(57)【要約】【課題】  印刷法における位置合せの裕度を広げ、段差又は隙間といった印刷不良を低減することが可能なカラーフィルタの製造方法を提供すること。【解決手段】  基板上にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色の着色画素パターンとブラックマトリクスとを有するカラーフィルタの製造方法において、（ｉ）（ｉａ）塗布層形成用基材の上に着色樹脂組成物を塗布して塗布層を形成する工程と、（ｉｂ）上記塗布層に所定のパターンを有する凸版を押圧して上記凸版の凸部表面に上記塗布層の接触部分を転写し除去する工程と、（ｉｃ）上記工程（ｉｂ）の後に上記塗布層形成用基材の上に残った塗布層を基板に転写する工程とを有する凸版反転オフセット印刷法を各色毎に適用することによって、基板上に各色の着色画素パターンを形成した後に、次いで（ii）上記基板上の上記着色画素パターン以外の領域に黒色樹脂組成物からなるブラックマトリクスを自己整合的に形成する。【選択図】        図１
2006337952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色の着色画素パターンとブラックマトリクスとを有するカラーフィルタの製造方法であって、
（ｉ）（ｉａ）塗布層形成用基材の上に着色樹脂組成物を塗布して塗布層を形成する工程と、（ｉｂ）前記塗布層に所定のパターンを有する凸版を押圧して前記凸版の凸部表面に前記塗布層の接触部分を転写し除去する工程と、（ｉｃ）前記工程（ｉｂ）の後に前記塗布層形成用基材の上に残った塗布層を基板に転写する工程とを有する凸版反転オフセット印刷法を各色毎に適用することによって、基板上に各色の着色画素パターンを形成する工程と、次いで
（ii）前記基板上の前記着色画素パターン以外の領域に黒色樹脂組成物からなるブラックマトリクスを自己整合的に形成する工程と
を有することを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記ブラックマトリクスを、前記基板上の前記着色画素パターン以外の領域に、前記着色画素パターンを土手材としてインクジェット印刷法を用い黒色樹脂組成物を塗布することによって形成することを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記ブラックマトリクスを、（iiａ）前記着色画素パターンが形成された基板の表面に、感光性黒色樹脂組成物を塗布し、（iiｂ）前記基板の裏面から活性光線を照射して前記感光性黒色樹脂組成物を硬化させ、（iiｃ）現像により前記着色画素パターン上の未硬化の感光性黒色樹脂組成物を除去することによって形成することを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタの製造方法に関し、特に、基板上に複数の着色画素パターンとブラックマトリクスとを有するカラーフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示デバイス、センサー及び色分解デバイス等の分野では、カラー表示化が進み、カラーフィルタが多用されている。カラーフィルタの製造方法として、従来から染色法が知られている。染色法では、基板上に染色可能な樹脂（例えば、天然のゼラチン又はカゼイン）を塗布し、次いでパターニングして所望の画素パターンを形成し、その画素パターンを主に染料を用いて染色することによって、着色画素パターンを形成する。しかし、このような染色法によって製造されたカラーフィルタは、製造時に使用可能な材料が制約されるために、耐熱性及び耐光性に劣る傾向がある。そこで、近年、顔料を分散させた感光材料を用いる方法（顔料分散法）が注目され、様々な検討が行われている。顔料分散法では、基板上に顔料を分散させた感光材料（レジスト）を塗布した後に、フォトリソ法に従い露光および現像を行うことによって、着色画素パターンを形成する。顔料分散法は染色法と比較してより簡便であり、さらに製造されたカラーフィルタは耐熱性及び耐光性に優れ安定であり、長寿命となるため好ましい。
【０００３】
しかし、フォトリソ法を伴う顔料分散法を適用して、大画面のカラーフィルタを製造することには限界がある。例えば、１ｍ角以上の大型の基板にレジストを塗布する場合には、スピンコータによる塗布が困難となるため、通常はスリットコータ等の塗布装置が用いられることになる。しかし、スリットコータによる塗布は、塗膜の均一性を確保することが難しい傾向がある。特に、着色画素パターンに加えて、樹脂又は薄膜金属からなる遮光性のブラックマトリクスを有するカラーフィルタを製造する場合には、ブラックマトリクスを形成した後に、着色画素パターンを形成することになる。すなわち、段差のある基板面にレジストを塗布することになるため、着色画素パターンの塗膜の均一性を確保することが難しい。また、フォトリソ法では、露光機および現像装置といった高価な設備が必要となる。特に、大画面のカラーフィルタを製造する場合には、大型の露光機、現像装置、ベーク炉、およびこれら各セクションを設置する大型のクリーンルームが必要となり、設備投資は巨額となる。したがって、フォトリソ法以外の安価な方法を用いて、大画面かつ高品質のカラーフィルタを実現することが望まれている。
【０００４】
カラーフィルタの製造に適用可能なフォトリソ法以外の方法として、印刷法および電着法が知られている。中でも、印刷法は、安価であり、塗布膜形成と画素パターン形成とを同時に実施できる点で好ましい。しかし、印刷法によって平滑で高精細なパターン寸法および形状を有するカラーフィルタを実現することは困難であるため、様々な改良が検討されている。例えば、特許文献１および２では、オフセット印刷法を適用することによって高精細で平滑な画像が得られることを開示している。
【特許文献１】特開平１１−５８９２１号公報
【特許文献２】特開２０００−２８９３２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１および２に記載のオフセット印刷法に従い、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の着色画素パターンの３色同時印刷、又はそれら着色画素パターンと遮光膜（ブラックマトリクス）との４色同時印刷を行うことによって、カラーフィルタ製造におけるコスト削減効果が期待できる。同時印刷によってカラーフィルタを製造するためには、基板への印刷に先立ち、版面において着色画素パターン同士の位置合せ、さらにそれらパターンとブラックマトリクスとの位置合せを正確に行わなければならない。しかし、版面における位置合せを正確に行うことは難しく、特に、着色画素パターンとブラックマトリクスとの正確な位置合せには高度な技術が必要となる。位置合せが適切でなければ、カラーフィルタに重ね塗りによる段差、又は光漏れの原因となる隙間が生じるため、高品質のカラーフィルタを製造することは困難である。そのため、大画面かつ高品質のカラーフィルタを低コストで実現することが可能な、より簡便な方法が望まれている。
【０００６】
したがって、本発明は、上述の状況に鑑みて、印刷法における位置合せの裕度を広げ、段差又は隙間といった印刷不良を低減することが可能なカラーフィルタの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、印刷法を用いて着色画素パターンを形成した後に、自己整合的にブラックマトリクスを形成することによって、着色画素パターンとブラックマトリクスとの厳密な位置合せが不要となり、また段差および隙間といった印刷不良が低減された高品質のカラーフィルタが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明は以下のとおりである。
【０００８】
本発明によるカラーフィルタの製造方法は、基板上にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色の着色画素パターンとブラックマトリクスとを有するカラーフィルタの製造に向けたものであって、（ｉ）（ｉａ）塗布層形成用基材の上に着色樹脂組成物を塗布して塗布層を形成する工程と、（ｉｂ）上記塗布層に所定のパターンを有する凸版を押圧して上記凸版の凸部表面に上記塗布層の接触部分を転写し除去する工程と、（ｉｃ）上記工程（ｉｂ）の後に上記塗布層形成用基材の上に残った塗布層を基板に転写する工程とを有する凸版反転オフセット印刷法を各色毎に適用することによって、基板上に各色の着色画素パターンを形成する工程と、次いで（ii）上記基板上の上記着色画素パターン以外の領域に黒色樹脂組成物からなるブラックマトリクスを自己整合的に形成する工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
ここで、ブラックマトリクスは、上記基板上の上記着色画素パターン以外の領域に、上記着色画素パターンを土手材としてインクジェット印刷法を用い、黒色樹脂組成物を塗布することによって形成することが好ましい。別法として、ブラックマトリクスは、（iiａ）上記着色画素パターンが形成された基板の表面に、感光性黒色樹脂組成物を塗布し、（iiｂ）上記基板の裏面から活性光線を照射して上記感光性黒色樹脂組成物を硬化させ、（iiｃ）現像により上記着色画素パターン上の未硬化の感光性黒色樹脂組成物を除去することによって形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のカラーフィルタの製造方法によれば、印刷時の位置合せの裕度が広がるため、段差および隙間といった不具合の少ない高品質のカラーフィルタを歩留まり良く提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の詳細を説明する。本発明は、基板上にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色の着色画素パターンとブラックマトリクスとを有するカラーフィルタの製造方法に向けたものであり、（ｉ）凸版反転オフセット印刷法を各色毎に適用することによって、基板上に各色の着色画素パターンを形成する工程と、次いで（ii）上記基板上の上記着色画素パターン以外の領域に黒色樹脂組成物からなるブラックマトリクスを自己整合的に形成する工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
上記工程（ｉ）で適用する凸版反転オフセット印刷法の一例を図１に沿って説明する。凸版反転オフセット印刷法は、代表的に、（ｉａ）塗布層形成用基材１０の上に着色樹脂組成物２０を塗布して塗布層２０ａを形成する工程と、（ｉｂ）上記塗布層２０ａに所定のパターンを有する凸版３０を押圧して、上記凸版３０の凸部３０ａ表面に上記塗布層の接触部分２０ｂを転写し除去する工程と、（ｉｃ）上記工程（ｉｂ）の後に上記塗布層形成用基材１０の上に残った塗布層２０ｃをカラーフィルタ用の基板４０に転写する工程とを有する。このような工程によって、最初に、図２（ａ）に示すような１色目（Ｒ）の着色画素パターン２０ｃ’が基板４０上に形成される。本発明では、上記工程（ｉｃ）による転写の位置を各色毎にずらして、上記凸版反転オフセット印刷を各色毎に繰り返す。１色目（例えば、Ｒ）の着色画素パターンを形成した後に、引き続き上記工程（ｉａ）〜（ｉｃ）を繰り返し、２色目、３色目（例えば、Ｇ、Ｂ）の着色画素パターンの転写を行うことによって、最終的に、図２（ｂ）に示すような３色（ＲＧＢ）の着色画素パターンが得られる。
【００１３】
上記工程（ｉａ）で使用可能な塗布層形成基材１０は、特に限定されるものではないが、除去又は転写工程での塗布層の離型性を考慮して、表面に、例えば、シリコーンゴム等のシリコーン樹脂面、又は離型性付与処理を施したＰＥＴフィルムを有するものが好ましい。基材の形状は、特に限定されるものではなく、ロール形状であっても、スタンプ形状であってもよい。図１では、塗布層形成基材の代表例として、主胴表面にオフセット用ブランケットを設けた場合を示した。
【００１４】
上記工程（ｉａ）において、塗布層形成基材上への着色樹脂組成物の塗布は、特に限定されるものではなく、周知の技術を適用することが可能である。例えば、キャピラリーコータ塗布、ダイコータ塗布、ロールコータ塗布、スピンコータ塗布、スプレー塗布、ディップコータ塗布、カーテンフローコータ塗布、ワイヤバーコータ塗布、グラビアコータ塗布、エアナイフコータ塗布等の技術によって、液状の着色樹脂組成物を基材上に直接塗布する方法がある。また、別法として、液状の着色樹脂組成物をいったん仮支持体に塗布した後に、塗布層形成基材上に転写する方法もある。仮支持体には、離型性を有するか、あるいは離型性付与処理を施したＰＥＴフィルム、又は上記塗布層形成基材と同様の部材を用いることが可能である。
【００１５】
本発明で使用可能な着色樹脂組成物は、特に制限されるものではないが、例えば、顔料分散法で通常使用される有機又は無機の顔料を樹脂に分散させることによって調製することが可能である。色表現性の観点から、有機顔料を使用することが好ましい。有機顔料としては、例えば、アゾ系、フタロシアニン系、インジゴ系、アントラキノン系、ペリレン系、キナクリドン系、メチン・アゾメチン系、イソインドリノン系の化合物が挙げられる。なお、カラーフィルタを構成するＲＧＢの各着色画素パターンを得るために、着色樹脂組成物には、それぞれ赤、緑、青色の適切な色味を付与することが可能な顔料を選択して使用する。
【００１６】
赤色の着色樹脂組成物は、単一の赤色顔料系を用いるか、又は赤色顔料系と黄色顔料系を混合して用いて調色することが可能である。赤色顔料系としては、例えば、カラーインデックス名で、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド９、１２３、１５５、１６８、１７７、１８０、２１７、２２０、２２４、２５４が挙げられる。黄色顔料系としては、例えば、カラーインデックス名で、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、２０、２４、８３、９３、１０９、１１０、１１７、１２５、１２８、１２９、１３８、１３９、１４７、１５０、１５４、１８０、１８５が挙げられる。これらの赤色顔料系及び黄色顔料系は、それぞれ２種類以上を混合して使用することもできる。なお、赤色顔料系と黄色顔料系を混合して使用する場合には、黄色顔料系を、赤色顔料系と黄色顔料系の総量１００重量部に対して、６０重量部以下で使用することが好ましい。
【００１７】
緑色の着色樹脂組成物は、単一の緑色顔料系を用いるか、又は緑色顔料系と上記黄色顔料系を混合して用いて調色することが可能である。緑色顔料系としては、例えば、カラーインデックス名で、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、３６、３７が挙げられる。これらの緑色顔料系及び黄色顔料系は、それぞれ２種類以上を混合して使用することもできる。なお、緑色顔料系と黄色顔料系を混合して使用する場合には、黄色顔料系を、緑色顔料系と黄色顔料系の総量１００重量部に対して、５０重量部以下で用いることが好ましい。
【００１８】
青色の着色樹脂組成物は、単一の青色顔料系を用いるか、又は青色顔料系と紫色顔料系を混合して用いて調色することが可能である。青色顔料系としては、例えば、カラーインデックス名で、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、１５：３、１５：４、１５：６、２２、６０が挙げられる。紫色顔料系としては、例えば、カラーインデックス名で、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、２３、２９、３７、５０が挙げられる。これらの青色顔料系及び紫色顔料系は、それぞれ２種類以上を混合して使用することもできる。なお、青色顔料系と紫色顔料系を混合して使用する場合には、紫色顔料系を、青色顔料系と紫色顔料系の総量１００重量部に対して、５０重量部以下で用いることが好ましい。
【００１９】
着色樹脂組成物に使用可能な樹脂は、顔料の分散性に優れ、さらに成膜性、可視光透明性を有するものが好ましい。本発明で使用可能な好ましい樹脂として、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂、メラミン樹脂、およびウレタン樹脂といった熱硬化性樹脂は単独で使用できるが、他の樹脂を併用してもよい。また、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂といった熱可塑性樹脂を使用する場合には、多官能のアクリルモノマあるいは上記熱硬化性樹脂を併用することによって、着色樹脂組成物を熱硬化性とすることが好ましい。
【００２０】
特に限定されるものではないが、塗布層形成基材に対する成膜性及び顔料分散性の観点から、アクリル樹脂が特に好ましい。アクリル樹脂として、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、グリシジルメタクリレート、ビス・グリシジルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ベンジルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルメタクリレート、ヘキシルアクリレート、オクチルメタクリレート、オクチルアクリレート、および含リンメタクリレート等の（メタ）アクリル酸（アクリル酸及びメタクリル酸を意味する）エステルの単独重合体又は共重合体、あるいはそれら（メタ）アクリル酸エステルとスチレン、スチレン誘導体、又はその他の重合性モノマとの共重合体、  （メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、シトラコン酸、無水シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキルエステル等のカルボキシル基含有重合性モノマと（メタ）アクリル酸エステル、スチレン、スチレン誘導体、又はその他の重合性モノマとの共重合体等を使用することができる。
【００２１】
上記マレイン酸モノアルキルエステルとしては、アルキルの炭素数が１〜１２であるものが好ましい。具体的には、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノ−ｎ−プロピル、マレイン酸モノイソプロピル、マレイン酸モノ−ｎ−ブチル、マレイン酸モノ−ｎ−ヘキシル、マレイン酸モノ−ｎ−オクチル、マレイン酸モノ−２−エチルヘキシル、マレイン酸モノ−ｎ−ノニル、マレイン酸モノ−ｎ−ドデシル等が挙げられる。
【００２２】
上記シトラコン酸モノアルキルエステルとしては、アルキルの炭素数が１〜１２であるものが好ましい。具体的には、シトラコン酸モノメチル、シトラコン酸モノエチル、シトラコン酸モノ−ｎ−プロピル、シトラコン酸モノイソプロピル、シトラコン酸モノ−ｎ−ブチル、シトラコン酸モノ−ｎ−ヘキシル、シトラコン酸モノ−ｎ−オクチル、シトラコン酸モノ−２−エチルヘキシル、シトラコン酸モノ−ｎ−ノニル、シトラコン酸モノ−ｎ−ドデシル等が挙げられる。
【００２３】
上記スチレン誘導体としては、例えば、α−メチルスチレン、ｍ−又はｐ−メトキシスチレン、ｐ−ヒドロキシスチレン、２−メトキシ−４−ヒドロキシスチレン、２−ヒドロキシ−４−メチルスチレンが挙げられる。
【００２４】
その他の重合性モノマとしては、例えば、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−２−メチルヘキシルマレイミド、Ｎ−２−エチルシクロヘキシルマレイミド、Ｎ−２−クロロシクロヘキシルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−２−メチルフェニルマレイミド、Ｎ−２−エチルフェニルマレイミド、Ｎ−２−クロロフェニルマレイミド、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、トリシクロ[５.２.１.０2,6]デカニル基を有する（メタ）アクリル酸エステルが挙げられる。
【００２５】
アクリル樹脂を用いて着色樹脂組成物を構成する場合には、アクリル樹脂の重量平均分子量は１,５００〜２００,０００の範囲内であることが好ましく、さらに５,０００〜１００,０００の範囲内であることが好ましく、特に１０,０００〜５０,０００の範囲内であることが好ましい。アクリル樹脂の重量平均分子量が１,５００以下の場合には、顔料分散性が低下する傾向がある。一方、重量平均分子量が２００,０００以上の場合には、着色樹脂組成物を塗布するためにそれらを溶剤に溶解して液状にする際に、溶剤に対する溶解性が低下する傾向がある。なお、本明細書で記載する用語「重量平均分子量」とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて換算した値である。
【００２６】
重量平均分子量が１,５００〜２００,０００のアクリル樹脂としては、（メタ）アクリル樹脂であって、具体的には、（Ｉ）２−ヒドロキシエチルメタクリレート及び（II）メタクリル酸またはメタクリル酸メチルの少なくとも２種のモノマ成分からなる樹脂か、他に（III）単位分子内に１以上のベンゼン環を有し共重合可能な（メタ）アクリルモノマを含む３種のモノマからなる樹脂が、顔料の分散安定性の点から好ましい。
【００２７】
また、着色樹脂組成物を構成する樹脂として熱可塑性のアクリル樹脂、ポリエステル樹脂を使用する場合には、他に光重合性不飽和結合を分子内に２個以上有する多官能モノマを含有させるか、熱硬化型のエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂等を併用することで熱硬化型の樹脂組成物とすることができる。さらに有機溶剤を含有させてインキ用組成物とすることが可能である。アクリル樹脂以外に、他の樹脂または光重合性不飽和結合を分子内に２個以上有するモノマを併用する場合には、それら樹脂又はモノマは、アクリル樹脂の総量１００重量部に対して、２００重量部以下で使用することが好ましい。
【００２８】
上記光重合性不飽和結合を分子内に２個以上有するモノマとしては、例えば、エチレンオキサイド（ＥＯ）変性ビスフェノールＡジアクリレート、エピクロロヒドリン（ＥＣＨ）変性ビスフェノールＡジアクリレート、ビスフェノールＡジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、グリセロールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ＥＯ変性リン酸ジアクリレート、ＥＣＨ変性フタル酸ジアクリレート、ポリエチレングリコール４００ジアクリレート、ポリプロピレングリコール４００ジメタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ＥＣＨ変性１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ＥＯ変性リン酸トリアクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレート、プロピレンオキシド（ＰＯ）変性トリメチロールプロパントリアクリレート、トリス（メタクリロキシエチル）イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート等のアクリレート、これらに対応するメタクリレート等が挙げられる。これらのモノマは、単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２９】
また、着色樹脂組成物を構成する樹脂として、光または熱重合性不飽和結合を有する樹脂を使用してもよい。このような樹脂の好ましい例として、高酸価のカルボキシ基含有アクリル系樹脂に、グリシジルメタクリレート、グルシジルアクリレート、アリルグリシジルエーテル、α−エチルグリシジルアクリレート、クロトニルグリシジルエーテル、イタコン酸モノアルキルグリシジルエーテル等のオキシラン環と、エチレン性不飽和結合とをそれぞれ１個有する化合物またはアリルアルコール、２−ブテン−４−オール、フルフリルアルコール、オレイルアルコール、シンナミルアルコール、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、Ｎ−メチロールアクリルアミド等の水酸基とエチレン性不飽和結合とをそれぞれ１個有する化合物（不飽和アルコール）を反応させた樹脂、水酸基を有するカルボキシル基含有樹脂に遊離イソシアネート基含有不飽和化合物を反応させた樹脂、エポキシ樹脂と不飽和カルボン酸との付加反応物に多塩基酸無水物を反応させた樹脂、共役ジエン重合体や共役ジエン共重合体と不飽和ジカルボン酸無水物との付加反応物に水酸基含有重合性モノマを反応させた樹脂等が挙げられる。
【００３０】
本発明で使用する着色樹脂組成物は、顔料を樹脂に分散させることによって調製される。より具体的には、樹脂と、有機溶剤と、必要に応じて分散剤とを混合し、次いで顔料を加えて分散させる。調製した組成物は、超音波分散機、三本ロール、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、ホモジナイザー、ニーダー等の分散混練装置を用いて混練することによって、さらに分散処理を施すことが好ましい。顔料を分散させる際に、高沸点のアルキレングリコールエーテルを溶剤として使用することにより、比較的容易に顔料を微細に分散させることが可能である。炭化水素系溶剤を使用した場合には、顔料を微細に分散させることが難しい。
【００３１】
着色樹脂組成物における顔料と樹脂との割合は、顔料１００重量部に対して樹脂を少なくとも２０重量部用いることが好ましい。樹脂の割合が少なすぎると顔料の分散安定性が低下する傾向がある。有機溶剤は、分散時の顔料及び樹脂の全量１００重量部に対して、分散時に少なくとも１００重量部用いることが好ましい。１００重量部未満では分散時の粘度が高すぎて、特にボールミル、サンドミル、ビーズミル等で分散する場合には分散が困難になる可能性がある。
【００３２】
分散剤の使用は任意である。しかし、顔料の分散性や分散安定性の観点から分散剤を使用することが好ましい。分散剤としては、例えば、ポリカルボン酸型高分子界面活性剤、ポリスルホン酸型高分子界面活性剤等のアニオン系分散剤、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックポリマ等のノニオン系分散剤、アントラキノン系、ペリレン系、フタロシアニン系、キナクリドン系等の有機色素にカルボキシル基、スルホン酸塩基、カルボン酸アミド基、水酸基等の置換基を導入した有機色素の誘導体が挙げられる。これらの顔料分散剤や有機色素の誘導体は、顔料１００重量部に対して５０重量部以下で使用することが好ましい。５０重量部を超える量で使用すると、着色樹脂組成物の色度が変化する傾向がある。
【００３３】
着色樹脂組成物には、上記成分以外にも、必要に応じて各種添加剤を追加することが可能である。例えば、着色樹脂組成物を紫外線で硬化させる場合には、組成物に光開始剤を添加してもよい。光開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ′−テトラエチル−４，４′−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４′−ジメチルアミノベンゾフェノン、ベンジル、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−［４−（メチフェニル）−２−モルホリノ−１−プロパン、ｔ−ブチルアントラキノン、１−クロロアントラキノンルチオ）、２，３−ジクロロアントラキノン、３−クロル−２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−フェナントラキノン、１，２−ベンゾアントラキノン、１，４−ジメチルアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール二量体が挙げられる。これらの光開始剤は、単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することが可能である。
【００３４】
また、基板と塗膜との密着性を向上させるために、チタネートカップリング剤及びシランカップリング剤等を添加してもよい。また、膜の平滑性を向上させるために界面活性剤（フッ素系、シリコーン系、炭化水素系化合物）を添加してもよい。その他、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の各種添加剤を必要に応じて使用することが可能である。着色樹脂組成物は、塗布時に、炭化水素系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤等の溶剤を使用して適切な粘度に調整される。
【００３５】
本発明の工程（ｉｃ）で使用可能な基板は、特に制限されるものではなく、用途によって選択することが可能である。例えば、白板ガラス、青板ガラス、シリカコート青板ガラス等の透明ガラス板、およびポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂製シート又はフィルム、およびアルミニウム板、銅板、ニッケル板、ステンレス板等の金属板、その他セラミック板、光電変換素子を有する半導体基板が挙げられる。これら基板の上に着色画素パターンが転写される。着色画素パターンを構成する着色樹脂膜の厚みは、用途によって適宜変更することが可能であるが、０．１〜１０μｍの範囲とすることが好ましく、０．２〜５μｍの範囲とすることがさらに好ましい。上記工程（ｉａ）〜（ｉｃ）を含む凸版反転オフセット法により形成された各色の着色画素パターンは、パターンのキレが良く（すなわち高精細であり）、平坦性にも優れている。
【００３６】
本発明によるカラーフィルタの製造方法では、上記工程（ｉａ）〜（ｉｃ）に従って着色画素パターンを形成した後に、工程（ii）としてブラックマトリクスを形成する。そのため、高精細な着色画素パターンによってブラックマトリクスのパターン形状が明確に区画され、ブラックマトリクスを自己整合的に形成することが可能となる。
【００３７】
ブラックマトリクスを自己整合的に形成する方法として、先に形成した着色画素パターンを土手材とし、インクジェット印刷法を用いて、基板上の着色画素パターン以外の領域に黒色樹脂組成物を塗布する方法が挙げられる。また、別法として、（iiａ）着色画素パターンが形成された基板の表面に、感光性黒色樹脂組成物を塗布し、（iiｂ）上記基板の裏面から活性光線を照射して上記感光性黒色樹脂組成物を硬化させ、（iiｃ）現像により上記着色画素パターン上の未硬化の感光性黒色樹脂組成物を除去する方法が挙げられる。本発明による製造方法によって得られるカラーフィルタの一例を図３に示す。図中、２０ｃ’はそれぞれＲＧＢの着色画素パターンを示し、基板上のこれらパターン以外の領域にブラックマトリクス５０が形成される。本発明では、ブラックマトリクスを自己整合的に形成するため、着色画素パターンとブラックマトリクスとの位置合せを行うことなく、平滑で隙間のない高品質のカラーフィルタを効率良く提供することが可能となる。
【００３８】
インクジェット印刷法によってブラックマトリクスを形成する場合、例えば、カーボンブラック、黒鉛、チタンカーボン、黒鉄、二酸化マンガンの黒色顔料と、先に説明した各種樹脂とから構成される黒色樹脂組成物を使用する。さらにブラックマトリクスの形成に使用する黒色樹脂組成物は、着色目的あるいはインクジェット印刷適性の向上を目的に、必要に応じて、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナまたは、酸化ケイ素からなる無機フィラーおよびカーボンを含んでもよい。それらの含有量は、組成物の総量１００重量部に対して各々０．０１〜５０重量部程度であってよく、単独でまたは２種類以上を組み合わせて使用する。
【００３９】
上記黒色樹脂組成物の粘度は、特に限定されないが、インクジェット印刷適性を得るために、２２℃において、１×１０−３〜１００×１０−３Ｐａ・ｓｅｃであることが好ましく、２×１０−３〜９０×１０−３Ｐａ・ｓｅｃであることがより好ましく、３×１０−３〜８０×１０−３Ｐａ・ｓｅｃであることが特に好ましい。
【００４０】
インクジェット装置は、インクの吐出方法の相違によってピエゾ変換方式と熱変換方式に大別されるが、本発明ではピエゾ変換方式の装置を適用することが好ましい。インクとして使用する着色樹脂組成物の粒子化周波数は５〜１００ＫＨｚ程度が好ましい。ノズル径としては１μｍ〜８０μｍ程度のことが好ましく、そのようなノズルを１ヘッドに１〜１，０００個組み込んだ装置が好適である。
【００４１】
一方、ブラックマトリクスを上記工程（iiａ）〜（iiｃ）による方法によって形成する場合には、光硬化性樹脂又は光開始剤を加えて感光性を付与した黒色樹脂組成物を使用する。なお、光硬化性樹脂および光開始剤については、先に説明したとおりである。上記工程（iiａ）では、周知の方法を用いて、基板の表面に感光性黒色樹脂組成物を塗布することが可能である。
【００４２】
上記工程（iiｂ）では、基板の裏面から活性光線を照射することによって、着色画素パターンを遮光マスクとして利用することができる。その結果、着色画素パターン以外の領域にある感光性黒色樹脂組成物のみを硬化させることが可能となる。なお、着色画素パターンによる十分な遮光効果を得るためには、それらパターンの活性光線透過率が２０％未満になるように調整することが好ましい。活性光線透過率が２０％以上となると、遮光効果が不十分となり、着色画素パターン上の感光性黒色樹脂組成物も硬化することになり、ブラックマトリクスを効率良く形成することが困難となる。
【００４３】
活性光線としては、赤外線、可視光線、紫外線、赤外線よりも長波長の電磁波、紫外線よりも短波長の電磁波、レーザー光等を用いることができる。中でも、使用する感光性黒色樹脂組成物の反応性や装置の普及性の観点から、紫外線を用いることが好ましい。紫外線の照射装置としては、カーボンアーク灯、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、蛍光ランプ、タングステンランプ等が挙げられる。照射量および照射時間は、特に限定されるものではなく、使用する感光性黒色樹脂組成物の感度に応じて適宜調節する。
【００４４】
上記工程（iiｃ）では、不要部位を現像によって除去することが可能である。より具体的には、着色画素パターン上の未硬化の感光性黒色樹脂組成物を除去することが可能である。現像は、アルカリ水溶液等の水系現像液または有機溶剤といった公知の現像液を使用し、スプレー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッピング等の公知の方法に従って実施することが可能である。現像液は、特に限定されるものではないが、環境、安全性の観点からアルカリ水溶液が好ましい。
【００４５】
アルカリ水溶液に用いる塩基としては、水酸化アルカリ（リチウム、ナトリウムまたはカリウムの水酸化物等）、炭酸アルカリ（リチウム、ナトリウムまたはカリウムの炭酸塩若しくは重炭酸塩等）、アルカリ金属リン酸塩（リン酸カリウム、リン酸ナトリウム等）、アルカリ金属ピロリン酸塩（ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム等）、水酸化テトラメチルアンモニウム、トリエタノールアミン等が挙げられる。中でも、好ましい塩基として、水酸化テトラメチルアンモニウムが挙げられる。
【００４６】
現像温度及び時間は、感光性黒色樹脂組成物の現像性に合わせて適宜調整することが可能である。また、アルカリ水溶液中には、界面活性剤、消泡剤、現像を促進させるための少量の有機溶剤等を混入してもよい。
【００４７】
上述の現像を実施した後に、光硬化後の感光性黒色樹脂組成物に残存したアルカリ水溶液の塩基を除去するために、必要に応じて、有機酸、無機酸またはこれらの酸水溶液を用いて、スプレー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッピング等の公知方法に従い酸処理（中和処理）を実施してもよい。さらに、このような酸処理（中和処理）の後、水洗を行う工程を設けてもよい。
【００４８】
以上、本発明によるカラーフィルタの製造方法について説明したが、本発明では、上述の工程に従って着色画素パターンおよびブラックマトリクスを形成することに加えて、カラーフィルタ製造において周知の技術を適宜適用することも可能である。例えば、基板上に着色画素パターンとブラックマトリクスとを形成した後に、それらの表面に保護層を形成する工程を追加してもよい。そのような後工程で要求されるカラーフィルタの耐熱性や耐薬品性を高めるために、本発明による製造方法の工程（ｉ）及び（ii）の他に加熱工程を設けることが好ましい。加熱条件は特に限定されるものではないが、後工程の他、基板の耐熱性、各種着色樹脂組成物の耐熱性を考慮して定める。例えば、加熱工程は、加熱手段としてホットプレートやオーブンを使用し、例えば１５０℃〜２５０℃の温度および３分〜１２０分の時間の加熱条件下で実施することが可能である。このような加熱工程は、一連の工程後に実施しても、各々の着色画素パターンおよびブラックマトリクスの形成毎に実施してもよい。
【００４９】
本発明による製造方法によって得られたカラーフィルタは、液晶表示デバイスをはじめとしてカラー表示化が必要とされる様々な用途に適用することが可能である。図４に、本発明によるカラーフィルタを適用した液晶表示デバイスの一例を示す。液晶表示デバイスは、ガラス基板７０と、反射下地層７１と、反射膜７２と、平坦化膜７３と、透明電極７４ａおよび７４ｂと、配向膜７５ａおよび７５ｂと、液晶層７６と、スペーサ７７と、平坦化膜７８とから概略構成される。その上に、基板上４０に着色画素パターン２０ｃ’とブラックマトリクス５０とを有してなるカラーフィルタ６０が設けられる。さらに、カラーフィルタの表面には、必要に応じて位相差フィルム８０および偏光板９０が設けられる。なお、図中、参照部号１００は封止材である。本発明によるカラーフィルタは段差不良および隙間がなく高品質であるため、図４に代表されるような本発明のカラーフィルタを適用した表示デバイスでは、光漏れがなく、優れたコントラスト表示を実現することが可能となる。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明の範囲は以下の実施例によって制限されるものではない。
【００５１】
（実施例１）
シリコーン樹脂面を有するブランケット（図１を参照）上に、キャップコータを用いて、Ｒ（赤）の着色樹脂組成物を塗布し、１分間にわたって乾燥させ、膜厚１．０μｍの塗布層を形成した。次いで、塗布層にガラス製凸版を押圧し、凸版の凸部に塗布層の接触部を転写し、不要部分（非接触部位）の塗布層を除去した。次いで、塗布層の一部が転写された凸版とガラス基板とを接触させ、ガラス面に塗布層を転写した。このようにして、ガラス基板に、４０μｍ×１６０μｍ（長方形）のＲの着色画素パターンを形成した。同様の手順に従って、Ｇ（緑）およびＢ（青）の着色樹脂組成物を用いて、同じガラス基板上にＧとＢの着色画素パターンを、それぞれＲの着色画素パターンに２０μｍの間隔をおいて隣接するように形成した。ＧおよびＢのカラー画素の大きさは４０μｍ×１６０μｍである。以上のようにして、ガラス基板上に、４０μｍ×１６０μｍの各色の着色画素パターンが、ＲＧＢの順番に１８０μｍ周期で配列したカラーフィルタ前駆体を作製した。
【００５２】
次いで、先に形成したカラーフィルタ前駆体のＲＧＢ着色画素パターンを土手材として、ブラックマトリクスを印刷した。具体的には、ピエゾ変換方式のインクジェット印刷機を用いて、黒色樹脂組成物を着色画素パターン以外の領域に塗布し、さらに超高圧水銀灯露光機を用いて樹脂を硬化させた。このようにして作製したカラーフィルタをオーブンに入れ、２００℃、３０分の条件下で加熱処理を行い、カラーフィルタを完成した。
【００５３】
得られたカラーフィルタの表面平滑性について触針式段差計によって評価したところ、走査距離０．３ｍｍの条件での最大段差は０．２８μｍであった。また、カラーフィルタのパターン面を光学顕微鏡によって観察した結果、ＲＧＢ着色画素パターンの周囲に隙間なくブラックマトリクスが形成されており、良好なカラーフィルタであることが確認できた。
【００５４】
（実施例２）
実施例１と同様にして、ガラス基板上に、４０μｍ×１６０μｍの各色の着色画素パターンが、ＲＧＢの順番に１８０μｍ周期で配列したカラーフィルタ前駆体を作製した。このカラーフィルタ前駆体をオーブンに入れ、２００℃、３０分の条件下で加熱した。
【００５５】
次いで、先に形成したカラーフィルタ前駆体のＲＧＢ着色画素パターン以外の領域にブラックマトリクスを印刷した。具体的には、先に加熱処理を施したカラーフィルタ前駆体の表面に、感光性黒色樹脂組成物を、５００ｒｐｍ、１０ｓｅｃの条件でスピンコータを用いて塗布した。次いで、ＲＧＢ着色画素パターンが形成されていない基板の裏面から、超高圧水銀灯平行露光機を用いて紫外線を１５０ｍＪの条件で照射し、着色画素パターンを取り囲む感光性黒色樹脂組成物を光硬化させた。このように感光性黒色樹脂組成物を設けたカラーフィルタ前駆体を、２．３８％の水酸化テトラメチルアンモニウム溶液中に、４５秒間にわたって揺動浸漬させ現像することによって、着色画素パターン上の未硬化の感光性黒色樹脂組成物を除去し、ブラックマトリクスを形成した。このようにして作製したカラーフィルタをオーブンに入れ、２００℃、３０分の条件下で加熱処理を行い、カラーフィルタを完成した。
【００５６】
得られたカラーフィルタの表面平滑性について触針式段差計によって評価したところ、走査距離０．３ｍｍの条件での最大段差は０．６μｍであった。また、カラーフィルタのパターン面を光学顕微鏡によって観察した結果、ＲＧＢ着色画素パターンの周囲に隙間なくブラックマトリクスが形成されており、良好なカラーフィルタであることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明による製造方法の工程（ｉ）で適用する凸版反転オフセット印刷法の一例を説明する概念図である。
【図２】本発明による製造方法の工程（ｉ）で得られる着色画素パターンの一例を示す正面図であり、（ａ）は１色目のパターン、（ｂ）は２、３色を追加したパターンを示す。
【図３】本発明による製造方法で得られるカラーフィルタの一例を示す正面図である。
【図４】本発明によるカラーフィルタを適用した液晶表示デバイスの一例を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０…塗布層形成用基材（ブランケット）
２０…着色樹脂組成物、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…塗布層、２０ｃ’…着色画素パターン
３０…凸版、３０ａ…凸版の凸部
４０…基板
５０…ブラックマトリクス
６０…カラーフィルタ
７０…ガラス基板、７１…反射下地層、７２…反射膜、７３…平坦化膜、
７４ａ，７４ｂ…透明電極、７５ａ，７５ｂ…配向膜、７６…液晶層、７７…スペーサ、７８…平坦化膜、
８０…位相差フィルム
９０…偏光板
１００…封止材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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