸気圧を有する溶剤を５０〜８８重量％含む。【選択図】  なし
2008102879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮光部と、該遮光部により区画された区画領域を有する透明基板（２）に対して、複数の吐出ノズルを有するインクジェットヘッド（５）によって供給され、前記区画領域を充填するカラーフィルタ用インクであって、該インクは少なくとも溶剤、顔料および樹脂成分からなり、かつ２０℃において２〜２００Ｐａの飽和蒸気圧を有する１種以上の溶剤を５０〜８８重量％含むものであることを特徴とするカラーフィルタ用インク。
【請求項２】
前記インクは、２０℃において２〜５０Ｐａの飽和蒸気圧を有する溶剤を５０〜８８重量％含むものである請求項１に記載のカラーフィルタ用インク。
【請求項３】
少なくとも２種類の溶剤を含み、そのうちの１種類は表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍであり、かつ、他のうちの１種類は表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍである請求項１または請求項２に記載のカラーフィルタ用インク。
【請求項４】
表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍの溶剤の蒸気圧が、表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤の蒸気圧よりも高い請求項３に記載のカラーフィルタ用インク。
【請求項５】
アクリル系界面活性剤をさらに含む請求項１から請求項４の何れかに記載のカラーフィルタ用インク。
【請求項６】
遮光部と、該遮光部により区画された区画領域を有する透明基板（２）に対して、複数の吐出ノズルを有するインクジェットヘッド（５）によってインクを供給し、前記区画領域をインクで充填するカラーフィルタ製造方法において、前記インクが少なくとも溶剤、顔料および樹脂成分からなり、かつ２０℃において２〜２００Ｐａの飽和蒸気圧を有する１種以上の溶剤を５０〜８８重量％含むものであることを特徴とするカラーフィルタ製造方法。
【請求項７】
前記溶剤は、２０℃において２〜５０Ｐａの飽和蒸気圧を有するものであり、前記インクは、前記溶剤を５０〜８８重量％含むものである請求項６に記載のカラーフィルタ製造方法。
【請求項８】
前記インクが少なくとも２種類の溶剤を含み、そのうちの１種類は表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍであり、かつ、他のうちの１種類は表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍである請求項６または請求項７に記載のカラーフィルタ製造方法。
【請求項９】
表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍの溶剤の蒸気圧が、表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤の蒸気圧よりも高い請求項８に記載のカラーフィルタ製造方法。
【請求項１０】
インク液滴を１発のみ吐出した場合の着弾直径が、８０〜１５０μｍである請求項６から請求項９の何れかに記載のカラーフィルタ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮光部と、該遮光部により区画された区画領域を有する透明基板に対して、複数の吐出ノズルを有するインクジェットヘッドによってインクを供給し、前記区画領域をインクで充填するカラーフィルタ製造方法、およびこのカラーフィルタ製造方法において特に好適なカラーフィルタ用インクに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータ、カラー液晶ディスプレイの需要が増加し、ディスプレイの大きさも大型化してきている。【０００３】
従来から提供されているカラーフィルタ製造装置としては、スピンコーター、あるいはコーターによるフォトリソグラフィを主体とする製造プロセスを利用する装置が主として使用されていた。【０００４】
しかし、近年は、コスト低減、環境への配慮が強く望まれるようになってきたことを配慮して、複数の吐出ノズルを有するインクジェットヘッドを用いるカラーフィルタ製造方法が注目されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。【０００５】
そして、インクジェットヘッドを用いるカラーフィルタ製造方法でカラーフィルタを製造すれば、レジスト、インクの量を削減できるという利点を享受できるとともに、現像等の薬剤処理を不要にできるという利点を享受できる。【０００６】
さらに説明する。【０００７】
特許文献１に記載されたカラーフィルタ製造方法では、基板上にその上面が撥インク性を有する凸部を形成し、その凸部により区切られた凹部にインクジェット方式によってインクを吹き付けて凹部にインクを堆積させて着色層を形成するカラーフィルタの製造方法において、凹部を親インク処理剤により表面処理した基板を用いるようにしている。【０００８】
特許文献２に記載されたカラーフィルタ製造方法では、基材上に凸部を形成し、その凸部により区切られた凹部にインクジェット方式によってインクを吹き付けて凹部にインクを堆積させて着色層を形成するカラーフィルタの製造方法において、凸部を形成後、エネルギー線を照射することにより凹部の親インク性を制御し、その後インクジェット方式によりインクを吹き付けるようにしている。【０００９】
特許文献３に記載されたカラーフィルタ製造方法では、支持基板上に複数の画素と隣接する画素間に位置する樹脂組成物からなる隔壁とを少なくとも有する光学素子の製造方法であって、支持基板上に、該基板の法線方向の断面が逆テーパー形状の隔壁を形成する工程と、上記隔壁表面にフッ素化処理を施す工程と、インクジェット方式により上記隔壁で囲まれた領域にインクを付与して画素を形成する工程とを有するようにしている。【００１０】
特許文献４に記載されたカラーフィルタの製造方法では、溶剤は２０℃での蒸気圧が０．３３ｍｍＨｇより小さく、６０〜９０℃での蒸気圧が２０℃での蒸気圧の５倍以上であり、及び／または６０〜９０℃での蒸発速度がブチルアセテートの２０℃での蒸発速度の十分の一より大きいインクを用いることが記載されている。【００１１】
また、インクジェット方式により紙媒体にインクを供給する用途においては、インクとして、紙に塗布する関係上、紙への浸透性が重視されるだけでなく、塗布後に加熱なしで使用される関係上、耐熱性があまり必要ではなく、色材の光の吸収により反射色にて発色する発色メカニズムを採用し、安全性、浸透性の観点から主に水系のものが採用される。
【特許文献１】特開平９−２０３８０３号公報
【特許文献２】特開平９−２３０１２９号公報
【特許文献３】特開２００２−６２４２２号公報
【特許文献４】特開２００７−４１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
インクジェットヘッドを用いるカラーフィルタ製造方法でカラーフィルタを製造する場合には、吐出ノズルの詰まりに起因するインクの吐出不良、定量性の低下、着弾精度の低下、遮光部により区画された区画領域の白抜け等の不都合が生じてしまう。【００１３】
そして、これらの不都合によって、遮光部により区画された区画領域に所定のインクが隙間なく充填されるという保証がなくなり、目標とする区画領域に隣接する区画領域にインクが飛散してしまい、これらの結果、所望の着色性が達成できなくなってしまう。【００１４】
したがって、製造したカラーフィルタをパーソナルコンピュータ、カラー液晶ディスプレイとして使用すると、ドット抜けの発生、色むらの発生、色彩性の低下、色コントラストの低下などの不都合が生じ、最悪の場合には、カラーフィルタが不良品になってしまう。【００１５】
これらの不都合が生じる原因は、インクが吐出ノズル面に付着し、固化すること、または、インクの濡れ広がり性よりも速乾性があることであり、また、ガラス基板上にある画素面の濡れ性が悪いこと、または部分的に濡れ性が悪いことであるが、従来は、紫外線、プラズマ等を用いる物理的改質洗浄装置等により被着色物である透明ガラス基板を洗浄することで、インクの濡れ性を向上させ、白抜けを抑制するようにしていた。【００１６】
さらに説明する。【００１７】
特許文献１に記載されたカラーフィルタ製造方法では、凸部により区切られた凹部という極めて微小な区域に対して「親インク処理剤による表面処理」を行うことが必須であり、撥インク性を有する凸部に「親インク処理剤」を付着させることなく前記表面処理を実施するためには、格段の注意を必要とし、非常に手間がかかるので、実用的でないという問題がある。【００１８】
特許文献２に記載されたカラーフィルタ製造方法では、エネルギー線の照射のために光源と、エネルギー線を対象物全体に照射するための空間と、光源と照射対象物との間の遮蔽物のない装置環境とが必要であり、一般的な門型の移動台に設置されるインクジェット塗布装置との干渉等を考慮すると、カラーフィルタ製造装置の大型化、または塗布装置とエネルギー線照射装置の別体化による設置面積の巨大化等の問題がある。【００１９】
特許文献３に記載されたカラーフィルタ製造方法では、基板の法線方向の断面が逆テーパー状の隔壁を形成するに当って、ネガ型の感光剤を適正露光より少なめに露光して逆テーパー形状を形成し、または積層パターニングした順テーパーの反転形状転写により逆テーパー形状を形成するという、非常に不安定な、または複雑な工程を採用しなければならず、実用的でないという問題がある。【００２０】
特許文献４に記載されたカラーフィルタの製造方法では、特定の蒸気圧を持つ溶剤を用いることが記載されているが、インクジェット装置に関する知見はほとんど得られていなかった。実際、このようなインクを用いただけでは安定してカラーフィルタを製造することは困難であるという問題があり、材料及び装置の両方を改善することにより、不都合なく製造可能なカラーフィルタの製造方法が求められていた。【００２１】
すなわち、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４に記載されたカラーフィルタ製造方法は、ＢＭ（ブラックマトリクス）の上面とＢＭで囲まれた領域のそれぞれの平坦部分に撥インク性の差をつけ、インクの付着が必要な部分は親インク性をより強くし、インクの付着が好ましくない部分は撥インク性をより強くすることで、白抜け、混色等の問題を払拭しようとしているが、それぞれが上記の問題点を有している。【００２２】
また、前記不都合が生じる原因は、吐出ノズルによるインクの吐出量が極めて微量であるため、所定の区画領域に標的したインクが飛翔中、および着弾すると同時に乾燥することであり、白抜け、厚みむらが発生することになってしまう。【００２３】
さらに、前記不都合が生じる原因は、複数の吐出ノズルがインク吐出動作を休止している間にインクが乾燥固化すること、固化した残渣物が堆積することに起因して吐出ノズルが詰まること、残渣物に起因して吐出されるインクの方向が曲がること、インクの吐出量がばらつくことである。【００２４】
さらに説明する。【００２５】
近年の高精細なディスプレイ用のカラーフィルタ開発の要求に応えるためには、「画素の微細化に応じた塗布インクの液滴の微細化」が必要であり、塗布インクの液滴を微細化すると、液滴の飛行軌跡、および対象とする画素領域にインクが付着した後のインクの乾燥の影響が無視できなくなってしまう。【００２６】
この結果、上記の問題が生じるのである。【００２７】
また、カラーフィルタ用インクは、遮光部により区画された区画領域を有する透明基板に塗布される関係上、基板に対する浸透性が全くないだけでなく、塗布後に加熱硬化が必要である関係上、耐熱性が要求され、バックライト光を透過させることにより発色させ、耐熱性などの観点から有機溶剤系でなければならないので、インクジェット方式により紙媒体に供給されるインクとは全く異なる。【００２８】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、白抜け、混色等の発生を防止し、または抑制し、しかも、液滴を微細化した場合であっても、乾燥の影響を低減することができるカラーフィルタ用インクを提供することを第１の目的とし、白抜け、混色等の発生を防止し、または抑制し、しかもインク（着色剤）の液滴を微細化した場合であっても、乾燥の影響を低減することができるカラーフィルタ製造方法に提供することを第２の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明のカラーフィルタ用インクは、遮光部と、該遮光部により区画された区画領域を有する透明基板に対して、複数の吐出ノズルを有するインクジェットヘッドによって供給され、前記区画領域を充填するカラーフィルタ用インクであって、２０℃において２〜２００Ｐａの飽和蒸気圧を有する溶剤を５０〜８８重量％含むことを特徴とするものである。【００３０】
このカラーフィルタ用インクを吐出ノズルから吐出し、透明基板に供給することにより、白抜け、混色等の発生を防止した状態でカラーフィルタを製造することができる。【００３１】
そして、カラーフィルタ用インクが上記溶剤を含んでいるので、カラーフィルタ製造方法に適用した場合に、カラーフィルタ用インクが乾燥し、または乾燥固化することに起因する不都合（吐出ノズルの詰まり、カラーフィルタ用インクの飛行軌跡の曲がり）の発生を防止し、または低減することができる。【００３２】
また、前記溶剤が、２０℃において２〜５０Ｐａの飽和蒸気圧を有するものであり、前記溶剤を５０〜８８重量％含むものであることが好ましく、吐出ノズルの詰まり、カラーフィルタ用インクの飛行軌跡の曲がりの発生を防止し、または低減することができるとともに、所望の区画領域に白抜けを生じさせることなくカラーフィルタ用インクを充填することができ、しかも区画領域内のカラーフィルタ用インクの厚みを均一にすることができるという利点を達成することができる。【００３３】
また、前記カラーフィルタ用インクが少なくとも２種類の溶剤を含み、そのうちの１種類は表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍの溶剤であり、かつ、他のうちの１種類は表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤であることが好ましく、さらに安定なインクジェット吐出を行うことが可能になるとともに、カラーフィルタ用インクの着弾時の拡がりが格別に良好となり白抜けなどの欠点を抑制し、歩留まり良くカラーフィルタを製造することができる。【００３４】
また、表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍの溶剤の蒸気圧が、表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤の蒸気圧よりも高いことが好ましく、表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍの溶剤が吐出の安定性効果に寄与するとともに、着弾時には蒸気圧が比較的高いために優先的に蒸発していき、着弾後には表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤の効果が増大するため画素内での拡がりを格段に良好にすることができる。【００３５】
本発明のカラーフィルタ製造方法は、遮光部と、該遮光部により区画された区画領域を有する透明基板に対して、複数の吐出ノズルを有するインクジェットヘッドによってインクを供給し、前記区画領域をインクで充填する方法において、
前記インクが、２０℃において２〜２００Ｐａの飽和蒸気圧を有する溶剤を５０〜８８重量％含むことを特徴とするものである。【００３６】
このカラーフィルタ製造方法では、上記溶剤を含むインクを吐出ノズルから吐出し、透明基板に供給することにより、白抜け、混色等の発生を防止した状態でカラーフィルタを製造することができる。【００３７】
そして、インクが上記溶剤を含んでいるので、インクが乾燥し、または乾燥固化することに起因する不都合（吐出ノズルの詰まり、インクの飛行軌跡の曲がり）の発生を防止し、または低減することができる。【００３８】
また、前記溶剤が、２０℃において２〜５０Ｐａの飽和蒸気圧を有するものであり、前記インクが、前記溶剤を５０〜８８重量％含むものであることが好ましく、吐出ノズルの詰まり、インクの飛行軌跡の曲がりの発生を防止し、または低減することができるとともに、所望の区画領域に白抜けを生じさせることなくインクを充填することができ、しかも区画領域内のインクの厚みを均一にすることができるという利点を達成することができる。【００３９】
また、前記インクが少なくとも２種類の溶剤を含み、そのうちの１種類は表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍであり、かつ、他のうちの１種類は表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍであることが好ましく、さらに安定なインクジェット吐出を行うことが可能になるとともに、インクの着弾時の拡がりが格別に良好となり白抜けなどの欠点を抑制し、歩留まり良くカラーフィルタを製造することができる。【００４０】
また、表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍの溶剤の蒸気圧が、表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤の蒸気圧よりも高いことが好ましく、表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍの表面張力を持つ溶剤が吐出の安定性効果に寄与するとともに、着弾時には蒸気圧が比較的高いために優先的に蒸発していき、着弾後には表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤の効果が増大するため画素内での拡がりを格段に良好にすることができる。【００４１】
さらに、微小な前記区画領域に微量のインクを吐出、着弾させて、当該区画領域にインクを濡れ広げるために、従来は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエーテル類等の高い飽和蒸気圧を有する溶剤を用いていたので、濡れ広がり速度よりも乾燥速度（乾燥時間が１秒以下）の方が早いため、前記透明基板の洗浄等により濡れ広がり性を改善する処理が必要であったのに対して、本発明では、低い飽和蒸気圧を有する溶剤を用いることで乾燥速度を遅くすることができるので（乾燥時間が５秒以上）、濡れ広がり性を改善するための処理を特別に行う必要がなくなり、インクを1発のみ吐出着弾させたときの着弾直径が従来は６０μｍ程度であったが８０〜１５０μｍと着弾直径が大きく濡れ性が改善できる。【００４２】
さらにまた、低い飽和蒸気圧を有する溶剤を用いることによって、吐出液滴形成時においては、熱或いは圧力変化によるインクの吐出に当って、インクの液性状が安定し、液滴形成も安定であり、吐出ノズル周辺においては、吐出ノズル口周辺に液残渣があっても、乾燥固化することが少なく、吐出時の液滴形成への影響を低くでき、液滴飛行中においては、溶剤の蒸発量を少なくすることができ、着弾後においては、複数の着弾液滴の混じりを良好にすることができる、などの利点を享受することができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明のカラーフィルタ用インクは、白抜け、混色等の発生を防止した状態でのカラーフィルタの製造に貢献することができ、しかも、カラーフィルタ製造方法に適用した場合に、カラーフィルタ用インクが乾燥し、または乾燥固化することに起因する不都合（吐出ノズルの詰まり、カラーフィルタ用インクの飛行軌跡の曲がり）の発生を防止し、または低減することができるという特有の効果を奏する。【００４４】
本発明のカラーフィルタ製造方法は、白抜け、混色等の発生を防止した状態でカラーフィルタを製造することができ、しかも、インクが乾燥し、または乾燥固化することに起因する不都合（吐出ノズルの詰まり、インクの飛行軌跡の曲がり）の発生を防止し、または低減することができるという特有の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、添付図面を参照して、本発明のカラーフィルタ用インクおよびカラーフィルタ製造方法の実施の形態を詳細に説明する。【００４６】
図１は本発明のカラーフィルタ製造方法が適用されるカラーフィルタ製造装置の一実施形態を示す概略図である。【００４７】
このカラーフィルタ製造装置は、機台１上に吸着テーブル３、塗布ガントリー４、カメラガントリー６などを支承している。【００４８】
吸着テーブル３は、ガラス基板２を吸着保持するものであり、このガラス基板２の位置決めを達成するために、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、回転駆動されるとともに、Ｙ方向に駆動される。【００４９】
塗布ガントリー４は、インクジェットヘッド５を保持するものであり、ガラス基板２にインク（カラー材料、カラーフィルタ用インク）を塗布するために、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、Ｘ方向に駆動される。また、ガラス基板２に対する相対位置を調整するために、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、Ｚ方向、Ｙ方向に駆動される。【００５０】
カメラガントリー６は、ガラス基板２のアラインメントのためのアラインメントカメラ７、８、およびガラス基板２のブラックマトリックスの画素を検出するためのスキャンカメラ９を保持するものであり、アラインメント、画素検出のために、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、Ｘ方向に駆動される。また、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、アラインメントカメラ７、８、スキャンカメラ９をＹ方向に駆動する。【００５１】
アラインメントカメラ７、８はガラス基板２のマーク（図示せず）を検出するものであり、アラインメントカメラ７、８によるマーク検出結果に基づいて吸着テーブル３を回転させ、および／またはＹ方向に移動させることにより、ガラス基板２のアラインメントを達成することができる。【００５２】
なお、Ｘ、Ｙは、吸着テーブル３により吸着保持されたガラス基板２の上面と平行な平面を規定すべく設定された互いに直交する方向を表し、Ｚは、Ｘ、Ｙにより規定された平面と直交する方向を表している。【００５３】
したがって、塗布ガントリー４を移動させながらインクジェットヘッド５を動作させることによって、ガラス基板２にインクを供給し、カラーフィルタを製造することができる。【００５４】
図２はインクジェットヘッド５に対するインク供給のための構成を示す概略図である。【００５５】
この構成は、インクを収容するメインタンク５１と、メインタンク５１からインクを導出する連通路５２と、連通路５２に介在された開閉バルブ５３と、連通路５２を介して上部にインクが供給されるサブタンク５４と、サブタンク５４の下部からインクが導かれるインクジェットヘッド５と、開閉バルブ５６を介在させた連通路５７を通してメインタンク５１に圧力を加える圧空レギュレータ５８と、サブタンク５４の上部に連通されたエア抜きバルブ５９と、サブタンク５４の上部および下部と連結されるとともに、サブタンク５４を包囲して負圧室を形成するケーシング部材５５を有している。【００５６】
したがって、開閉バルブ５３を開いてメインタンク５１からサブタンク５４にインクを供給した後は、開閉バルブ５３を閉じて、インクジェットヘッド５の吐出ノズルを動作させることによって、インクを吐出することができる。【００５７】
前記インクは、樹脂、溶剤、色素、必要に応じて硬化剤、分散剤や、その他の添加剤などが混合されたものであり、遮光部で囲まれた領域に噴射された後、乾燥、加熱もしくは紫外線などのエネルギー線を照射することによって硬化させ、カラーフィルタの画素とすることができる。【００５８】
ここで、樹脂としては、アクリル樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニールアルコール、フェノール樹脂、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミドなどが例示できるが、これらに限定されない。【００５９】
これらの中でもポリイミド樹脂は好ましく、ポリイミド前駆体であるポリアミック酸の状態であっても良いし、骨格にヒドロキシル基やスルホニル基などの極性基を導入することにより溶剤への溶解性を向上させた可溶性ポリイミドを用いても良い。ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンの反応により得ることができ、脂肪族系または脂環式系、芳香族系、フッ素含有のものなど、任意のものを用いることができる。また、ジアミンの一部として、シロキサンジアミンを用いると、無機基板との接着性を良好にすることができる。シロキサンジアミンは、通常、全ジアミン中の１〜２０モル％量用いる。シロキサンジアミンの量が少なすぎれば接着性向上効果が発揮されず、多すぎれば耐熱性が低下する。シロキサンジアミンの具体例としては、ビス−３−（アミノプロピル）テトラメチルシロキサンなどが挙げられる。【００６０】
また、アクリル樹脂も好ましく用いられ、特に限定はないが、不飽和カルボン酸とエチレン性不飽和化合物の共重合体を好ましく用いることができる。不飽和カルボン酸の例としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、あるいは酸無水物などが挙げられる。これらは単独で用いても良いが、他の共重合可能なエチレン性不飽和化合物と組み合わせて用いても良い。共重合可能なエチレン性不飽和化合物としては、具体的には、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎープロピル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｓｅｃ−ブチル、メタクリル酸ｓｅｃ−ブチル、アクリル酸イソ−ブチル、メタクリル酸イソ−ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸ｎ−ペンチル、メタクリル酸ｎ−ペンチル、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレートなどの不飽和カルボン酸アルキルエステル、スチレン、ｐ−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物、アミノエチルアクリレートなどの不飽和カルボン酸アミノアルキルエステル、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどの不飽和カルボン酸グリシジルエステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、１，３−ブタジエン、イソプレンなどの脂肪族共役ジエン、それぞれ末端にアクリロイル基、あるいはメタクリロイル基を有するポリスチレン、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリシリコーンなどのマクロモノマーなどがあげられるが、これらに限定されるものではない。【００６１】
そして、耐熱性を有している樹脂であることが好ましい。また、可視領域で透明性が高い樹脂であることが必要である。【００６２】
色素は、染料、顔料系のものの何れであってもよいが、耐熱性を考慮すれば顔料系のものであることが好ましく、有機顔料系のものであることが一層好ましい。インクに使用できる代表的な有機顔料をカラーインデックスナンバーで表すと、赤色顔料としては、ピグメントレッド９、９７、１２２、１２３、１４４、１４９、１６６、１６８、１７７、１９０、１９２、２０９、２１５、２１６、２２４、２５４等が例示でき、緑色顔料としては、ピグメントグリーン７、１０、３６、４７等が例示でき、青色顔料としては、ピグメントブルー１５：３、１５：４、１５：６、２１、２２、６０、６４等が例示できる。そして、顔料は、必要に応じて、ロジン処理、酸性基処理、塩基性処理等の表面処理が施されていてもよい。【００６３】
前記溶剤は、ヘッドの詰まりを防止し、かつインクが基板上に着弾した時にも固化しない効果を有するものである。ヘッドの詰まりについては、インクを間欠的に、例えば５秒間の吐出停止の後に吐出可能かどうかで判断できる。また、インクが基板上に着弾した時にも固化していないことは、着弾後の基板を加熱乾燥することなく、綿棒のようなもので拭き取ってやり、綿棒にインクが付着していることで確認できる。【００６４】
このような溶剤としては、２０℃における飽和蒸気圧が、２〜２００Ｐａの範囲内であるものが好ましく、２〜５０Ｐａの範囲内であるものがより好ましい。飽和蒸気圧が２Ｐａ未満であれば、予備乾燥時間が長くなり、基板を搬送できるまでに長時間を要し、タクトタイムが遅くなるという問題があり、飽和蒸気圧が２００Ｐａを越えれば、インクの画素内における濡れ広がり速度よりも乾燥速度が早くなりムラになりやすく、またヘッドの詰まりの問題が発生するため好ましくない。これら溶剤はインク全量に対して５０〜８８重量％含むことが好ましい。５０重量％未満であれば、溶剤の効果が小さくなり、ヘッドの詰まりが発生しやすくなるため好ましくなく、８８重量％よりも多ければ、色素や樹脂等の固形物の必要量を確保できなくなり、カラーフィルタとしての所望の色を得ることが困難になるからである。【００６５】
このような溶剤としては、例えば、ベンジルエチルエーテル、ジヘキシルエーテル、アセトニルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、１−オクタノール、１−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、しゅう酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、Ｎ−メチルピロリドン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、フェニルセロソルブアセテート、メチルベンゾエート、エチルベンゾエート、マロン酸ジエチル、β―プロピオラクトン、γ―ブチロラクトン、γ―バレロラクトン、δ―バレロラクトン、γ―カプロラクトン、ε―カプロラクトン、ダイアセトンアルコール、トリプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、１，３−ブチレングリコールジアセテートなどが挙げられる。これらの溶剤の中でも、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、γ―ブチロラクトンが乾燥の抑制効果および顔料分散性が良好な点から好ましく、さらにジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルがより好ましい。また、これら溶剤を２種類以上混合することもでき、さらに、他の溶剤を含むこともできる。【００６６】
他の溶剤としては、例えばメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルカルビトール、エチルカルビトール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルなどの（ポリ）アルキレングリコールエーテル系溶剤、あるいは、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アセト酢酸エチル、メチル―３―メトキシプロピオネート、３―メチル―３―メトキシブチルアセテートなどの脂肪族エステル類、あるいは、エタノール、ブタノール、３―メチル―３―メトキシブタノールなどの脂肪族アルコール類、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類、Ｎ―メチル―２―ピロリドン、Ｎ，Ｎ―ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ―ジメチルホルムアミドなどのアミド系極性溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類などが挙げられるがこれらに限定されない。【００６７】
何れの場合にも、溶剤は、２０℃（通常使用される温度）において２〜２００Ｐａの飽和蒸気圧を有するものであり、インクが、溶剤を５０〜８８重量％含むものであれば、他の溶剤を含んでいてもよく、また、溶剤は、２０℃において２〜５０Ｐａの飽和蒸気圧を有するものであり、インクが、溶剤を５０〜８８重量％含むものであることが好ましく、その場合に他の溶剤を含んでいてもよい。【００６８】
なぜならば、飽和蒸気圧が２Ｐａ未満であれば、予備乾燥時間が長くなり、基板を搬送できるまでに長時間を要し、タクトタイムが遅くなるという問題があり、飽和蒸気圧が２００Ｐａを越えれば、また、溶剤が５０重量％未満であれば、濡れ広がり速度よりも乾燥速度が早くなるという問題があるからであり、溶剤が８８重量％よりも多ければ、色素や樹脂等の固形物の必要量を確保できなくなるからである。【００６９】
そして、インクとして、２０℃において３９Ｐａの飽和蒸気圧を有するＮ−メチル−２ピロリドンを溶剤とし、顔料、樹脂、分散剤等の固形分を１５重量％としたものを採用することが可能であり、この場合には、溶剤を８５重量％含むことになる。【００７０】
また、Ｎ−メチル−２ピロリドンと、５０Ｐａの飽和蒸気圧を有する２−エトキシエチルエーテル、８Ｐａの飽和蒸気圧を有するジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルとを混合したものを溶剤として採用してもよい。【００７１】
要するに、２０℃において２〜２００Ｐａの飽和蒸気圧、好ましくは２〜５０Ｐａの飽和蒸気圧を有するように、任意の溶剤を混合することが可能である。【００７２】
インクとしては、表面張力が３０〜４０ｍＮ／ｍのものであることが好ましい。表面張力がこの範囲から外れるとインクジェットヘッド５の吐出ノズルから吐出する際に、サテライトや飛行曲がりなどが発生することがあり、カラーフィルタの異なる色の画素へ混色が起きるおそれがあるため好ましくない。表面張力の測定方法としては、リング法、プレート法、懸滴法などが挙げられるが、測定誤差の小ささから懸滴法が好ましい。懸滴法による測定装置としては、例えば協和界面科学株式会社の“Ｄｒｏｐ  Ｍａｓｔｅｒ  ５００”があげられる。【００７３】
インクは、上記の範囲の吐出前の表面張力を有し、かつ着弾時の表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍのものであることが好ましい。基板への着弾時の表面張力が大きすぎる場合、つまり３０ｍＮ／ｍより大きい場合はインク自体が表面積を小さくしようとする力が働く。さすれば画素内でのインクの拡がりが悪化し、結果としてカラーフィルタの白抜け欠陥を生じてしまうため好ましくない。すなわち、インクの吐出前の表面張力として好ましい３０〜４０ｍＮ／ｍでは大き過ぎ、インクの着弾時の表面張力はこれより小さく２０〜３０ｍＮ／ｍとなることが好ましい。インクの着弾時の表面張力を２０ｍＮ／ｍより小さくすることはインクの拡がりの点では有利だと考えられるが、このような表面張力となるインクの調整は溶剤や樹脂の選択が困難であるため現実的ではない。これらインクの着弾時の表面張力は、通常基板を置く位置にインクの回収用のボトルなどを置き、実際にインクをインクジェット吐出を行った後の回収したインクにより測定することができる。【００７４】
さらに、前記インクが少なくとも２種類の溶剤を含み、そのうちの１種類の表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍであり、かつ、他のうちの１種類の表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍであることが好ましい。少なくともこれら２種類の溶剤を含むことにより、着弾時のインクの拡がりを損なうことなくインクの表面張力をコントロールすることが可能となり、安定したインクジェット吐出を行うことが可能となる。【００７５】
表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍの溶剤としては、具体的には、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、Ｎ−メチルピロリドン、炭酸プロピレン、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。【００７６】
表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤としては、ジプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノールアセテート、テトラヒドロフルフリルアセテート、１，６−ヘキサノールジアセテート、３−メトキシブチルアセテート、３−エトキシプロピオン酸エチル、３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート、３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテートなどが挙げられる。【００７７】
これらのなかでも、表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍの溶剤の蒸気圧が、表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤の蒸気圧よりも高いことがより好ましい。溶剤をこのような組み合わせで含むことにより、さらに安定なインクジェット吐出を行うことが可能になるとともに、インクの着弾時の拡がりが格別に良好となり白抜けなどの欠点を抑制し、歩留まり良くカラーフィルタを製造することができる。これは、表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍの溶剤が吐出の安定性効果に寄与するとともに、着弾時には蒸気圧が比較的高いために優先的に蒸発していき、着弾後には表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤の効果が増大するため画素内での拡がりが格段に良好となるものと推察される。【００７８】
このような溶剤として具体的には、表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍのジエチレングリコールモノメチルエーテルと、表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍのトリプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノールアセテート、１，６−ヘキサノールジアセテートの各組み合わせ、表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍのエチレングリコールモノフェニルエーテルと、表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍのトリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルの組み合わせ、表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍのＮ−メチルピロリドン、炭酸プロピレン、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオールのいずれかと、表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍのトリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテートの各組み合わせ、表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍのγ−ブチロラクトンと、表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍのトリプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノールアセテート、１，６−ヘキサノールジアセテートの各組み合わせが挙げられる。さらに好ましくは、顔料分散性の観点から、上記の中でもγ―ブチロラクトンとジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルとの組み合わせを含むものが特に好ましい。上記のような溶剤の組み合わせの好ましい比率としては、表面張力が２０ｍＮ／ｍ〜３０ｍＮ／ｍの溶剤と表面張力が３５ｍＮ／ｍ〜４５ｍＮ／ｍの溶剤の比率が、９０／１０〜９０／１０の範囲である。この範囲から外れても本発明の効果は得られるが、安定なインクジェット吐出とインクの着弾時の濡れ広がりを格段に良好とする効果は小さくなってしまうため、上記の比率が好ましい。また、これらの組み合わせを含むものは、さらには他の溶剤を含んでいても上記のような利点を何ら妨げるものではなく、任意の溶剤を用いることができる。特に、２０℃での蒸気圧が２００Ｐａ以上であり、かつ表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤をさらに含む場合、吐出時のインク表面張力のコントロールに好適なばかりでなく、着弾時には該溶剤が速やかに蒸発するため、表面張力が２０ｍＮ／ｍ〜３０ｍＮ／ｍの溶剤と表面張力が３５ｍＮ／ｍ〜４５ｍＮ／ｍの溶剤の組み合わせを含む効果が十分に得られるため好ましい。このような速やかに蒸発する溶剤は、蒸気圧が２〜２００Ｐａの溶剤全量に対して１〜４０重量％含むことができる。このような溶剤としては、特に限定されるわけではないが、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどが挙げられる。【００７９】
その他の添加剤として界面活性剤が好ましく用いられ、アクリル系、シリコン系、フッ素系を用いることができるが、特にアクリル系界面活性剤を用いると着弾時の濡れ広がり向上に効果が大きいため好ましい。【００８０】
アクリル系界面活性剤としては、アクリル系モノマーを共重合体したものが好ましく、共重合可能なものとして、例えば（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸オクタデシル、（メタ）アクリル酸ヘキサデシルなどの（メタ）アクリル酸アルキルエステル類、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸ナフチル、２−ヒドロキシ−４−メタクリルロイルオキシエトキシ−ベンゾフェノン、３−（２Ｈ−１，２，３−ベンゾトリアゾールー２−イル）−４−ヒドロキシフェネチル−（メタ）アクリレートなどの芳香族含有（メタ）アクリル酸アルキルエステル類、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシブチルなどの（メタ）アクリル酸アルキレンオキシドエステル類、トリエチレングリコールモノエチルエーテルモノ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールモノエチルエーテルモノ（メタ）アクリレート、ペンタエチレングリコールモノブチルエーテルモノ（メタ）アクリレート、メトキシトリオキシプロピレンテトラオキシエチレン（メタ）アクリレート、テトラプロピレングリコールのエチレンオキシド６モル付加物のモノ（メタ）アクリレートなどのモノオールまたはジオールのアルキレンオキシド２〜１０モル付加物の（メタ）アクリル酸アルキルである（メタ）アクリル酸アルキルエーテルエステル類、アミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレートなどの（メタ）アクリル酸アミノアルキルエステル類、（メタ）アクリルアミド、αフェニル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｔ−オクチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｎ−オクチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ´−メチレンビス（（メタ）アクリルアミド）、Ｎ−ジアセトン（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（ｎ−ブトキシメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドＮ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロイルモルホリンなどの（メタ）アクリル酸アミド化合物類が挙げられる。【００８１】
また、アクリル系モノマーと共重合可能なものとして、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ペンチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、２−エチルヘキシルビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、などのアルキルビニルエーテル類、テトラエチレングリコールモノメチルエーテルモノビニルフェニルエーテル、ペンタエチレングリコールモノエチルエーテルモノビニルフェニルエーテル、メトキシペンタオキシプロピレンテトラオキシエチレンビニルフェニルエーテル、テトラプロピレングリコールのエチレンオキシド８モル付加物のモノビニルフェニルエーテルなどのアルキレン基の炭素数が２〜４のポリオキシアルキレンモノオールまたはジオールのモノビニルフェニルエーテルである芳香族含有ビニルエーテル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル類、スチレン、ｐ−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニル類、１，３−ブタジエン、イソプレンなどの脂肪族共役ジエン、それぞれ末端にアクリロイル基、あるいはメタクリロイル基を有するポリスチレン、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリシリコーンなどのマクロモノマーなどがあげられる。【００８２】
これらの中でも、特にアクリル系モノマーとアルキルビニルエーテル類および／または芳香族含有ビニルエーテル類との共重合体を含むアクリル系界面活性剤を用いた場合に、着弾時の画素内の濡れ広がりを格段に向上させることができ、特に好ましい。【００８３】
上記のようなアクリル系モノマーを含むアクリル系界面活性剤を製造する方法としては、過酸化物やアゾ系の化合物の存在下で行うラジカル重合法、酸触媒を用いたアニオン重合法、アルカリ金属系の触媒を用いるアニオン重合法などを用いることができる。【００８４】
上記アクリル系界面活性剤のゲルパーミエーションクロマトグラフィー法（ＧＰＣ法）による重量平均分子量は、好ましくは１，０００〜５０，０００、さらに好ましくは２，０００〜５，０００である。１，０００より小さいと画素内への濡れ拡がりの効果が小さく、５０，０００より大きいと溶剤への溶解性が悪化することがある。【００８５】
上記のインクをインクジェットヘッド５の吐出ノズルから吐出することによってカラーフィルタを製造する場合には、２０℃において２〜２００Ｐａの飽和蒸気圧、好ましくは２〜５０Ｐａの飽和蒸気圧を有する溶剤を５０〜８８重量％含むのであるから、吐出ノズルによるインクの吐出量が極めて微量であるため、所定の区画領域に標的したインクが飛翔中、および着弾すると同時に乾燥するという不都合を防止、または低減することができる。【００８６】
また、インクジェットヘッド５の複数の吐出ノズルがインク吐出動作を休止している間にインクが乾燥固化すること、固化した残渣物が堆積することに起因して吐出ノズルが詰まること、残渣物に起因して吐出されるインクの方向が曲がること、インクの吐出量がばらつくこと、等の不都合を防止、または低減することができる。【００８７】
本発明のカラーフィルタは、例えば、以下のようにして作製されるが、これらに限定されるものではない。【００８８】
まず、遮光部の形成について述べる。遮光部は、下層を遮光層、上層を撥液層とする２層構造であることが好ましい。遮光層の形成には黒色樹脂層を用い、該黒色樹脂層を形成すべき組成物に感光性を付与してフォトリソグラフィの方法によってパターン化してもよいし、感光性を付与せずフォトレジスト法によってパターン化しても良い。【００８９】
遮光層に用いられる材料が感光性の場合について述べる。この場合、遮光層のみをパターニングした後、しかるべき方法によって撥液層をパターニングすることによって、遮光層と撥液層が積層したＢＭを得ることができる。【００９０】
遮光層は、感光性黒色樹脂組成物を用いてパターニングすることが好ましい。感光性黒色樹脂組成物を基板上に塗布する方法としては、スピンコーター、バーコーター、ブレードコーター、ロールコーター、ダイコーター、スクリーン印刷法などで基板に塗布する方法、基板を着色組成物中に浸漬する方法、着色組成物を基板に噴霧するなどの種々の方法を用いることができる。【００９１】
透明基板としては、特に限定されず、ソーダガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどのガラスや、プラスチックフィルム、シートなどを用いることができる。また、透明基板上には、必要に応じて遮光層および画素と透明基板の接着性を向上する透明薄膜を塗布しておくことができる。接着性向上のための透明薄膜としては、シランカップリング剤などの接着助剤で基板表面を処理しておくと、着色膜と基板の接着力を向上させることができる。【００９２】
上記により、基板上に黒色樹脂組成物を塗布した後、風乾、減圧乾燥、加熱乾燥などにより溶剤を除去し、塗膜を形成する。この後、必要に応じて塗膜上に酸素遮断膜を設けても良い。続いて該塗膜上にマスクを置き、露光装置を用いて紫外線を照射する。ついでアルカリ性現像液で現像を行う。ここで、現像液として非イオン系界面活性剤などの界面活性剤を０．０１〜１質量％添加したアルカリ性現像液を使用すると、より良好なパターンが得られるため好ましい。【００９３】
得られた遮光層の塗膜パターンは、その後、加熱処理することによってパターンニングされた遮光層となる。加熱処理は通常、空気中、窒素雰囲気中、あるいは、真空中などで、１５０〜３００℃、好ましくは１８０〜２５０℃の温度のもとで、０．２５〜５時間、連続的または段階的に行われる。【００９４】
次に、パターニングされた遮光層の上層に撥液層を形成させる。撥液層に用いる材料としては感光性樹脂組成物が好ましく、ネガ型レジスト、ポジ型レジストのどちらも使用することができるが、ポジ型レジストを使用することが好ましい。撥液性のポジ型レジストとした場合には、パターニングされた遮光層の上に、遮光層の塗膜形成と同様の方法にて撥液層の塗膜を形成し、その後、透明基板側から紫外線を照射するいわゆる裏露光を行うことが好ましい。かかる方法によれば、レジストを露光する時にレジスト用マスクを使用することなく、パターニングされた遮光層自身をマスクとして利用出来る為、レジスト用マスクと既形成の遮光層との位置合わせが不要になり工程が簡単となる。また裏露光では、裏からの光がガラス基板を透過する際、ガラス面内での多重反射などにより、遮光層により囲われた画素部にあるレジスト全体にまんべんなく照射されるため、遮光層側壁面にも画素部のガラス面にもレジスト残渣が残らないため、ＢＭ側壁面の親液性が維持され、画素部のガラス面の親液性も向上し、結果としてインクが画素全体に塗れ広がるという効果が得られる。【００９５】
露光工程に使用できるランプとしては、超高圧水銀灯、ケミカル灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、紫外線ＬＥＤランプ等を用いることができる。また、裏露光の特徴としてマスクを設置することなくパターニング露光が可能である。【００９６】
次に現像工程を行う。撥液層の塗膜パターンを得た後、加熱処理することによってパターニングされた撥液層となる。加熱処理は通常、空気中、窒素雰囲気中、あるいは、真空中などで、１５０〜３００℃、好ましくは１８０〜２５０℃の温度のもとで、０．２５〜５時間、連続的または段階的に行われる。【００９７】
一方、遮光層に用いられる材料が非感光性の場合について述べる。この場合、遮光層自体をフォトリソ法によりパターニングすることは出来ないため、印刷法、転写法、フォトレジスト法などにより、パターニングした遮光層を得ることができるが工程が長く、コスト的に不利である。よって、好ましくは、遮光層の塗膜を形成した後にパターン化することなく、その上に撥液層となる感光性樹脂組成物層を形成し、この感光性樹脂組成物層をレジストとしてフォトリソ法によりパターン化し、さらにそのレジストパターンをマスクとして遮光層をエッチングし、パターン化する。この方法によれば、１回のフォトリソ工程で遮光層と撥液層を同時に形成することが出来る。撥液層となる感光性樹脂組成物は、ネガ型レジストでもポジ型レジストでも良い。【００９８】
続いて、複数のノズルを有するインクジェットヘッド５によってインクを供給する。インクジェット法としては、圧電素子を用いて間欠的にインクを噴射する方法や、帯電したインクを連続的に噴射し電場によって制御する方法、インクを加熱しその発泡を利用して間欠的に噴射する方法等、各種の方法を採用でき、中でも圧電素子を用いたいわゆるピエゾ方式が好ましい。インクジェット装置を用いて着色する方法としては、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色分のヘッドを用意し、それぞれのヘッドから微小インキ滴を噴射しＢＭで囲まれた領域にカラー材料を形成させる。【００９９】
上記方法により任意の色数について着色パターンを形成せしめると、所望のパターン状に設けられた着色層からなる画素を有するカラーフィルタが作製できる。また、色数は任意だが、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色が好ましい。【０１００】
また必要に応じて、保護膜、透明電導膜等を形成することができる。これらを形成する位置、形成順序、形成方法などは、特に限定されない。一例として、ＢＭおよび着色層の上に保護膜、さらにその上に透明導電膜を形成するなどの構成が挙げられる。  
実施例
樹脂、溶剤（ジプロピレングリコールｎ‐ブチルエーテル、２‐エトキシエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルアセテートの少なくとも１種類）、色素（顔料）の各々をそれぞれの組成にて均一に分散させた後、タンク（メインタンク５１またはサブタンク５４）に充填し、所定の１００の区画領域に対して、インクジェットノズルを動作させて順次所定量のインクを供給し、自然乾燥させた後の白抜け画素数を確認した。また、1発のみガラス基板にインクを着弾させたときの着弾直径を測定し濡れ広がり性を確認した。【０１０１】
なお、本実施例では、色素、樹脂等の固形分を１２重量％、２０重量％の何れかに設定し、各々の量の固形分に対して４種類の溶剤の組成比を変え、以下のようにカラーフィルタ用インクを作製した。【０１０２】
顔料としてピグメントレッド２５４、ピグメントレッド１７７（８０／２０）の混合物を１５重量部、高分子分散剤としてＰＢ８２１（味の素ファインテクノ(株）製）３重量部、および表１に記載の溶剤８２重量部を混合してジルコニアビーズが充填されたミル型分散機を用いて分散し、顔料分散液を得た。【０１０３】
次にこの顔料分散液１００重量部に対し、ポリマーとしてメタクリル酸、スチレン、メタクリル酸メチルを共重合した後、グリシジルメタクリレートを付加したアクリルポリマー（再沈殿により粉末状に精製、以下ポリマーＡとする）を２０重量部、エポキシ樹脂“エピコート”８２８（油化シェル社）５重量部、アクリル系界面活性剤として“ディスパロン”ＬＨＰ−９５（楠本化成（株）製）０．２重量部、および溶剤を混合し、表１に記載の溶剤組成および固形分濃度となるように調整を行った。【０１０４】
次に、２０℃の温度下でインク供給動作を行った。そしてガラス基板コーニング１７３７（コーニング社製）に上記方法にて作製したＢＭ及び撥液層によりパターニングされた画素領域にメイン液滴速度を６．５ｍ／ｓに設定し、インクジェットヘッドのノズル面とのクリアランスを０．５ｍｍに設定し、画素領域内にインクを５００ｐＬ程吐出させた後、１時間常温乾燥、１００℃にて１０分間予備加熱した後、レーザー顕微鏡にて白抜けの数および着弾直径を計測した。そして、計測結果を表１に示した。なお、表１中のサンプルに上から順に（１）（２）・・とサンプル番号を付与する。【０１０５】
【表１】
2008102879.tif 000003
@0001
サンプル（１）〜（６）においては、溶剤として、８Ｐａの飽和蒸気圧を有するジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、５０Ｐａの飽和蒸気圧を有する２‐エトキシエチルエーテルが５０〜８０重量％含まれているので、白抜けがないことが分かり、着弾直径も９２〜１２４μｍと大きく、濡れ広がり易い事が分かる。【０１０６】
サンプル（７）〜（９）においては、溶剤として、４２０Ｐａの飽和蒸気圧を有するプロピレングリコールモノメチルアセテートを８０重量％、または５０重量％含んでいるので、溶剤全体として２００Ｐａを越す飽和蒸気圧を有することになり、白抜けの数が３５、１６、２１であることが分かり着弾直径も５７〜７２μｍと小さく、濡れ広がりにくい事が分かる。【０１０７】
サンプル（１０）〜（１９）においては、８Ｐａの飽和蒸気圧を有するジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、または５０Ｐａの飽和蒸気圧を有する２‐エトキシエチルエーテルを５０重量％含んでいるので、溶剤全体として２００Ｐａを越えない飽和蒸気圧を有することになり、白抜けがないことが分かり、着弾直径も９０〜１３５μｍと大きく、濡れ広がり易い事が分かる。【０１０８】
サンプル（２０）〜（２４）においては、溶剤として、４２０Ｐａの飽和蒸気圧を有するプロピレングリコールモノメチルアセテートを８８重量％、５８重量％、または５０重量％含んでいるので、溶剤全体として１００Ｐａを越す飽和蒸気圧を有することになり、白抜けの数が３２、１０、１７、１１、１９であることが分かり着弾直径も５７〜７６μｍと小さく、濡れ広がりにくい事が分かる。【０１０９】
サンプル（２５）〜（２８）においては、２種類の溶剤を含み、そのうちの１種類は表面張力が４１．４ｍＮ／ｍであるγ−ブチロラクトンであり、かつもう１種類は表面張力が２７．４ｍＮ／ｍのジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルである。蒸気圧はともに２〜２００Ｐａの範囲に入っているが、表面張力が３５ｍＮ／ｍ〜４５ｍＮ／ｍの範囲にあるγ−ブチロラクトンの方が表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの範囲にあるジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルより蒸気圧が高い。結果、白抜けがないことが分かり、着弾直径も１１０〜１３５μｍと大きく、濡れ広がり易い事が分かる。【０１１０】
サンプル（２９）、（３０）においては、溶剤は蒸気圧が１５０Ｐａとやや高めのγ−ブチロラクトンのみ、またはγ−ブチロラクトンおよびプロピレングリコールモノメチルアセテートのみを含んでおり、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルを含んでいないため、わずかに白抜けが起こり、着弾直径も７８μｍ、６４μｍとやや濡れ広がりにくくなっている。【０１１１】
サンプル（３１）、（３２）においては、通常の溶剤であるプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの他に、２種類の溶剤を含み、そのうちの１種類は表面張力が４１．４ｍＮ／ｍであるγ−ブチロラクトンであり、かつ他の１種類は表面張力が２７．４ｍＮ／ｍのジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルである。蒸気圧はともに２〜２００Ｐａの範囲に入っているが、表面張力が３５ｍＮ／ｍ〜４５ｍＮ／ｍの範囲にあるγ−ブチロラクトンの方が表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの範囲にあるジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルより蒸気圧が高い。結果、白抜けがないことが分かり、着弾直径も１４３μｍ〜１４８μｍと大きく、濡れ広がり易い事が分かる。【０１１２】
サンプル（３３）、（３４）においては、アクリル系界面活性剤の添加をせずに、もしくはアクリル系界面活性剤に代えてフッ素系界面活性剤を添加したインクを用いた。どちらの場合においても若干の白抜けが見られ、サンプル（３２）の場合と比較してアクリル系界面活性剤の効果が大きいことが分かる。【０１１３】
表１から、飽和蒸気圧が低い溶剤を用いるほど白抜けを発生させることなく、区画領域をインクで充填することができることが分かり、着弾直径も９０〜１４８μｍと大きく濡れ広がり易いことが分かった。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明のカラーフィルタ製造方法が適用されるカラーフィルタ製造装置の一実施形態を示す概略図である。
【図２】インクジェットヘッド５に対するインク供給のための構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１１５】
２  ガラス基板
５  インクジェットヘッド
【図１】
2008102879.tif 000004
【図２】
2008102879.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月20日(2009.8.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮光部と、該遮光部により区画された区画領域を有する透明基板に対して、複数の吐出ノズルを有するインクジェットヘッドによってインクを供給し、前記区画領域をインクで充填するカラーフィルタ製造方法、およびこのカラーフィルタ製造方法において特に好適なカラーフィルタ用インクに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータ、カラー液晶ディスプレイの需要が増加し、ディスプレイの大きさも大型化してきている。
【０００３】
従来から提供されているカラーフィルタ製造装置としては、スピンコー夕ー、あるいはコー夕ーによるフォトリソグラフィを主体とする製造プロセスを利用する装置が主として使用されていた。
【０００４】
しかし、近年は、コスト低減、環境への配慮が強く望まれるようになってきたことを配慮して、複数の吐出ノズルを有するインクジェットヘッドを用いるカラーフィルタ製造方法が注目されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００５】
そして、インクジェットヘッドを用いるカラーフィルタ製造方法でカラーフィルタを製造すれば、レジスト、インクの量を削減できるという利点を享受できるとともに、現像等の薬剤処理を不要にできるという利点を享受できる。
【０００６】
さらに説明する。
【０００７】
特許文献１に記載されたカラーフィルタ製造方法では、基板上にその上面が撥インク性を有する凸部を形成し、その凸部により区切られた凹部にインクジェット方式によってインクを吹き付けて凹部にインクを堆積させて着色層を形成するカラーフィルタの製造方法において、凹部を親インク処理剤により表面処理した基板を用いるようにしている。
【０００８】
特許文献２に記載されたカラーフィルタ製造方法では、基材上に凸部を形成し、その凸部により区切られた凹部にインクジェット方式によってインクを吹き付けて凹部にインクを堆積させて着色層を形成するカラーフィルタの製造方法において、凸部を形成後、エネルギー線を照射することにより凹部の親インク性を制御し、その後インクジェット方式によりインクを吹き付けるようにしている。
【０００９】
特許文献３に記載されたカラーフィルタ製造方法では、支持基板上に複数の画素と隣接する画素間に位置する樹脂組成物からなる隔壁とを少なくとも有する光学素子の製造方法であって、支持基板上に、該基板の法線方向の断面が逆テーパー形状の隔壁を形成する工程と、上記隔壁表面にフッ素化処理を施す工程と、インクジェット方式により上記隔壁で囲まれた領域にインクを付与して画素を形成する工程とを有するようにしている。
【００１０】
特許文献４に記載されたカラーフィルタの製造方法では、溶剤は２０℃での蒸気圧が０．３３ｍｍＨｇより小さく、６０〜９０℃での蒸気圧が２０℃での蒸気圧の５倍以上であり、及び／または６０〜９０℃での蒸発速度がブチルアセテートの２０℃での蒸発速度の十分の一より大きいインクを用いることが記載されている。
【００１１】
また、インクジェット方式により紙媒体にインクを供給する用途においては、インクとして、紙に塗布する関係上、紙への浸透性が重視されるだけでなく、塗布後に加熱なしで使用される関係上、耐熱性があまり必要ではなく、色材の光の吸収により反射色にて発色する発色メカニズムを採用し、安全性、浸透性の観点から主に水系のものが採用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平９−２０３８０３号公報
【特許文献２】特開平９−２３０１２９号公報
【特許文献３】特開２００２−６２４２２号公報
【特許文献４】特開２００７−４１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
インクジェットヘッドを用いるカラーフィルタ製造方法でカラーフィルタを製造する場合には、吐出ノズルの詰まりに起因するインクの吐出不良、定量性の低下、着弾精度の低下、遮光部により区画された区画領域の白抜け等の不都合が生じてしまう。
【００１４】
そして、これらの不都合によって、遮光部により区画された区画領域に所定のインクが隙間なく充填されるという保証がなくなり、目標とする区画領域に隣接する区画領域にインクが飛散してしまい、これらの結果、所望の着色性が達成できなくなってしまう。
【００１５】
したがって、製造したカラーフィルタをパーソナルコンピュータ、カラー液晶ディスプレイとして使用すると、ドット抜けの発生、色むらの発生、色彩性の低下、色コントラストの低下などの不都合が生じ、最悪の場合には、カラーフィルタが不良品になってしまう。
【００１６】
これらの不都合が生じる原因は、インクが吐出ノズル面に付着し、固化すること、または、インクの濡れ広がり性よりも速乾性があることであり、また、ガラス基板上にある画素面の濡れ性が悪いこと、または部分的に濡れ性が悪いことであるが、従来は、紫外線、プラズマ等を用いる物理的改質洗浄装置等により被着色物である透明ガラス基板を洗浄することで、インクの濡れ性を向上させ、白抜けを抑制するようにしていた。
【００１７】
さらに説明する。
【００１８】
特許文献１に記載されたカラーフィルタ製造方法では、凸部により区切られた凹部という極めて微小な区域に対して「親インク処理剤による表面処理」を行うことが必須であり、撥インク性を有する凸部に「親インク処理剤」を付着させることなく前記表面処理を実施するためには、格段の注意を必要とし、非常に手間がかかるので、実用的でないという問題がある。
【００１９】
特許文献２に記載されたカラーフィルタ製造方法では、エネルギー線の照射のために光源と、エネルギー線を対象物全体に照射するための空間と、光源と照射対象物との間の遮蔽物のない装置環境とが必要であり、一般的な門型の移動台に設置されるインクジェット塗布装置との干渉等を考慮すると、カラーフィルタ製造装置の大型化、または塗布装置とエネルギー線照射装置の別体化による設置面積の巨大化等の問題がある。
【００２０】
特許文献３に記載されたカラーフィルタ製造方法では、基板の法線方向の断面が逆テーパー状の隔壁を形成するに当って、ネガ型の感光剤を適正露光より少なめに露光して逆テーパー形状を形成し、または積層パターニングした順テーパーの反転形状転写により逆テーパー形状を形成するという、非常に不安定な、または複雑な工程を採用しなければならず、実用的でないという問題がある。
【００２１】
特許文献４に記載されたカラーフィルタの製造方法では、特定の蒸気圧を持つ溶剤を用いることが記載されているが、インクジェット装置に関する知見はほとんど得られていなかった。実際、このようなインクを用いただけでは安定してカラーフィルタを製造することは困難であるという問題があり、材料及び装置の両方を改善することにより、不都合なく製造可能なカラーフィルタの製造方法が求められていた。
【００２２】
すなわち、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４に記載されたカラーフィルタ製造方法は、ＢＭ（ブラックマトリクス）の上面とＢＭで囲まれた領域のそれぞれの平坦部分に撥インク性の差をつけ、インクの付着が必要な部分は親インク性をより強くし、インクの付着が好ましくない部分は撥インク性をより強くすることで、白抜け、混色等の問題を払拭しようとしているが、それぞれが上記の問題点を有している。
【００２３】
また、前記不都合が生じる原因は、吐出ノズルによるインクの吐出量が極めて微量であるため、所定の区画領域に標的したインクが飛翔中、および着弾すると同時に乾燥することであり、白抜け、厚みむらが発生することになってしまう。
【００２４】
さらに、前記不都合が生じる原因は、複数の吐出ノズルがインク吐出動作を休止している間にインクが乾燥固化すること、固化した残渣物が堆積することに起因して吐出ノズルが詰まること、残渣物に起因して吐出されるインクの方向が曲がること、インクの吐出量がばらつくことである。
【００２５】
さらに説明する。
【００２６】
近年の高精細なディスプレイ用のカラーフィルタ開発の要求に応えるためには、「画素の微細化に応じた塗布インクの液滴の微細化」が必要であり、塗布インクの液滴を微細化すると、液滴の飛行軌跡、および対象とする画素領域にインクが付着した後のインクの乾燥の影響が無視できなくなってしまう。
【００２７】
この結果、上記の問題が生じるのである。
【００２８】
また、カラーフィルタ用インクは、遮光部により区画された区画領域を有する透明基板に塗布される関係上、基板に対する浸透性が全くないだけでなく、塗布後に加熱硬化が必要である関係上、耐熱性が要求され、バックライト光を透過させることにより発色させ、耐熱性などの観点から有機溶剤系でなければならないので、インクジェット方式により紙媒体に供給されるインクとは全く異なる。
【００２９】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、白抜け、混色等の発生を防止し、または抑制し、しかも、液滴を微細化した場合であっても、乾燥の影響を低減することができるカラーフィルタ用インクを提供することを第１の目的とし、白抜け、混色等の発生を防止し、または抑制し、しかもインク（着色剤）の液滴を微細化した場合であっても、乾燥の影響を低減することができるカラーフィルタ製造方法に提供することを第２の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明のカラーフィルタ用インクは、遮光部と、該遮光部により区画された区画領域を有する透明基板に対して、複数の吐出ノズルを有するインクジェットヘッドによって供給され、前記区画領域を充填するカラーフィルタ用インクであって、２０℃において２〜２００Ｐａの飽和蒸気圧を有する溶剤を５０〜８８重量％含むことを特徴とするものである。
【００３１】
このカラーフィルタ用インクを吐出ノズルから吐出し、透明基板に供給することにより、白抜け、混色等の発生を防止した状態でカラーフィルタを製造することができる。
【００３２】
そして、カラーフィルタ用インクが上記溶剤を含んでいるので、カラーフィルタ製造方法に適用した場合に、カラーフィルタ用インクが乾燥し、または乾燥固化することに起因する不都合（吐出ノズルの詰まり、カラーフィルタ用インクの飛行軌跡の曲がり）の発生を防止し、または低減することができる。
【００３３】
また、前記溶剤が、２０℃において２〜５０Ｐａの飽和蒸気圧を有するものであり、前記溶剤を５０〜８８重量％含むものであることが好ましく、吐出ノズルの詰まり、カラーフィルタ用インクの飛行軌跡の曲がりの発生を防止し、または低減することができるとともに、所望の区画領域に白抜けを生じさせることなくカラーフィルタ用インクを充填することができ、しかも区画領域内のカラーフィルタ用インクの厚みを均一にすることができるという利点を達成することができる。
【００３４】
また、前記カラーフィルタ用インクが少なくとも２種類の溶剤を含み、そのうちの１種類は表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍの溶剤であり、かつ、他のうちの１種類は表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤であることが好ましく、さらに安定なインクジェット吐出を行うことが可能になるとともに、カラーフィルタ用インクの着弾時の拡がりが格別に良好となり白抜けなどの欠点を抑制し、歩留まり良くカラーフィルタを製造することができる。
【００３５】
また、表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍの溶剤の蒸気圧が、表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤の蒸気圧よりも高いことが好ましく、表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍの溶剤が吐出の安定性効果に寄与するとともに、着弾時には蒸気圧が比較的高いために優先的に蒸発していき、着弾後には表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤の効果が増大するため画素内での拡がりを格段に良好にすることができる。
【００３６】
本発明のカラーフィルタ製造方法は、遮光部と、該遮光部により区画された区画領域を有する透明基板に対して、複数の吐出ノズルを有するインクジェットヘッドによってインクを供給し、前記区画領域をインクで充填する方法において、前記インクが、２０℃において２〜２００Ｐａの飽和蒸気圧を有する溶剤を５０〜８８重量％含むことを特徴とするものである。
【００３７】
このカラーフィルタ製造方法では、上記溶剤を含むインクを吐出ノズルから吐出し、透明基板に供給することにより、白抜け、混色等の発生を防止した状態でカラーフィルタを製造することができる。
【００３８】
そして、インクが上記溶剤を含んでいるので、インクが乾燥し、または乾燥固化することに起因する不都合（吐出ノズルの詰まり、インクの飛行軌跡の曲がり）の発生を防止し、または低減することができる。
【００３９】
また、前記溶剤が、２０℃において２〜５０Ｐａの飽和蒸気圧を有するものであり、前記インクが、前記溶剤を５０〜８８重量％含むものであることが好ましく、吐出ノズルの詰まり、インクの飛行軌跡の曲がりの発生を防止し、または低減することができるとともに、所望の区画領域に白抜けを生じさせることなくインクを充填することができ、しかも区画領域内のインクの厚みを均一にすることができるという利点を達成することができる。
【００４０】
また、前記インクが少なくとも２種類の溶剤を含み、そのうちの１種類は表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍであり、かつ、他のうちの１種類は表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍであることが好ましく、さらに安定なインクジェット吐出を行うことが可能になるとともに、インクの着弾時の拡がりが格別に良好となり白抜けなどの欠点を抑制し、歩留まり良くカラーフィルタを製造することができる。
【００４１】
また、表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍの溶剤の蒸気圧が、表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤の蒸気圧よりも高いことが好ましく、表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍの表面張力を持つ溶剤が吐出の安定性効果に寄与するとともに、着弾時には蒸気圧が比較的高いために優先的に蒸発していき、着弾後には表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤の効果が増大するため画素内での拡がりを格段に良好にすることができる。
【００４２】
さらに、微小な前記区画領域に微量のインクを吐出、着弾させて、当該区画領域にインクを濡れ広げるために、従来は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエーテル類等の高い飽和蒸気圧を有する溶剤を用いていたので、濡れ広がり速度よりも乾燥速度（乾燥時間が１秒以下）の方が早いため、前記透明基板の洗浄等により濡れ広がり性を改善する処理が必要であったのに対して、本発明では、低い飽和蒸気圧を有する溶剤を用いることで乾燥速度を遅くすることができるので（乾燥時間が５秒以上）、濡れ広がり性を改善するための処理を特別に行う必要がなくなり、インクを１発のみ吐出着弾させたときの着弾直径が従来は６０μｍ程度であったが８０〜１５０μｍと着弾直径が大きく濡れ性が改善できる。
【００４３】
さらにまた、低い飽和蒸気圧を有する溶剤を用いることによって、吐出液滴形成時においては、熱或いは圧力変化によるインクの吐出に当って、インクの液性状が安定し、液滴形成も安定であり、吐出ノズル周辺においては、吐出ノズルロ周辺に液残渣があっても、乾燥固化することが少なく、吐出時の液滴形成への影響を低くでき、液滴飛行中においては、溶剤の蒸発量を少なくすることができ、着弾後においては、複数の着弾液滴の混じりを良好にすることができる、などの利点を享受することができる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明のカラーフィルタ用インクは、白抜け、混色等の発生を防止した状態でのカラーフィルタの製造に貢献することができ、しかも、カラーフィルタ製造方法に適用した場合に、カラーフィルタ用インクが乾燥し、または乾燥固化することに起因する不都合（吐出ノズルの詰まり、カラーフィルタ用インクの飛行軌跡の曲がり）の発生を防止し、または低減することができるという特有の効果を奏する。
【００４５】
本発明のカラーフィルタ製造方法は、白抜け、混色等の発生を防止した状態でカラーフィルタを製造することができ、しかも、インクが乾燥し、または乾燥固化することに起因する不都合（吐出ノズルの詰まり、インクの飛行軌跡の曲がり）の発生を防止し、または低減することができるという特有の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明のカラーフィルタ製造方法が適用されるカラーフィルタ製造装置のー実施形態を示す概略図である。
【図２】インクジェットヘッド５に対するインク供給のための構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下、添付図面を参照して、本発明のカラーフィルタ用インクおよびカラーフィルタ製造方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００４８】
図１は本発明のカラーフィルタ製造方法が適用されるカラーフィルタ製造装置の一実施形態を示す概略図である。
【００４９】
このカラーフィルタ製造装置は、機台１上に吸着テーブル３、塗布ガントリー４、カメラガントリー６などを支承している。
【００５０】
吸着テーブル３は、ガラス基板２を吸着保持するものであり、このガラス基板２の位置決めを達成するために、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、回転駆動されるとともに、Ｙ方向に駆動される。
【００５１】
塗布ガントリー４は、インクジェットヘッド５を保持するものであり、ガラス基板２にインク（カラー材料、カラーフィルタ用インク）を塗布するために、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、Ｘ方向に駆動される。また、ガラス基板２に対する相対位置を調整するために、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、Ｚ方向、Ｙ方向に駆動される。
【００５２】
カメラガントリー６は、ガラス基板２のアラインメントのためのアラインメントカメラ７、８、およびガラス基板２のブラックマトリックスの画素を検出するためのスキャンカメラ９を保持するものであり、アラインメント、画素検出のために、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、Ｘ方向に駆動される。また、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、アラインメントカメラ７、８、スキャンカメラ９をＹ方向に駆動する。
【００５３】
アラインメントカメラ７、８はガラス基板２のマーク（図示せず）を検出するものであり、アラインメントカメラ７、８によるマーク検出結果に基づいて吸着テーブル３を回転させ、および／またはＹ方向に移動させることにより、ガラス基板２のアラインメントを達成することができる。
【００５４】
なお、Ｘ、Ｙは、吸着テーブル３により吸着保持されたガラス基板２の上面と平行な平面を規定すべく設定された互いに直交する方向を表し、Ｚは、Ｘ、Ｙにより規定された平面と直交する方向を表している。
【００５５】
したがって、塗布ガントリー４を移動させながらインクジェットヘッド５を動作させることによって、ガラス基板２にインクを供給し、カラーフィルタを製造することができる。
【００５６】
図２はインクジェットヘッド５に対するインク供給のための構成を示す概略図である。
この構成は、インクを収容するメインタンク５１と、メインタンク５１からインクを導出する連通路５２と、連通路５２に介在された開閉バルブ５３と、連通路５２を介して上部にインクが供給されるサブタンク５４と、サブタンク５４の下部からインクが導かれるインクジェットヘッド５と、開閉バルブ５６を介在させた連通路５７を通してメインタンク５１に圧力を加える圧空レギュレータ５８と、サブタンク５４の上部に連通されたエア抜きバルブ５９と、サブタンク５４の上部および下部と連結されるとともに、サブタンク５４を包囲して負圧室を形成するケーシング部材５５を有している。
【００５７】
したがって、開閉バルブ５３を開いてメインタンク５１からサブタンク５４にインクを供給した後は、開閉バルブ５３を閉じて、インクジェットヘッド５の吐出ノズルを動作させることによって、インクを吐出することができる。
【００５８】
前記インクは、樹脂、溶剤、色素、必要に応じて硬化剤、分散剤や、その他の添加剤などが混合されたものであり、遮光部で囲まれた領域に噴射された後、乾燥、加熱もしくは紫外線などのエネルギー線を照射することによって硬化させ、カラーフィルタの画素とすることができる。
【００５９】
ここで、樹脂としては、アクリル樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニールアルコール、フェノール樹脂、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミドなどが例示できるが、これらに限定されない。
【００６０】
これらの中でもポリイミド樹脂は好ましく、ポリイミド前駆体であるポリアミック酸の状態であっても良いし、骨格にヒドロキシル基やスルホニル基などの極性基を導入することにより溶剤への溶解性を向上させた可溶性ポリイミドを用いても良い。ポリアミック酸は、テトラカルポン酸二無水物とジアミンの反応により得ることができ、脂肪族系または脂環式系、芳香族系、フッ素含有のものなど、任意のものを用いることができる。
【００６１】
また、ジアミンのー部として、シロキサンジアミンを用いると、無機基板との接着性を良好にすることができる。シロキサンジアミンは、通常、全ジアミン中の１〜２０モル％量用いる。シロキサンジアミンの量が少なすぎれば接着性向上効果が発揮されず、多すぎれば耐熱性が低下する。シロキサンジアミンの具体例としては、ビスー３−（アミノ
プロピル）テトラメチルシロキサンなどが挙げられる。
【００６２】
また、アクリル樹脂も好ましく用いられ、特に限定はないが、不飽和カルポン酸とエチレン性不飽和化合物の共重合体を好ましく用いることができる。不飽和カルポン酸の例としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸、あるいは酸無水物などが挙げられる。これらは単独で用いても良いが、他の共重合可能なエチレン性不飽和化合物と組み合わせて用いても良い。
【００６３】
共重合可能なエチレン性不飽和化合物としては、具体的には、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｓｅｃ−ブチル、メタクリル酸ｓｅｃ−ブチル、アクリル酸イソ−ブチル、メタクリル酸イソ−ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸ｎ−ペンチル、メタクリル酸ｎ−ペンチル、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレートなどの不飽和カルポン酸アルキルエステル、スチレン、ｐ−メチルスチレン、Ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物、アミノエチルアクリレートなどの不飽和カルポン酸アミノアルキルエステル、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどの不飽和カルポン酸グリシジルエステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのカルポン酸ビニルエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリルなどのシアン化ビニル化合物、１，３−ブタジエン、イソプレンなどの脂肪族共役ジエン、それぞれ末端にアクリロイル基、あるいはメタクリロイル基を有するポリスチレン、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリシリコーンなどのマクロモノマーなどがあげられるが、これらに限定されるものではない。
【００６４】
そして、耐熱性を有している樹脂であることが好ましい。また、可視領域で透明性が高い樹脂であることが必要である。
【００６５】
色素は、染料、顔料系のものの何れであってもよいが、耐熱性を考慮すれば顔料系のものであることが好ましく、有機顔料系のものであることが一層好ましい。インクに使用できる代表的な有機顔料をカラーインデックスナンバーで表すと、赤色顔料としては、ピグメントレッド９、９７、１２２、１２３、１４４、１４９、１６６、１６８、１７７、１９０、１９２、２０９、２１５、２１６、２２４、２５４等が例示でき、緑色顔料としては、ピグメントグリーン７、１０、３６、４７等が例示でき、青色顔料としては、ピグメントブルー１５：３、１５：４、１５：６、２１、２２、６０、６４等が例示できる。そして、顔料は、必要に応じて、ロジン処理、酸性基処理、塩基性処理等の表面処理が施されていてもよい。
【００６６】
前記溶剤は、ヘッドの詰まりを防止し、かつインクが基板上に着弾した時にも固化しない効果を有するものである。ヘッドの詰まりについては、インクを間欠的に、例えば５秒間の吐出停止の後に吐出可能かどうかで判断できる。また、インクが基板上に着弾した時にも固化していないことは、着弾後の基板を加熱乾燥することなく、綿棒のようなもので拭き取ってやり、綿棒にインクが付着していることで確認できる。
【００６７】
このような溶剤としては、２０℃における飽和蒸気圧が、２〜２００Ｐａの範囲内であるものが好ましく、２〜５０Ｐａの範囲内であるものがより好ましい。飽和蒸気圧が２Ｐａ未満であれば、予備乾燥時間が長くなり、基板を搬送できるまでに長時間を要し、タクトタイムが遅くなるという問題があり、飽和蒸気圧が２００Ｐａを越えれば、インクの画素内における濡れ広がり速度よりも乾燥速度が早くなりムラになりやすく、またヘッドの詰まりの問題が発生するため好ましくない。これら溶剤はインク全量に対して５０〜８８重量％含むことが好ましい。５０重量％未満であれば、溶剤の効果が小さくなり、ヘッドの詰まりが発生しやすくなるため好ましくなく、８８重量％よりも多ければ、色素や樹脂等の固形物の必要量を確保できなくなり、カラーフィルタとしての所望の色を得ることが困難になるからである。
【００６８】
このような溶剤としては、例えば、ベンジルエチルエーテル、ジヘキシルエーテル、アセトニルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、１−オクタノール、１−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、しゆう酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、Ｎ−メチルピロリドン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、フェニルセロソルプアセテート、メチルベンゾエート、エチルベンゾエート、マロン酸ジエチル、β−プロピオラクトン、γ−プチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン、ダイアセトンアルコール、トリプロピレングリコールメチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、１，３−ブチレングリコールジアセテートなどが挙げられる。
【００６９】
これらの溶剤の中でも、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、γ−ブチロラクトンが乾燥の抑制効果および顔料分散性が良好な点から好ましく、さらにジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルがより好ましい。また、これら溶剤を２種類以上混合することもでき、さらに、他の溶剤を含むこともできる。
【００７０】
他の溶剤としては、例えばメチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルカルビトール、エチルカルビトール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルなどの（ポリ）アルキレングリコールエーテル系溶剤、あるいは、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、アセト酢酸エチル、メチル−３−メトキシプロピオネート、３−メチル−３−メトキシブチルアセテートなどの脂肪族エステル類、あるいは、エタノール、ブタノール、３−メチルー３−メトキシブタノールなどの脂肪族アルコール類、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド系極性溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類などが挙げられるがこれらに限定されない。
【００７１】
何れの場合にも、溶剤は、２０℃（通常使用される温度）において２〜２００Ｐａの飽和蒸気圧を有するものであり、インクが、溶剤を５０〜８８重量％含むものであれば、他の溶剤を含んでいてもよく、また、溶剤は、２０℃において２〜５０Ｐａの飽和蒸気圧を有するものであり、インクが、溶剤を５０〜８８重量％含むものであることが好ましく、その場合に他の溶剤を含んでいてもよい。
【００７２】
なぜならば、飽和蒸気圧が２Ｐａ未満であれば、予備乾燥時間が長くなり、基板を搬送できるまでに長時間を要し、タクトタイムが遅くなるという問題があり、飽和蒸気圧が２００Ｐａを越えれば、また、溶剤が５０重量％未満であれば、濡れ広がり速度よりも乾燥速度が早くなるという問題があるからであり、溶剤が８８重量％よりも多ければ、色素や樹脂等の固形物の必要量を確保できなくなるからである。
【００７３】
そして、インクとして、２０℃において３９Ｐａの飽和蒸気圧を有するＮ−メチルー２ピロリドンを溶剤とし、顔料、樹脂、分散剤等の固形分を１５重量％としたものを採用することが可能であり、この場合には、溶剤を８５重量％含むことになる。
【００７４】
また、Ｎ−メチル−２ピロリドンと、５０Ｐａの飽和蒸気圧を有する２−エトキシエチルエーテル、８Ｐａの飽和蒸気圧を有するジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルとを混合したものを溶剤として採用してもよい。
【００７５】
要するに、２０℃において２〜２００Ｐａの飽和蒸気圧、好ましくは２〜５０Ｐａの飽和蒸気圧を有するように、任意の溶剤を混合することが可能である。
【００７６】
インクとしては、表面張力が３０〜４０ｍＮ／ｍのものであることが好ましい。表面張力がこの範囲から外れるとインクジェットヘッド５の吐出ノズルから吐出する際に、サテライトや飛行曲がりなどが発生することがあり、カラーフィルタの異なる色の画素へ混色が起きるおそれがあるため好ましくない。表面張力の測定方法としては、リング法、プレート法、懸滴法などが挙げられるが、測定誤差の小ささから懸滴法が好ましい。懸滴法による測定装置としては、例えば協和界面科学株式会社の“Ｄｒｏｐ  Ｍａｓｔｅｒ  ５００”があげられる。
【００７７】
インクは、上記の範囲の吐出前の表面張力を有し、かつ着弾時の表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍのものであることが好ましい。基板への着弾時の表面張力が大きすぎる場合、つまり３０ｍＮ／ｍより大きい場合はインク自体が表面積を小さくしようとする力が働く。さすれば画素内でのインクの拡がりが悪化し、結果としてカラーフィルタの白抜け欠陥を生じてしまうため好ましくない。すなわち、インクの吐出前の表面張力として好ましい３０〜４０ｍＮ／ｍでは大き過ぎ、インクの着弾時の表面張力はこれより小さく２０〜３０ｍＮ／ｍとなることが好ましい。インクの着弾時の表面張力を２０ｍＮ／ｍより小さくすることはインクの拡がりの点では有利だと考えられるが、このような表面張力となるインクの調整は溶剤や樹脂の選択が困難であるため現実的ではない。これらインクの着弾時の表面張力は、通常基板を置く位置にインクの回収用のボトルなどを置き、実際にインクをインクジェット吐出を行った後の回収したインクにより測定することができる。
【００７８】
さらに、前記インクが少なくとも２種類の溶剤を含み、そのうちの１種類の表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍであり、かつ、他のうちの１種類の表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍであることが好ましい。少なくともこれら２種類の溶剤を含むことにより、着弾時のインクの拡がりを損なうことなくインクの表面張力をコントロールすることが可能となり、安定したインクジェット吐出を行うことが可能となる。
【００７９】
表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍの溶剤としては、具体的には、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、Ｎ−メチルピロリドン、炭酸プロピレン、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、γ−プチロラクトンなどが挙げられる。
【００８０】
表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤としては、ジプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノールアセテート、テトラヒドロフルフリルアセテート、１，６−ヘキサノールジアセテート、３−メトキシブチルアセテート、３−エトキシプロピオン酸エチル、３−メトキシ−３−メチルーブチルアセテート、３−メトキシ−３−メチルーブチルアセテートなどが挙げられる。
【００８１】
これらのなかでも、表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍの溶剤の蒸気圧が、表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤の蒸気圧よりも高いことがより好ましい。溶剤をこのような組み合わせで含むことにより、さらに安定なインクジェット吐出を行うことが可能になるとともに、インクの着弾時の拡がりが格別に良好となり白抜けなどの欠点を抑制し、歩留まり良くカラーフィルタを製造することができる。これは、表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍの溶剤が吐出の安定性効果に寄与するとともに、着弾時には蒸気圧が比較的高いために優先的に蒸発していき、着弾後には表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤の効果が増大するため画素内での拡がりが格段に良好となるものと推察される。
【００８２】
このような溶剤として具体的には、表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍのジエチレングリコールモノメチルエーテルと、表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍのトリプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノールアセテート、１，６−ヘキサノールジアセテートの各組み合わせ、表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍのエチレングリコールモノフェニルエーテルと、表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍのトリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルの組み合わせ、表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍのＮ−メチルピロリドン、炭酸プロピレン、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオールのいずれかと、表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍのトリプロピレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテートの各組み合わせ、表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍのγ−プチロラクトンと、表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍのトリプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノールアセテート、１，６−ヘキサノールジアセテートの各組み合わせが挙げられる。さらに好ましくは、顔料分散性の観点から、上記の中でもγ−プチロラクトンとジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルとの組み合わせを含むものが特に好ましい。上記のような溶剤の組み合わせの好ましい比率としては、表面張力が２０ｍＮ／ｍ〜３０ｍＮ／ｍの溶剤と表面張力が３５ｍＮ／ｍ〜４５ｍＮ／ｍの溶剤の比率が、９０／１０〜９０／１０の範囲である。この範囲から外れても本発明の効果は得られるが、安定なインクジェット吐出とインクの着弾時の濡れ広がりを格段に良好とする効果は小さくなってしまうため、上記の比率が好ましい。また、これらの組み合わせを含むものは、さらには他の溶剤を含んでいても上記のような利点を何ら妨げるものではなく、任意の溶剤を用いることができる。特に、２０℃での蒸気圧が２００Ｐａ以上であり、かつ表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤をさらに含む場合、吐出時のインク表面張力のコントロールに好適なばかりでなく、着弾時には該溶剤が速やかに蒸発するため、表面張力が２０ｍＮ／ｍ〜３０ｍＮ／ｍの溶剤と表面張力が３５ｍＮ／ｍ〜４５ｍＮ／ｍの溶剤の組み合わせを含む効果が十分に得られるため好ましい。このような速やかに蒸発する溶剤は、蒸気圧が２〜２００Ｐａの溶剤全量に対して１〜４０重量％含むことができる。このような溶剤としては、特に限定されるわけではないが、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどが挙げられる。
【００８３】
その他の添加剤として界面活性剤が好ましく用いられ、アクリル系、シリコン系、フッ素系を用いることができるが、特にアクリル系界面活性剤を用いると着弾時の濡れ広がり向上に効果が大きいため好ましい。
【００８４】
アクリル系界面活性剤としては、アクリル系モノマーを共重合体したものが好ましく、共重合可能なものとして、例えば（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸オクタデシル、（メタ）アクリル酸ヘキサデシルなどの（メタ）アクリル酸アルキルエステル類、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸ナフチル、２−ヒドロキシ−４−メタクリルロイルオキシエトキシ−ベンゾフェノン、３−（２Ｈ−１，２，３−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−ヒドロキシフェネチル−（メタ）アクリレートなどの芳香族含有（メタ）アクリル酸アルキルエステル類、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシブチルなどの（メタ）アクリル酸アルキレンオキシドエステル類、トリエチレングリコールモノエチルエーテルモノ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールモノエチルエーテルモノ（メタ）アクリレート、ペンタエチレングリコールモノブチルエーテルモノ（メタ）アクリレート、メトキシトリオキシプロピレンテトラオキシエチレン（メタ）アクリレート、テトラプロピレングリコールのエチレンオキシド６モル付加物のモノ（メタ）アクリレートなどのモノオールまたはジオールのアルキレンオキシド２〜１０モル付加物の（メタ）アクリル酸アルキルである（メタ）アクリル酸アルキルエーテルエステル類、アミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレートなどの（メタ）アクリル酸アミノアルキルエステル類、（メタ）アクリルアミド、αフェニル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｔ−オクチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｎ−オクチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ′−メチレンビス（（メタ）アクリルアミド）、Ｎ−ジアセトン（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（ｎ−ブトキシメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドＮ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロイルモルホリンなどの（メタ）アクリル酸アミド化合物類が挙げられる。
【００８５】
また、アクリル系モノマーと共重合可能なものとして、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ペンチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、２−エチルヘキシルビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、などのアルキルビニルエーテル類、テトラエチレングリコールモノメチルエーテルモノビニルフェニルエーテル、ペンタエチレングリコールモノエチルエーテルモノビニルフェニルエーテル、メトキシペンタオキシプロピレンテトラオキシエチレンビニルフェニルエーテル、テトラプロピレングリコールのエチレンオキシド８モル付加物のモノビニルフェニルエーテルなどのアルキレン基の炭素数が２〜４のポリオキシアルキレンモノオールまたはジオールのモノビニルフェニルエーテルである芳香族含有ビニルエーテル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのカルポン酸ビニルエステル類、スチレン、ｐ−メチルスチレン、Ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニル類、１，３−ブタジエン、イソプレンなどの脂肪族共役ジエン、それぞれ末端にアクリロイル基、あるいはメタクリロイル基を有するポリスチレン、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリシリコーンなどのマクロモノマーなどがあげられる。
【００８６】
これらの中でも、特にアクリル系モノマーとアルキルビニルエーテル類および／または芳香族含有ビニルエーテル類との共重合体を含むアクリル系界面活性剤を用いた場合に、着弾時の画素内の濡れ広がりを格段に向上させることができ、特に好ましい。
【００８７】
上記のようなアクリル系モノマーを含むアクリル系界面活性剤を製造する方法としては、過酸化物やアゾ系の化合物の存在下で行うラジカル重合法、酸触媒を用いたアニオン重合法、アルカリ金属系の触媒を用いるアニオン重合法などを用いることができる。
【００８８】
上記アクリル系界面活性剤のゲルパーミエーションクロマトグラフィー法（ＧＰＣ法）による重量平均分子量は、好ましくは１，０００〜５０，０００、さらに好ましくは２，０００〜５，０００である。１，０００より小さいと画素内への濡れ拡がりの効果が小さく、５０，０００より大きいと溶剤への溶解性が悪化することがある。
【００８９】
上記のインクをインクジェットヘッド５の吐出ノズルから吐出することによってカラーフィルタを製造する場合には、２０℃において２〜２００Ｐａの飽和蒸気圧、好ましくは２〜５０Ｐａの飽和蒸気圧を有する溶剤を５０〜８８重量％含むのであるから、吐出ノズルによるインクの吐出量が極めて微量であるため、所定の区画領域に標的したインクが飛翔中、および着弾すると同時に乾燥するという不都合を防止、または低減することができる。
【００９０】
また、インクジェットヘッド５の複数の吐出ノズルがインク吐出動作を休止している間にインクが乾燥固化すること、固化した残渣物が堆積することに起因して吐出ノズルが詰まること、残渣物に起因して吐出されるインクの方向が曲がること、インクの吐出量がばらつくこと、等の不都合を防止、または低減することができる。
【００９１】
本発明のカラーフィルタは、例えば、以下のようにして作製されるが、これらに限定されるものではない。
【００９２】
まず、遮光部の形成について述べる。遮光部は、下層を遮光層、上層を撥液層とする２層構造であることが好ましい。遮光層の形成には黒色樹脂層を用い、該黒色樹脂層を形成すべき組成物に感光性を付与してフォトリソグラフィの方法によってパターン化してもよいし、感光性を付与せずフォトレジスト法によってパターン化しても良い。
【００９３】
遮光層に用いられる材料が感光性の場合について述べる。この場合、遮光層のみをパターニングした後、しかるべき方法によって撥液層をパターニングすることによって、遮光層と撥液層が積層したＢＭを得ることができる。
【００９４】
遮光層は、感光性黒色樹脂組成物を用いてパターニングすることが好ましい。感光性黒色樹脂組成物を基板上に塗布する方法としては、スピンコー夕ー、バーコー夕ー、ブレードコー夕ー、ロールコー夕ー、ダイコーター、スクリーン印刷法などで基板に塗布する方法、基板を着色組成物中に浸漬する方法、着色組成物を基板に噴霧するなどの種々の方法を用いることができる。
【００９５】
透明基板としては、特に限定されず、ソーダガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどのガラスや、プラスチックフィルム、シートなどを用いることができる。また、透明基板上には、必要に応じて遮光層および画素と透明基板の接着性を向上する透明薄膜を塗布しておくことができる。接着性向上のための透明薄膜としては、シランカップリング剤などの接着助剤で基板表面を処理しておくと、着色膜と基板の接着力を向上させることができる。
【００９６】
上記により、基板上に黒色樹脂組成物を塗布した後、風乾、減圧乾燥、加熱乾燥などにより溶剤を除去し、塗膜を形成する。この後、必要に応じて塗膜上に酸素遮断膜を設けても良い。続いて該塗膜上にマスクを置き、露光装置を用いて紫外線を照射する。ついでアルカリ性現像液で現像を行う。ここで、現像液として非イオン系界面活性剤などの界面活性剤を０．０１〜１質量％添加したアルカリ性現像液を使用すると、より良好なパターンが得られるため好ましい。
【００９７】
得られた遮光層の塗膜パターンは、その後、加熱処理することによってパターンニングされた遮光層となる。加熱処理は通常、空気中、窒素雰囲気中、あるいは、真空中などで、１５０〜３００℃、好ましくは１８０〜２５０℃の温度のもとで、０．２５〜５時間、連続的または段階的に行われる。
【００９８】
次に、パターニングされた遮光層の上層に撥液層を形成させる。撥液層に用いる材料としては感光性樹脂組成物が好ましく、ネガ型レジスト、ポジ型レジストのどちらも使用することができるが、ポジ型レジストを使用することが好ましい。撥敵性のポジ型レジストとした場合には、パターニングされた遮光層の上に、遮光層の塗膜形成と同様の方法にて撥液層の塗膜を形成し、その後、透明基板側から紫外線を照射するいわゆる裏露光を行うことが好ましい。かかる方法によれば、レジストを露光する時にレジスト用マスクを使用することなく、パターニングされた遮光層自身をマスクとして利用出来る為、レジスト用マスクと既形成の遮光層との位置合わせが不要になり工程が簡単となる。また裏露光では、裏からの光がガラス基板を透過する際、ガラス面内での多重反射などにより、遮光層により囲われた画素部にあるレジスト全体にまんべんなく照射されるため、遮光層側壁面にも画素部のガラス面にもレジスト残渣が残らないため、ＢＭ側壁面の親液性が維持され、画素部のガラス面の親液性も向上し、結果としてインクが画素全体に濡れ広がるという効果が得られる。
【００９９】
露光工程に使用できるランプとしては、超高圧水銀灯、ケミカル灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、紫外線ＬＥＤランプ等を用いることができる。また、裏露光の特徴としてマスクを設置することなくパターニング露光が可能である。
【０１００】
次に現像工程を行う。撥液層の塗膜パターンを得た後、加熱処理することによってパターニングされた撥液層となる。加熱処理は通常、空気中、窒素雰囲気中、あるいは、真空中などで、１５０〜３００℃、好ましくは１８０〜２５０℃の温度のもとで、０．２５〜５時間、連続的または段階的に行われる。
【０１０１】
一方、遮光層に用いられる材料が非感光性の場合について述べる。この場合、遮光層自体をフォトリソ法によりパターニングすることは出来ないため、印刷法、転写法、フォトレジスト法などにより、パターニングした遮光層を得ることができるが工程が長く、コスト的に不利である。よって、好ましくは、遮光層の塗膜を形成した後にパターン化することなく、その上に撥液層となる感光性樹脂組成物層を形成し、この感光性樹脂組成物層をレジストとしてフォトリソ法によりパターン化し、さらにそのレジストパターンをマスクとして遮光層をエッチングし、パターン化する。この方法によれば、１回のフォトリソ工程で遮光層と撥液層を同時に形成することが出来る。撥液層となる感光性樹脂組成物は、ネガ型レジストでもポジ型レジストでも良い。
【０１０２】
続いて、複数のノズルを有するインクジェットヘッド５によってインクを供給する。インクジェット法としては、圧電素子を用いて間欠的にインクを噴射する方法や、帯電したインクを連続的に噴射し電場によって制御する方法、インクを加熱しその発泡を利用して間欠的に噴射する方法等、各種の方法を採用でき、中でも圧電素子を用いたいわゆるピエゾ方式が好ましい。インクジェット装置を用いて着色する方法としては、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色分のヘッドを用意し、それぞれのヘッドから微小インキ滴を噴射しＢＭで囲まれた領域にカラー材料を形成させる。
【０１０３】
上記方法により任意の色数について着色パターンを形成せしめると、所望のパターン状に設けられた着色層からなる画素を有するカラーフィルタが作製できる。また、色数は任意だが、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色が好ましい。
【０１０４】
また必要に応じて、保護膜、透明電導膜等を形成することができる。これらを形成する位置、形成順序、形成方法などは、特に限定されない。一例として、ＢＭおよび着色層の上に保護膜、さらにその上に透明導電膜を形成するなどの構成が挙げられる。
【実施例】
【０１０５】
樹脂、溶剤（ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、２−エトキシエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルアセテートの少なくとも１種類）、色素（顔料）の各々をそれぞれの組成にて均一に分散させた後、タンク（メインタンク５１またはサブタンク５４）に充填し、所定の１００の区画領域に対して、インクジェットノズルを動作させて順次所定量のインクを供給し、自然乾燥させた後の白抜け画素数を確認した。また、１発のみガラス基板にインクを着弾させたときの着弾直径を測定し濡れ広がり性を確認した。
【０１０６】
なお、本実施例では、色素、樹脂等の固形分を１２重量％、２０重量％の何れかに設定し、各々の量の固形分に対して４種類の溶剤の組成比を変え、以下のようにカラーフィルタ用インクを作製した。
【０１０７】
顔料としてピグメントレッド２５４、ピグメントレッド１７７（８０／２０）の混合物を１５重量部、高分子分散剤としてＰＢ８２１（味の素ファインテクノ（株）製）３重量部、および表１に記載の溶剤８２重量部を混合してジルコニアビーズが充填されたミル型分散機を用いて分散し、顔料分散液を得た。
【０１０８】
次にこの顔料分散液１００重量部に対し、ポリマーとしてメタクリル酸、スチレン、メタクリル酸メチルを共重合した後、グリシジルメタクリレートを付加したアクリルポリマー（再沈殿により粉末状に精製、以下ポリマーＡとする）を２０重量部、エポキシ樹脂“エピコード８２８（油化シェル社）５重量部、アクリル系界面活性剤として“ディスパロン”ＬＨＰ−９５（楠本化成（株）製）０．２重量部、および溶剤を混合し、表１に記載の溶剤組成および固形分濃度となるように調整を行った。
【０１０９】
次に、２０℃の温度下でインク供給動作を行った。そしてガラス基板コーニング１７３７（コーニング社製）に上記方法にて作製したＢＭ及び撥液層によりパターニングされた画素領域にメイン液滴速度を６．５ｍ／ｓに設定し、インクジェットヘッドのノズル面とのクリアランスを０．５ｍｍに設定し、画素領域内にインクを５００ｐＬ程吐出させた後、１時間常温乾燥、１００℃にて１０分間予備加熱した後、レーザー顕微鏡にて白抜けの数および着弾直径を計測した。そして、計測結果を表１に示した。なお、表１中のサンプルに上から順に（１）（２）‥とサンプル番号を付与する。
【０１１０】
【表１】
2008102879.tif 000006
【０１１１】
サンプル（１）〜（６）においては、溶剤として、８Ｐａの飽和蒸気圧を有するジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、５０Ｐａの飽和蒸気圧を有する２−エトキシエチルエーテルが５０〜８０重量％含まれているので、白抜けがないことが分かり、着弾直径も９２〜１２４μｍと大きく、濡れ広がり易い事が分かる。
【０１１２】
サンプル（７）〜（９）においては、溶剤として、４２０Ｐａの飽和蒸気圧を有するプロピレングリコールモノメチルアセテートを８０重量％、または５０重量％含んでいるので、溶剤全体として２００Ｐａを越す飽和蒸気圧を有することになり、白抜けの数が３５、１６、２１であることが分かり着弾直径も５７〜７２μｍと小さく、濡れ広がりにくい事が分かる。
【０１１３】
サンプル（１０）〜（１９）においては、８Ｐａの飽和蒸気圧を有するジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテル、または５０Ｐａの飽和蒸気圧を有する２−エトキシエチルエーテルを５０重量％含んでいるので、溶剤全体として２００Ｐａを越えない飽和蒸気圧を有することになり、白抜けがないことが分かり、着弾直径も９０〜１３５μｍと大きく、濡れ広がり易い事が分かる。
【０１１４】
サンプル（２０）〜（２４）においては、溶剤として、４２０Ｐａの飽和蒸気圧を有するプロピレングリコールモノメチルアセテートを８８重量％、５８重量％、または５０重量％含んでいるので、溶剤全体として１００Ｐａを越す飽和蒸気圧を有することになり、白抜けの数が３２、１０、１７、１１、１９であることが分かり着弾直径も５７〜７６μｍと小さく、濡れ広がりにくい事が分かる。
【０１１５】
サンプル（２５）〜（２８）においては、２種類の溶剤を含み、そのうちの１種類は表面張力が４１．４ｍＮ／ｍであるγ−プチロラクトンであり、かつもう１種類は表面張力が２７．４ｍＮ／ｍのジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルである。蒸気圧はともに２〜２００Ｐａの範囲に入っているが、表面張力が３５ｍＮ／ｍ〜４５ｍＮ／ｍの範囲にあるγ−プチロラクトンの方が表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの範囲にあるジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルより蒸気圧が高い。結果、白抜けがないことが分かり、着弾直径も１１０〜１３５μｍと大きく、濡れ広がり易い事が分かる。
【０１１６】
サンプル（２９）、（３０）においては、溶剤は蒸気圧が１５０Ｐａとやや高めのγ−プチロラクトンのみ、またはγ−プチロラクトンおよびプロピレングリコールモノメチルアセテートのみを含んでおり、ジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルを含んでいないため、わずかに白抜けが起こり、着弾直径も７８μｍ、６４μｍとやや濡れ広がりにくくなっている。
【０１１７】
サンプル（３１）、（３２）においては、通常の溶剤であるプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートの他に、２種類の溶剤を含み、そのうちの１種類は表面張力が４１．４ｍＮ／ｍであるγ−プチロラクトンであり、かつ他の１種類は表面張力が２７．４ｍＮ／ｍのジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルである。蒸気圧はともに２〜２００Ｐａの範囲に入っているが、表面張力が３５ｍＮ／ｍ〜４５ｍＮ／ｍの範囲にあるγ−プチロラクトンの方が表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの範囲にあるジプロピレングリコールｎ−ブチルエーテルより蒸気圧が高い。結果、白抜けがないことが分かり、着弾直径も１４３μｍ〜１４８μｍと大きく、濡れ広がり易い事が分かる。
【０１１８】
サンプル（３３）、（３４）においては、アクリル系界面活性剤の添加をせずに、もしくはアクリル系界面活性剤に代えてフッ素系界面活性剤を添加したインクを用いた。どちらの場合においても若干の白抜けが見られ、サンプル（３２）の場合と比較してアクリル系界面活性剤の効果が大きいことが分かる。
【０１１９】
表１から、飽和蒸気圧が低い溶剤を用いるほど白抜けを発生させることなく、区画領域をインクで充填することができることが分かり、着弾直径も９０〜１４８μｍと大きく濡れ広がり易いことが分かった。
【符号の説明】
【０１２０】
２ガラス基板
５インクジェットヘッド
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮光部と、該遮光部により区画された区画領域を有する透明基板（２）に対して、複数の吐出ノズルを有するインクジェットヘッド（５）によって供給され、前記区画領域を充填するカラーフィルタ用インクであって、該インクは少なくとも溶剤、顔料および樹脂成分からなり、かつ２０℃において２〜２００Ｐａの飽和蒸気圧を有する１種以上の溶剤を５０〜８８重量％含むものであることを特徴とするカラーフィルタ用インク。
【請求項２】
前記インクは、２０℃において２〜５０Ｐａの飽和蒸気圧を有する溶剤を５０〜８８重量％含むものである請求項１に記載のカラーフィルタ用インク。
【請求項３】
少なくとも２種類の溶剤を含み、そのうちの１種類は表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍであり、かつ、他のうちの１種類は表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍである請求項１または請求項２に記載のカラーフィルタ用インク。
【請求項４】
表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍの溶剤の蒸気圧が、表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤の蒸気圧よりも高い請求項３に記載のカラーフィルタ用インク。
【請求項５】
アクリル系界面活性剤をさらに含む請求項１から請求項４の何れかに記載のカラーフィルタ用インク。
【請求項６】
遮光部と、該遮光部により区画された区画領域を有する透明基板（２）に対して、複数の吐出ノズルを有するインクジェットヘッド（５）によってインクを供給し、前記区画領域をインクで充填するカラーフィルタ製造方法において、前記インクが少なくとも溶剤、顔料および樹脂成分からなり、かつ２０℃において２〜２００Ｐａの飽和蒸気圧を有する１種以上の溶剤を５０〜８８重量％含むものであることを特徴とするカラーフィルタ製造方法。
【請求項７】
前記溶剤は、２０℃において２〜５０Ｐａの飽和蒸気圧を有するものであり、前記インクは、前記溶剤を５０〜８８重量％含むものである請求項６に記載のカラーフィルタ製造方法。
【請求項８】
前記インクが少なくとも２種類の溶剤を含み、そのうちの１種類は表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍであり、かつ、他のうちの１種類は表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍである請求項６または請求項７に記載のカラーフィルタ製造方法。
【請求項９】
表面張力が３５〜４５ｍＮ／ｍの溶剤の蒸気圧が、表面張力が２０〜３０ｍＮ／ｍの溶剤の蒸気圧よりも高い請求項８に記載のカラーフィルタ製造方法。
【請求項１０】
インク液滴を１発のみ吐出した場合の着弾直径が、８０〜１５０μｍである請求項６から請求項９の何れかに記載のカラーフィルタ製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008102879.tif 000007
【図２】
2008102879.tif 000008
【国際調査報告】
2008102879.tif 000009
2008102879.tif 000010
2008102879.tif 000011