(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルタの作製方法であって、
該作製方法が、
複数のサブピクセルを画定するとともに第１の表面エネルギーを有するブラックマトリックスを上に有する基板を提供する工程と；
前記基板およびブラックマトリックスを光硬化性表面活性組成物で処理して、前記第１の表面エネルギーより低い第２の表面エネルギーを有する中間層を形成する工程と；
前記中間層を、あるパターンで放射線で露光する工程と；
前記サブピクセル領域において前記中間層を除去する工程と；
精密液相堆積技術によって、第１の着色材料を含む第１の組成物を第１の組のサブピクセル領域に堆積する工程と、
精密液相堆積技術によって、第２の着色材料を含む第２の組成物を第２の組のサブピクセル領域に堆積する工程と、を含み、
前記光硬化性表面活性組成物が、
ビス（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチル）フマレート；
ビス（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチル）マレエート；
ビス（３，３，４，４，６，６，７，７，８，８，８−ウンデカフルオロ−５−オキサ−オクチル）マレエート；
ビス（３，３，５，５，６，６，７，７，８，８，８−ウンデカフルオロオクチル）マレエート；
４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１１，１１，１１−ヘプタデカフルオロウンデシルマレイミド；および
ビス（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチル）−ｃｉｓ，ｃｉｓ−ムコネート、からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含む、
ことを特徴とするカラーフィルタの作製方法。
【請求項２】
精密液相堆積技術によって、第３の着色材料を含む第３の組成物を第３の組のサブピクセル領域に堆積する工程をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記放射線が、可視線および紫外線からなる群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記中間層を除去する工程が、加熱、液体媒体による処理、吸収剤材料による処理、および粘着性材料による処理からなる群から選択される処理によって行われる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記精密液相堆積技術が、インクジェット印刷および連続ノズル印刷からなる群から選択される請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記中間層が加熱によって除去される請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ガラス基板と、サブピクセル領域を画定するブラックマトリックスと、第１の着色材料を含む第１の組のサブピクセルと、第２の着色材料を含む第２の組のサブピクセルとを含むカラーフィルタであって、
前記ブラックマトリックス上に光硬化性表面活性材料の硬化された中間層をさらに含み、
前記光硬化性表面活性材料が、
ビス（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチル）フマレート；
ビス（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチル）マレエート；
ビス（３，３，４，４，６，６，７，７，８，８，８−ウンデカフルオロ−５−オキサ−オクチル）マレエート；
ビス（３，３，５，５，６，６，７，７，８，８，８−ウンデカフルオロオクチル）マレエート；
４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１１，１１，１１−ヘプタデカフルオロウンデシルマレイミド；
ビス（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチル）−ｃｉｓ，ｃｉｓ−ムコネート；および、
それらの組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする、
サブピクセル領域を分割するカラーフィルタ。
【請求項８】
カラーフィルタの作製方法であって、
複数のサブピクセルを画定するとともに第１の表面エネルギーを有するブラックマトリックスを上に有する基板を提供する工程と；
前記基板およびブラックマトリックスを光硬化性表面活性組成物で処理して、前記第１の表面エネルギーより低い第２の表面エネルギーを有する中間層を形成する工程と；
前記中間層をあるパターンで第１の放射線で露光する工程と；
前記サブピクセル領域において前記中間層を除去する工程と；
精密液相堆積技術によって、第１の着色材料と光硬化性材料とを含む第１の組成物を第１の組のサブピクセル領域に堆積して、第１の組の第１の着色膜を形成する工程と；
精密液相堆積技術によって、第２の着色材料を含む第２の組成物を第２の組のサブピクセル領域に堆積して、第１の組の第２の着色膜を形成する工程と；
精密液相堆積技術によって、第３の着色材料を含む第３の組成物を第３の組のサブピクセル領域に堆積して、第１の組の第３の着色膜を形成する工程と；
前記第１の組の着色膜を第２の放射線に露光する工程と；
前記第１の組成物を、前記第１の組のサブピクセル領域において前記第１の組の第１の着色膜上に堆積して、第２の組の第１の着色膜を形成する工程と；
前記第２の組の第１の着色膜を前記第２の放射線に露光する工程と、を含み、
前記光硬化性表面活性組成物が、
ビス（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチル）フマレート；
ビス（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチル）マレエート；
ビス（３，３，４，４，６，６，７，７，８，８，８−ウンデカフルオロ−５−オキサ−オクチル）マレエート；
ビス（３，３，５，５，６，６，７，７，８，８，８−ウンデカフルオロオクチル）マレエート；
４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１１，１１，１１−ヘプタデカフルオロウンデシルマレイミド；および
ビス（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチル）−ｃｉｓ，ｃｉｓ−ムコネート、からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含み、
前記第１の組成物を、前記第２および第３の組成物の前または後に堆積することができる方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、
前記第２の組成物が光硬化性材料をさらに含み、前記第３の組成物が光硬化性材料をさらに含み、
前記方法が、
前記第２の組成物を、前記第２の組のサブピクセル領域において前記第１の組の第２の着色膜上に堆積して、第２の組の第２の着色膜を形成する工程と；
前記第３の組成物を、前記第３の組のサブピクセル領域において前記第１の組の第３の着色膜上に堆積して、第２の組の第３の着色膜を形成する工程と；
前記第２の組の第２および第３の着色膜を前記第２の放射線に露光する工程と、をさらに含み、
前記第２の組の第１の着色膜を露光する工程と、前記第２の組の第２および第３の着色膜を露光する工程とを同時に行うことができる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて、２００７年１１月１９日に出願された米国仮特許出願第６０／９８８，８９２号の優先権を主張するものであり、この仮特許出願は、その全体が参照により援用される。
【０００２】
本開示は、一般に、カラーフィルタの作製方法に関する。より具体的には、本開示は、色材が、色の混合を最小限にした印刷によって適用される方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの画像形成ディスプレイ、特に液晶ディスプレイは、様々な色をもたらすために複数のカラーフィルタを使用する。一般に、カラーフィルタは、透明の基板（通常はガラス）を有し、基板の上にブラックマトリックスが形成される。このブラックマトリックスは、ピクセル領域を画定し、明暗差および遮光をもたらす。次に、ブラックマトリックスによって画定されたサブピクセル単位に、様々な着色染料または顔料が塗布され、例えば赤色サブピクセル、緑色サブピクセル、および青色サブピクセルになる。
【０００４】
種々の方法によって様々なサブピクセルを形成することが知られている。顔料分散方法では、特定の色の顔料を含有するフォトレジストが塗布され、画像形成され、現像される。これは異なる色ごとに繰り返される。この方法は、多数の処理工程を含む。色は、熱転写によってまたは印刷によっても適用され得る。この印刷方法には、速度および便利さの利点がある。しかしながら、インクを各サブピクセルに堆積するときに、堆積したレベルが、ブラックマトリックスによって画定されるレベルより高くなることが多い。このため、乾燥させる前に、隣接するサブピクセル領域で色の混合が起こることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
カラーフィルタを形成するための改良された方法が依然として必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
カラーフィルタの作製方法が提供され、この方法は：
複数のサブピクセルを画定するとともに第１の表面エネルギーを有するブラックマトリックスを上に有する基板を提供する工程と；
基板およびブラックマトリックスを反応性表面活性組成物で処理して、第１の表面エネルギーより低い第２の表面エネルギーを有する中間層を形成する工程と；
中間層を、あるパターンで放射線で露光する工程と；
サブピクセル領域において中間層を除去する工程と；
精密液相堆積技術によって、第１の着色材料を含む第１の組成物を第１の組のサブピクセル領域に堆積する工程と、
精密液相堆積技術によって、第２の着色材料を含む第２の組成物を第２の組のサブピクセル領域に堆積する工程と
を含む。
【０００７】
以上の概要および以下の詳細な説明は、単に例示的および説明的なものであり、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明を限定するものではない。
【０００８】
本明細書において提示される概念を理解しやすいようにするために、添付の図面において実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】接触角を示す略図を含む。
【図２】カラーフィルタ用のブラックマトリックスを有するワークピースの図を含む。
【図３】反応性表面活性組成物で処理された、図２のワークピースの図を含む。
【図４】露光および現像の後の、図３のワークピースの図を含む。
【図５】第１の着色材料を堆積した後の、図４のワークピースの図を含む。
【図６】第２の着色材料を堆積した後の、図５のワークピースの図を含む。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面中の物体は、平易かつ明快にするために示されており、必ずしも縮尺通りに描かれているわけではないことを当業者は理解する。たとえば、実施形態を理解しやすいようにするために、図面中の一部の物体の寸法が他の物体よりも拡大されている場合がある。
【００１１】
カラーフィルタの作製方法が提供され、この方法は：
複数のサブピクセルを画定するとともに第１の表面エネルギーを有するブラックマトリックスを上に有する基板を提供する工程と；
基板およびブラックマトリックスを反応性表面活性組成物で処理して、第１の表面エネルギーより低い第２の表面エネルギーを有する中間層を形成する工程と；
中間層を、あるパターンで放射線で露光する工程と；
サブピクセル領域において中間層を除去する工程と；
精密液相堆積技術によって、第１の着色材料を含む第１の組成物を第１の組のサブピクセル領域に堆積する工程と、
精密液相堆積技術によって、第２の着色材料を含む第２の組成物を第２の組のサブピクセル領域に堆積する工程と
を含む。
【００１２】
一実施形態において、この方法は、精密液相堆積技術によって、第３の着色材料を含む第３の組成物を第３の組のサブピクセル領域に堆積する工程をさらに含む。
【００１３】
特定の実施形態において、反応性表面活性組成物は光硬化性である。
【００１４】
別の特定の実施形態において、中間層は加熱によって除去される。
【００１５】
以上の概要および以下の詳細な説明は、単に例示的および説明的なものであり、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明を限定するものではない。
【００１６】
多くの態様および実施形態を上述したが、これらはあくまで例示であり限定されるものではない。当業者は、本明細書を読めば、他の態様および実施形態が本発明の範囲から逸脱せずに可能であることを理解する。
【００１７】
実施形態のいずれか１つまたは複数の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および特許請求の範囲から明らかになるであろう。詳細な説明はまず、用語の定義および説明に触れ、その後、反応性表面活性組成物、およびプロセスと続いている。
【００１８】
１．用語の定義および説明
下記の実施形態の詳細に触れる前に、いくつかの用語を定義または説明する。
【００１９】
層に言及しているときの用語「収容される」は、層が、それが堆積されている領域を大きく越えて広がっていないことを意味することを意図している。層は、表面エネルギーの作用、または表面エネルギーの作用と物理的な障壁構造との組み合わせによって収容され得る。
【００２０】
有機化合物に言及しているときの用語「フッ素化」は、化合物中の水素原子の１個または複数個がフッ素によって置換されていることを意味することを意図している。この用語は、部分的にフッ素化された材料および完全にフッ素化された材料を包含する。
【００２１】
用語「層」は、用語「膜」と同義的に使用され、所望の領域を覆うコーティングを意味する。この用語は大きさによって限定されることはない。この領域は、デバイス全体の大きさであってもよく、あるいは実際の視覚的表示などの特殊機能領域の小ささ、または１つのサブピクセルの小ささであってもよい。層および膜は、気相堆積、液相堆積（連続的技術および不連続な技術）、および熱転写などの従来のあらゆる堆積技術によって形成することができる。
【００２２】
用語「液体組成物」は、溶液を形成するために材料を溶解させる液体媒体、分散体を形成するために材料を分散させる液体媒体、または懸濁液もしくはエマルジョンを形成するために材料を懸濁させる液体媒体を意味することを意図している。「液体媒体」は、溶媒または分散媒を加えなくても液体である材料、すなわち、その凝固温度より高い温度における材料を意味することを意図している。
【００２３】
用語「液体媒体」は、純粋な液体、複数の液体の組み合わせ、溶液、分散体、懸濁液、およびエマルジョンを含む液体材料を意味することを意図している。液体媒体は、１つまたは複数の溶媒が存在しているか否かにかかわらず用いられる。
【００２４】
本明細書において使用される場合、用語「〜の上に」は、層、部材、または構造が別の層、部材、または構造に直接隣接または接触していることを必ずしも意味しているわけではない。介在する追加の層、部材または構造が存在してもよい。
【００２５】
用語「光硬化性」は、放射線に露光されたとき、表面によりしっかりと付着するかまたは表面からより除去されにくくなる放射線感受性の組成物または層を意味することを意図している。
【００２６】
用語「光硬化性表面活性組成物」は、少なくとも１つの光硬化性材料を含む組成物であって、層に適用されたときに、当該層の表面エネルギーを低下させる組成物を意味することを意図している。この用語は「ＰＣＳＡ」と略記され、放射線に露光される前および後の両方の組成物を意味する。
【００２７】
用語「ポリ酸」は、２つ以上の酸基を有する有機化合物を意味することを意図している。
【００２８】
用語「精密液相堆積技術」は、液体組成物に溶かした１つまたは複数の材料を、約１ミリメートル以下の厚さまで、あるパターンで基板上に堆積することができる堆積技術を意味することを意図している。このような堆積の際に、ステンシルマスク、フレーム、ウェル構造、パターン形成された層または他の構造が存在してもまたは存在しなくてもよい。
【００２９】
用語「放射／放射線」は、放射線の形態が光線、波、または粒子であるかを問わず、任意の形態の熱、全電磁スペクトル、または亜原子粒子を含めた任意の形態のエネルギーを加えることを意味する。
【００３０】
材料に言及しているときの用語「放射線感受性」は、放射線に露光された結果、材料の少なくとも１つの化学的特性、物理的特性、または電気的特性が変化することを意味することを意図している。
【００３１】
用語「反応性表面活性組成物」は、放射線感受性の少なくとも１つの材料を含む組成物であって、層に適用されたときに、当該層の表面エネルギーを低下させる組成物を意味することを意図している。反応性表面活性組成物を放射線に露光させると、組成物の少なくとも１つの物理的特性が変化する。この用語は「ＲＳＡ」と略記され、放射線に露光される前および後の両方の組成物を意味する。
【００３２】
用語「表面エネルギー」は、材料から表面の単位面積を形成するのに必要なエネルギーを意味することを意図している。表面エネルギーの特徴は、所与の表面エネルギーを有する液体材料が、十分により低い表面エネルギーを有する表面を濡らさないことである。
【００３３】
有機化合物に言及するときの用語「不飽和」は、化合物が少なくとも１つの炭素−炭素二重結合または炭素−炭素三重結合を有することを意味することを意図している。用語「α，β−不飽和」は、二重結合または三重結合が酸官能基と結合していることを意味することを意図している。
【００３４】
用語「ワークピース」は、工程順序のいずれかの特定の時点における基板を意味することを意図している。
【００３５】
本明細書において使用される場合、用語「含んでなる」、「含んでなること」、「含む」、「含むこと」、「有する」、「有すること」、またはそれらの他のあらゆる変形は、非排他的な包含を扱うことを意図している。たとえば、ある一連の要素を含むプロセス、方法、物品、または装置は、それらの要素のみに必ずしも限定されるわけではなく、そのようなプロセス、方法、物品、または装置に関して明示されないかまたはそれらに固有のものでもない他の要素を含むことができる。さらに、相反する明示的な記載がない限り、「または」は、包含的な「または」を意味するのであって、排他的な「または」を意味するのではない。たとえば、条件ＡまたはＢが満たされるのは：Ａが真であり（または存在する）Ｂが偽である（または存在しない）、Ａが偽であり（または存在しない）Ｂが真である（または存在する）、ならびにＡおよびＢの両方が真である（または存在する）のいずれか１つによってである。
【００３６】
また、本発明に記載の要素および成分を説明するために単数形（「ａ」または「ａｎ」）も使用されている。これは単に便宜的なものであり、本発明の範囲の一般的な意味を提供するために行われている。この記述は、１つまたは少なくとも１つを含むものと読むべきであり、明らかに他の意味となる場合を除けば、単数形は複数形も含んでいる。
【００３７】
元素周期表の縦列に対応する族番号は、「ＣＲＣ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ」、第８１版（２０００〜２００１年）に見られるような「新表記法（Ｎｅｗ  Ｎｏｔａｔｉｏｎ）」規約を使用する。
【００３８】
特に定義しない限り、本明細書において使用されるすべての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されている意味と同じ意味を有する。本明細書に記載されるものと類似または等価の方法および材料を、本発明の実施形態の実施または試験において使用することができるが、好適な方法および材料について以下に説明する。本明細書において言及されるあらゆる刊行物、特許出願、特許、およびその他の参考文献は、特定の段落が引用されない限りそれらの記載内容全体が援用される。矛盾が生じる場合には、定義を含めて本明細書に従うものとする。さらに、材料、方法、および実施例は、単に説明的なものであり、限定を意図したものではない。
【００３９】
本明細書に記載されない程度に、特定の材料、処理行為、および回路に関する多くの詳細が、従来のものであり、有機発光ダイオードディスプレイ技術、光検出器技術、光起電力技術、および半導体部材技術の範囲内のテキストブックおよび他の出典に見出されるであろう。
【００４０】
２．反応性表面活性組成物
反応性表面活性組成物（「ＲＳＡ」）は放射線感受性組成物である。放射線に露光されると、露光された領域と露光されていない領域とが物理的に区別されうるように、ＲＳＡの少なくとも１つの物理的特性および／または化学的特性が変更される。ＲＳＡでの処理は、処理されている材料の表面エネルギーを低下させる。
【００４１】
一実施形態において、ＲＳＡは放射線で硬化可能な組成物である。この場合、ＲＳＡは、放射線に露光されると、液体媒体により溶解または分散しにくくなり得、より粘着性が低く、より軟性が低く、より流動性が低く、より取り外しにくく、またはより吸収性が低くなり得る。他の物理的特性も影響され得る。
【００４２】
一実施形態において、ＲＳＡは放射線で軟化可能な組成物である。この場合、ＲＳＡは、放射線に露光されると、液体媒体により溶解または分散しやすくなり得、より粘着性、より軟性、より流動性、より取り外し易く（ｌｉｆｔａｂｌｅ）、またはより吸収性になり得る。他の物理的特性も影響され得る。
【００４３】
放射線は、ＲＳＡの物理的変化をもたらす任意のタイプの放射線であり得る。一実施形態において、放射線は、赤外線、可視線、紫外線、およびそれらの組み合わせから選択される。
【００４４】
ＰＣＳＡにおける、放射線に露光された領域と、放射線に露光されていない領域との間の物理的な差は、これ以降「現像」と称され、任意の公知の技術によって実現することができる。そのような技術は、フォトレジストの技術分野で広く用いられている。現像技術の例としては、加熱（蒸発）、液体媒体による処理（洗浄）、吸収材料による処理（ブロッティング）、粘着性材料による処理などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４５】
一実施形態において、ＲＳＡは、１つまたは複数の放射線感受性材料から本質的になる。一実施形態において、ＲＳＡは、放射線に露光されると、硬化するか、あるいは液体媒体により溶解しにくく、より膨潤しにくく、またはより分散しにくくなるか、あるいはより粘着性が低いかまたはより吸収性が低くなる材料から本質的になる。一実施形態において、ＲＳＡは、放射線で重合可能な基を有する材料から本質的になる。そのような基の例としては、オレフィン、アクリレート、メタクリレートおよびビニルエーテルが挙げられるが、これらに限定されるものではない。一実施形態において、ＲＳＡ材料は、架橋をもたらし得る２つ以上の重合性基を有する。一実施形態において、ＲＳＡは、放射線に露光されると、軟化するか、あるいは液体媒体により溶解しやすく、より膨潤しやすく、またはより分散しやすくなるか、あるいはより粘着性またはより吸収性になる材料から本質的になる。一実施形態において、ＲＳＡは、２００〜３００ｎｍの範囲の波長を有する深紫外線に露光されると主鎖の分解が起こる少なくとも１つのポリマーから本質的になる。そのような分解が起こるポリマーの例としては、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリケトン、ポリスルホン、それらのコポリマー、およびそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４６】
一実施形態において、ＲＳＡは、少なくとも１つの反応性材料および少なくとも１つの放射線感受性材料から本質的になる。放射線感受性材料は、放射線に露光されると、反応性材料の反応を開始させる活性種を生成する。放射線感受性材料の例としては、遊離基、酸、またはそれらの組み合わせを生成するものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。一実施形態において、反応性材料は重合性または架橋性である。材料の重合または架橋反応は、活性種によって開始または触媒される。放射線感受性材料は、一般に、ＲＳＡの総重量を基準にして０．００１％〜１０．０％の量で存在する。
【００４７】
一実施形態において、ＲＳＡは、放射線に露光されると、硬化するか、あるいは液体媒体により溶解しにくく、より膨潤しにくく、またはより分散しにくくなるか、あるいはより粘着性が低いかまたはより吸収性が低くなる材料から本質的になる。一実施形態において、反応性材料はエチレン性不飽和化合物であり、放射線感受性材料は遊離基を生成する。エチレン性不飽和化合物としては、アクリレート、メタクリレート、ビニル化合物、およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。遊離基を生成する公知の種類の放射線感受性材料のいかなるものも使用することができる。遊離基を生成する放射線感受性材料の例としては、キノン、ベンゾフェノン、ベンゾインエーテル、アリールケトン、過酸化物、ビイミダゾール、ベンジルジメチルケタール、ヒドロキシルアルキルフェニルアセトフェノン、ジアルコキシアセトフェノン、トリメチルベンゾイルホスフィンオキシド誘導体、アミノケトン、ベンゾイルシクロヘキサノール、メチルチオフェニルモルホリノケトン、モルホリノフェニルアミノケトン、アルファハロゲノアセトフェノン、オキシスルホニルケトン、スルホニルケトン、オキシスルホニルケトン、スルホニルケトン、ベンゾイルオキシムエステル、チオキサントロン、カンファーキノン、ケトクマリン、およびミヒラーズケトンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。あるいは、放射線感受性材料は、複数の化合物（そのうちの１つが、放射線によって活性化される増感剤によって誘発されると遊離基を与える）の混合物であってもよい。一実施形態において、放射線感受性材料は可視線または紫外線に感受性である。
【００４８】
一実施形態において、ＲＳＡは、１つまたは複数の架橋性基を有する化合物である。架橋性基は、二重結合、三重結合、二重結合をその場で形成可能な前駆体、または複素環付加重合性基を含有する部分を有し得る。架橋性基のいくつかの例としては、ベンゾシクロブタン、アジド、オキシラン、ジ（ヒドロカルビル）アミノ、シアン酸エステル、ヒドロキシル、グリシジルエーテル、Ｃ１〜１０アルキルアクリレート、Ｃ１〜１０アルキルメタクリレート、アルケニル、アルケニルオキシ、アルキニル、マレイミド、ナジミド（ｎａｄｉｍｉｄｅ）、トリ（Ｃ１〜４）アルキルシロキシ、トリ（Ｃ１〜４）アルキルシリル、およびそれらのハロゲン化誘導体が挙げられる。一実施形態において、架橋性基は、ビニルベンジル、ｐ−エテニルフェニル、パーフルオロエテニル、パーフルオロエテニルオキシ、ベンゾ−３，４−シクロブタン−１−イル、およびｐ−（ベンゾ−３，４−シクロブタン−１−イル）フェニルからなる群から選択される。
【００４９】
一実施形態において、反応性材料は、酸によって開始される重合を起こすことができ、放射線感受性材料は酸を生成する。そのような反応性材料の例としては、エポキシが挙げられるが、これに限定されるものではない。酸を生成する放射線感受性材料の例としては、スルホニウム塩およびヨードニウム塩（ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェートなど）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００５０】
一実施形態において、ＲＳＡは、放射線に露光されると、軟化するか、あるいは液体媒体により溶解しやすく、より膨潤しやすく、またはより分散しやすくなるか、あるいはより粘着性またはより吸収性になる材料から本質的になる。一実施形態において、反応性材料はフェノール樹脂であり、放射線感受性材料はジアゾナフトキノンである。
【００５１】
当該技術分野で公知の他の放射線感受性材料系も同様に用いることができる。
【００５２】
一実施形態において、ＲＳＡはフッ素化材料を含む。一実施形態において、ＲＳＡは、１つまたは複数のフルオロアルキル基を有する不飽和材料を含む。一実施形態において、フルオロアルキル基は、２〜２０個の炭素原子を有する。一実施形態において、ＲＳＡは、フッ素化アクリレート、フッ素化エステル、またはフッ素化オレフィンモノマーである。ＲＳＡ材料として使用可能な市販の材料の例としては、Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）から入手可能なＺｏｎｙｌ（登録商標）８８５７Ａフッ素化不飽和エステルモノマー、およびＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から入手可能な３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１１，１１，１２，１２，１２−エンイコサフルオロドデシルアクリレート（Ｈ2Ｃ＝ＣＨＣＯ2ＣＨ2ＣＨ2（ＣＦ2）9ＣＦ3）が挙げられるがこれに限定されるものではない。
【００５３】
一実施形態において、ＲＳＡはフッ素化マクロモノマーである。本明細書において使用される場合、用語「マクロモノマー」は、末端であるかまたは鎖から懸垂している１つまたは複数の反応性の基を有するオリゴマー材料を意味する。ある実施形態において、マクロモノマーは、１０００を超える分子量を有し；ある実施形態において、２０００を超える分子量を有し；ある実施形態において、５０００を超える分子量を有する。ある実施形態において、マクロモノマーの主鎖は、エーテルセグメントおよびパーフルオロエーテルセグメントを含む。ある実施形態において、マクロモノマーの主鎖は、アルキルセグメントおよびパーフルオロアルキルセグメントを含む。ある実施形態において、マクロモノマーの主鎖は、部分的にフッ素化されたアルキルセグメントまたは部分的にフッ素化されたエーテルセグメントを含む。ある実施形態において、マクロモノマーは、１つまたは２つの末端の重合性基または架橋性基を有する。
【００５４】
一実施形態において、ＲＳＡは、開裂可能な側鎖を有するオリゴマー材料またはポリマー材料であり、ここで側鎖を有する材料は、側鎖を有さない材料とは異なる表面エネルギーを有する膜を形成する。一実施形態において、ＲＳＡは、フッ素化されていない主鎖および部分的にフッ素化されたまたは完全にフッ素化された側鎖を有する。側鎖を有するＲＳＡは、側鎖を有さないＲＳＡから作製される膜より低い表面エネルギーを有する膜を形成することとなる。したがって、ＲＳＡは第１の層に適用され、あるパターンで放射線に露光されて側鎖が開裂されてから、現像されて側鎖が除去され得る。これにより、側鎖が除去された放射線に露光された領域において表面エネルギーがより高く、側鎖が残っている露光されていない領域において表面エネルギーがより低いというパターンが形成される。ある実施形態において、側鎖は熱に対して不安定（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  ｆｕｇｉｔｉｖｅ）であり、赤外レーザーを用いるような加熱によって開裂される。この場合、現像は、赤外線への露光と同時であり得る。あるいは、現像は、真空をかけるかまたは溶媒による処理によって実現され得る。ある実施形態において、側鎖は、紫外線への露光によって開裂される。上記の赤外線システムの場合のように、現像は、放射線への露光と同時であるか、あるいは真空をかけるかまたは溶媒による処理によって実現され得る。
【００５５】
一実施形態において、ＲＳＡは、反応性基および第２のタイプの官能基を有する材料を含む。第２のタイプの官能基は、ＲＳＡの物理的な処理特性または光物理的特性を変えるために存在してもよい。処理特性を変える基の例としては、酸化アルキレン基などの可塑化基が挙げられる。光物理的特性を変える基の例としては、カルバゾール基、トリアリールアミノ基、またはオキサジアゾール基などの電荷輸送基が挙げられる。
【００５６】
一実施形態において、ＲＳＡは、放射線に露光されると、下の領域と反応する。この反応の正確な機構は、用いられる材料に依存することとなる。ＲＳＡは、放射線に露光された後、好適な現像処理によって露光されていない領域において除去される。ある実施形態において、ＲＳＡは露光されていない領域のみで除去される。ある実施形態において、ＲＳＡは、露光された領域においても部分的に除去され、それらの領域に薄くなった層が残る。ある実施形態において、露光された領域において残っているＲＳＡの厚さは、５０Å未満である。ある実施形態において、露光された領域において残っているＲＳＡの厚さは、基本的に単層である。
【００５７】
特定の実施形態において、ＲＳＡは、α，β−不飽和ポリ酸のフッ素化エステル、α，β−不飽和ポリ酸のフッ素化イミド、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される材料を含む光硬化性表面活性組成物（「ＰＣＳＡ」）である。酸基は、カルボン酸、スルホン酸、リン酸、およびそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。ある実施形態において、ポリ酸はポリカルボン酸である。
【００５８】
ある実施形態において、ポリ酸は直鎖状である。ある実施形態において、ポリ酸は分岐鎖状である。ある実施形態において、ポリ酸は、２つ以上の不飽和単位を含み得る。ある実施形態において、ポリ酸は置換されている。ある実施形態において、この置換により、１個または複数個の酸素原子が不飽和ポリ酸の炭化水素主鎖に組み込まれる。ある実施形態において、この置換は、不飽和ポリ酸の炭化水素主鎖に対する側鎖である。ある実施形態において、この置換は、フッ素原子を含む。ある実施形態において、酸基の全てが、１つまたは複数の不飽和基に結合している。ある実施形態において、酸基のうちの１つのみが不飽和基と結合している。
【００５９】
ある実施形態において、ＰＣＳＡは少なくとも５０％フッ素化され、これは、炭素に結合された利用可能な水素の５０％がフッ素によって置換されていることを意味する。ある実施形態において、ＰＣＳＡは少なくとも６０％フッ素化され；ある実施形態において、少なくとも７０％フッ素化される。ある実施形態において、ＰＣＳＡは、芳香族でないα，β−不飽和ポリ酸のエステルまたはイミドである。芳香族でないα，β−不飽和ポリ酸の例としては、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、２，２−ジメチル−４−メチレンペンタン二酸、ムコン酸、２−メチレングルタル酸、およびアコチン酸（ａｃｏｔｉｎｉｃ  ａｃｉｄ）およびメタクリル酸のオリゴマーが挙げられるが、これらに限定されるものではない。ＰＣＳＡは、不飽和ポリ酸の１つまたは複数のフッ素化エステルまたはイミド、あるいはフッ素化不飽和一酸とともに、不飽和ポリ酸のフッ素化エステルまたはイミドを含み得る。
【００６０】
ある実施形態において、エステルは、フッ素化アルコール、ＲfＯＨを用いて形成される。Ｒf基は、４〜１５個の炭素原子、炭素原子鎖中に含まれる０〜５個のオキソ酸素原子、および少なくとも４個のフッ素原子を有し、ただし、炭素原子上のフッ素原子はＯＨを有さない。フッ素化アルコールは直鎖状または分岐鎖状であり、飽和または不飽和であってもよい。ある実施形態において、アルコールは、以下の式のうちの１つで表わされる：
ＨＯ−（ＣＲ1Ｒ2）−（ＣＨ2）s−｛（ＣＲaＦ2-aＯb）t−（ＣＲ＝ＣＲＯb）w｝−ＣＨcＦ3-c
または
ＨＯ−（ＣＲ1Ｒ2）−ＣＨ［（ＣＨ2）s−｛（ＣＲaＦ2-aＯb）t−（ＣＲ＝ＣＲＯb）w｝−ＣＨcＦ3-c］2
式中、ａ、ｂ、ｃ、ｐ、ｓ、ｔ、およびｗは、出現するごとに同じかまたは異なっており、かつ整数であり、
ａ＝０〜２であり、
ｂ＝０〜１であり、
ｃ＝０〜３であり、
Ｒ＝Ｈまたは（ＣＨaＦ2-a）pＦであり、
Ｒ1、Ｒ2＝ＨまたはＣpＨ2p+1であり、
ｐ＝１〜３であり、
ｓ＝０〜５であり、
ｔ＝２〜１５であり、
ｗ＝０〜２である。
【００６１】
括弧｛  ｝内の基は、任意の順序で配置され得る。ある実施形態において、１≦ｓ≦４である。ある実施形態において、ｓ＝２または３である。ある実施形態において、４≦ｔ＋ｗ≦１２である。ある実施形態において、ｃ＝０である。ある実施形態において、ｗ＝０または１である。ある実施形態において、ａ＝０である。ある実施形態において、Ｒ＝ＨまたはＣＦ3である。ある実施形態において、Ｒ1＝Ｒ2＝Ｈである。ある実施形態において、Ｒ1＝Ｒ2＝ＣＨ3である。
【００６２】
フッ素化アルコールのいくつかの非限定的な例としては以下のものが挙げられる：
【００６３】
【化１】
0005453293.tif 000002
【００６４】
【化２】
0005453293.tif 000003
【００６５】
ある実施形態において、アミドは、フッ素化アミン、ＲfＮＨ2を用いて形成される。Ｒf基は、４〜１５個の炭素原子、炭素原子鎖内に含まれる０〜５個のオキソ酸素原子、および少なくとも４個のフッ素原子を有し、ただし、炭素原子上のフッ素原子はＮＨ2を有さない。フッ素化アミンは、直鎖状または分岐鎖状、飽和または不飽和であってもよい。ある実施形態において、アミンは、以下の式のうちの１つで表わされる：
Ｈ2Ｎ―（ＣＲ1Ｒ2）―（ＣＨ2）s―｛（ＣＲaＦ2-aＯb）t―（ＣＲ＝ＣＲＯb）w｝―ＣＨcＦ3-c
または
Ｈ2Ｎ―（ＣＲ1）［―（ＣＨ2）s―｛（ＣＲaＦ2-aＯb）t―（ＣＲ＝ＣＲＯb）w｝―ＣＨcＦ3-c］2
式中、ａ、ｂ、ｃ、ｓ、ｔ、およびｗは、出現するごとに同じかまたは異なっており、かつ整数であり、
ａ＝０〜２であり、
ｂ＝０〜１であり、
ｃ＝０〜３であり、
Ｒ＝Ｈまたは（ＣＨaＦ2-a）pＦであり、
Ｒ1、Ｒ2＝ＨまたはＣpＨ2p+1であり、
ｐ＝１〜３であり、
ｓ＝０〜５であり、
ｔ＝２〜１５であり、
ｗ＝０〜２である。
【００６６】
括弧｛  ｝内の基は、任意の順序で配置され得る。ある実施形態において、１≦ｓ＜４である。ある実施形態において、ｓ＝２または３である。ある実施形態において、４≦ｔ＋ｗ≦１２である。ある実施形態において、ｃ＝０である。ある実施形態において、ｗ＝０または１である。ある実施形態において、ａ＝０である。ある実施形態において、Ｒ＝ＨまたはＣＦ3である。ある実施形態において、Ｒ1＝Ｒ2＝Ｈである。ある実施形態において、Ｒ1＝Ｒ2＝ＣＨ3である。
【００６７】
アミンのいくつかの非限定的な例としては以下のものが挙げられる：
【００６８】
【化３】
0005453293.tif 000004
【００６９】
フッ素化アルコールおよびアミンのさらなる例は、例えば、Ｊ．Ｆｌｕｏｒｉｎｅ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ７７（１９９６）１９３〜１９４；Ｊ．Ｆｌｕｏｒｉｎｅ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ８０（１９９６）１３５〜１４４；および米国特許第６，４７９，６１２号明細書および同第７，１３８，５５１号明細書に見られる。
【００７０】
ＰＣＳＡがエステルである場合、α，β−不飽和ポリ酸の酸基の全てが、エステル化されており、少なくとも１つの酸基が、フルオロアルキル基でエステル化されている。ある実施形態において、α，β−不飽和ポリ酸の酸基の全てが、フルオロアルキル基でエステル化されている。
【００７１】
ＰＣＳＡがイミドである場合、α，β−不飽和ポリ酸の酸基の全てが、イミド化されており、酸基の少なくとも２つが、フルオロアルキル基でイミド化されている。ある実施形態において、α，β−不飽和ポリ酸の酸基の全てが、フルオロアルキル基でイミド化されている。
【００７２】
ＰＣＳＡは、α，β−不飽和一酸のフッ素化エステルまたはフッ素化イミドもしくはアミドとともに、α，β−不飽和ポリ酸のフッ素化エステルまたはイミドをさらに含んでいてもよい。これらのエステル、アミドおよびイミドは、上記のアルコールおよびアミンから作製され得る。α，β−不飽和一酸の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、α−ヒドロキシメタクリル酸およびα−クロロメタクリル酸が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００７３】
ＰＣＳＡは、安定剤、流動性向上剤、可塑剤、光開始剤、光ラジカル発生剤および本明細書に記載のプロセスを促進するように設計された他の成分を含む補助剤をさらに含んでいてもよい。ある実施形態において、ＰＣＳＡは、ビス（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチル）フマレート；
ビス（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチル）マレエート；
ビス（３，３，４，４，６，６，７，７，８，８，８−ウンデカフルオロ−５−オキサ−オクチル）マレエート；
ビス（３，３，５，５，６，６，７，７，８，８，８−ウンデカフルオロオクチル）マレエート；
４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１１，１１，１１−ヘプタデカフルオロウンデシルマレイミド；
ビス（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチル）イタコネート；
ビス（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチル）−ｃｉｓ，ｃｉｓ−ムコネート；
【００７４】
【化４】
0005453293.tif 000005
（ｎ＝１〜２０である）；
およびそれらの組み合わせ
からなる群から選択される。
【００７５】
一般に、ＰＣＳＡ材料は、有機化学で公知の技術を用いて作製され得る。
【００７６】
３．方法
本明細書に記載の方法において、ブラックマトリックスを上に有する基板が提供される。これが、反応性表面活性組成物で処理されて中間層が形成される。中間層は、あるパターンで放射線で露光され、次にサブピクセル領域において除去される。次に、少なくとも２つの異なる色のパターンが、精密液相堆積技術によってサブピクセル領域に堆積される。
【００７７】
ブラックマトリックスを備えた基板が、カラーフィルタの技術分野において周知であり、当該技術分野で公知の任意の材料を使用することができる。基板は無機または有機であり得る。基板の例としては、ガラス、セラミック、ならびにポリエステルおよびポリイミド膜などの高分子膜が挙げられるが、これらに限定されるものではない。基板は、電子部品、回路、または導電性部材を含んでも、または含まなくてもよい。基板は一般に透明であり、ある実施形態において、基板はガラスである。
【００７８】
ブラックマトリックスは無機または有機であり得る。無機材料としては、クロムおよび酸化クロムなどの、金属および金属酸化物が挙げられる。ブラックマトリックスは、一般に、標準的なフォトリソグラフィー技術を用いて形成される。ほとんどの印刷用途では、ブラックマトリックスは有機であり、サブピクセル間にインクを収容するのに十分な（基板の面に対して垂直方向の）厚さを有する。ブラック有機材料は、全体的に適用され、フォトリソグラフィー法でパターン形成され得るか、またはブラック材料自体がフォトレジストであってもよい。有機ブラックマトリックスとして有用な材料は周知であり、これらとしては、エポキシ、ポリイミド、ポリアクリレート、およびポリメタクリレートが挙げられるが、これらに限定されるものではない。ある実施形態において、例えば、米国特許第７，０５０，１３０号明細書に記載されるように、ブラックマトリックスは、無機部分および有機部分を含む。
【００７９】
次に、基板およびブラックマトリックスはＲＳＡで処理されて中間層が形成される。中間層の表面エネルギーは、基板の表面エネルギーより低く、かつブラックマトリックスの表面エネルギーより低い。ＲＳＡは、液相堆積、溶融物としての適用、ドナーシートからの熱転写、および気相堆積を含む任意の公知の堆積技術を用いて適用され得る。
【００８０】
一実施形態において、ＲＳＡは、それを溶媒に加えることなく適用される。一実施形態において、ＲＳＡは気相堆積によって適用される。
【００８１】
一実施形態において、ＲＳＡは、凝縮プロセスによって適用される。ＲＳＡが気相から凝縮することによって適用され、気相凝縮の際の表面層の温度が高過ぎる場合、ＲＳＡは、有機基板表面の細孔または自由体積部に移動し得る。ある実施形態において、有機基板は、基板材料のガラス転移温度または溶融温度より低い温度に保たれる。温度は、液体または気体を流すことにより冷やした表面に第１の層を置くなどの、任意の公知の技術によって保たれ得る。
【００８２】
一実施形態において、ＲＳＡは、凝縮工程の前に、一時的な支持体に適用されて、ＲＳＡの均一なコーティングが形成される。これは、液相堆積、気相堆積、および熱転写を含む任意の堆積方法によって行うことができる。一実施形態において、ＲＳＡは、連続液相堆積技術によって一時的な支持体上に堆積される。ＲＳＡを堆積するための液体媒体の選択は、ＲＳＡ自体の正確な性質に応じて決まることとなる。一実施形態において、ＲＳＡはフッ素化材料であり、液体媒体はフッ素化液体である。フッ素化液体の例としては、パーフルオロオクタン、トリフルオロトルエン、およびヘキサフルオロキシレンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。一実施形態において、材料は、スピンコーティングによって堆積される。次に、コーティングされた一時的な支持体は、加熱源として用いられて、凝縮工程の気相が形成される。
【００８３】
一実施形態において、ＲＳＡは、室温で液体であり、液相堆積によって、基板およびブラックマトリックス上に適用される。液体ＲＳＡは膜形成性であってもよく、またはそれは基板およびブラックマトリックスの表面上に吸収または吸着されてもよい。一実施形態において、中間層が形成されるために、液体ＲＳＡはその融点未満の温度に冷却される。一実施形態において、ＲＳＡは、室温で液体でなく、その融点を超える温度に加熱され、基板およびブラックマトリックス上に堆積され、室温に冷却されて中間層が形成される。液相堆積については、方法は連続または不連続であってもよい。連続液相堆積技術としては、スピンコーティング、ロールコーティング、カーテンコーティング、浸漬コーティング、スロットダイコーティング、スプレーコーティング、および連続ノズルコーティングが挙げられるが、これらに限定されるものではない。不連続液相堆積技術としては、インクジェット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、およびスクリーン印刷が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００８４】
一実施形態において、ＲＳＡは、液体組成物から堆積される。液相堆積方法は、上記のように連続または不連続であり得る。一実施形態において、ＲＳＡ液体組成物は、連続液相堆積方法を用いて堆積される。ＲＳＡを堆積するための液体媒体の選択は、ＲＳＡ材料自体の正確な性質に依存することとなる。一実施形態において、ＲＳＡはフッ素化材料であり、液体媒体はフッ素化された液体である。フッ素化された液体の例としては、パーフルオロオクタン、トリフルオロトルエン、およびヘキサフルオロキシレンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００８５】
ある実施形態において、ＲＳＡの処理は、基板およびブラックマトリックス上に犠牲層を形成する第１の工程と、犠牲層上に中間層を適用する第２の工程とを含む。犠牲層は、いかなる現像処理を選択しても、中間層より容易に除去されるものである。したがって、放射線に露光した後、後述するように、中間層および犠牲層は、現像工程で、露光された領域または露光されていない領域のいずれかにおいて除去される。犠牲層は、選択された領域の中間層の完全な除去を助けるとともに、中間層の反応性種からのあらゆる悪影響から下位層を保護することを意図している。
【００８６】
ＲＳＡの処理により中間層が形成された後、中間層は、放射線にパターン状に露光される。用いられる放射線のタイプは、上述したＲＳＡの感度に応じて決まることとなる。本明細書において使用される場合、用語「パターン状」は、材料または層の選択された部分のみが露光されることを示す。パターン状の露光は、任意の公知の画像形成技術を用いて行うことができる。一実施形態において、パターンは、マスクを介して露光することによって得られる。一実施形態において、パターンは、選択された部分のみをレーザーで露光することによって得られる。露光時間は、用いられるＲＳＡの特定の化学的性質に応じて、数秒から数分の範囲であり得る。レーザーが用いられる場合、レーザーの出力に応じて、個々の領域ごとにはるかに短い露光時間が用いられる。露光工程は、材料の感度に応じて、空気中または不活性雰囲気中で行うことができる。
【００８７】
一実施形態において、放射線は、同時処理および連続処理を含め、紫外線（１０〜３９０ｎｍ）、可視線（３９０〜７７０ｎｍ）、赤外線（７７０〜１０6ｎｍ）、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。一実施形態において、放射線は熱放射線である。一実施形態において、放射線への露光は加熱によって行われる。加熱工程のための温度および持続時間は、いかなる下位層も損傷せずに中間層の少なくとも１つの物理的特性が変更されるようなものである。一実施形態において、加熱温度は２５０℃未満である。一実施形態において、加熱温度は１５０℃未満である。
【００８８】
一実施形態において、放射線は、紫外線または可視線である。一実施形態において、放射線は、２００〜３００ｎｍの範囲の波長を有する深紫外線である。別の実施形態において、紫外線は、３００〜４００ｎｍの範囲の、いくらか長い波長を有するものである。
【００８９】
放射線にパターン状に露光することにより、中間層の露光された領域および中間層の露光されていない領域が形成される。ある実施形態において、中間層の露光された領域が、より容易に除去され、サブピクセル領域と一致する。ある実施形態において、中間層の露光されていない領域が、より容易に除去され、サブピクセル領域と一致する。放射線へのパターン状の露光、および露光された領域または露光されていない領域を除去するための処理は、フォトレジストの技術分野において周知である。
【００９０】
一実施形態において、中間層を放射線に露光すると、溶媒への中間層の溶解性または分散性が変化する。露光がパターン状に行われる場合、この後に湿式現像処理が続くことがある。処理は、通常、１つのタイプの領域を溶解させ、分散させ、または脱離させる（ｌｉｆｔ  ｏｆｆ）溶媒で洗浄することを含む。一実施形態において、放射線へのパターン状の露光により、中間層の露光された領域が不溶化され、溶媒での処理により、中間層の露光されていない領域が除去される。
【００９１】
一実施形態において、可視線または紫外線に中間層を露光することにより、中間層の露光された領域における揮発性を低下させる反応が生じる。露光がパターン状に行われる場合、この後に熱現像処理が続くことがある。処理は、露光されていない材料の揮発温度または昇華温度より高く、かつ材料が熱に反応する温度より低い温度まで加熱することを含む。たとえば、重合性モノマーについては、材料は、昇華温度より高くかつ熱重合温度より低い温度で加熱されるであろう。揮発温度に近いかまたはそれより低い熱反応性温度を有するＲＳＡ材料は、このように現像することができないことがあることが理解されよう。
【００９２】
一実施形態において、放射線に中間層を露光すると、材料が溶融し、軟化しまたは流動する温度が変化する。露光がパターン状に行われる場合、この後に乾式現像処理が続くことがある。乾式現像処理は、より軟らかい部分を吸収するかまたは吸い取るために、要素の最外面を、吸収剤表面と接触させることを含み得る。この乾式現像は、元々露光されていない領域の特性にさらに影響しない限り、高温で行うことができる。
【００９３】
現像工程の後、中間層は、サブピクセル領域において実質的に除去され、ブラックマトリックス上では残る。中間層で覆われたブラックマトリックス領域は、中間層材料を実質的に含まないサブピクセル領域より低い表面エネルギーを有することとなる。
【００９４】
相対的な表面エネルギーを測定するための１つの方法は、層に対する所与の液体の接触角を比較することである。本明細書において使用される場合、用語「接触角」は、図１に示される角度Φを意味することを意図している。液体媒体の液滴については、角度Φは、表面の面と、表面に対する液滴の外縁からの線との交差部によって画定される。さらに、角度Φは、液滴が適用されてから表面における平衡位置に達した後に測定される。すなわち「静的接触角」である。様々な製造業者が、接触角を測定できる装置を作製している。
【００９５】
ある実施形態において、基板の表面エネルギーは、多くの従来の溶媒によって濡らすことができるほど十分に高い。ある実施形態において、基板は、フェニルヘキサンによって４０°以下の接触角で濡らすことができる。
【００９６】
中間層は、基板の表面エネルギーより低い表面エネルギーを有する。ある実施形態において、フェニルヘキサンで中間層を処理すると、接触角が少なくとも７０°になる。
【００９７】
中間層の厚さは、材料の最終用途に応じて決まる。ある実施形態において、中間層は厚さが少なくとも１００Åである。ある実施形態において、中間層は、１００〜３０００Åの範囲であり；ある実施形態において、１０００〜２０００Åである。
【００９８】
次に、第１の着色材料を含む第１の組成物が、精密液相堆積技術によって、第１の組のサブピクセル領域に堆積される。次に、第２の着色材料を含む第２の組成物が、精密液相堆積技術によって、第２の組のサブピクセル領域に堆積される。ある実施形態において、第３の着色材料を含む第３の組成物が、精密液相堆積技術によって、第３の組のサブピクセル領域に堆積される。ある実施形態において、１つまたは複数の追加の着色材料が、精密液相堆積技術によって、１つまたは複数の追加のサブピクセル領域に堆積される。透過型カラーフィルタでは、赤色、緑色および青色の３色が一般に用いられる。反射型カラーフィルタでは、黄色、赤紫色、青緑色、および黒色の４色が一般に用いられる。様々な色を用いて、色を所望の最終用途に合わせることができることが理解されるであろう。
【００９９】
カラーフィルタを形成するのに使用可能な着色材料は、当該技術分野で周知である。それらの着色材料は、有機、無機、または有機金属であり得る。材料のタイプとしては、高分子オリゴマー材料、金属材料、合金材料、セラミック材料、および複合材料が挙げられる。使用可能な材料のいくつかの例としては、フタロシアニン、イソインドリノン、ベンズイミダゾロン、キノフタロン、キナクリドン、ジオキサジン、チオインジゴ、エピンドリンジチオン（ｅｐｉｎｄｏｌｉｎｄｉｏｎｅ）、アンサンスロン、イソビオランスロン、インダンスロン、イミダゾベンズイミダゾロン、ピラゾロキナゾロン、ジケトピロロピロール、およびビスアミノアントロン（ｂｉｓａｍｉｎｏａｎｔｈｒｏｎｅ）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１００】
第１の組成物は、第１の液体媒体に溶解または分散された第１の着色材料を含む液体組成物である。第２の組成物は、第２の液体媒体に溶解または分散された第２の着色材料を含む。同様に、第３およびさらなる組成物が含まれる場合、それらは、液体媒体に溶解または分散された第３およびさらなる着色材料を含む。液体媒体は、同じかまたは異なっていることがあり、水性または非水性であり得る。これらの組成物は、バインダー樹脂を含み得る。バインダー樹脂の例としては、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、セルロースなどが挙げられる。分散剤、界面活性剤、湿潤剤、殺生物剤、レオロジー調整剤、金属イオン封鎖剤、ｐＨ調製剤、浸透剤などの他の添加剤が存在してもよい。
【０１０１】
液体組成物は、ＲＳＡのパターン形成された層の表面エネルギーより大きいが、処理されていない基板層の表面エネルギーとほぼ同じかまたはそれより小さい表面エネルギーを有するように選択される。したがって、液体組成物は、ピクセル領域を濡らすが、ブラックマトリックスのＲＳＡで処理された領域では弾かれることとなる。液体は、ブラックマトリックスのＲＳＡで処理された領域上へと広がるが、濡れない（ｄｅ−ｗｅｔ）であろう。
【０１０２】
第１の組成物は、精密液相堆積技術によって、第１の組のサブピクセル領域内に適用される。第２の組成物は、精密液相堆積技術によって、第２の組のサブピクセル領域内に適用される。同様に、第３およびさらなる組成物が含まれる場合、それらは、精密液相堆積技術によって、第３およびさらなるサブピクセル領域内に適用される。
【０１０３】
任意の精密液相堆積技術を用いることができる。ある実施形態において、精密液相堆積技術はインクジェット印刷である。ある実施形態において、精密液相堆積技術は連続ノズル印刷である。かかる印刷技術は、例えば、米国特許出願公開第２００６／０１４５５９８号明細書および同第２００６／０１４４２７６号明細書に記載されている。
【０１０４】
ある実施形態において、着色材料の液体組成物は、放射線で硬化可能な材料をさらに含む。放射線で硬化可能な材料は、ＲＳＡを露光するのに用いられる放射線と同じかまたは異なり得る放射線に露光することによって架橋され得る。ある実施形態において、放射線で硬化可能な材料は光硬化性であり、紫外線または可視線に露光することによって架橋される。架橋により、サブピクセル領域の着色膜の構造安定性および耐溶剤性が向上される。ある実施形態において、架橋の後、着色組成物は、さらに１回以上サブピクセル領域に適用されて、色の彩度および密度が向上される。
【０１０５】
放射線で硬化可能な材料は、当該技術分野で周知である。架橋性基の例としては、ビニル基、アクリレート基、パーフルオロビニルエーテル基、１−ベンゾ−３，４−シクロブタン基、シロキサン基、シアネート基、環状エーテル（エポキシド）基、シクロアルケン基、およびアセチレン基が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０１０６】
１つの一般的な種類の光硬化性系は、適切な放射線に露光されると、硬化性成分と反応することによってそれを架橋するかまたはそれを硬化する開始剤成分とともに、硬化性の反応性材料（一般に、性質がオリゴマーまたは高分子である）を含む。この種の光硬化性系の特定の実施形態は、ジアゾ開始剤とともに、硬化性成分としてポリビニルアルコールを含む。
【０１０７】
別の一般的な種類の光硬化性系は、適切な放射線に露光されると、硬化性成分の二重結合の重合を開始させる遊離基を生じる光開始剤とともに、エチレン性不飽和硬化性材料（これもまた一般に、性質がオリゴマーまたは高分子である）を含む。この第２の一般的な種類の光硬化性系に用いられ得る光硬化性材料の例としては、ペンタエリトリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートおよびエチレングリコールポリアクリレートなどの多官能性アクリレートオリゴマーが挙げられる。他の感光性材料は、多官能性イソシアネート化合物と、ヒドロキシル基またはカルボン酸基などの、活性水素原子を含有する基を含有するエチレン性不飽和化合物とを反応させることによって得られるものである。好適なイソシアネートの例としては、ヘキサメチレンジ−イソシアネート、トリレンジ−イソシアネートまたはイソホロンジ−イソシアネート、あるいはそれらから形成される二量体または三量体が挙げられる。活性水素を含有する好適な不飽和化合物としては、例えば、ヒドロキシル−エチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリル酸およびメタクリル酸が挙げられる。
【０１０８】
他の種類の紫外線に感受性の硬化性材料は、ポリ−エポキシ化合物*（いわゆる「エポキシ樹脂」）と、アクリル酸またはメタクリル酸などのエチレン性不飽和酸とを反応させることによって形成されるものであり；その反応生成物は、単に「エポキシアクリレート」と呼ばれ得る。エポキシ化合物は、エチレングリコールジグリシジルエーテルまたはフェニルグリシジルエーテルなどの単純なグリシジルエーテル；またはビス−フェノールＡ／エピクロルヒドリン付加物であってもよい。用いられ得る他のエポキシ樹脂は、エポキシフェニルノボラック樹脂およびエポキシクレゾールノボラック樹脂を含むエポキシノボラック樹脂である。
【０１０９】
エポキシアクリレート材料を、水性アルカリ溶液によって溶解可能または現像可能にするために、エポキシアクリレート樹脂は、１つまたは複数のジカルボン酸無水物（遊離カルボキシル基を最終的なエポキシアクリレートに導入する働きをする）と反応され得る。このために好適なジカルボン酸無水物としては、無水コハク酸、無水イタコン酸、無水マレイン酸および無水フタル酸が挙げられる。
【０１１０】
光硬化性系に使用するための多種多様な光開始剤が公知であり、これらの例としては、２−エチル−アントラキノン、２−メチル−アントラキノンおよび１−クロロ−アントラキノンなどのアントラキノン；２，４−ジメチル−チオキサントン、２，４−ジエチル−チオキサントンおよび２−クロロ−チオキサントンなどのチオキサントン；ベンジル−ジメチルケタールおよびアセトフェノン−ジメチル−ケタールなどのケタール、ベンゾフェノン、およびベンゾインならびにそれらのエーテルが挙げられる。これらの光開始剤は、単独かまたは混合であってもよく、また、安息香酸型の促進剤または第３級アミン促進剤などの光重合促進剤とともに用いられてもよい。
【０１１１】
ある実施形態において、カラーフィルタの作製方法が提供され、この方法は：
複数のサブピクセルを画定するとともに第１の表面エネルギーを有するブラックマトリックスを上に有する基板を提供する工程と；
基板およびブラックマトリックスを反応性表面活性組成物で処理して、第１の表面エネルギーより低い第２の表面エネルギーを有する中間層を形成する工程と；
中間層をあるパターンで第１の放射線で露光する工程と；
サブピクセル領域において中間層を除去する工程と；
精密液相堆積技術によって、第１の着色材料と光硬化性材料とを含む第１の組成物を第１の組のサブピクセル領域に堆積して、第１の組の第１の着色膜を形成する工程と；
精密液相堆積技術によって、第２の着色材料を含む第２の組成物を第２の組のサブピクセル領域に堆積して、第１の組の第２の着色膜を形成する工程と；
精密液相堆積技術によって、第３の着色材料を含む第３の組成物を第３の組のサブピクセル領域に堆積して、第１の組の第３の着色膜を形成する工程と；
第１の組の着色膜を第２の放射線に露光する工程と；
第１の組成物を、第１の組のサブピクセル領域において第１の組の第１の着色膜上に堆積して、第２の組の第１の着色膜を形成する工程と；
第２の組の第１の着色膜を第２の放射線に露光する工程とを含み、
第１の組成物を、第２および第３の組成物の前または後に堆積することができる。
【０１１２】
上記の方法のある実施形態において、第２の組成物は光硬化性材料をさらに含み、第３の組成物は光硬化性材料をさらに含み、この方法は：
第２の組成物を、前記第２の組のサブピクセル領域において第１の組の第２の着色膜上に堆積して、第２の組の第２の着色膜を形成する工程と；
第３の組成物を、第３の組のサブピクセル領域において第１の組の第３の着色膜上に堆積して、第２の組の第３の着色膜を形成する工程と；
第２の組の第２および第３の着色膜を第２の放射線に露光する工程とをさらに含み、
第２の組の第１の着色膜を露光する工程と、第２の組の第２および第３の着色膜を露光する工程とを同時に行うことができる。
【０１１３】
本明細書に記載の方法の特定の一実施形態は、図２〜６に概略的に示されている。図２では、サブピクセル用の開口２１０を備えたブラックマトリックス２００を有するワークピース２０が示されている。基板は、層として明確に示されていないが、表面がサブピクセル開口を通して見える。サブピクセルは、四角形として示されているが、矩形または楕円形などの異なる形状のものであってもよい。ある実施形態において、ブラックマトリックスにおけるサブピクセル開口は、平行な細片の形態である。図３は、ＲＳＡによる処理によって形成された中間層２２０を示している。サブピクセル開口はまた、領域２１１において中間層によって覆われている。放射線へのパターン状の露光（その際、ピクセル領域は露光されない）、および現像の後、図４に示されるように、中間層は、サブピクセル領域２１０において除去される。図５に示されるように、第１の着色材料を含む第１の組成物が、精密液相堆積技術によって、第１の組のサブピクセル２３０に適用される。図６に示されるように、第２の着色材料を含む第２の組成物が、精密液相堆積技術によって、第２の組のサブピクセル２４０に適用される。
【０１１４】
概要または実施例において前述したすべての行為が必要なわけではなく、特定の行為の一部は不要である場合があり、１つまたは複数のさらに別の行為が、前述の行為に加えて実施される場合があることに留意されたい。さらに、行為が列挙されている順序は、必ずしもそれらが実施される順序ではない。
【０１１５】
以上の明細書において、具体的な実施形態を参照しながら本発明の概念を説明した。しかし、当業者であれば、特許請求の範囲に記載される本発明の範囲から逸脱せずに種々の変更および変形を行えることが理解できるであろう。したがって、本明細書および図面は、限定的な意味ではなく説明的なものであるとみなすべきであり、すべてのこのような変更は、本発明の範囲内に含まれることを意図している。
【０１１６】
特定の実施形態に関して、利益、その他の利点、および問題に対する解決法を以上に記載してきた。しかし、これらの利益、利点、問題の解決法、ならびに、何らかの利益、利点、または解決法を発生させたり、より顕著にしたりすることがある、あらゆる特徴が、特許請求の範囲のいずれかまたはすべての重要な、必要な、または本質的な特徴として解釈されるものではない。
【０１１７】
別々の実施形態の状況において、明確にするために本明細書に記載されている特定の複数の特徴は、１つの実施形態の中で組み合わせても提供できることを理解されたい。逆に、簡潔にするため１つの実施形態の状況において説明した種々の特徴も、別々に提供したり、あらゆる副次的な組み合わせで提供したりすることができる。本明細書において指定される種々の範囲内の数値が使用される場合、記載の範囲内の最小値および最大値の両方の前に単語「約」が付けられているかのように近似値として記載されている。この方法では、記載の範囲よりもわずかに上およびわずかに下のばらつきを使用して、その範囲内の値と実質的に同じ結果を得ることができる。また、これらの範囲の開示は、ある値の一部の成分を異なる値の一部の成分と混合した場合に生じうる分数値を含めて、最小平均値と最大平均値との間のすべての値を含む連続した範囲であることを意図している。さらに、より広い範囲およびより狭い範囲が開示される場合、ある範囲の最小値を別の範囲の最大値と一致させること、およびその逆のことが本発明の意図の範囲内である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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