(57)【要約】【課題】撥水性物質を含有させてブラックマトリックスを形成する方法では、ブラックマトリックス側面で着色インクがはじかれ、画素の平滑性が著しく悪くなる。画素の平滑性をよくすること。【解決手段】１）支持部材４に、隔壁層３を形成し、凸部を有する剥離部材５により隔壁層をネガパターン状に剥離除去し、隔壁開口部９を有する隔壁６を形成する隔壁形成工程と、２）隔壁開口部にインクジェット方式により、着色インクを吐出して着色層１１を設け、着色パターンを形成する着色パターン形成工程と、３）隔壁と着色パターンとを透明基板７上に転写する転写工程を有すること。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルタの製造方法において、少なくとも、
１）支持部材に、隔壁インクからなる所定の膜厚の隔壁層を形成した後、所望のパターンのネガパターンである凸部を有する剥離部材により前記隔壁層から隔壁層をネガパターン状に剥離除去し、前記支持部材上に所望のパターンの隔壁開口部を有する隔壁を形成する隔壁形成工程と、
２）前記支持部材上の隔壁開口部にインクジェット方式により、着色インクを吐出して着色層を設け、着色パターンを形成する着色パターン形成工程と、
３）前記支持部材上の前記隔壁と前記着色パターンとを透明基板上に転写する転写工程、を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記隔壁層には、黒色顔料が含まれることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項３】
前記隔壁層には、撥インク剤が含まれることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
前記隔壁層の最表面の前記着色インクに対する接触角が、１５°〜４０°の範囲であることを特徴とする請求項１、２、又は３に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項５】
前記支持部材は、表面が樹脂薄膜で被覆されていることを特徴とする請求項１、２、３、又は４に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項６】
前記支持部材表面の前記隔壁インクに対する接触角が、１０°以下であることを特徴とする請求項１、２、３、４、又は５に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項７】
前記支持部材が、金属ロールからなることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、又は６に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のカラーフィルタの製造方法により製造されたことを特徴とするカラーフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー表示装置等に用いられるカラーフィルタの製造方法と、この製造方法より得られたカラーフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カラー液晶ディスプレイ等のカラー表示装置に使用されるカラーフィルタは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色をカラーフィルタ構成色とし、これらの三色の着色層とブラックマトリックス（遮光パターン）の黒の着色層を透明基板、例えば、ガラス基板上に設けることで構成されている。そして、このカラーフィルタを形成するに際しては、着色層をフォトリソグラフィを用いた染色方法や顔料分散法で形成したり、印刷手法の一つである転写方法によって形成することが提案されている。
【０００３】
また、近年、カラーフィルタの作製方法として、インクジェット方式が提案されている。このインクジェット方式を用いたカラーフィルタの製造方法としては、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等に記載されている方法が挙げられる。
特許文献１には、ガラス基板上の所望する着色領域外への着色インクの広がりを防止するため、予めブラックマトリックスに撥インク成分としてフッ素系撥水・撥油剤を含有させてパターン形成することによって、着色領域内のみに着色インクを定着させることが記載されている。
また、特許文献２、特許文献３には、撥インク成分として含フッ素化合物及び／または含ケイ素化合物を含有するブラックマトリックスを、着色層の形成工程におけるインクにじみ、混色を防止するための仕切り壁とすることが記載されている。
【特許文献１】特開平６−３４７６３７号公報
【特許文献２】特開平７−３５９１５号公報
【特許文献３】特開平７−３５９１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した混色を防止する為に撥水性物質を含有させてブラックマトリックスを形成する方法においては、ブラックマトリックス全体が撥インク機能を持つ為に、ブラックマトリックス側面で着色インクがはじかれ、画素の平滑性が著しく悪くなり、色ムラ及び色抜け（白抜け）等が生じ易いという製造上及び特性上の不具合があった。本発明は、上記事情に鑑み、画素の平滑性をよくすることを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、カラーフィルタの製造方法において、少なくとも、
１）支持部材に、隔壁インクからなる所定の膜厚の隔壁層を形成した後、所望のパターンのネガパターンである凸部を有する剥離部材により前記隔壁層から隔壁層をネガパターン状に剥離除去し、前記支持部材上に所望のパターンの隔壁開口部を有する隔壁を形成する隔壁形成工程と、
２）前記支持部材上の隔壁開口部にインクジェット方式により、着色インクを吐出して着色層を設け、着色パターンを形成する着色パターン形成工程と、
３）前記支持部材上の前記隔壁と前記着色パターンとを透明基板上に転写する転写工程、を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【０００６】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタの製造方法において、前記隔壁層には、黒色顔料が含まれることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【０００７】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタの製造方法において、前記隔壁層には、撥インク剤が含まれることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【０００８】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタの製造方法において、前記隔壁層の最表面の前記着色インクに対する接触角が、１５°〜４０°の範囲であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【０００９】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタの製造方法において、前記支持部材は、表面が樹脂薄膜で被覆されていることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００１０】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタの製造方法において、前記支持部材表面の前記隔壁インクに対する接触角が、１０°以下であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００１１】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタの製造方法において、前記支持部材が、金属ロールからなることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００１２】
また、本発明は、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のカラーフィルタの製造方法により製造されたことを特徴とするカラーフィルタである。
【発明の効果】
【００１３】
（請求項１の効果）
本発明の製造方法によれば、ネガパターンの凸部を有する剥離部材を用いて、予め開口部を有する隔壁を透明基板に形成するので、その転写の利点を生かした平滑な着色層（画素）と高精度で精細なパターンの隔壁とが透明基板に形成され、高精度のブラックマトリクスを有し、かつ色特性の優れたカラーフィルタが得られる。特に平滑化された画素とすることができる。
【００１４】
（請求項２の効果）
また、本発明の製造方法において、隔壁層には、黒色顔料が含まれるものとすることで、隔壁がブラックマトリックスとなる。
【００１５】
（請求項３の効果）
また、本発明の製造方法において、隔壁層には、撥インク成分が含まれるようにすれば、インクジェット方式により中央部が隔壁の高さより厚盛りで供給されたインクが、隣の隔壁開口部側に流れ込むことがより確実に防止される。
【００１６】
（請求項４の効果）
また、本発明の製造方法において、隔壁層の最表面の前記着色インクに対する接触角を１５°〜４０°とすれば、インクジェット方式により中央部が隔壁の高さより厚盛りで供給されたインクが、隣の隔壁開口部側に流れ込むことがより確実に防止される。
【００１７】
（請求項５の効果）
また、本発明の製造方法において、支持部材は表面が樹脂薄膜で被覆されているようにすれば、その支持部材表面での隔壁インクの盛りが安定し、隔壁層の層厚が処理を要すること無くその支持部材表面で一定になる。
【００１８】
（請求項６の効果）
また、本発明の製造方法において、支持部材表面の前記隔壁インクに対する接触角が１０°以下にすれば、その支持部材表面での隔壁インクの盛りが安定し、隔壁層の層厚が処理を要すること無くその支持部材表面で一定になる。
【００１９】
（請求項７の効果）
また、本発明の製造方法において、支持部材が金属ロールからなるものとすれば、支持部材の強度が高められて剥離部材との剥離除去に際して適正に隔壁インクの除去が行われるようになる。
【００２０】
（請求項８の効果）
また、本発明のカラーフィルタの製造方法を用いることにより、高精度で精細な画素を有したカラーフィルタが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態を図面を用いて説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。
（製造装置）
図１は、本発明において用いるカラーフィルタ製造装置１の一例を示したものである。このカラーフィルタ製造装置１は、隔壁インクを定量塗布できる塗布ユニット２、塗布ユニット２から隔壁インクの塗布を受けて隔壁層３を支持する支持部材４、支持部材４上の隔壁層３から不要な部分を取り除く剥離部材５、隔壁開口部９にインクを吐出するインクジェットユニット１０、支持部材４上の隔壁６と着色層１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂが転写される透明基板７を支持する固定ユニット８から構成されている。
【００２２】
（製造方法）
上記カラーフィルタ製造装置１によりカラーフィルタを製造する方法を説明する。先ず、図１及び図２（イ）に示すように、支持部材４の回転によって塗布ユニット２から隔壁インクの塗布を受け、その表面上に隔壁層３を形成した後、支持部材４は剥離部材５側に移動する。図２（ロ）に示すように、この剥離部材５を用いて、隔壁層３の不要部分（隔壁パターンのネガパターン）を剥離除去し、支持部材４上に所望のパターン状に隔壁層３を残存形成させた隔壁６を得る（隔壁形成工程）。
【００２３】
次に、支持部材４は、図１に示す、インクジェットユニット１０側に移動する。図２（ハ）に示すように、インクジェットユニットは、支持部材４上の隔壁６で分けられた隔壁開口部９に、各々対応するカラーフィルタ構成色（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ））の着色インクを吐出する。着色インクの溶剤を蒸発させ、着色層１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂを形成する（着色パターン形成工程）。
【００２４】
次に、隔壁着色層を有した支持部材４は、図１に示す、固定ユニット８に移動する。図２（ニ）に示すように、支持部材４は、透明基板７上に隔壁６と着色層１１を転写する（転写工程）。
隔壁自体も後述のように黒色顔料を有するものでブラックマトリクスとして形成されているものであり、このようにして、各隔壁開口部９に、その隔壁開口部に対応するカラーフィルタ構成色の着色層１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂを形成することで、カラーフィルタ構成色それぞれの着色パターンを組み合わせてなるカラーフィルタが得られる。
【００２５】
上記カラーフィルタ製造装置１において支持部材４は金属ロールから構成されている。また、支持部材４表面は樹脂薄膜１２で被覆されている。前記樹脂薄膜は、隔壁インクの
塗布性の優れる材料が良く、樹脂薄膜表面の隔壁インクに対する接触角が１０°以下であることが好ましい。接触角が１０°以上の場合、樹脂薄膜表面で隔壁インクのハジキが発生しやすく、均一な塗膜を得ることが出来ない。
【００２６】
樹脂薄膜の材料には、隔壁インクとの組み合せで好適に選択され、高分子フィルムやゴムのようにある程度の柔軟性を有する材料で構成されることが好ましく、例えば、フッ素樹脂、ポリビニルアルコール、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリエーテルスルホン、シリコーン系エラストマー、フッ素系エラストマー、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴムまたはこれらの混合物あるいは積層物などが挙げられる。
【００２７】
塗布ユニット２には、スリットコーター、ダイコーター等公知の塗布装置を使用することができる。
【００２８】
本発明において剥離部材５には、平板状あるいはロール状の金属版、ガラス版、樹脂版など使用することができる。剥離部材５には凸部５ａが所望のパターンのネガパターンになるように加工され、この凸部に５aに支持部材４の隔壁層３を接しさせ、回転により離れる時点でネガパターンの不要部分が凸部５ａにて除去される。
【００２９】
本発明の透明基板７には、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板等が使用できる。
【００３０】
本発明における隔壁インクには、樹脂、溶媒、分散材を主成分とする樹脂組成物が用いられる。隔壁インクの材料の樹脂には、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適宜選択される。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。
隔壁インクの材料の溶媒としては、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。
【００３１】
隔壁インクの材料の分散剤としては、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。
【００３２】
本発明の隔壁は、遮光性であることが好ましい。遮光性の隔壁を形成する場合には、前記樹脂組成物に黒色遮光材を混合すれば良い。黒色遮光材としては、黒色顔料、黒色染料、無機材料などであり、有機顔料、カーボンブラック、アニリンブラック、黒鉛、酸化チタン、鉄黒などを混合して用いられるものである。
【００３３】
本発明の隔壁の、最表面は着色インクに対して撥インクであることが好ましい。撥インク性の隔壁を形成する場合には、前記樹脂組成物に撥インク剤を混合すれば良い。撥インク剤には、隔壁インクの材料に含まれる樹脂と親和性の少ないケイ素または／およびフッ素の原子を含む材料が好ましい。撥インク剤の具体的な例としては、主鎖または側鎖に有機シリコーンを有するもので、シロキサン成分を含むシリコーン樹脂やシリコーンゴム、この他にはフッ化ビニリデン、フッ化ビニル、三フッ化エチレン等や、これらの共重合体等のフッ素樹脂などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。なお、黒色遮光剤と撥インク剤を混合しても良い。
また、隔壁と着色層が透明基板に転写される直前には、溶剤が揮発し、半硬化しているようにする。
【００３４】
隔壁開口部へインクジェット法により着色インクを吐出した際に、隣接する着色インクへの混色を減少させ、さらには着色層の白抜けあるいは色ムラを減少させる為には、以下のような特性を持つ撥インク性の隔壁を形成する。
すなわち、撥インク性の隔壁と着色インクの接触角が１５°〜４０°の範囲であるようにすることが好ましい。接触角が１５°以下の場合、隣接する着色層への混色が起こりやすくなり、歩留まり減少の原因となる。接触角が４０°以上の場合、着色層が凸状になり、着色層の白抜けあるいは色ムラが発生する。
【００３５】
上記着色インクの材料は、着色顔料、樹脂、分散剤、溶媒などで構成される。
着色剤として使用する顔料の具体例としては、ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ９、１９、３８、４３、９７、１２２、１２３、１４４、１４９、１６６、１６８、１７７、１７９、１８０、１９２、２１５、２１６、２０８、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５、１５：６、１６、２２、２９、６０、６４、ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ７、３６、ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ２０、２４、８６、８１、８３、９３、１０８、１０９、１１０、１１７、１２５、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５３、１５４、１６６、１６８、１８５、ＰｉｇｍｅｎｔＯｒａｎｇｅ３６、ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ２３などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。さらに、これらは要望の色相を得るために２種類以上を混合して用いても構わない。
【００３６】
着色インクに使用する溶剤種としては、インクジェット方式における適性の表面張力範囲４０ｍＮ／ｍ以下で、且つ、沸点が１３０℃以上のものが好ましい。
表面張力が４０ｍＮ／ｍ以上であると、インクジェット吐出時のドット形状の安定性に著しい悪影響を及ぼし、また、沸点が１３０℃以下であるとノズル近傍での乾燥性が著しく高くなり、その結果、ノズル詰まり等の不良発生を招くので好ましくない。
【００３７】
具体的には、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノール、２−エトキシエチルアセテート、２−ブトキシエチルアセテート、２−メトキシエチルアセテート、２−エトキシエチルエーテル、２−（２−エトキシエトキシ）エタノール、２−（２−ブトキシエトキシ）エタノール、２−（２−エトキシエトキシ）エチルアセテート、２−（２−ブトキシエトキシ）エチルアセテート、２−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、上記要件を満たす溶剤なら用いることができる。また、必要に応じて２種類以上の溶剤を混合して用いても構わない。
【００３８】
本発明の着色インクの樹脂には、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。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。
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。
【００３９】
着色インクを供給するインクジェット装置としては、インク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６０〜５００個組み込んだ装置が好適である。
【実施例１】
【００４０】
以下に本発明の実施例を具体的に説明する。
（隔壁の作製）
隔壁として、１層で撥インク性の遮光性隔壁を形成した。ポリイミド前駆体（東レ（株）製：「セミコファインＳＰ−５１０）１０重量部、カーボンブラック７．５重量部、ＮＭＰ１３０重量部、分散剤（銅フタロシアニン誘導体）５重量部、及び撥インク剤（ポリアルキルシロキサン）０．５重量部をビーズミル分散機で冷却しながら３時間分散し隔壁インクを調製した。
【００４１】
支持部材には、表面にポリビニルアルコールを被覆した金属ロールを使用した。剥離部材には、表面を所定の凹凸に加工した平板状ガラスを使用した。隔壁インクを支持部材上にスリットコーター法により塗布した後、剥離部材によって不要部分を除去し、支持部材上に隔壁を形成した。
前記隔壁表面の着色インクに対する接触角を測定したところ、３０°であり、前記隔壁表面が着色インクに対して、撥インク性が有ることを確認した。また、前記隔壁のOD値は3であり、充分に遮光性があり、ブラックマトリックスとして使用できることを確認した。
【００４２】
（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、ヒドロキシエチルメタクリレート１５部を乳酸ブチル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共重合樹脂を得た。得られたアクリル共重合樹脂を樹脂濃度が10％になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈しアクリル共重合樹脂の希釈液とした。この希釈液８０．１ｇに対し顔料１９．０ｇ、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。この各着色ワニスをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで顔料濃度が１２〜１５％、粘度が１５ｃｐｓになるように調整しＲ、Ｇ、Ｂ着色インクを得た。
【００４３】
（着色パターンの作製）
前記支持部材上の隔壁開口部に、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の着色インクを使用し、１２ｐｌ、１８０ｄｐｉヘッドを搭載したインクジェット印刷装置により、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）各々の着色層１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを形成した。
【００４４】
（カラーフィルタの作製）
支持部材に残った隔壁と着色層とを無アルカリガラス（コーニング社製、品番１７３７）上に転写した。次いで、オーブンで２３０℃１時間ベークを行い、カラーフィルタを形成した。
このようにして得られたカラーフィルタは、平滑性が良く、画素内の△Ｅａｂ＜１と色ムラの少ない良好なカラーフィルタであった。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のカラーフィルタの製造装置を示す説明図である。
【図２】本発明のカラーフィルタの製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…カラーフィルタ製造装置
２…塗布ユニット
３…隔壁層
４…支持部材
５…剥離部材
６…隔壁
７…透明基板
８…固定ユニット
９…隔壁開口部
１０…インクジェットユニット
１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ…着色層
１２…樹脂薄膜
【図１】
2006154396.tif 000003
【図２】
2006154396.tif 000004