(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、透明基板と、この透明基板の上に形成された受像層と、この受像層の上に形成されたマトリックス状遮光層と、この受像層の上のマトリックス状遮光層の間に色素と樹脂と溶媒とを主成分とした着色インクを用いインクジェット法により形成されたパターン状着色層を具備する表示装置用カラーフィルタにおいて、該マトリックス状遮光層の形成に用いる黒色樹脂組成物が、アクリル系樹脂、色素、分散剤、重合性モノマー、重合開始剤、及び溶媒を主成分とし、該色素が可視光領域に光透過性をもつ有機顔料のうちの、黄色顔料、青色顔料、及び紫色顔料を組み合わせて、または、黄色顔料、赤色顔料、及び青色顔料を組み合わせて疑似黒色化した有機顔料の混合物であることを特徴とする表示装置用カラーフィルタ。
【請求項２】
前記色素が、該黄色顔料、青色顔料、紫色顔料を１：１：１〜２：２：１の範囲で、或いは、該黄色顔料、赤色顔料、青色顔料を１：１：１〜１：２：２の範囲で組み合わせて疑似黒色化した有機顔料の混合物であることを特徴とする請求項１記載の表示装置用カラーフィルタ。
【請求項３】
前記色素が、該有機顔料の混合物に、カーボンブラックを含有させたことを特徴とする請求項１、または請求項２記載の表示装置用カラーフィルタ。
【請求項４】
前記カーボンブラックの含有量が、該有機顔料の混合物１００重量％に対し１〜３０重量％であることを特徴とする請求項３記載の表示装置用カラーフィルタ。
【請求項５】
前記マトリックス状遮光層の光学濃度が、３．０以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の表示装置用カラーフィルタ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の表示装置用カラーフィルタを備えたことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電界放射型表示装置、蛍光表示装置、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）及び液晶表示装置などの表示装置用カラーフィルタ及び表示装置に関するものであり、特にインクジェット法により製造される表示装置用カラーフィルタ及び表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
表示装置において、カラー表示、反射率の低減、コントラストの改善、分光特性制御などの目的にカラーフィルタを用いることは、有用な手段となっている。この表示装置に用いるカラーフィルタは、多くの場合、カラーフィルタは画素として形成されて使用されるものである。この表示装置用カラーフィルタの画素を形成する方法として、これまで実用されてきた方法としては、フォトリソグラフィイ法、印刷法などがあげられる。
【０００３】
これらの画素を形成する方法に対し、プリンタで実用されてきたインクジェット法による画素形成方法を、表示装置用カラーフィルタの製造に適用する技術が提案されている。
しかし、表示装置用カラーフィルタをインクジェット法により形成する方法においては、インクジェットによるインク粒子の飛散や、インクのにじみが発生し易いので、カラーフィルタの画素形状が鮮明で画素エッヂのシャープな、且つ、マトリックス状遮光層の光学濃度が高く、コントラストの高い表示装置用カラーフィルタを得ることは困難なことである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、表示装置用カラーフィルタをインクジェット法により形成する方法において、ノズルから噴射したインク粒子の飛散や、インクのにじみを発生させず、カラーフィルタの画素形状が鮮明で画素エッヂのシャープな、且つ、マトリックス状遮光層の光学濃度が高く、コントラストの高い表示装置用カラーフィルタを提供すること、及びこの表示装置用カラーフィルタを用いた表示品質のよい表示装置を提供することにある。
【０００８】
本発明は、少なくとも、透明基板と、この透明基板の上に形成された受像層と、この受像層の上に形成されたマトリックス状遮光層と、この受像層の上のマトリックス状遮光層の間に色素と樹脂と溶媒とを主成分とした着色インクを用いインクジェット法により形成されたパターン状着色層を具備する表示装置用カラーフィルタにおいて、該マトリックス状遮光層の形成に用いる黒色樹脂組成物が、アクリル系樹脂、色素、分散剤、重合性モノマー、重合開始剤、及び溶媒を主成分とし、該色素が可視光領域に光透過性をもつ有機顔料のうちの、黄色顔料、青色顔料、及び紫色顔料を組み合わせて、または、黄色顔料、赤色顔料、及び青色顔料を組み合わせて疑似黒色化した有機顔料の混合物であることを特徴とする表示装置用カラーフィルタである。
【０００９】
また、本発明は、上記発明の表示装置用カラーフィルタにおいて、前記色素が、該黄色顔料、青色顔料、紫色顔料を１：１：１〜２：２：１の範囲で、或いは、該黄色顔料、赤色顔料、青色顔料を１：１：１〜１：２：２の範囲で組み合わせて疑似黒色化した有機顔料の混合物であることを特徴とする表示装置用カラーフィルタである。
【００１０】
また、本発明は、上記発明の表示装置用カラーフィルタにおいて、前記色素が、該有機顔料の混合物に、カーボンブラックを含有させたことを特徴とする表示装置用カラーフィルタである。
また、前記カーボンブラックの含有量が、該有機顔料の混合物１００重量％に対し５０〜１２０重量％であることを特徴とする表示装置用カラーフィルタ。
【００１１】
本発明は、前記マトリックス状遮光層の光学濃度が、３．０以上であることを特徴とする表示装置用カラーフィルタである。
【００１２】
本発明は、上記発明による表示装置用カラーフィルタを備えたことを特徴とする表示装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明による表示装置用カラーフィルタを、その一実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明による表示装置用カラーフィルタの一実施例を示す平面図である。また、図２は、図１に示す本発明による表示装置用カラーフィルタの一実施例のＡ−Ａ’断面図である。
図１、及び図２に示すように、表示装置用カラーフィルタ（１）は、透明基板（２）の上に受像層（３）が形成され、この受像層の上にマトリックス状遮光層（５）が形成され、この受像層（３）の上のマトリックス状遮光層（５）の間には、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）各々のパターン状着色層（４）が形成されている。
【００１４】
図３は、本発明による表示装置用カラーフィルタの他の実施例を示す断面図である。図３に示すように、表示装置用カラーフィルタ（１）は、透明基板（２）の上に受像層（３）が形成され、この受像層の上にマトリックス状遮光層（５）が形成され、この受像層（３）の上のマトリックス状遮光層（５）の間には、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）各々のパターン状着色層（４）が形成され、パターン状着色層（４）が形成された透明基板の全面に平坦層（６）が形成されている。このため、表示装置用カラーフィルタ（１）上は、平坦な状態となっている。
【００１５】
図１、及び図２において、本発明に用いる透明基板（２）は、十分な強度、平坦性、耐熱性、光透過性などを有するものが好ましい。例えば、通常カラーフィルタ基板として用いられている透明な無アルカリガラス、或いはソーダガラスなどがあげられる。
本発明における受像層（３）は、パターン状着色層（４）をインクジェット法により形成する際に、インクジェットによるインク粒子の飛散や、インクのにじみの発生を防止するために設けられたものである。
【００１６】
本発明における受像層（３）の材料としては、透明であること、受像したインクの変色や褪色がないこと、諸耐性があることなどの性能が要求され、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセテートなどのビニル樹脂が良好なものとして用いられる。その他の材料としては、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸エステルなどが用いられる。
【００１７】
また、インクの受像性を高めるために、この樹脂に微粒子（フィラー）を含有させることも有効である。フィラーとしては、無機微粒子では微粉末珪酸、有機微粒子ではアクリル樹脂、スチレン樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、シリコーン樹脂、フッソ樹脂などであるが、透明性の点からは、アクリル樹脂が好ましい。また、フィラーの添加量は、受像層１００重量％に対し１〜１０重量％が好ましいものである。
【００１８】
本発明の第一の発明におけるマトリックス状遮光層（５）の材料は、樹脂、遮光材、分散剤、溶媒などを主成分として構成する黒色樹脂組成物である。
この黒色樹脂組成物を構成する材料としての遮光材に、カーボンブラックを用いることを特徴としているものである。カーボンブラックを用いることで遮光が非常によいマトリックス状遮光層を得ることが出来るものである。
【００１９】
本発明における黒色樹脂組成物には、光重合性モノマー、光重合性開始剤などを含有させることができる。これにより、黒色樹脂組成物に感光性を付与することができ、マトリックス状遮光層を形成する際にパターニングのためのレジストが不要となる。
【００２０】
本発明における黒色樹脂組成物においては、カーボンブラックの配合割合は、黒色樹脂組成物を構成する樹脂１００重量％に対し５０〜１２０重量％であり、７０〜１００重量％であることが好ましいものである。
これにより、マトリックス状遮光層の光学濃度を３．０以上に保ことができるものとなる。カーボンブラックの配合割合が５０重量％以下であると、十分な遮光性が得られないものとなる。１２０重量％以上であると、十分な遮光性が得られるが黒色樹脂組成物の感度が低下し、パターニングが出来なくなる傾向にあり、また、黒色樹脂組成物が均一に分散することが困難になる傾向にある。
【００２１】
本発明における、マトリックス状遮光層の形成に用いる黒色樹脂組成物は、アクリル系樹脂、色素、分散剤、重合性モノマー、重合開始剤、及び溶媒を主成分とし、色素として可視光領域に光透過性をもつ有機顔料のうちの、黄色顔料、青色顔料、及び紫色顔料を組み合わせて、または、黄色顔料、赤色顔料、及び青色顔料を組み合わせて疑似黒色化した有機顔料の混合物を使用することを特徴としている。
このようにして、特定の色の青色顔料を組み合わせて疑似黒色化すると、マトリックス状遮光層の色のｘｙ色度図における色度座標の値は、Ｃ光源の値に近いものとなり、全可視光領域での遮光性が得られるものとなる。
【００２２】
また、マトリックス状遮光層の形成に用いる黒色樹脂組成物において、黄色顔料、青色顔料、及び紫色顔料を組み合わせて、その混合物の色のｘｙ色度図における色度座標の値をＣ光源の値に近いものにするためには、１：１：１〜２：２：１の範囲の割合、好ましくは１：１：１〜１．３：１．３：１の範囲の割合がよい。
また、黄色顔料、赤色顔料、及び青色顔料を組み合わせて、その混合物の色のｘｙ色度図における色度座標の値をＣ光源の値に近いものにするためには、１：１：１〜１：２：２の範囲の割合、好ましくは１：１：１〜１：１．５：１．５の範囲の割合がよい。
【００２３】
また、マトリックス状遮光層の形成に用いる黒色樹脂組成物の遮光性をより向上させるために、上記有機顔料の混合物に、カーボンブラックを含有させることが好ましい。この際は、カーボンブラックの含有量は、有機顔料の混合物１００重量％に対し１〜３０重量％、好ましくは５〜２０重量％である。
これにより、マトリックス状遮光層の光学濃度を２．５以上に保持することができるものとなる。カーボンブラックの含有量が１重量％以下であると、十分な遮光性が得られないものとなる。３０重量％以上であると、十分な遮光性が得られるが黒色樹脂組成物の感度が低下し、パターニングが出来なくなる傾向にあり、また、黒色樹脂組成物が均一に分散することが困難になる傾向にある。
【００２４】
本発明における黒色樹脂組成物には、光重合性モノマー、光重合性開始剤などを含有させることができる。これにより、黒色樹脂組成物に感光性を付与することができ、マトリックス状遮光層を形成する際にパターニングのためのレジストが不要となる。
【００２５】
本発明における有機顔料の混合物に用いる黄色顔料としては、ノバパームイエローＨＲ−０１（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ８３）、パリオトールイエローＫ−０９６１ＨＤ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ１３８）、パリオトールイエローＬ１８２０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ１３９）、ＬｕｍｏｇｅｎＹｅｌｌｏｗＤ０７９０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ１０１）、ＳｉｃｏＹｅｌｌｏｗＤ０９５１（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ３）、ＳｉｃｏＹｅｌｌｏｗＤ１１５０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ７４）、ＳｉｃｏＹｅｌｌｏｗＤ１２５０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ１）、ＳｉｃｏＦａｓｔＹｅｌｌｏｗＤ１３５０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ１３）、ＳｉｃｏＦａｓｔＹｅｌｌｏｗＮＢ−Ｄ１７６０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ８３）、ＳｉｃｏｍｉｎＹｅｌｌｏｗＤ１１２０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ３４）などがあげられる。
【００２６】
また、本発明における有機顔料の混合物に用いる赤色顔料としては、パーマネントカーミンＦＢＢ−０２（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＲｅｄ１４６）、シンカシャレッドＢＲＴ−７９６Ｄ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＶｉｏｌｅｔ１９）、クロモフタルレッドＢＲＮ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＲｅｄ１４４）、ホスタパームピンクＥ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＲｅｄ１４６）、クロモフタルレッドＡ２Ｂ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＲｅｄ１７７）、ＦａｎａｌＰｉｎｋＤ４６８０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＲｅｄ１６９）、ＦａｎａｌＰｉｎｋＤ４８１０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＲｅｄ１６８）、ＦａｎａｌＰｉｎｋ４８３０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＲｅｄ８１）などがあげられる。
【００２７】
また、本発明における有機顔料の混合物に用いる青色顔料としては、ヘリオゲンブルーＤ−７５６５（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＢｌｕｅ１６）、ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＢｌｕｅ１５：６）、ヘリオゲンブルーＤ７０７２Ｄ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＢｌｕｅ１５：３）、ヘリオゲンブルーＤ６９００Ｄ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＢｌｕｅ１５：１）、ヘリオゲンブルーＤ６８７０Ｄ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＢｌｕｅ１５：２）、ヘリオゲンブルーＤ７１００Ｄ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＢｌｕｅ１５：４）などがあげられる。
【００２８】
また、本発明における有機顔料の混合物に用いる紫色顔料としては、ＦａｎａｌＶｉｏｌｅｔＤ５４６０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＶｉｏｌｅｔ１４５１７５：１）、ＦａｎａｌＶｉｏｌｅｔＤ５４８０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＶｉｏｌｅｔ１４５１７０：２）、ＦａｎａｌＶｉｏｌｅｔＤ６０６０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＶｉｏｌｅｔ３９４２５５５：２）、ＦａｎａｌＶｉｏｌｅｔＤ６０７０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＶｉｏｌｅｔ３９４２５５５：２）、リオノゲンバイオレットＲＬ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＶｉｏｌｅｔ２３５１３１９）などがあげられる。
【００２９】
本発明における、黒色樹脂組成物を構成する樹脂としては、分散性、耐熱性、アルカリ現像性、透明性などに優れるアクリル系樹脂が好ましいものであり、このようなアクリル系樹脂としては、例えば、化学式（１）、（２）で表されるアクリル系モノマーを構成単位とする樹脂を使用することができる。
【００３０】
【化１】
0003700398.tif 000002
【００３１】
上記の化学式（１）、（２）で表されるアクリル系モノマーは、具体的には以下の化学式（３）〜（２１）で表すアクリル系ノマーである。
【００３２】
【化２】
0003700398.tif 000003
【００３３】
【化３】
0003700398.tif 000004
【００３４】
【化４】
0003700398.tif 000005
【００３５】
本発明におけるアクリル系樹脂は、上記アクリル系モノマーの一種を重合させて得られるものに限定されるものではなく、数種を適宜に選択して共重合させて得られる樹脂を使用することもできる。
また、上記アクリル系モノマーに加えて、重合可能な他のモノマー、例えば、グリシジルメタクリレート、アクリロニトリル、ビニルアセテート、Ｎ−ビニルピロリドン、テトラヒドロフルフリルメタクリレートなどを共重合させて得られる樹脂を使用することもできる。
【００３６】
本発明における光重合性モノマーとしては、単官能、２官能、３官能、多官能モノマーがある。
単官能モノマーとしては、ノニルフェニルカルビトールアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−エチルヘキシルカルビトールアクリレートなど、また、２官能モノマーとしては、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレートなど、また、３官能モノマーとしては、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアネートなど、また、多官能モノマーとしては、トリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタまたはヘキサアクリレートなどが挙げられる。
【００３７】
本発明における光重合開始剤としては、トリアジン系化合物、イミダゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物などが挙げられる。
トリアジン系化合物としては、ピペロニル−ｓ−トリアジン，２，４，６−トリス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−クロロフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４’−メトキシ−１’−ナフチル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（Ｎ−イソアミロキシカルボニルメチル−３’−カルバゾリル）−４、６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（Ｎ−（２”−メトキシ−１”−メチルエトキシカルボニルメチル）−３’−カルバゾリル）−４、６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（Ｎ−シクロヘキシロキシカルボニルメチル−３’−カルバゾリル）−４、６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メチルチオフェニル）−ビス（４，６−トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシ−β−スチリル）−ビス（４，６−トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（３−クロロフェニル）−ビス（４，６−トリクロロメチル）−ｓ−トリアジンなどが挙げられる。
【００３８】
また、イミダゾール系化合物としては、２−（２，３−ジクロロフェニル）−４，５−ジフェニル−イミダゾール二量体、２−（２，３−ジクロロフェニル）−４，５−ビス（３−メトキシフェニル）−イミダゾール二量体、２−（２，３−ジクロロフェニル）−４，５−ビス（４−メトキシフェニル）−イミダゾール二量体、２−（２，３−ジクロロフェニル）−４，５−ビス（４−クロロフェニル）−イミダゾール二量体、２−（２，３−ジクロロフェニル）−４，５−ビス（２−フリル）−イミダゾール、２，２’−ビス（２−クロロフェニル）−４，５，４’，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾールなどが挙げられる。
【００３９】
また、ベンゾフェノン系化合物としては、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチル−ジフェニルサルファイド、３，３’−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、４，４’−ジメチルアミノベンゾフェノンなどが挙げられる。
【００４０】
また、本発明における黒色樹脂組成物を構成する分散剤としては、非イオン性界面活性剤では、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなど、また、イオン性界面活性剤では、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリ脂肪酸塩、脂肪酸塩アルキルリン酸塩、テトラアルキルアンモニウム塩など、その他に、有機顔料誘導体、ポリエステルなどがあげられる。
分散剤は一種類を単独で使用してもよく、また、二種類以上を混合して使用してもよい。
【００４１】
本発明における黒色樹脂組成物を構成する溶媒としては、黒色樹脂組成物の塗布性、分散安定性などの点から、適宜選択して使用されるものであり、トルエン、キシレン、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジクライム、シクロヘキサノンなどがあげられる。
【００４２】
次に、本発明における黒色樹脂組成物の各成分の配合について説明する。
黒色樹脂組成物の固形分量は、黒色樹脂組成物１００重量％に対し、５重量％以下及び４０重量％以上では黒色樹脂組成物の塗布適性が悪化しスピンコータ、ロールコータなどで良好な膜を所望の厚みに塗布することが困難となるものでああり、１０〜３０重量％程度、好ましくは１５〜２０重量％である。
【００４３】
遮光材の割合は、遮光材が少なすぎるとマトリックス状遮光層を形成した際に遮光性能が悪くなるので、膜厚を厚くすることになり、その結果、例えば、配向膜を形成する際に支障をきたし、表示装置の表示品質が損なわれることがある。
また、一方、遮光材が多すぎると遮光材を分散することが困難となり、マトリックス状遮光層を形成した際に膜の密着性が低下することがある。
遮光材としてのカーボンブラックの割合は、アクリル系樹脂１００重量部に対し、７０〜１００重量部が好ましものである。また、遮光材としての有機顔料の混合物の割合は、アクリル系樹脂１００重量部に対し、１００〜１５０重量部が好ましものである。
【００４４】
本発明における黒色樹脂組成物を構成する分散剤の割合は、分散剤が少なすぎると均一な分散が困難となり、且つ、分散安定性が悪化するので、遮光材１００重量部に対し、１重量部以上が好ましものである。
【００４５】
光重合性モノマーの添加量は、少なすぎると十分な残膜感度が得られず、また、多すぎると十分な光学濃度を得るための膜厚が厚くなるので、アクリル系樹脂１００重量部に対し、２０〜１５０重量部が好ましものである。
また、光重合性開始剤の添加量は、光重合性モノマーマル１００重量部に対し、１０〜３０重量部が好ましものである。
【００４６】
また、本発明における黒色樹脂組成物は、常法に従って調製することができる。例えば、アクリル系樹脂を溶媒で希釈し、その希釈液に分散剤と遮光材としてカーボンブラック、或いは、有機顔料の混合物などを添加し、ビーズミル分散機で均一に分散させ、固形分量が１５〜２０重量％になるように溶媒を添加し混合することにより黒色樹脂組成物が得られる。
【００４７】
この黒色樹脂組成物を用いて、透明基板の上に形成された受像層の上にスピンコータ、ロールコータなどで所望の厚みに塗布後、フォトレジスト膜を形成し、フォトマスクを介して露光、現像、エッチングを行い、レジスト膜の剥膜後、焼成硬化によりマトリックス状遮光層が得られるものである。
【００４８】
本発明における着色インクの材料としては、色素と樹脂と溶媒を主成分としたものである。色素としては染料や顔料などが用いられる。
樹脂としては、カゼイン、ゼラチン、ポリビニールアルコール、カルボキシメチルアセタール、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラニン樹脂などが用いられ、色素との関係にて適宜選択されるものである。
耐熱性や耐光性が要求される際にはアクリル樹脂が好ましいものである。
【００４９】
樹脂への色素の分散を向上させるために、分散剤を用いてもよく、分散剤として、非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなど、また、イオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリ脂肪酸塩、脂肪酸塩アルキルリン酸塩、テトラアルキルアンモニウム塩など、その他に、有機顔料誘導体、ポリエステルなどがあげられる。
分散剤は一種類を単独で使用してもよく、また、二種類以上を混合して使用してもよい。溶媒としては溶解性の他に経時安定性、乾燥性などが要求され、色素、樹脂との関係にて適宜選択されるものである。
【００５０】
平坦層は、耐熱性、耐薬品性、平坦性、バリア性の他に透明性、密着性などが求められ、材料としては、熱硬化性アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリグリシジルメタクリレート系樹脂、シリカ系無機材などが用いられる。
そして、平坦層の形成方法は黒色樹脂組成物と同様に、スピンコータ、ロールコータなどを用いて１〜２μｍ程度の厚みに塗布し形成されるものである。
【００５１】
本発明における表示装置用カラーフィルタ（１）の透明基板（２）の上の受像層（３）の形成は、スピンコータ、ロールコータなどによるものであり、また、マトリックス状遮光層（５）の形成は、例えば、フォトリソグラフィイ法によるものである。また、受像層（３）の上へのパターン状着色層（４）の形成は、インクジェット法によるものである。
【００５２】
すなわち、図１、及び図２に示す一実施例においては、インクジェットのノズルから噴射したインク粒子が飛散したり、にじみ出したりすることを防ぐために、先ず、受像層用インクをスピンコータ、ロールコータなどによって、透明基板（２）の上に塗布し受像層（３）を形成する。
次に、この受像層（３）の上にマトリックス状遮光層（５）をフォトリソグラフィイ法により形成し、このマトリックス状遮光層（５）の間の受像層（３）の上にパターン状着色層（４）をインクジェット法により形成する。
このようにしてパターン状着色層（４）を形成するために、ノズルから噴射したインク粒子の飛散や、インクのにじみを発生させず、カラーフィルタの画素形状が鮮明で画素エッヂのシャープな、且つ、マトリックス状遮光層の光学濃度が高く、コントラストの高い表示装置用カラーフィルタとなる。
【００５３】
使用するインクジェット装置としては、インクの吐出方法の相違によりピエゾ変換方式と熱変換方式があり、特にピエゾ変換方式が好適である。
インクの粒子化周波数は５〜１００ＫＨｚ程度、ノズル径としては５〜８０μｍ程度，ヘッドを３個配置し１ヘッドにノズルを１〜３０個組み込んだ装置が好適である。また、必要に応じパターン状着色層（４）の形成後に加熱などの硬化を行ってもよい。
【００５４】
【実施例】
以下に本発明の実施例を具体的に説明する。
＜参考例１＞
（受像層の作製）
受像層用塗工液は、アルミナゾル６ｇ，ポリビニルアルコール２０ｇ，水７４ｇを加え攪拌しエマルジョン化して調製した。
無アルカリガラス（コーニング社製、品番７０５９）上に、受像層用塗工液をロールコータによって、約０．８μｍの塗膜に形成した。塗膜の加熱硬化は１００℃で２０分間行った。
【００５５】
（黒色樹脂組成物の調製）
メタクリル酸２０部、メチルメタクリレート１０部、ブチルメタクリレート５５部、ヒドロキシエチレンメタクリレート１５部をエチルセロソルブ３００ｇに溶解し、窒素雰囲気下でアゾビスイソブチルニトリル０．７５部を加え７０℃にて５時間の反応によりアクリル系樹脂を得た。
得られたアクリル系樹脂１００ｇに対し、カーボンブラック９０ｇ、分散剤としてソルスパース♯５０００を１０ｇを添加して、３本ロールにて混練し、樹脂濃度が１０％になるようにエチルセロソルブで希釈し黒色樹脂組成物を得た。
【００５６】
（マトリックス状遮光層の作製）
上記黒色樹脂組成物をスピンコータによって、受像層（３）の上に約１．０μｍの塗膜に形成した。７０℃で２０分間の加熱硬化により黒色樹脂組成物の遮光層を形成した。
続いて、マスクを介して２００ｍＪ／ｃｍ2 のＵＶ光露光を行い、２．５％炭酸ナトリウム水溶液で水洗を行った。次に、２００℃で６０分間の加熱硬化を行い、マトリックス状遮光層を得た。
【００５７】
（着色インクの調製）
メタクリル酸２０部、メチルメタクリレート１０部、ブチルメタクリレート５５部、ヒドロキシエチレンメタクリレート１５部をエチルセロソルブ３００ｇに溶解し、窒素雰囲気下でアゾビスイソブチルニトリル０．７５部を加え７０℃にて５時間の反応によりアクリル系樹脂を得た。
得られたアクリル系樹脂を樹脂濃度が１０％になるようにエタノールで希釈しアクリル系樹脂の希釈液とした。
【００５８】
この希釈液９０．１ｇに対し顔料９．０ｇ、分散剤０．９ｇを添加して、３本ロールにて混練し、赤色、緑色、青色の各着色ワニスを得た。この各着色ワニス１００ｇに対し、トリメチロールプロパンアクリレート５．４ｇ、メラミン樹脂（三和ケミカル製、品番ＭＳ−２１）１．８ｇを加え、エタノールで粘度が３ｃｐｓに調整し着色インクを得た。
【００５９】
（着色層の作製）
この着色インクを用い、各色のパターン状着色層（４）を形成し、２００℃にて１時間の加熱硬化後、線幅約１００μｍのパターン状着色層（４）を得た。
このようにして得られたパターン状着色層（４）からなる表示装置用カラーフィルタは、ノズルから噴射したインク粒子の飛散や、インクのにじみを発生させず、カラーフィルタの画素形状が鮮明で画素エッヂのシャープな、且つ、マトリックス状遮光層の光学濃度が高く、コントラストの高い表示装置用カラーフィルタであった。
また、このようにして得られた表示装置用カラーフィルタを用いた表示装置の表示品質は良好なものであった。
【００６０】
＜実施例１＞
（受像層の作製）
受像層用塗工液の調製、及び受像層の作製は、参考例１と同一である。
【００６１】
（黒色樹脂組成物の調製）
メタクリル酸２０部、メチルメタクリレート１０部、ブチルメタクリレート５５部、ヒドロキシエチレンメタクリレート１５部をエチルセロソルブ３００ｇに溶解し、窒素雰囲気下でアゾビスイソブチルニトリル０．７５部を加え７０℃にて５時間の反応によりアクリル系樹脂を得た。
得られたアクリル系樹脂の樹脂濃度が２０重量％になるようにエチルセロソルブで希釈しアクリル系樹脂希釈液を得た。
【００６２】
この得られたアクリル系樹脂希釈液８０ｇ、黄色顔料としてパリオトールイエローＬ１８２０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ１３９、ＢＡＳＦ社製）９．３ｇ、青色顔料としてヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ（ＢＡＳＦ社製）７．２ｇ、紫色顔料としてリオゲンバイオレットＲＬ（東洋インキ株社製）７．２ｇ、分散剤としてソルスパース２０００（セネカ社製）２ｇを添加し、ビーズミル分散機で冷却しながら３時間分散した。この分散液を固形分１５重量％になるようにエチルセロソルブで希釈し黒色樹脂組成物を得た。
【００６３】
（マトリックス状遮光層の作製）
上記黒色樹脂組成物をスピンコータによって、受像層（３）の上に約１．０μｍの塗膜に形成した。７０℃で２０分間の加熱硬化により黒色樹脂組成物の遮光層を形成した。
続いて、マスクを介して２００ｍＪ／ｃｍ2 のＵＶ光露光を行い、２．５％炭酸ナトリウム水溶液で水洗を行った。次に、２００℃で６０分間の加熱硬化を行い、マトリックス状遮光層を得た。
【００６４】
（着色インクの調製）
（着色層の作製）
着色インクの調製、及び着色層の作製は、参考例１と同一である。
上記のようにして得られたパターン状着色層（４）からなる表示装置用カラーフィルタは、ノズルから噴射したインク粒子の飛散や、インクのにじみを発生させず、カラーフィルタの画素形状が鮮明で画素エッヂのシャープな、且つ、マトリックス状遮光層の光学濃度が高く、コントラストの高い表示装置用カラーフィルタであった。
また、このようにして得られた表示装置用カラーフィルタを用いた表示装置の表示品質は良好なものであった。
【００６５】
＜実施例２＞
（受像層の作製）
受像層用塗工液は、シリカ５ｇ，ポリビニルアルコール２０ｇ，水７５ｇを加え攪拌しエマルジョン化して調製した。
無アルカリガラス（コーニング社製、品番７０５９）上に、受像層用塗工液をロールコータによって、約０．８μｍの塗膜に形成した。塗膜の加熱硬化は１００℃で２０分間行った。
【００６６】
（黒色樹脂組成物の調製）
実施例２におけるアクリル系樹脂希釈液８０ｇに、黄色顔料としてパリオトールイエローＬ１８２０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ１３９、ＢＡＳＦ社製）７．２ｇ、青色顔料としてヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ（ＢＡＳＦ社製）９．３ｇ、赤色顔料としてクロモフタルレッドＡ２Ｂ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＲｅｄ１７７、チバガイギ社製）７．２ｇ、分散剤としてソルスパース２０００（セネカ社製）２ｇを添加し、ビーズミル分散機で冷却しながら３時間分散した。この分散液を固形分１５重量％になるようにエチルセロソルブで希釈し黒色樹脂組成物を得た。
【００６７】
（マトリックス状遮光層の作製）
（着色インクの調製）
（着色層の作製）
マトリックス状遮光層の作製、着色インクの調製、及び着色層の作製は、実施例１と同一である。
【００６８】
上記のようにして得られたパターン状着色層（４）からなる表示装置用カラーフィルタは、ノズルから噴射したインク粒子の飛散や、インクのにじみを発生させず、カラーフィルタの画素形状が鮮明で画素エッヂのシャープな、且つ、マトリックス状遮光層の光学濃度が高く、コントラストの高い表示装置用カラーフィルタであった。
また、このようにして得られた表示装置用カラーフィルタを用いた表示装置の表示品質は良好なものであった。
【００６９】
＜実施例３＞
（黒色樹脂組成物の調製）
実施例１におけるアクリル系樹脂希釈液７８ｇに、黄色顔料としてパリオトールイエローＬ１８２０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ１３９、ＢＡＳＦ社製）７．７ｇ、青色顔料としてヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ（ＢＡＳＦ社製）６．１ｇ、紫色顔料としてリオゲンバイオレットＲＬ（東洋インキ株社製）６．１ｇ、カーボンブラック２．１ｇ，分散剤としてソルスパース２０００（セネカ社製）２．２ｇを添加し、ビーズミル分散機で冷却しながら３時間分散した。この分散液を固形分１５重量％になるようにエチルセロソルブで希釈し黒色樹脂組成物を得た。
【００７０】
（受像層の作製）
（マトリックス状遮光層の作製）
（着色インクの調製）
（着色層の作製）
マトリックス状遮光層の作製、着色インクの調製、及び着色層の作製は、実施例１と同一である。
【００７１】
上記のようにして得られたパターン状着色層（４）からなる表示装置用カラーフィルタは、ノズルから噴射したインク粒子の飛散や、インクのにじみを発生させず、カラーフィルタの画素形状が鮮明で画素エッヂのシャープな、且つ、マトリックス状遮光層の光学濃度が高く、コントラストの高い表示装置用カラーフィルタであった。
また、このようにして得られた表示装置用カラーフィルタを用いた表示装置の表示品質は良好なものであった。
【００７２】
＜実施例４＞
（黒色樹脂組成物の調製）
実施例１におけるアクリル系樹脂希釈液７８ｇに、黄色顔料としてパリオトールイエローＬ１８２０（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＹｅｌｌｏｗ１３９、ＢＡＳＦ社製）６．１ｇ、青色顔料としてヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ（ＢＡＳＦ社製）７．７ｇ、赤色顔料としてクロモフタルレッドＡ２Ｂ（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇＲｅｄ１７７、チバガイギ社製）６．１ｇ、カーボンブラック２．１ｇ，分散剤としてソルスパース２０００（セネカ社製）２．２ｇを添加し、ビーズミル分散機で冷却しながら３時間分散した。この分散液を固形分１５重量％になるようにエチルセロソルブで希釈し黒色樹脂組成物を得た。
【００７３】
（受像層の作製）
（マトリックス状遮光層の作製）
（着色インクの調製）
（着色層の作製）
マトリックス状遮光層の作製、着色インクの調製、及び着色層の作製は、実施例１と同一である。
【００７４】
上記のようにして得られたパターン状着色層（４）からなる表示装置用カラーフィルタは、ノズルから噴射したインク粒子の飛散や、インクのにじみを発生させず、カラーフィルタの画素形状が鮮明で画素エッヂのシャープな、且つ、マトリックス状遮光層の光学濃度が高く、コントラストの高い表示装置用カラーフィルタであった。
また、このようにして得られた表示装置用カラーフィルタを用いた表示装置の表示品質は良好なものであった。
【００７５】
＜比較例１＞
実施例１における受像層上に、マトリックス状遮光層を作製せず、実施例１と同一の着色インクを用い、実施例１と同一に着色層を作製した。
得られたパターン状着色層には、にじみが発生し、カラーフィルタの画素形状は鮮明なものではなかった。
【００７６】
＜比較例２＞
実施例１において、受像層を作製せず、マトリックス状遮光層を作製し、実施例１と同一の着色インクを用い、実施例１と同一に着色層を作製した。
得られたパターン状着色層には、ムラが発生し、カラーフィルタの画素として良好なものではなかった。
【００７７】
【発明の効果】
【００７８】
本発明は、少なくとも、透明基板と、この透明基板の上に形成された受像層と、この受像層の上に形成されたマトリックス状遮光層と、この受像層の上のマトリックス状遮光層の間に色素と樹脂と溶媒とを主成分とした着色インクを用いインクジェット法により形成されたパターン状着色層を具備する表示装置用カラーフィルタにおいて、マトリックス状遮光層の形成に用いる黒色樹脂組成物が、アクリル系樹脂、色素、分散剤、重合性モノマー、重合開始剤、及び溶媒を主成分とし、色素が可視光領域に光透過性をもつ有機顔料のうちの、黄色顔料、青色顔料、及び紫色顔料を組み合わせて、または、黄色顔料、赤色顔料、及び青色顔料を組み合わせて疑似黒色化した有機顔料の混合物であるので、
インクジェット法により形成する際に、ノズルから噴射したインク粒子の飛散や、インクのにじみを発生させず、カラーフィルタの画素形状が鮮明で画素エッヂのシャープな、且つ、マトリックス状遮光層の色のｘｙ色度図における色度座標の値は、Ｃ光源の値に近いものとなり、全可視光領域での遮光性が得られ、マトリックス状遮光層の光学濃度が高く、コントラストの高い表示装置用カラーフィルタとなる。
【００８０】
また、本発明は、マトリックス状遮光層の光学濃度が、３．０以上であるので、マトリックス状遮光層の光学濃度が高く、コントラストの高い表示装置用カラーフィルタとなる。
【００８１】
また、本発明は、上記発明による表示装置用カラーフィルタを備えた表示装置であるので、表示品質のよい表示装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による表示装置用カラーフィルタの一実施例を示す平面図である。
【図２】図１に示す本発明による表示装置用カラーフィルタの一実施例のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】本発明による表示装置用カラーフィルタの他の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１…カラーフィルタ
２…透明基板
３…受像層
４…パターン状着色層
５…マトリックス状遮光層
６…平坦層
Ｒ…赤色パターン状着色層
Ｇ…緑色パターン状着色層
Ｂ…青色パターン状着色層
【図１】
0003700398.tif 000006
【図２】
0003700398.tif 000007
【図３】
0003700398.tif 000008