(57)【要約】【課題】  インクジェット法による表示装置用カラーフィルタにおいて、従来の特性を有し、インクの吸収、着弾点精度の向上、画素の混色防止により、精度よく画素を形成した、且つ反射率を低減した表示装置用カラーフィルタを提供すること、及び表示品質のよい表示装置を提供することである。【解決手段】  透明基板と、この透明基板の上に形成されたマトリックス状遮光層、受像層、および前記マトリックス状遮光層の間に位置する受像層の上に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形成した表示装置用カラーフィルタにおいて、前記マトリックス状遮光層は、感光性着色組成物から形成することにより解決した。【選択図】図１
2006139305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、この透明基板の上に形成されたマトリックス状遮光層、受像層、および前記マトリックス状遮光層の間に位置する受像層の上に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形成した表示装置用カラーフィルタにおいて、前記マトリックス状遮光層は、感光性着色組成物から形成されてい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】
前記マトリックス状遮光層は、固形分が、３〜２０重量％の範囲の感光性着色組成物を用いて形成した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】
前記マトリックス状遮光層は、カーボンブラックを含む感光性着色組成物から形成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の表示装置用カラーフィルタ。
【請求項４】
前記マトリックス状遮光層は、基板側からの反射率が１％以下、光学濃度（ＯＤ）が４以上であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか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は、可視光領域で、光遮光性がフラットな光学特性を有することを特徴とする請求項１ないし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】
前記パターン状着色層は、ピエゾ変換方式のインクジェット装置を用いて形成されたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の表示装置用カラーフィルタ。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６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】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、インクジェットのヘッドからインクが噴出した際、インク滴の着弾点精度が悪いなどの問題点があり、精度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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、インクジェット法により形成した表示装置用カラーフィルタにおいて、従来法における耐熱性、耐薬品牲、解像性等の特性を有し、インクを確実に吸収し、インクジェットのヘッドから噴出したインク滴の着弾点精度が向上し、各画素の混色を防止し、精度よく画素を形成した、且つ、透明基板側からの遮光層の反射率が極端に低減した表示装置用カラーフィルタを提供することである。
また、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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、透明基板と、この透明基板の上に形成されたマトリックス状遮光層、受像層、および前記マトリックス状遮光層の間に位置する受像層の上に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形成した表示装置用カラーフィルタにおいて、前記マトリックス状遮光層は、感光性着色組成物から形成されていることを特徴とする表示装置用カラーフィルタである。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記マトリックス状遮光層は、固形分が３〜２０重量％の範囲の感光性着色組成物を用いて形成した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である。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、前記マトリックス状遮光層は、カーボンブラックを含む感光性着色組成物から形成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の表示装置用カラーフィルタである。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、前記マトリックス状遮光層は、基板側からの反射率が１％以下、光学濃度（ＯＤ）が４以上であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか記載の表示装置用カラーフィルタである。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、前記マトリックス状遮光層は、可視光領域で、光遮光性がフラットな光学特性を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の表示装置用カラーフィルタである。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、前記パターン状着色層は、ピエゾ変換方式のインクジェット装置を用いて形成されたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の表示装置用カラーフィルタである。
【００１１】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし請求項６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である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による表示装置用カラーフィルタは、透明基板と、この透明基板の上に形成されたマトリックス状遮光層と、この透明基板及びマトリックス状遮光層、受像層と、このマトリックス状遮光層の間に位置する受像層の上に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、このマトリックス状遮光層の材料が感光性着色組成物により形成されているので、耐熱性、耐薬品牲、解像性等の特性を有し、インクを確実に吸収し、インクジェットのヘッドから噴出したインク滴の着弾点精度が向上し、各画素の混色を防止し、精度よく画素を形成した、且つ、透明基板側からの遮光層の反射率が極端に低減した表示装置用カラーフィルタとなる。
【００１３】
また、パターン状遮光層が、カーボンブラックを含有させた混合物を用いるので、耐熱性、耐薬品牲、解像性等の特性を有し、インクを確実に吸収し、インクジェットのヘッドから噴出したインク滴の着弾点精度が向上し、各画素の混色を防止し、精度よく画素を形成した、且つ、透明基板側からの遮光層の反射率が極端に低減した表示装置用カラーフィルタとなる。
【００１４】
また、本発明による表示装置は、上記表示装置用カラーフィルタを備えるので、表示品質のよい表示装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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断面図である。
また、図２（イ）〜（ハ）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製造工程を示す説明図である。
図１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）の上にマトリックス状遮光層（５）が形成され、この透明基板（２）及びマトリックス状遮光層（５）の上に受像層（３）が形成され、このマトリックス状遮光層の間の上方に位置する受像層の上には、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。
【００１６】
本発明による表示装置用カラーフィルタは、
（１）遮光層形成用の感光性着色組成物を用い、遮光層をマトリックス状に形成するフォトリソグラフィ工程、（図２（イ））、
（２）マトリックス状遮光層に、金属ニッケル膜を形成するメッキ工程、
（３）マトリックス状遮光層を形成した透明基板上に、インク親和性の高い受像層を塗布する工程、（図２（ロ））、
（４）受像層の上に、所望の色特性を有するインクをインクジェット法によりパターン状着色層を形成する工程、（図２（ハ））、
によって、製造されるものである。
【００１７】
図１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。
【００１８】
本発明における遮光層形成用の感光性着色組成物に用いる色素としては、有機顔料を混合した疑似黒色混合物にカーボンブラックを含有させた混合物が好ましい。
感光性着色組成物はこの混合物に、分散剤、分散樹脂、溶媒などを加え均一に分散されたペーストを作製し、このペーストに光重合性モノマーと光重合開始剤を添加して遮光層形成用の感光性着色組成物としたものである。
【００１９】
ここで、本発明おける疑似黒色混合物に用いる有機顔料としては、可視光領域に光透過性、光遮光性を持つもののうち、特に黄色、青色、紫色、または、黄色、赤色、青色の組み合わせが良く、組み合わせた疑似黒色混合物としては、全ての可視光領域で光遮光性がフラットな光学特性を有するものが好ましい。
更に、カーボンブラックを疑似黒色混合物に適量含有させることで、メッキ工程中におけるセンシタイジング処理により、Ｓ++を主成分とする還元性溶液が遮光層に良好に付着しニッケル薄膜が析出しやすくなるものである。
【００２０】
この遮光層形成用の感光性着色組成物の好ましい配合は、遮光層形成用の感光性着色組成物の固形分（上記混合物、樹脂、分散剤、光重合性モノマー、及び光重合開始剤）は、３〜４０重量％であり、好ましくは５〜３０重量％、更に好ましくは７〜２０重量％である。固形分が３重量％以下、または２０重量％以上であるとスピンコート、ロールコート等の塗布装置で所望の膜厚を得る事が困難となり、また塗布性も低下する。
【００２１】
疑似黒色混合物とカーボンブラックの混合物の分散樹脂に対する割合は、分散樹脂１００重量部に対し５０〜２００重量部であり、好ましくは１００〜１５０重量部である。２００重量部以上であると均一に分散することが困難なものとなり、５０重量部以下では、反射率低減の効果が弱くなる。
【００２２】
反射率を低減するために混合するカーボンブラックの割合は、疑似黒色混合物１００重量部に対し１５〜３０重量部である。カーボンブラックの割合が３０重量部以上の場合は、無電解メッキがされやすくなるものの、反射率が１％以上となってしまう。また、カーボンブラックの割合が１５重量部以下の場合は、反射率は低くなるものの、無電解メッキがされにくくなる。
【００２３】
黄色と青色と紫色の有機顔料を混合し疑似黒色混合物とする場合、各有機顔料の割合は、好ましくは１：１：１〜２：２：１であり、特に好ましくは１：１：１〜１．３：１．３：１である。また、黄色と赤色と青色の有機顔料とを混合し疑似黒色混合物とする場合、各有機顔料の割合は、好ましくは１：１：１〜１：２：２であり、特に好ましくは１：１：１〜１：１．５：１．５である。
有機顔料を混合し疑似黒色混合物とすることにより、上記に示した範囲内で色度座標の位置がＣ光源の付近に位置するため、可視光をバランスよく反射するものとなる。
【００２４】
用いる黄色顔料としては、ノバパームイエローＨＲ−０１（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｙｅｌｌｏｗ  ８３）、パリオトールイエローＫ−０９６１ＨＤ（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｙｅｌｌｏｗ  １３８）、パリオトールイエローＬ１８２０（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｙｅｌｌｏｗ  １３９）、Ｌｕｍｏｇｅｎ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｄ０７９０（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｙｅｌｌｏｗ  １０１）、Ｓｉｃｏ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｄ０９５１（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｙｅｌｌｏｗ  ３）、Ｓｉｃｏ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｄ１１５０（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｙｅｌｌｏｗ  ７４）、Ｓｉｃｏ  Ｆａｓｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｄ１２５０（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｙｅｌｌｏｗ  １）、Ｓｉｃｏ  Ｆａｓｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｄ１３５０（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｙｅｌｌｏｗ  １３）、Ｓｉｃｏ  Ｆａｓｔ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＮＢ−Ｄ１７６０（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｙｅｌｌｏｗ  ８３）、Ｓｉｃｏｍｉｎ  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｄ１１２０（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｙｅｌｌｏｗ  ３４）等があげられる。
【００２５】
また、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，Ｐｉｇ  Ｒｅｄ  １４６）、シンカシヤレッドＢＲＴ−７９６Ｄ（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｖｉｏｌｅｔ  １９）、クロモフタルレッドＢＲＴ（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｒｅｄ  １４４）、ホスタパームピンクＥ（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｒｅｄ  １４６）、クロモフタルレッドＡ２Ｂ（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｒｅｄ  １７７）、Ｆａｎａｌ  Ｐｉｎｋ  Ｄ４６８０（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｒｅｄ  １  ６９）、Ｆａｎａｌ  Ｐｉｎｋ  Ｄ４８１０（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｒｅｄ  １６９）、Ｆａｎａｌ  Ｐｉｎ
ｋ  ４８３０（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｒｅｄ  ８１）等があげられる。
【００２６】
また、用いる青色顔料としては、ヘリオゲンブルーＤ−７５６５（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｂｌｕｅ  １６）、ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｂｌｕｅ  １５：６）、ヘリオゲンブルーＤ７０７２Ｄ（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｂｌｕｅ  １５：３）、ヘリオゲンブルーＤ６９００Ｄ（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｂｌｕｅ  １５：１）、ヘリオゲンブルーＤ６８７０Ｄ（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｂｌｕｅ  １５：２）、ヘリオゲンブルーＤ７１００Ｄ（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｂｌｕｅ  １５：４）等があげられる。
【００２７】
また、用いる紫色顔料としては、Ｆａｎａｌ  Ｖｉｏｌｅｔ  Ｄ５４６０（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｖｉｏｌｅｔ  １  ４５１７５：１）、Ｆａｎａｌ  Ｖｉｏｌｅｔ  Ｄ５４８０（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｖｉｏｌｅｔ  １  ４５１７０：２）、Ｆａｎａｌ  Ｖｉｏｌｅｔ  Ｄ６０６０（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｖｉｏｌｅｔ  ３９  ４２５５５：２）、Ｆａｎａｌ  Ｖｉｏｌｅｔ  Ｄ６０７０、リオノゲンバイオレットＲＬ（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｖｉｏｌｅｔ  ２３  ５１３１９）等があげられる。
【００２８】
本発明における遮光層形成用の感光性着色組成物に用いるアクリル系樹脂としては、分散性、耐熱牲、アルカリ現像性、透明牲に優れている事が好ましい。アクリル系樹脂の成分であるアクリル系モノマーとしては、化学式（１）で示されるものが好ましい。
【化１】
2006139305.tif 000003
【００２９】
また、本発明において使用されるアクリル樹脂の具体的な例としては、化学式（２）〜（２０）で示されるものがあげられる。
【化２】
2006139305.tif 000004
【００３０】
【化３】
2006139305.tif 000005
【００３１】
【化４】
2006139305.tif 000006
【００３２】
しかし上記のものに限定されるものでないことは言うまでもなく、また、これらの中から選ばれる数種類のモノマーにより合成される樹脂であることが好ましい。
上記のアクリル系モノマーの他、次に挙げるものも適宜選択して用いることか出来る。
ジメチルアミノエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、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等である。
【００３３】
分散剤としては、非イオン性界面活性剤（例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル）、イオン性界面活性剤（例えば、アルキルベンゼンスルフォン酸ナトリウム、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）、有機顔料誘導体、ポリエステル等があげられる。分散剤は１種類を単独で使用しても良く、２種類以上を混合して使用しても良い。
【００３４】
光重合性モノマーとしては、単官能性モノマーとして、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、２官能モノマーとして、トリプロピレングリコールアクリレート、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、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、多官能モノマーとして、トリメチ
ロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタユリスリトールペンタおよびヘキサアクリレート等があげられる。
【００３５】
光重合開始剤としては、トリアジン系化合物として、ピベロニル−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−フェニルー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’−メトキシー１’−ナフチル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）一ｓ−トリアジン等があげられる。
【００３６】
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−ジフェニルーイミタゾーエル二量体、２−（２，３−ジクロロフェニル）−４，５−ビス（３−メトキシフェニル）−イミタゾール二量体、２−（２，３−ジクロロフェニル）−４，５−ビス（４−メトキシフェニル）−イミタゾール二量体、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−ジ（２−フリル）−イミタゾール、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’ビイミダゾール等があげられる。
【００３７】
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、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル等があげられる。
【００３８】
溶剤としては、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用いられるが、塗布性、分散安定性、等から選択され、単一または複数の溶剤組成の溶剤を適宜選択する。
【００３９】
分散剤の割合は、前記混合物１００重量部に対し１重量部以上とするのが好ましい。１重量部未満では均一な分散をすることが困難で安定性に欠けたものとなる。
また、光重合牲モノマーの添加量は、分散樹脂の２０〜１５０重量部程度である。
光重合開始剤の添加量は、光重合牲モノマーの５〜５０重量部、好ましくは１０〜３０重量部を１種、または２種以上添加して用いるとよい。
【００４０】
マトリックス状遮光層上にニッケルを無電解メッキするメッキ工程は、マトリックス状遮光層が形成された透明基板に対し、遮光層側から一様に紫外線を照射する紫外線照射工程、水素化ホウ素ナトリウムを主成分とする還元性溶液、又は次亜リン酸ナトリウムと水素化ホウ素ナトリウムを主成分とする還元性溶液で処理して、上記遮光層にのみ選択的に還元性溶液を付与するセンシタイジング工程、塩化パラジウムを主成分とする溶液で処理し上記還元性溶液が付与された遮光層上にメッキ触媒となる金属パラジウムを析出させるアクチベーティング工程、上記遮光層上に金属薄膜を形成する無電解メッキ工程に分けられる。
【００４１】
紫外線照射工程における光源としては、例えば、波長λ＝１８４．９ｎｍ、２５３．７ｎｍの低圧水銀ランプ等が挙げられる。
センシタイジング工程における還元性溶液としては、濃度５ｇ／リットル程度の水素化ホウ素ナトリウムを主成分とする水溶液、あるいは濃度５ｇ／リットル程度の次亜リン酸ナトリウムと濃度５ｇ／リットル程度の水酸化ナトリウムを主成分とする水溶液等が挙げられ、室温条件下においてこの水溶液中に上記ガラス基板を３〜１０分程度浸漬してセンシタイジング処理を行うものである。
【００４２】
アクチベータ工程において適用される処理溶液としては、濃度０．３ｇ／リットル程度の塩化パラジウムが溶解されたｐＨ＝６〜７の溶液等が利用でき、室温条件下においてこの溶液中に３〜１０分程度ガラス基板を浸漬し、上記還元性溶液が付与された遮光層上にメッキ触媒となる金属パラジウムを析出させる。
なお、無電解メッキ法により上記遮光層上に選択的に析出させる金属薄膜としては、ニッケル、銅、コバルト、スズ、白金、銀、あるいはこれ等の合金等が挙げられる。
【００４３】
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を確実に吸収させ、インク滴の着弾点精度を向上させ、各画素の混色を防止し、精度よく画素を形成させるために設けられるものである。
【００４４】
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。
【００４５】
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重量部に対し１〜１０重量部が好ましいものである。
【００４６】
次に、パターン状着色層を形成する工程について説明する。
本発明に用いる着色インクは、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、一般的に、カラーフィルタとして好適に用いられる透明牲、色純度に優れた染料、顔料が用いられる。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、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等の各種高分子樹脂により、色素との相性の良いものが適宜選択される。カラーフィルタ用として用いるには、耐熱牲、耐光牲等の耐性が高いことが要求されるためアクリル樹脂が好適に用いられる。
【００４７】
また、色素の樹脂中への分散性を向上させるために、分散剤を用いることも良く、分散剤としては、非イオン性界面活性剤（例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等）、イオン性界面活性剤（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等）、有機顔料誘導体、ポリエステル等が挙げられる。分散剤は、１種類を単独で使用しても良く、２種類以上を混合して使用しても良い。
溶媒としては、インクの希釈用途の他、経時安定性、印字の乾燥牲などが要求され、インクとして用いる色素、樹脂との相性の良いもののなかから適宜選択される。
【００４８】
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。
【実施例】
【００４９】
以下に本発明の実施例を具体的に説明する。
＜実施例１＞  
（遮光層用の感光性着色組成物の調製）
アクリル樹脂（メタクリル酸２０重量部、ヒドロキシエチルメタクリレート１５重量部、メチルメタクリレート１０重量部、ブチルメタクリレート５５重量部をエチルセロソルブ３００重量部に溶解し、窒素雰囲気下でアゾビスニトリル０．７５重量部を加えて、７０℃、５時間反応させ得られたアクリル樹脂）を、樹脂濃度２０重量％になるようにエチルセロソルブで希釈した。
【００５０】
この希釈樹脂７８ｇと、黄色顔料パリオトールイエローＬ１８２０（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｙｅｌｌｏｗ  １３９：ＢＡＳＦ社製）７．７ｇ、青色顔料ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ（ＢＡＳＦ社製）６．１ｇ、紫色顔料リオノゲンバイオレットＲＬ（東洋インキ社製）６．１ｇ、カーボンブラック２．１ｇと分散剤２．２ｇを添加して、ビーズミル分散機で冷却しながら３時間分散した。この着色樹脂１０２．２ｇに対し、光重合性モノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート３．９ｇと、光重合開始剤としてピペロニル−ｓ−トリアジン０．８ｇを添加し、溶剤としてエチルセロソルブで固形分７重量％になるように希釈し、よく攪拌して遮光層形成用の感光性着色組成物を調製した。
【００５１】
（マトリックス状遮光層の作製）
この遮光層形成用の感光性着色組成物をガラス基板に塗布し、厚さ０．１５μｍの塗膜を得た。
７０℃２０分プリベーク後、画素部が遮光されたマスクを介して精度良くアライメントを行った後、露光（１５０ｍＪ／ｃｍ2 ）し、２．５％炭酸ナトリウム水溶液で現像後良く水洗した。水洗乾操後、１５０℃で１時間ベークして遮光層をパターン状に形成した。
次に、このガラス基板全面をアルカリ脱脂処理し、水洗乾燥した後、ニッポ電気株式会社製の低圧水銀ランプ（波長λ＝１８４．９ｎｍ、２５３．７ｎｍ、出力１２０Ｗ）により上記遮光層側から一様に紫外線を照射して遮光層表面を酸化させた。
なお、この紫外線照射処理により以下に述べる還元性溶液に対する遮光層の浸水牲を著しく向上させることができる。
【００５２】
続いて、ガラス基板を再度水洗した後、このガラス基板を室内条件下において濃度５ｇ／リットルの水素化ホウ素ナトリウム水溶液（還元性溶液）中に３〜１０分間浸漬して上記遮光層のみ水素化ホウ素ナトリウムを付与した。
なお、この還元性溶液に代えて濃度５ｇ／リットルの次亜リン酸ナトリウムと濃度５ｇ／リットルの水酸化ナトリウムの水溶液を適用してもよい。
【００５３】
上記、センシタイジング処理を施した後、ガラス基板を水洗し、かつ、室内条件下において以下に示すアクチベーティング処理用水溶液（水酸化ナトリウムの水溶液によりそのｐＨ＝６〜７に調整されている）内にこのガラス基板を３〜１０分間浸漬して、水素化ホウ素ナトリウムが付与された遮光層上のみメッキ触媒となる金属バラジウムを析出させる。
［アクチベーティング処理用水溶液の組成］
塩化バラジウム                ０．３ｇ／リットル
吐石酸ナトリウム              ０．３ｇ／リットル
塩酸                          ３ミリリットル／リットル
【００５４】
次に、このガラス基板を再度水洗した後、液温５０℃、ｐＨ＝６．７に設定された無電解ニッケルメッキ液（奥野製薬工業株式会社製  商品名トップケミアロイＢ−１）内に上記ガラス基板を１００間浸水し、上記金属バラジウムをメッキ触媒にして遮光層上に膜厚０．１５μｍの金属ニッケル膜を析出させた。
そして、ガラス基板を水洗乾燥し、２３０℃、1 時間の加熱処理（ポストアニール）を施しマトリックス状遮光層を作製した。
【００５５】
得られたマトリックス状遮光層のガラス面からの反射率を分光測光装置ＡＨ−ＳＲＫ／ＳＴＫ（オリンパス光学工業株式会社製）で測定したところ、１．０％と低反射率であった。
マトリックス状遮光層の膜厚を膜厚測定装置Ｄｅｋｔａｋ３０３０（日本真空技術株式会社製）で測定したところ、０．３μｍ、光学濃度（ＯＤ）を濃度計マクベス（Ｋｏｌｌｍｏｒｇｅｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）で測定したところ４であり、マトリックス状遮光層は低反射で高濃度であることが分かった。
【００５６】
（受像層の作製）
アリミナゾル６ｇおよびポリビニールアルコール２０ｇ、水を７４ｇ加えて・攪拌し、エマルジョン化した。
マトリックス状遮光層を形成したガラス基板上に、エマルジョン化した溶液をロールコート法で約０．８μｍの塗膜を形成した。その後、１００℃／２０分で熱硬化させ、受像層を得た。
【００５７】
（着色インクの調製）
赤インクについては、アクリル樹脂（メタクリル酸２０重量部、ヒドロキシエチルメタクリレート１５重量部、メチルメタクリレート１０重量部、ブチルメタクリレート５５重量部を、エチルセロソルブ３００重量部に溶解し、窒素雰囲気下で、アゾビスニトリル０．７５重量部を加えて、７０℃、５時間反応させ得られたアクリル樹脂）を、樹脂濃度２０重量％になるようにエチルセロソルブで希釈した。
この希釈樹脂９０．１ｇと、赤色顔料クロモフタルレッドＡ２Ｂ（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｒｅｄ１７７  ６５３００：チバガイキー社製）６．９５ｇ、黄色顔料パリオトールイエローＬ１８２０（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｙｅｌｌｏｗ  １３９：ＢＡＳＦ社製）２．０５ｇと分散剤０．９ｇを添加して、ビーズミル分散機で冷却しなから３時間分散した。
溶剤としてエチルセロソルブを用い、粘度が５ｃｐ以下になるように希釈し、よく攪拌して赤インクを調製した。
【００５８】
緑インクについては、アクリル樹脂（メタクリル酸２０重量部、ヒドロキシエチルメタクリレート１５重量部、メチルメタクリレート１０重量部、ブチルメタクリレート５５重量部を、エチルセロソルブ３００重量部に溶解し、窒素雰囲気下で、アゾビスニトリル０．７５重量部を加えて、７０℃、５時間反応させ得られたアクリル樹脂）を、樹脂濃度２０重量％になるようにエチルセロソルブで希釈した。
この希釈樹脂９０．１ｇと、緑色顔料リオノールグリーン２ＹＳ（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｇｒｅｅｎ  ３６：東洋インキ製造社製）７．５５ｇ、黄色顔料パリオトールイエローＬ１８２０（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｙｅｌｌｏｗ  １３９：ＢＡＳＦ社製）１．４５ｇと分散剤０．９ｇを添加して、ビーズミル分散機で冷却しながら３時間分散した。
溶剤としてエチルセロソルプで粘度が５ｃｐ以下になるように希釈し、よく攪拌して緑インクを調製した。
【００５９】
青インクについては、アクリル樹脂（メタクリル酸２０重量部、ヒドロキシエチルメタクリレート１５重量部、メチルメタクリレート１０重量部、ブチルメタクリレート５５重量部を、エチルセロソルブ３００重量部に溶解し、窒素雰囲気下で、アゾビスニトリル０．７５重量部を加えて、７０℃、５時間反応させ得られたアクリル樹脂）を、樹脂濃度２０重量％になるようにエチルセロソルブで希釈した。
この希釈樹脂９１ｇと、青色顔料ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ（ＢＡＳＦ社製）０．８ｇ、紫色顔料リオノゲンバイオレットＲＬ（東洋インキ社製）０．１ｇと分散剤０．９ｇを添加して、ビーズミル分散機で冷却しながら３時間分散した。
溶剤としてエチルセロソルブで粘度が５ｃｐ以下になるように希釈し、よく攪拌して青インクを調製した。
【００６０】
（カラーフィルタの作製）
受像層の形成されたガラス基板上に、上記に示す方法で調製した赤、緑、青の顔料分散インクをインクジェット装置を用い、パターンを形成し２３０℃で１時間の熱処理を行ってパターン状着色層を得た。
このようにして作製したカラーフィルタを光学顕微鏡により観察したところ、各画素の混色はなく、良好にパターンが形成されていた。
また、このカラーフィルタに、２６０℃で１時間の熱処理を行った前後での色変化を調査したところ、各画素とも色差（△Ｅａｂ）は、５以下と耐熱牲も問題はなかった。
また、このカラーフィルタを、５％ＮａＯＨ、５％硫酸、ＮＭＰの薬品に、３０分間浸漬した前後での色変化を調査したところ、各画素とも色差（△E a b ）は、５以下と耐薬品牲も良好であり、耐熱牲、耐薬品性ともに良好な信頼牲の高いカラーフィルタが作製できた。
【００６１】
本発明によるマトリックス状遮光層が形成されたカラーフィルタを用いた液晶表示装置は、ガラス側からの反射率が低いため、従来のブラックマトリクスが形成されたカラーフィルタを用いた液晶表示装置に比べ、外光において反射、及び映り込みがなく、さらに表示コントラストが良好なものとなった。
また、得られたカラーフィルタ上に、低温スパッタ法により、膜厚１５００Åの透明導電膜を設け、ついでポリイミドを透明導電膜の上に４００Åの膜厚で形成し、ラビング処理を行った。
その後、薄膜トランジスタが形成された対向電極とシール剤で張り合わせることによって液晶セルを組み立てた。電極間に液晶を注入しカラー液晶表示装置を作製した。
得られたカラー液晶表示装置は、画素の白抜け、混色等の発生がなく、表示品質は良好なものであった。
【００６２】
＜実施例２＞
（遮光層用の感光性着色組成物の調製）
アクリル樹脂（メタクリル酸２０重量部、ヒドロキシエチルメタクリレート１５重量部、メチルメタクリレート１０重量部、ブチルメタクリレート５５重量部をエチルセロソルブ３００重量部に溶解し、窒素雰囲気下でアゾビスニトリル０．７５重量部を加えて、７０℃、５時間反応させ得られたアクリル樹脂）を、樹脂濃度２０重量％になるようにエチルセロソルブで希釈した。
【００６３】
この希釈樹脂７８ｇと、黄色顔料パリオトールイエローＬ１８２０（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｙｅｌｌｏｗ  １３９：ＢＡＳＦ社製）６．１ｇ、赤色顔料クロモフタルレッドＡ２Ｂ（Ｃ，Ｉ，Ｐｉｇ  Ｒｅｄ１７７  ６５３００：チバガイギー社製）６．１ｇ、青色顔料ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ（ＢＡＳＦ社製）７．７ｇ、カーボンブラック２．１ｇと分散剤２．２ｇを添加して、ビーズミル分散機で冷却しながら３時間分散した。
この着色樹脂１０２．２ｇに対し、光重合性モノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート３．９ｇと、光重合開始剤としてピペロニル−ｓ−トリアジン０．８ｇを添加し、溶剤としてエチルセロソルブで固形分７重量％になるように希釈し、よく攪拌して遮光層形成用の感光性着色組成物を調製した。
【００６４】
（マトリックス状遮光層の作製）
この遮光層形成用の感光性着色組成物をガラス基板に塗布し、厚さ０．１５μｍの塗膜を得た。
得られたマトリックス状遮光層のガラス面からの反射率を分光測光装置ＡＨ−ＳＲＫ／ＳＴＫ（オリンパス光学工業株式会社製）で測定したところ、１．０９％と低反射率であった。
マトリックス状遮光層の膜厚を膜厚測定装置Ｄｅｋｔａｋ３０３０（日本真空技術株式会社製）で測定したところ、０．３μｍ、光学濃度（ＯＤ）を濃度計マクベス（Ｋｏｌｌｍｏｒｇｅｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製）で測定したところ４であり、マトリックス状遮光層は低反射で高濃度であることが分かった。
【００６５】
（受像層の作製）
次に、シリカ５ｇ及びポリビニールアルコール２０ｇ、水７５ｇを加えて、攪拌し、エマルジョン化したものをガラス基板上に塗布し、受像層とした。
【００６６】
（カラーフィルタの作製）
受像層の形成されたガラス基板上に、実施例１と同一の赤、緑、青の顔料分散インクをインクジェット装置を用い、パターンを形成し２３０℃で１時間の熱処理を行ってパターン状着色層を得た。
このようにして作製したカラーフィルタを光学顕微鏡により観察したところ、各画素の混色はなく、良好にパターンが形成されていた。
また、このカラーフィルタに、２６０℃で１時間の熱処理を行った前後での色変化を調査したところ、各画素とも色差（△Ｅａｂ）は、５以下と耐熱牲も問題はなかった。
また、このカラーフィルタを、５％ＮａＯＨ、５％硫酸、ＮＭＰの薬品に、３０分間浸漬した前後での色変化を調査したところ、各画素とも色差（△E a b ）は、５以下と耐薬品牲も良好であり、耐熱牲、耐薬品性ともに良好な信頼牲の高いカラーフィルタが作製できた。
【００６７】
本発明によるマトリックス状遮光層が形成されたカラーフィルタを用いた液晶表示装置は、ガラス側からの反射率が低いため、従来のブラックマトリクスが形成されたカラーフィルタを用いた液晶表示装置に比べ、外光において反射、及び映り込みがなく、さらに表示コントラストが良好なものとなった。
また、得られたカラーフィルタ上に、低温スパッタ法により、膜厚１５００Åの透明導電膜を設け、ついでポリイミドを透明導電膜の上に４００Åの膜厚で形成し、ラビング処理を行った。
その後、薄膜トランジスタが形成された対向電極とシール剤で張り合わせることによって液晶セルを組み立てた。電極間に液晶を注入しカラー液晶表示装置を作製した。
得られたカラー液晶表示装置は、画素の白抜け、混色等の発生がなく、表示品質は良好なものであった。
【００６８】
＜比較例１＞
ガラス基板上に、スパッタ法により形成されたクロム膜上に、感光牲レジストを塗布し、所望のパターンを有するマスクを用いて、露光・現像を行った。
次に、硝酸第２セリウムアンモニウムを主成分としたエッチング液を用いて上記クロム膜をエッチングし、水洗後、レジスト剥離液を用いて、感光性レジストを剥離し、マトリックス状遮光層を得た。
このマトリックス状遮光層が形成されたガラス基板上に、受像層を形成せず、実施例１で調製した赤、緑、青の顔料分散インクを用いパターン状着色層を形成した。その後、２３０℃で１時間の熱処理を行って膜を硬化させた。
このようにして作製したカラーフィルタを光学顕微鏡により観察したところ、各画素が重なり混色し、また、画素の一部分が色抜けし、良好にパターン状着色層は形成されなかった。
【００６９】
＜比較例２＞
実施例１同様、希釈されたアクリル樹脂７８ｇと、カーボンブラック２２ｇと分散剤２．２ｇを分散機で分散した。
この着色樹脂１０２．２ｇに対し、実施例１同様に、光重合性モノマーとしてトリメチロールプロパントリアクリレート３．３ｇと、光重合開始割としてピペロニル−ｓ−トリアジン０．８ｇを添加し、溶剤としてエチルセロソルブで固形分７重量％になるように希釈し、よく攪拌して遮光層形成用の感光性着色組成物を調製した。
この遮光層形成用の感光牲着色組成物を用い、透明なガラス基板に実施例１と同様にして遮光層を形成した。
【００７０】
次に、この遮光層の上に、実施例１と同様なメッキ工程を行い、金属ニッケル膜と遮光層とで構成される遮光層を形成した。
続いて、受像層を形成し、その後、インクジェット方式により、パターン状着色層を作製した。
しかし、比較例２で作製したマトリックス状遮光層ガラス面からの反射率を分光測光装置ＡＨ２−ＳＲＫ／ＳＴＫ（オリンパス光学工業株式会社製）で測定したところ、７％と反射率が高いものであった。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【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断面図である。
【図２】（イ）〜（ハ）は、本発明による表示装置用カラーフィルタの製造工程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７２】
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
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】
2006139305.tif 000007
【図２】
2006139305.tif 000008