(57)【要約】【課題】ブラックマトリックスと液晶表示装置基板間隔保持用スペーサの厚さ精度、厚さ制御ができるようにし、高精細なカラーフィルタのカラーフィルタ用基材に適した良好なブラックマトリックスを形成する。【解決手段】遮光パターン層５の間の凹部の７パターンが少なくともカラーフィルタのブラックマトリックスのパターンを有し、一部の凹部７における透明パターン層４にスペーサ用凹部８を備える圧接型１を形成し、圧接型１とカラーフィルタ用基材９との間にブラックマトリックス材１０を位置させた状態で圧接し、圧接型１とカラーフィルタ用基材９とが密着した状態の下で露光して凹部７におけるブラックマトリックス材１０をカラーフィルタ用基材９に接着硬化させ、圧接型１を剥離分離してブラックマトリックス材１０をカラーフィルタ用基材９に転写させ、未硬化部分のブラックマトリックス材１０を現像除去して、ブラックマトリックス材１０が硬化してなる液晶表示装置基板間隔保持用スペーサ１３が一体となるブラックマトリックスを形成する。【選択図】    図２
2006098559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧接型からの転写によりカラーフィルタのブラックマトリックスを形成する方法であって、
ＵＶ光透過性の圧接型用基材の上に、ＵＶ光透過性と感光硬化したときのブラックマトリックス材に対して剥離性とを有する離型層と、前記離型層の上に位置し、ＵＶ光透過性と感光硬化したときのブラックマトリックス材に対して剥離性とを有して、カラーフィルタのブラックマトリックスの対応部分内でブラックマトリックス線幅より小寸の抜きパターン部を有する透明パターン層と、前記透明パターン層の上に位置し、感光硬化したときの前記ブラックマトリックス材が離型することができる離型性と遮光性とを有して、少なくともカラーフィルタのブラックマトリックスのネガパターンにした遮光パターン層とを積層して、前記遮光パターン層の間の凹部のパターンが少なくともカラーフィルタのブラックマトリックスのパターンを有する凹版の圧接型であって、少なくとも一部の凹部における透明パターン層に前記抜きパターン部によるスペーサ用凹部を備える圧接型を形成し、
前記圧接型とカラーフィルタ用基材との間にブラックマトリックス材を位置させた状態で圧接型とカラーフィルタ用基材とを圧接し、
前記圧接により圧接型とカラーフィルタ用基材とが密着した状態の下で圧接型用基材側からＵＶ光により露光して、圧接型の凹部における前記ブラックマトリックス材をカラーフィルタ用基材に接着硬化させ、
カラーフィルタ用基材から前記圧接型を剥離分離してブラックマトリックス材をカラーフィルタ用基材に転写させて、カラーフィルタ用基材の上の未硬化部分のブラックマトリックス材を現像除去して、前記抜きパターン部から転移したブラックマトリックス材が硬化してなる液晶表示装置基板間隔保持用スペーサが一体となるブラックマトリックスを形成することを特徴とするカラーフィルタのブラックマトリックスの形成方法。
【請求項２】
圧接型からの転写によりカラーフィルタのブラックマトリックスを形成する方法であって、
ＵＶ光透過性の圧接型用基材の上に、ブラックマトリックスのパターンのネガパターンとなっている遮光膜が設けられ、ＵＶ光透過性の圧接型用基材の上に設けられた前記遮光膜の上に、ＵＶ光透過性と感光硬化したときのブラックマトリックス材に対しての剥離性とを有する底面材と、感光硬化したときの前記ブラックマトリックス材が離型することができる離型性とＵＶ光透過性とを有する凸部材とを積層して、前記凸部材の間の凹部のパターンがカラーフィルタのブラックマトリックスの上の液晶表示装置基板間隔保持用スペーサパターンである圧接型を形成し、
前記圧接型とカラーフィルタ用基材との間にブラックマトリックス材を位置させた状態で圧接型とカラーフィルタ用基材とを圧接し、
前記圧接により圧接型とカラーフィルタ用基材とが密着した状態の下で圧接型用基材側からＵＶ光により露光して、前記遮光膜の開口部に位置しているブラックマトリックス材をカラーフィルタ用基材に接着硬化させ、
カラーフィルタ用基材から前記圧接型を剥離分離してブラックマトリックス材をカラーフィルタ用基材に転写させて、カラーフィルタ用基材の上の未硬化部分のブラックマトリックス材を現像除去して、前記凸部材の間の凹部から転移したブラックマトリックス材が硬化してなる液晶表示装置基板間隔保持用スペーサが一体となるブラックマトリックスを形成することを特徴とするカラーフィルタのブラックマトリックスの形成方法。
【請求項３】
上記圧接型は板状である請求項１または２に記載のカラーフィルタのブラックマトリックスの形成方法。
【請求項４】
上記圧接型は版面が外面に位置しているシリンダ状である請求項１または２に記載のカラーフィルタのブラックマトリックスの形成方法。
【請求項５】
上記ブラックマトリックス材は、カラーフィルタの色材インクに対して撥インキ性を有する請求項１から４の何れか一項に記載のカラーフィルタのブラックマトリックスの形成方法。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項のカラーフィルタのブラックマトリックスの形成方法からなるブラックマトリックスが形成されたカラーフィルタ用基材における前記ブラックマトリックスの間の凹部に、対応するパターン構成色の色材インクをインクジェット法により設けることを特徴とするカラーフィルタの形成方法。
【請求項７】
請求項１から５の何れか一項のカラーフィルタのブラックマトリックスの形成方法からなるブラックマトリックスが形成されたカラーフィルタ用基材の全面に対する感光硬化性の色材インクの全面塗布と、全面塗布された色材インクに対する部分露光と、色材インクの未硬化部の現像除去とをカラーフィルタのパターン構成色ごとに行なって、前記カラーフィルタ用基材における上記ブラックマトリックスの間の凹部に、対応するパターン構成色の色材インクを設けることを特徴とするカラーフィルタの形成方法。
【請求項８】
請求項１から５の何れか一項のカラーフィルタのブラックマトリックスの形成方法からなるブラックマトリックスが形成されたカラーフィルタ用基板における前記ブラックマトリックスの間に、対応するパターン構成色の色材インクを印刷法により設けることを特徴とするカラーフィルタの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカラー液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタなどに使用されるカラーフィルタのブラックマトリックスの形成方法、およびカラーフィルタの形成方法に関し、特にカラーフィルタを対向電極基板との間隔を制御する部材（所謂、スペーサ）を備えたカラーフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタなどを低コストで形成する方法としては、カラーフィルタ用基板へインクジェット法によりカラーフィルタの色材インクを供給する方法が提案されていて、大別して二方法が提案されている。第一の方法はインクジェット用のカラーフィルタインクの成分が色材分と樹脂分と溶剤分からなる方法であり、使用するインクが通常使用されているフォトリソ法用のインクの組成と同じか、多少変える程度でよい利点がある。しかし、樹脂分が入っているので、供給量に比例して厚くなる。第二の方法はインクの成分が色材分と溶剤分からなる方法である。この場合、樹脂層は予めカラーフィルタ基板に形成しておき、インク中の色材分がその樹脂に浸透して染色するようにしている。その利点はインク中に樹脂分がないのでインクの安定性が向上し、例えばノズルの詰まりが少なくなり、また粘度が低下するのでインクジェット用のインクとして好ましい特性を得やすい等の点である。またこの方法の場合、色材分が浸透してしまうので、インクを供給した後、溶剤が揮発すれば高さは最初の樹脂層の高さにほぼ同じで変化しない。この第二の方法において使用可能な樹脂層をインキ受容性がある樹脂層と呼ぶ。
また、このインクジェット法でカラーフィルタ用の色材インクをカラーフィルタ用基板に供給する場合、インクジェット装置で噴射されたインク粒子が基板に衝突してその供給部位で広がることから、所定部（画素部）以外に広がらないようにするために、画素部周辺に土手の役目をする凸部を形成するようにするか、或いは画素部周辺を撥インキ性とする方法が提案され、検討されている。なお、各画素の周辺部は遮光性があるブラックマトリックスである必要がある。そのため、この凸部や撥インキ部はカラーフィルタのブラックマトリックスを兼用することが好ましく、そのための技術が多数提案されている。なお、本願においてはブラックストライプも含めてブラックマトリックスと記す。
【０００３】
そして、従来からカラーフィルタのブラックマトリックス（遮光部）は、材料を金属クロムや遮光材を含有する有機の感光性材料とし、これらを材料とした膜をフォトリソ法でパターン形成したものであったが、金属クロム膜によるブラックマトリックスにおいては、反射光が多いため液晶ディスプレイの表面画質が低下し、またパターン形成時に特定有害物質である六価クロムが生成されることから、ブラックマトリックスの形成材料として金属クロムが使用されることが少なくなり、現在では前述した遮光材を有する有機の感光性材料が使用されていて、上述したインクジェット法で色材インクを供給してからフィルタを形成する場合のある程度の厚みを有したブラックマトリックスを得るための方法として考えられる。ただし、クロム膜は薄いので、色材層と重なっても厚く盛り上がってしまうことがなく、その後の工程には好都合であった。
液晶用のカラーフィルタの場合、画素部と周辺のブラックマトリクスの部分は高さが等しいことが、後工程である透明導電膜の形成等において好ましい。このため、第一の方法の場合は溶剤揮発による体積減少対策として、図１６（ａ）（ｂ）のように、少なくとも土手表面を撥インキ性として、インクを土手の表面よりも高く供給することができることが好ましく、第二の方法の場合には図１７に示したようにすることが好ましく、共に種々の方法が提案されている。例えば後者の場合については特開２００１−１９４５２１号公報に開示されている方法がある。しかし、いずれの方法も土手部や撥インキ性の部分を高コストのフォトリソ法で形成する。従って、カラーフィルタにおける色材部を低コストのインクジェット法で形成しても、全体としてカラーフィルタの低コスト化の妨げとなっている。なお、図１６において、土手全体を撥インキ性とする方が、形成が容易であるが、すると画素の周辺部でインクの厚さが薄くなってしまうため、好ましくなく、種々の対策が提案されている。例えば、図１８に示したように、土手の下部は親インキ性、上部は撥インキ性という構造が開示されている。しかし、この構造をフォトリソ法で形成するには、フォトリソ法を２回繰り返して、下部層と上部層を別個に形成する必要があった。このため高コストとなっていた。
【０００４】
一方、近年のカラー液晶ディスプレイ装置では表示する画像の高精細化が望まれるようになってきていることから、カラーフィルタでのブラックマトリックスもその高精細化に対応した仕様となってきている。特に樹脂材料からなるブラックマトリックスではその大略仕様の一例を挙げれば、厚さ１〜２μｍで厚さ均一性＜±５％、幅５〜２０μｍで幅精度＜±１０％、断面形状は少なくとも逆テーパー状は不可であって矩形または多少順テーパー状であること、位置精度＜±３μｍ／ｍ、光学濃度（遮光度ＯＤ）＞３であることとされている。
【０００５】
このように樹脂により形成されるブラックマトリックスでも仕様が非常に厳しいが、上述した有機の感光性材料、即ち遮光材を含有する樹脂の感光性材料のフォトリソ法では、現在、求められる仕様のブラックマトリックスの形成に対応できている。
しかし、フォトリソ法ではその製法上、遮光材を含有した感光性部材の大部分が破棄されるなど、ブラックマトリックスの形成に係るコストが高くなるという問題がある。そこで、その他の製法、例えば印刷法で形成できれば、かなりのコスト低減を達成することができる。この点、ブラックマトリックスの形成に関しては、銅の凹版を使用したグラビアオフセット印刷法でブラックマトリックスを形成することが提案されている（特許文献１）。
【０００６】
一方、液晶層の厚さを厳密に制御する必要が高まり、また表示品質を向上させる要求も強く、従来のガラスビースを使用する方法から、感光性レジストを使用して、画質に関係しないブラックマトリクスの位置に所定の厚さで柱状のものを形成し、スペーサとして使用することが多くなっている。しかし、フォトリソ法で形成するために高コストとなっていた。
その対策として、低コスト化の切り札とも考えられているインクジェット法で形成することが特開２００２―１３１５２４号公報に開示されている。その方法おいては、色材層を形成する際にスペーサも形成することを提案していて、単純にスペーサを形成するよりさらに低コスト化を図っている。しかし、スペーサの形状は直径５〜１５μｍ程度で、高さが数μｍ程度であるのに対して、色材層を形成するためのインクジェットによる色材インキの粒子径は通常３０μｍ程度であり、衝突時には広がってしまうので、この方法による形成はなかなか難しく、上記出願では種々の工夫を凝らしているが、実用には至っていない。
なお、スペーサを同時形成する方法として、顔料分散レジストを使用して色材部を形成する際に、ブラックマトリックス上の一部にも色材層を残すことにより三原色を積層されたものからなるスペーサを形成する方法が提案され一部実用化されている。しかしながら、この方法は低コスト化には有効であるが、色材層に要求される厚さとスペーサ部に要求される厚さは別個であるので調整が難しく、また位置精度を確保することも難しく、一部での採用に留まっている。
そして、上述したグラビアオフセット印刷法では、画像高精細化に対応して設定された上述の厳しいブラックマトリックス仕様に適合するものを作成することができないという問題がある。ましてスペーサを形成することは困難である。
【０００７】
また、一方、本発明者らは先に凹版内インク硬化転写法（凹版セル内のインクを硬化させ、その硬化したインクを基板側に転写する方法）を改良してカラーフィルタを形成する方法を提案しており、今回、この転写を利用してブラックマトリックスとスペーサを同時に形成することを検討してみた。その場合、ブラックマトリックス材とスペーサ材は同一でも構わない、また、スペーサはブラックマトリックス上に一体として形成されていてもよい。従って、ブラックマトリックスを形成するための凹部の一部をさらに深くしてスペーサ形成部とすることができることに着眼した。
【特許文献１】特開平０６−２８９２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、凹版凹部内で硬化したインクを転写する方法を利用してスペーサ付きのブラックマトリックスを形成する上で、以下の問題があった。
第一に、ブラックマトリックスのストライプ部分の幅（ストライプ長さ方向に直交する方向での寸法）が狭いため、ブラックマトリックス用の凹版の凹部のみにインクを充填することが困難である。例えば、インクジェット法やノズル法でブラックマトリックスを形成することができれば好都合であるが、ブラックマトリックスの幅が数μｍ〜２０μｍ程度であり、現在の実用的なインクジェット装置などの解像度（一個の液滴のサイズ）が最小３０μｍ程度であるので、このままではブラックマトリックス転写用の凹版にインク供給することが難しい。そして、インクジェット法やノズル法でインクを充填することは吐出口の径を小さくすれば原理的には可能であるが、凹部への充填に要する時間が長くなり、現実的ではない。
【０００９】
第二に、所謂、ドクターリングで充填することも、形成したいブラックマトリックスの厚さが数μｍ以下であるため、ドクターのしなりや凹部内のインクが移動するドクターに引っ張られることなどで、所定の精度でインク供給が難しかった。
【００１０】
第三に、ブラックマトリックス用の黒インクが凹版の凹部以外にあると黒欠点となってしまうが、従来のインク供給法では凹部以外にインクが残ってしまう場合があった。即ち、転写用凹版にインクングするドクターリングなどの従来手法では、移動するドクターに黒インクが引っ張られることで凹部以外の凸部表面にその黒インクが残ってしまうことがある。
第四に、ドクターリングで凹部上端や凸部表面を傷付けてしまうこともあった。さらに、ドクターリングによるインク供給の場合、凹部では上部が若干凹んだ状態で黒インクが詰められるようになることから、乾燥後の凹部内での黒インクの目減り分を極力少なくする（転写性を良くする、ブラックマトリックスの高さを確保する）ため、その黒インク自体の粘度を高くすることになるが、それではドクターリング時に気泡を混入させる可能性が極めて高くなる問題が出てきた。
さらに、転写用の凹版には硬化インク離型性が必要であるが、離型性があって版面強度がドクターリングにも耐え得る凹部パターンの形成材料が現状では見出せていない。
【００１１】
つぎに、ブラックマトリックス用の黒インクに関して考えると、その黒インクとして溶剤分の多いインクを使用すれば、上述したドクターリングなどに諸問題が仮に解決した場合、ドクターリングなどでの凹部への充填が容易になり、気泡の混入も少なくなる。
しかし、溶剤揮発による体積減少分が多くなるため、黒濃度などの条件を満足させるには凹部の深さを深くする必要がある。すると、接着剤を介してブラックマトリックス部分をカラーフィルタ用基板に転写するとき、凹部に入り込んだ接着剤の入り込み高さも加わってそのカラーフィルタ用基板上でのブラックマトリックス分の高さが仕様値よりもかなり高くなってしまうことになる。
そして、溶剤分の少ない黒インクを使用すれば体積減少分は減るが、上述したようにブラックマトリックスを得る上での凹部への適正なインク充填、気泡の混入防止が難しくなる。さらに微細なスペーサ用凹部へのインキングは困難である。
【００１２】
このように凹部へのインク補充方法としてインクジェット法によるインク供給、ドクターリングによるインク供給には問題が多く、ブラックマトリックスと液晶表示装置基板間隔保持用スペーサを転写にて得る際の転写型への黒インク供給に際しては採用することができなかった。
なお、高粘度品を充填後に、真空脱泡する方法もあるが、粘度範囲が極めて狭い範囲に限定されてしまい、黒インクを凹版の凹部に充填してブラックマトリックスを転写にて得る手法には採用できないものであった。
【００１３】
そこで本発明は上記事情に鑑み、圧接型とカラーフィルタ用基材との間にブラックマトリックス用のブラックマトリックス材を位置させた状態で両者の圧接によってブラックマトリックス材を圧接型の版面に詰め、圧接型の凹部に位置したブラックマトリックス材をカラーフィルタ用基材に転移させることで、ブラックマトリックスとスペーサの厚さ精度、厚さ制御ができるようにすることを課題とし、高精細なカラーフィルタのカラーフィルタ用基材に適した良好なブラックマトリックスを形成することを目的とするものである。以降、本発明で形成するブラックマトリックスは単にブラックストライプと記されていてもスペーサ付きのものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は上記課題を考慮してなされたもので、圧接型からの転写によりカラーフィルタのブラックマトリックスを形成する方法であって、ＵＶ光透過性の圧接型用基材の上に、ＵＶ光透過性と感光硬化したときのブラックマトリックス材に対して剥離性とを有する離型層と、前記離型層の上に位置し、ＵＶ光透過性と感光硬化したときのブラックマトリックス材に対して剥離性とを有して、カラーフィルタのブラックマトリックスの対応部分内でブラックマトリックス線幅より小寸の抜きパターン部を有する透明パターン層と、前記透明パターン層の上に位置し、感光硬化したときの前記ブラックマトリックス材が離型することができる離型性と遮光性とを有して、少なくともカラーフィルタのブラックマトリックスのネガパターンにした遮光パターン層とを積層して、前記遮光パターン層の間の凹部のパターンが少なくともカラーフィルタのブラックマトリックスのパターンを有する凹版の圧接型であって、少なくとも一部の凹部における透明パターン層に前記抜きパターン部によるスペーサ用凹部を備える圧接型を形成し、前記圧接型とカラーフィルタ用基材との間にブラックマトリックス材を位置させた状態で圧接型とカラーフィルタ用基材とを圧接し、前記圧接により圧接型とカラーフィルタ用基材とが密着した状態の下で圧接型用基材側からＵＶ光により露光して、圧接型の凹部における前記ブラックマトリックス材をカラーフィルタ用基材に接着硬化させ、カラーフィルタ用基材から前記圧接型を剥離分離してブラックマトリックス材をカラーフィルタ用基材に転写させて、カラーフィルタ用基材の上の未硬化部分のブラックマトリックス材を現像除去して、前記抜きパターン部から転移したブラックマトリックス材が硬化してなる液晶表示装置基板間隔保持用スペーサが一体となるブラックマトリックスを形成することを特徴とするカラーフィルタのブラックマトリックスの形成方法を提供して、上記課題を解消するものである。
なお、圧接型の遮光とはＵＶ光に対しての遮光であり、カラーフィルタのブラックマトリックス材の遮光とは可視光に対しての遮光である。また、本発明において「圧接」、「密着」という用語は必ずしも「接する」ことを表していないものであって、「押圧」することにより「近付く（近接する）」ことを表している。
【００１５】
また、もう一つの発明は、圧接型からの転写によりカラーフィルタのブラックマトリックスを形成する方法であって、ＵＶ光透過性の圧接型用基材の上に、ブラックマトリックスのパターンのネガパターンとなっている遮光膜が設けられ、ＵＶ光透過性の圧接型用基材の上に設けられた前記遮光膜の上に、ＵＶ光透過性と感光硬化したときのブラックマトリックス材に対しての剥離性とを有する底面材と、感光硬化したときの前記ブラックマトリックス材が離型することができる離型性とＵＶ光透過性とを有する凸部材とを積層して、前記凸部材の間の凹部のパターンがカラーフィルタのブラックマトリックスの上の液晶表示装置基板間隔保持用スペーサパターンである圧接型を形成し、前記圧接型とカラーフィルタ用基材との間にブラックマトリックス材を位置させた状態で圧接型とカラーフィルタ用基材とを圧接し、前記圧接により圧接型とカラーフィルタ用基材とが密着した状態の下で圧接型用基材側からＵＶ光により露光して、前記遮光膜の開口部に位置しているブラックマトリックス材をカラーフィルタ用基材に接着硬化させ、カラーフィルタ用基材から前記圧接型を剥離分離してブラックマトリックス材をカラーフィルタ用基材に転写させて、カラーフィルタ用基材の上の未硬化部分のブラックマトリックス材を現像除去して、前記凸部材の間の凹部から転移したブラックマトリックス材が硬化してなる液晶表示装置基板間隔保持用スペーサが一体となるブラックマトリックスを形成することを特徴とするカラーフィルタのブラックマトリックスの形成方法であり、このカラーフィルタのブラックマトリックスの形成方法を提供して上記課題を解消するものである。
【００１６】
上記発明において、上記圧接型は板状とすることが可能であり、また、上記圧接型は版面が外面に位置しているシリンダ状とすることが可能である。
また、上記発明において、上記ブラックマトリックス材は、カラーフィルタの色材インクに対して撥インキ性を有するものとすることが良好である場合がある。
【００１７】
また、もう一つの発明は、上記カラーフィルタのブラックマトリックスの形成方法からなるブラックマトリックスが形成されたカラーフィルタ用基材における前記ブラックマトリックスの間の凹部に、該凹部に対応するパターン構成色の色材インクをインクジェット法により設けることを特徴とするカラーフィルタの形成方法であり、このカラーフィルタの形成方法を提供して上記課題を解消するものである。
【００１８】
さらに、もう一つの発明は、上記カラーフィルタのブラックマトリックスの形成方法からなるブラックマトリックスが形成されたカラーフィルタ用基材の全面に対する感光硬化性の色材インクの全面塗布と、全面塗布された色材インクに対する部分露光と、色材インクの未硬化部の現像除去とをカラーフィルタのパターン構成色ごとに行なって、前記カラーフィルタ用基材における上記ブラックマトリックスの間の凹部に、該凹部に対応するパターン構成色の色材インクを設けることを特徴とするカラーフィルタの形成方法であり、このカラーフィルタの形成方法を提供して上記課題を解消するものである。
【００１９】
さらに、もう一つの発明は、上記カラーフィルタのブラックマトリックスの形成方法からなるブラックマトリックスが形成されたカラーフィルタ用基板における前記ブラックマトリックスの間に、対応するパターン構成色の色材インクを印刷法により設けることを特徴とするカラーフィルタの形成方法であり、このカラーフィルタの形成方法を提供して上記課題を解消するものである。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明のカラーフィルタのブラックマトリックスの形成方法によれば、圧接型の凹部内で位置した状態でブラックマトリックス材が硬化し、この硬化したブラックマトリックス材がカラーフィルタ用基材に転移して液晶表示装置基板間隔保持用スペーサを一体に備えたブラックマトリックスとなるので、ブラックマトリックス及び液晶表示装置基板間隔保持用スペーサの断面形状が良好になる。また、従来のブラックマトリックスを直接成形する高スループットの露光機が不要となり、ブラックマトリックスを形成する上でのコストを下げることができる。そして、圧接型の凹部の深さでブラックマトリックス材の厚さを確実に制御でき、仕様に応じたブラックマトリックスの形成が容易となり、カラーフィルタ用基材上において高さの精度が良好なプラックマトリックスが得られて、ブラックマトリックスの厚さを均一化できる。
インクジェットインキング法によるカラーフィルタの形成用の土手は、インクジェットインキングでは充填時に色材インクが溢れ出ないようにするために撥インキ性のブラックマトリックス材であることが好ましい。この場合、必要な光学濃度を得るための厚さより厚くなる場合が多い。従来はフォトリソ法で形成していたが、本発明の方法で形成することができる。すなわち所定の厚さは、ブラックマトリックス材の硬化厚さが所定の厚さになるように適量塗布し、裏面露光して硬化することによって得ることができる。
ブラックマトリックス材を撥インキ性にする材料は、これまでに多数開示されているが、変性シリコーン樹脂系のものが一般的である。使用するブラックマトリックス材とインクジェットインクとの組合せで、適宜選択する。
【００２１】
そして、液晶表示装置基板間隔保持用スペーサがブラックマトリックスに一体になった状態で形成されるようになるため、液晶表示装置の製造段階で別途にスペーサを設ける必要がなくなり、この液晶表示装置の製造工程が簡略化される。さらにはブラックマトリックスの位置に液晶表示装置基板間隔保持用スペーサがあるため、スペーサによって精細な画像表示状態が損なわれることを確実に防止できる。
【００２２】
請求項２の発明のカラーフィルタのブラックマトリックスの形成方法によれば、圧接型とカラーフィルタ用基材との間に位置して遮光部の開口に対応した状態でＵＶ光の露光によりブラックマトリックスのパターンでブラックマトリックス材が硬化し、この硬化したブラックマトリックス材がカラーフィルタ用基材に転移して液晶表示装置基板間隔保持用スペーサを一体に備えたブラックマトリックスとなるので、ブラックマトリックス及び液晶表示装置基板間隔保持用スペーサの形状が良好になる。また、従来のブラックマトリックスを直接成形する高スループットの露光機が不要となり、ブラックマトリックスを形成する上でのコストを下げることができる。そして、圧接型の凹部の深さでブラックマトリックス材の厚さを確実に制御でき、仕様に応じたブラックマトリックスの形成が容易となり、カラーフィルタ用基材上において高さの精度が良好なブラックマトリックスが得られて、ブラックマトリックスの厚さを均一化できる。
そして、液晶表示装置基板間隔保持用スペーサがブラックマトリックスに一体になった状態で形成されるようになるため、液晶表示装置の製造段階で別途にスペーサを設ける必要がなくなり、この液晶表示装置の製造工程が簡略化される。さらにはブラックマトリックスの位置に液晶表示装置基板間隔保持用スペーサがあるため、スペーサによって精細な画像表示状態が損なわれることを確実に防止できる。凹型を用いるので、スペーサの高さが均一であり、結果として液晶層の厚さが均一になり、表示性能が向上する。
【００２３】
さらに、ブラックマトリックス材を塗布したり挟み込んだりして圧接型とカラーフィルタ用基材との間に位置させる際、圧接型が平坦であるので気泡を巻き込み難くなる。また、圧接型とカラーフィルタ用基材との間に位置するときのブラックマトリックス材を薄くすることができ、ブラックマトリックスの形成に際してのブラックマトリックス材の使用量を少なくすることが可能となる。
【００２４】
請求項３の発明のカラーフィルタのブラックマトリックスの形成方法により、板状の圧接型とカラーフィルタ用基材とを重ね合わせその間にブラックマトリックス材を配した状態での露光に際して、面全体に一括にしてＵＶ光を照射したりライン光源にて移動させながらＵＶ光を照射したりするなど、ブラックマトリックス材を硬化させる露光方法の選択の自由度が高いものとなる。
【００２５】
請求項４の発明のカラーフィルタのブラックマトリックスの形成方法により、圧接型が小型のものとすることができる。また、シリンダ状の圧接型の回転によりカラーフィルタ用基材を送り出すようにすることで、圧接から剥離分離までに要する時間を短くすることができ、さらに複数のカラーフィルタ用基材に連続的にブラックマトリックスを形成できるようになる。
【００２６】
凹部の圧接型を使用する場合には、被転写基板であるカラーフィルタ用基材との間隔が直接にブラックマトリックスやスペーサの厚さになる。そのため、間隔が高精度制御が比較的容易である請求項４に記載の版面がシリンダ状の圧接型が特に好適である。ただし、シリンダー状の場合には、耐圧が要求されるので、透明基板（ガラス基板）の厚さを厚くする必要がある。通常は１０ｍｍ以下の厚さで必要な耐圧を得ることができる。
【００２７】
請求項５の発明のカラーフィルタのブラックマトリックスの形成方法により、カラーフィルタ用基材側に形成されたブラックマトリックスの間に色材インクを供給したときに、その色材インクを溢れさせないようにすることができる。
【００２８】
請求項６のカラーフィルタの形成方法により、インクジェット法によりカラーフィルタの各パターン構成色のインクを正確に供給でき、そして、インク供給に際しての気泡の混入を防止でき、よって、良好なカラーフィルタが得られる。
【００２９】
請求項７のカラーフィルタの形成方法により、上記ブラックマトリックスを有するカラーフィルタ用基材にカラーフィルタの各パターン構成色のインクを全面塗布し、これを部分露光して、インクの未硬化部分を除去するので、従来のフォトリソ法によるカラーフィルタの作成となり、既成の製造ラインにてカラーフィルタが得られ、製造コストを引き上げることがない。
【００３０】
請求項８の発明のカラーフィルタの形成方法によれば、上記ブラックマトリックスを有するカラーフィルタ用基板にカラーフィルタの各パターンを従来の印刷法により設けるので、従来の印刷法による既成の製造ラインにてカラーフィルタが得られ、ブラックマトリックス形成工程が低コストになることと安価な印刷法とによって、カラーフィルタの製造コストを引き下げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
つぎに本発明を図１から図１５に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
まず、カラーフィルタの液晶表示装置基板間隔保持用スペーサを一体に備えるブラックマトリックスを形成するために用いる圧接型について説明すると、図１は平板状の圧接型１を示していて、ＵＶ光透過性のある圧接型用基材２の表面に、カラーフィルタ用色材インクの成分構成から色材がない透明となる成分構成とした材料からなる透明な離型層３、この離型層３の上に位置し、離型層３と同じように、カラーフィルタ用色材インクの成分構成から色材がない透明となる成分構成とした材料からなる透明パターン層４、前記透明パターン層４の上に位置し、カラーフィルタ用色材インクの成分構成中、色材成分を遮光成分とした材料からなる遮光パターン層５とが積層しているものである。
上記圧接型１において、圧接型用基材２はカラーフィルタ用基材と同一材料であることが良好である。また、上記離型層３と透明パターン層４とはＵＶ光透過性と感光硬化したときのブラックマトリックス材に対して剥離性とを有するものであり、遮光パターン層５にあってはその側面と上面に、感光硬化したときの前記ブラックマトリックス材が離型することができる離型性を生じるようにしているものである。そして、この圧接型１において、透明パターン層４は、カラーフィルタのブラックマトリックスの対応部分内でそのブラックマトリックスの線幅より小寸とした抜きパターン部６を有している。また、この透明パターン層４の上に位置する前記遮光パターン層５は、少なくともカラーフィルタのブラックマトリックスのネガパターンにした配置で設けられている。これによって圧接型１にあっては、遮光パターン層５の間にカラーフィルタのブラックマトリックスパターンとなる凹部７を有するとともに、少なくとも一部の凹部７における透明パターン層４に抜きパターン部６からなり、凹部７の幅寸法より小寸のスペーサ用凹部８を有する凹版としている。前記スペーサ用凹部８は後述する液晶表示装置基板間隔保持用のスペーサを得るためのものである。
【００３２】
上記構造の圧接型１の作成は、まず、離型層３における上記材料を、例えば、上述した材料をスピンコータ、スピンレスコータなどで０．数μｍ〜数μｍ程度の厚さの薄膜として圧接型用基材２に塗布した後、乾燥させてこの離型層３の部分を形成する（図２）。圧接型用基材２への接着性向上、生産性向上のため、自然乾燥だけでなく、光硬化、ＥＢ硬化、熱硬化などの乾燥工程を経るようにすることも可能である。
【００３３】
つぎに透明パターン層４における上記材料を、例えば、スピンコータ、スピンレスコータなどで０．数μｍ〜数μｍ程度の厚さの薄膜として離型層３の上に塗布した後、乾燥させる。そして、スペーサ部（液晶表示装置基板間隔保持用スペーサの部分）が遮光部であるパターンマスクを用い、パターンマスク上から露光してこの透明パターン層４の材料を上記小寸の抜きパターン部６以外の部分を硬化させて離型層３に接着させた後、未硬化部分の材料を現像除去して、上述のパターンとする（図３）。パターン形成後、離型層３への接着性向上、生産性向上のため、自然乾燥だけでなく、光硬化、ＥＢ硬化、熱硬化などの乾燥工程を経るようにすることも可能である。
【００３４】
つぎに遮光パターン層５における上記材料を、例えば、スピンコータ、スピンレスコータなどで０．数μｍ〜数μｍ程度の厚さの薄膜として透明パターン層４の上に塗布した後、乾燥させる。そして、ブラックマトリックスの部分が遮光部であるパターンマスクを用い、パターンマスク上から露光してこの遮光パターン層５の材料をカラーフィルタのブラックマトリックスのネガパターンで硬化させて透明パターン層４に接着させた後、未硬化部分の材料を現像除去して、上述のパターンとする（図１参照）。パターン形成後、透明パターン層４への接着性向上、生産性向上のため、自然乾燥だけでなく、光硬化、ＥＢ硬化、熱硬化などの乾燥工程を経るようにすることも可能である。
以上のようにして凹版とした圧接型１が形成できるが、圧接型１の作成方法はこの形態に限定されるものではない。
【００３５】
カラーフィルタ用のブラックマトリックス及びスペーサの形成に際しては上記圧接型１とカラーフィルタ用基材とを、その間にブラックマトリックス材（ブラックマトリックスとスペーサの形成材料で、黒インクである）を配した状態で圧接するようにしている。
ここで、ブラックマトリックス材を説明する。
ブラックマトリックス及び液晶表示装置基板間隔保持用スペーサとなるブラックマトリックス材は、樹脂、希釈モノマー、光増感剤を主成分とする無溶剤ＵＶ硬化型接着剤であって、樹脂がエチレン性不飽和基とカルボキシル基を有するアクリル系共重合体であるが、必要に応じ熱硬化成分、添加剤などが用いられ、そして、分散させるカーボンの量を樹脂分の２０〜４０重量％程度とする。
【００３６】
上記のエチレン性不飽和基とカルボキシル基を有するアクリル系共重合体は、感度の面から二重結合当量が３×１０3 以下であることが好ましく、カルボキシル基は溶解性の面から、樹脂酸価として５０〜１５０の範囲が好ましい。酸価５０以下では溶解性が低下し、接着剤が除去しきれずガラス基板上の転写シートの周辺部に残る。また、酸価１５０以上では接着剤の除去時に膨潤してしまい、きれいな転写シートの周辺部が得られないという問題がある。また、このアクリル系共重合体の分子量は１〜１００×１０３の範囲が好ましいものであり、分子量が１×１０3以下では感度低下をきたし、１００×１０３以上ではアルカリ溶解性が低下する。
【００３７】
アクリル系共重合体としては、グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）のようなグリシジル基とエチレン性不飽和基を有するモノマーのアクリル系共重合体にアクリル酸の様なエチレン性不飽和基とカルボキシル基を有するモノマーを付加した後、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸のような酸無水物を付加させた物や、アクリル酸のようなエチレン性不飽和基とカルボキシル基を有するモノマーのアクリル系共重合体にＧＭＡのようなグリシジル基とエチレン性不飽和基を有するモノマーを付加した樹脂が挙げられる。また、フェノールノボラック樹脂やクレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールタイプ等のエポキシ樹脂にアクリル酸の様なエチレン性不飽和基を有するカルボン酸を付加した後、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸を付加させた物も使用できる。
【００３８】
希釈モノマーとしては、硬化時に発泡等を起こさないよう、その沸点が２００℃以上あることが好ましいく、貼り合わせ押圧時の作業にあわせ、接着剤を適切な粘度まで希釈出来れば良い。例えば、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等の多官能モノマー、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート等の３官能モノマー、１．６ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート等の２官能モノマー、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、トリシクロデシル（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−アクリロイルオキシエチルモノフタレート等の単官能モノマー、水酸基を２個以上有するポリオール化合物、イソシアネート化合物及び水酸基を有する（メタ）アクリレートからなるウレタンアクリレートやエポキシアクリレート等が挙げられ、これらを適宜組み合わせて使用できる。
【００３９】
光増感剤としては、特に制限はなく、ベンゾフェノン、ジエチルアミノベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸メチル、ベンゾインイソプロピルエーテル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルジメチルケタール、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、２−メチル｛４−（メチルチオ）フェニル｝−２−モルフォリノ−１−プロパノン、等が挙げられ、その添加量は樹脂と希釈モノマーの総量に対し、０．１〜２０重量部が好ましい。
【００４０】
添加剤としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル等の重合防止剤、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等の接着性付与剤、及び、エポキシ樹脂、ポリオール、メラミン樹脂等の熱硬化成分等が挙げられ、このうち熱硬化成分が少ないと、硬化した樹脂にカルボン酸基が多く残り耐水性が低下する。その添加量はアクリル系共重合体中のカルボン酸に対し、１／２当量以上の添加が好ましい。
【００４１】
上記無溶剤ＵＶ硬化型接着剤においては有機溶剤を用いないものである。従って、作業の安全性、健康、環境へ及ぼす有機溶剤の影響がなくなるものである。また、この接着剤を塗布した圧接型及びカラーフィルタ用基材を加熱することなく、常温にて密着させ押圧させることができるので、加熱による圧接型用基材とカラーフィルタ用基材とに寸法差が生じないものとなる。
【００４２】
図４に示すように、カラーフィルタ用のブラックマトリックス及びスペーサの形成では圧接型１とカラーフィルタ用基材９とをその間に上記ブラックマトリックス材１０を配した状態で圧接する。この圧接に際して、圧接型１の一端とカラーフィルタ用基材９の一端とを接しさせ、その接している分の間にブラックマトリックス材１０を配置する。そして、圧接型１とカラーフィルタ用基材９との反対側が開いている状態でプレスローラなどの圧接手段１１に通するようにする。圧接型１とカラーフィルタ用基材９との接している端部側に配置するブラックマトリックス材１０は、圧接により薄膜化した際の容量分（塗布面積＋塗布厚、但し凹部の容量も考慮する）で筋状にして塗布する。
なお、プレスロールなどの圧接手段１１に通す際、圧接型１とカラーフィルタ用基材９との間からブラックマトリックス材１０がはみ出て、圧接手段を汚すことがある場合には、圧接手段側との間にカバーフィルムを介在させた状態で圧接を行なうようにしてもよい。
上述したように圧接型１とカラーフィルタ用基材９との一方側（ブラックマトリックス材を配した辺と対向する辺側）を開いた状態でブラックマトリックス材１０を配した側から圧接型１とカラーフィルタ用基材９とを圧接手段１１に通すことでブラックマトリックス材１０は面状に展開されることになり、よって気泡を巻き込むことがない。
【００４３】
上記圧接が行われれば、圧接型１とカラーフィルタ用基材９とが密着した状態の下で圧接型１の圧接型用基材２側からＵＶ光により露光１２を行ない、この露光１２によって圧接型１のスペーサ用凹部８を含む上記凹部７に詰め込まれたブラックマトリックス材１０を硬化させ、この硬化によりカラーフィルタ用基材９に強固に接着させる。
ＵＶ光の光源は面全面を均一に一括照射するもの、また、光源がラインタイプで圧接型１の幅方向に均一で流れ方向に一定に進むことで面全体が均一に照射されるものであってもよい。
【００４４】
上記ＵＶ光による露光の後、カラーフィルタ用基材９から圧接型１を剥離分離してブラックマトリックス材１０全体をカラーフィルタ用基材９に転写させる。カラーフィルタ用基材９と圧接型１とを分ける場合、例えば、カラーフィルタ用基材９を真空吸着ステージの上に固定し、圧接型１をその一辺側から撓ませながら剥ぎ取るようにすればよい（図６）。このようにすることでブラックマトリックス材１０の転写が良好になる。なお、剥離の速度は一定とすることが望ましい。
【００４５】
上記圧接型１を剥離分離した後は、図７に示されているようにカラーフィルタ用基板９に硬化部分と未硬化部分とが一緒になったブラックマトリックス材１０が位置している。このカラーフィルタ用基材９の上の未硬化部分となっているブラックマトリックス材１０を現像液による洗浄によって現像除去し、パターンの焼き固めとカラーフィルタ用基材９への接着をより強固なものとするために、これを恒温槽などの加熱手段によりベースする。
以上によって、上記抜きパターン部６から転移したブラックマトリックス材により硬化済みの液晶表示装置基板間隔保持用スペーサ１３が所要位置で突出して一体となっているブラックマトリックスＢＭを有するカラーフィルタ用基板９が得られる（図８）。
【００４６】
上記実施の形態は板状の圧接型１を用いたものであるが、圧接型１をシリンダ状としてもブラックマトリックスを有するカラーフィルタ用基材９が得られる。
このシリンダ状の圧接型１の作成は、まず、図９に示すように離型層３における材料を、例えば、ダイスコータやキャップコータなどで０．数μｍ〜数μｍ程度の厚さの薄膜としてシリンダ形状の圧接型用基材２に塗布した後、乾燥させてこの離型層３の部分を形成する。圧接型用基材２への接着性向上、生産性向上のため、自然乾燥だけでなく、光硬化、ＥＢ硬化、熱硬化などの乾燥工程を経るようにすることも可能である。
【００４７】
つぎに透明パターン層４における上記材料を、例えば、ダイスコータ、キャップコータなどで０．数μｍ〜数μｍ程度の厚さの薄膜として離型層３の上に塗布した後、乾燥させる。そして、レーザー露光装置を用いて露光してこの透明パターン層４の材料を小寸の抜きパターン部６以外の部分を硬化させて離型層３に接着させた後、未硬化部分の材料を現像除去する（図１０）。パターン形成後、離型層３への接着性向上、生産性向上のため、自然乾燥だけでなく、光硬化、ＥＢ硬化、熱硬化などの乾燥工程を経るようにすることも可能である。
【００４８】
つぎに遮光パターン層５における上記材料を、例えば、ダイスコータ、キャップコータなどで０．数μｍ〜数μｍ程度の厚さの薄膜として透明パターン層４の上に塗布した後、乾燥させる。そして、レーザー露光装置を用いて露光してこの遮光パターン層５の材料をカラーフィルタのブラックマトリックスのネガパターンで硬化させて透明パターン層４に接着させた後、未硬化部分の材料を現像除去する（図１１）。パターン形成後、透明パターン層４への接着性向上、生産性向上のため、自然乾燥だけでなく、光硬化、ＥＢ硬化、熱硬化などの乾燥工程を経るようにすることも可能である。
【００４９】
カラーフィルタ用のブラックマトリックス及びスペーサの形成に際し、上記シリンダ状の圧接型１とカラーフィルタ用基材９とをその間にブラックマトリックス材１０を配した状態で圧接するには、図１２に示すように圧接型１と圧胴１４とを対峙させ、この間にカラーフィルタ用基材９を差し入れ、前記圧接型１と圧胴１４とをカラーフィルタ用基材９を一方向に送り出すように回転させて圧接型１がカラーフィルタ用基材９に圧接するように設ける。カラーフィルタ用基材９を差し入れるときにこのカラーフィルタ用基材９と圧接型１との間にブラックマトリックス材１０を盛っておき、回転する圧接型１とその回転により送り出されるカラーフィルタ用基材９とを前記ブラックマトリックス材１０を介在させた状態で圧接するようにする。
【００５０】
上記圧接型１の内部にはＵＶ光による露光手段１５を設けておき、圧接型１とカラーフィルタ用基材９との接触部分に、この圧接型１の内部からＵＶ光を照射して露光１２を行なう。
露光されたカラーフィルタ用基材９は送り出され、回転する圧接型１と剥離分離する。そして、カラーフィルタ用基材９にあっては圧接型１と接した面側にブラックマトリックス材１０が位置しており（図７参照）、上記スペーサ用凹部８を含む凹部７から抜け出たブラックマトリックス材１０は接着硬化した状態でカラーフィルタ用基材９に一体となっている。
【００５１】
この後、上記平板状の圧接型１を用いた場合と同じように、圧接型１を剥離分離した後は、カラーフィルタ用基材９の上の未硬化部分となっているブラックマトリックス材１０を現像液１６による洗浄によって現像除去し、パターンの焼き固めとカラーフィルタ用基材９への接着をより強固なものとするために、これを恒温槽などの加熱手段１７によりベースする。
以上によって、上記抜きパターン部６から転移したブラックマトリックス材により硬化済みの液晶表示装置基板間隔保持用スペーサ１３が所要位置で突出して一体となっているブラックマトリックスを有するカラーフィルタ用基板９が得られる。
【００５２】
上記第一の実施の形態に用いられる圧接型１では離型層３の上に、液晶表示装置基板間隔保持用スペーサを得るための小寸の抜きパターンを有する透明パターン層４を積層し、さらに、この透明パターン層４の上にブラックマトリックスを得るための遮光パターン層５を積層した構成としているが、以下に示す実施の形態の構成によっても、スペーサを一体としたブラックマトリックスを形成することができる。
図１３（ａ）はその実施の形態において用いる転写型１が示されている。この圧接型１にあっては、ＵＶ光透過性の転写型用基板２の上にクロムなどからなるＵＶ光遮光性のある遮光膜１８が設けられていて、ブラックマトリックスのパターンのネガパターンとなっている。また、前記遮光膜１８の上に、この遮光膜１８の表面と遮光膜１８の間に表れる圧接型用基板２の表面とを覆うようにして底面材１９が設けられている。この底面材１９はＵＶ光透過性と感光硬化したときのブラックマトリックス材１０に対しての剥離性とを有している。
さらに、底面材１９の上には凸部材２０が設けられている。この凸部材２０は感光硬化したときのブラックマトリックス材１０が離型することができる離型性とＵＶ光透過性とを有している。そして、上記遮光膜１８の間のすべてではなく一部の間において、その遮光膜１８の間の幅より狭い幅で孔パターンが形成され、この位置を液晶表示装置基板間隔保持用スペーサ１３を得るためのスペーサ用凹部８としていて、スペーサ用凹部８の底面では前記底面材１９が表出するようにしている。
このように第二の実施の形態にて用いる圧接型１では最上層である凸部材２０にスペーサ用凹部８を有した凹版の形態として設けられているものである。
スペーサ用凹部８のパターンを有している凸部材２０の層厚は、ブラックマトリックスＢＭと液晶表示装置基板間保持用スペーサ１３との兼用材、即ち、ブラックマトリックス材１０を熱硬化した際の厚さ減少分を加味した層厚である。ただし、通常はその厚さ減少は少なく、無視できる程度である。凸部材２０での前記スペーサ用凹部８の深さは通常３〜１０μｍである。また液晶表示装置基板間隔保持用スペーサ１３は円柱状である場合が多いが、その直径は通常３〜１０μｍであり、ブラックマトリックス材１０の硬化後においてこの寸法設定の液晶表示装置基板間隔保持用スペーサ１３が得られるようにスペーサ用凹部８の寸法などの設定が行われている。なお、底面材１９、凸部材２０の材料は、それぞれ耐久性を持たせるためＵＶ光硬化型であり、さらに加熱硬化型であって、２００℃以上で硬化すると接着強度、機械強度が大きく増加するものとしている。この圧接型自体の作成については後述する。
【００５３】
この圧接型１を用いてスペーサ一体となるブラックマトリックスを形成する例を図１３（ｂ）〜（ｆ）に沿って説明する。
まず、図１３（ｂ）に示すように、ブラックマトリックスとスペーサとの兼用材であるブラックマトリックス材１０をロールラミネターを使用してカラーフィルタ用基材９との間に所定の加熱硬化厚になるように挟み込む。なお、ブラックマトリックス材１０において調製方法の具体例は後述してある。
つぎに、図１３（ｃ）に示すように、圧接型用基材２側から平行なＵＶ光で露光１２し、遮光膜１８がない部分においてブラックマトリックス材１０の表面まで硬化する。場合によっては散乱光でもよいが、ブラックマトリックスとして硬化させる範囲が若干広がる。
つぎに、図１３（ｄ）に示すように、圧接型１とカラーフィルタ用基材９を引き剥がすと、ブラックマトリックスとして硬化したブラックマトリックス材１０、またスペーサ１３を一体に備えたブラックマトリックスとして硬化したブラックマトリックス材１０はカラーフィル用基材９側に接着して転写し、硬化していない部分のブラックマトリックス材１０はカラーフィルタ用基材９と圧接型１に分裂する。
つぎに、図１３（ｅ）に示すように、所定の現像液１６を使用してスプレー現像等の現像処理を行なって未硬化のブラックマトリックス材１０を除去する。後述の構成としたブラックマトリックス材１０の場合にはアルカリ水溶液の現像液を使用する。
つぎに、図１３（ｆ）に示すように、加熱硬化、例えば２００℃、１時間、して所要部分にスペーサ１３が一体となるブラックマトリックスＢＭを備えたカラーフィルタ用基材９が完成する。しかし、この加熱処理は、色材層を所定場所に充填した後に色材層の加熱硬化と同時に行うこともある。
ブラックマトリックスとスペーサ１３との兼用材、即ち、ブラックマトリックス材）にカラーフィルタ用インクに対して撥インキ性を付与するものを添加することが可能であり、そうすることによって、インクジェットインキングで色材インクを所定の画素部へ入れる際に必要とされる撥インキ部分を、同時に形成することができる。
【００５４】
（遮光パターン層を有する圧接型の具体的作成例）
上述した遮光パターンを有する圧接型１を作成した具体例を図１４に沿って、以下に説明する。
図１４（ａ）に示すように圧接型１の支持基板（圧接型用基材２）としてはコーニング社のイーグル２０００（厚さ０．７ｍｍ）がカラーフィルタフィルタ用の製品が熱膨張率の点で好都合であるので、同じものを使用した。その表面に離型層３として、透明であって、ＵＶ硬化型であり、カラーフィルタ用インクのＵＶ硬化物に対して離型性を有するものとして、特開２００１―３５０００９に開示されている合成例１で得られた感光性樹脂を主材料とし、この感光性樹脂を樹脂濃度が１０重量％になるようにＰＧＭＡｃで希釈し、この希釈液１０００ｇに光重合性モノマーであるトリメチロールプロパントリアクリレートを４．０ｇと、光重合開始剤であるピペロニル−ｓ−トリアジン５ｇと、溶剤としてＰＧＭＡｃ１００ｇを加えて撹拌して得た得た塗料ａを作成した。この塗料ａを、加熱硬化厚さが５μｍとなるようにスロットコータで塗布し、ＵＶ硬化し、厚さ５μｍの透明離型層（離型層３）を得た。ここで加熱硬化厚さとは、作成工程の最後に加熱処理を行うが、その結果としての厚さであり、予備テストによって、塗布する厚さとの関係を求めておく。
つぎに、図１４（ｂ）に示すように、次にスペーサ部形成用の凹部（スペーサ用凹部８）を形成するために、スペーサ形成層（透明パターン層４を得るための層）として透明離型層（離型層３）の上に塗料ａを加熱硬化厚さ６μｍとなるようにスロットコータで塗布し、溶剤を揮発させた。
つぎに、図１４（ｃ）に示すように、スペーサ部を遮光部とするフォトマスク２１を使用して露光１２した。
つぎに、図１４（ｄ）に示すように、さらにその上にブラックマトリックス形成用のＵＶ遮光層（遮光パターン層５を得るための層）として、ＵＶ遮光ネガレジストである特開２００１−３５０００９の実施例１に記載されている塗料ｂを作成し、スロットコータで加熱硬化厚さがブラックマトリクスの所定厚さである１．８μｍになるよう塗布し、溶剤を揮発させた。
つぎに、図１４（ｅ）に示すようにブラックマトリックス部を遮光部とするフォトマスク２２を使用し、スペーサ部と位置合わせして露光１２した。
つぎに、図１４（ｆ）に示すように、現像液１６として２．５％の炭酸ナトリウム液を使用して、スペーサ形成層とブラックマトリックス形成層を同時にスプレー現像し、スペーサに対応する凹部（スペーサ用凹部８）とブラックマトリックスに対応する凹部（凹部７）を所定の位置に形成した。その後、２３０℃で２０分間加熱硬化（ベーク）して、所望の凹版の圧接型を得た。
【００５５】
（遮光膜を有する圧接型の具体的作成例）
上述した遮光膜を有する圧接型１を作成した具体例を図１５に沿って、以下に説明する。
まず、図１５（ａ）において、圧接型１の支持基板（圧接型用基材２）として、カラーフィルタの基板（旭硝子社製のAN  １００（厚さ０．７ｍｍ））と同じものが熱膨張率の点で好都合であるので、同じAN１００の厚さ０．７ｍｍのものを使用した。そのガラス基板に厚さ１５００Åのクロム膜ｃ（遮光膜１８を得るための膜）をスパッタリング法で形成した。
つぎに、図１５（ｂ）に示すように、クロムマスクをフォトリソ法で作成する方法を用いて、所望のカラーフィルタのブラックマトリクス部に対応するクロムマスク膜部分を除去し、これによって遮光膜１８を形成した。
つぎに、図（１５（ｃ）に示すように、特開２０００−１３６３５４の段落番号００３４に記載されている樹脂分がエチレン性不飽和基とカルボキシル基を有するアクリル系共重合体である無溶剤ＵＶ硬化型塗料ｄを、加熱硬化厚さが５μｍとなるようにスロットコータで塗布し、ＵＶ硬化して透明離型層（底面材１９）を得た。
つぎに、図１５（ｄ）に示すように、スペーサ形成用層（凸部材２０となる層）として透明離型層（底面材１９）の上に塗料ｄを加熱硬化厚さ６μｍとなるようにラミネータで塗布するとともに、表面に厚さ１５μｍのポリエチレン系の保護フィルム２３を載せた。保護フィルム２３は塗料ｄがフォトマスクに付着することを防止するのが主目的である。
つぎに、図１５（ｅ）に示すように、所望のカラーフィルタのスペーサ部を遮光部とするフォトマスク２１を使用して、所定露光量を露光して、スペーサ形成用層の所定部分をＵＶ硬化した。
つぎに、図１５（ｆ）に示すように、保護フィルム２３を剥離した後、２．５％の炭酸ナトリウム、０．５％の水酸化ナトリウムを含む水溶液を使用して、スペーサ形成層をシャワー現像し、スペーサに対応する凹部（スペーサ用凹部８）を所定の位置に形成した。その後、２３０℃で２０分間加熱硬化（ベーク）して、所望の一段凹部の圧接型を得た。加熱硬化処理によって各部材の耐性が向上するとともに、部材間の接着強度も向上した。
【００５６】
（ブラックマトリックス材の具体的調製）
ブラックマトリクスＢＭとスペーサ１３を兼用する材料の塗料で、無溶剤型で且つＵＶ硬化性のものを以下のように調製した。
まず、グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）４０ｇ、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）６０ｇとアセトン２００ｇを窒素雰囲気下でＡＤＶＮ（大塚化学製）を用い、分子量２０×１０３のポリマーを得た。
このポリマー溶液にアクリル酸２０ｇ、ベンジルジメチルアミン０．２ｇを加え反応させた後、テトラヒドロ無水フタル酸２５ｇを加えて反応させ、シクロヘキサンを用いて析出沈殿させ、乾燥し、白色粉末１３０ｇを得た。この粉末状の樹脂の分子量は３５×１０３、酸価は１００であった。
この樹脂５０ｇにＴＭＰ３Ａ５０ｇ、ヒドロキシエチルメタクリレート４０ｇ、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート４０ｇ、ビスコート＃２０００（大阪有機化学製）１０ｇ、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン１０ｇ、メトキノン０．１ｇ、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１０ｇ、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル１５ｇを加え、溶解して感光性無溶剤型接着剤Ｃを作成した。この接着剤Ｃ１００ｇにブラックマトリクスに使用されるカーボンブラックを３０重量％分散してブラックマトリクスとスペーサ兼用の塗料を得た。
【００５７】
上記液晶表示装置基板間隔保持用スペーサを一体にしたブラックマトリックスを有するカラーフィルタ用基材９を利用してカラーフィルタを形成するに際しては、ブラックマトリックスの間の凹部に、凹部に対応するパターン構成色の色材インクをインクジェット法により設けるようにすればよい。
また、従来から行われている色材インクのフォトリソ法にても実施できる。即ち、カラーフィルタ用基材８の全面に対する感光硬化性の色材インクの全面塗布と、全面塗布された色材インクに対する部分露光と、色材インクの未硬化部の現像除去とをカラーフィルタのパターン構成色ごとに行なって、ブラックマトリックスの間の凹部に、パターン構成色の色材インクを設けるようにすることでカラーフィルタを作成できる。また、色材インクをオフセット印刷や凸版印刷、平版印刷、凹版印刷により設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係るカラーフィルタのブラックマトリックスの形成方法における圧接型の一例を示す説明図である。
【図２】圧接型の作成において離型層を設けた状態を示す説明図である。
【図３】透明パターン層を設けた状態を示す説明図である。
【図４】圧接型にカラーフィルタ用基材を重ね合わせて圧接する状態を示す説明図である。
【図５】圧接型とカラーフィルタ用基材とが圧接している状態での露光を示す説明図である。
【図６】圧接型とカラーフィルタ用基材との剥離分離を示す説明図である。
【図７】圧接型から剥離分離した状態のカラーフィルタ用基材とブラックマトリックス材とを示す説明図である。
【図８】未硬化部分のブラックマトリックス材を現像除去した状態を示す説明図である。
【図９】シリンダ状の圧接型の作成において離型層を形成した状態を示す説明図である。
【図１０】シリンダ状の圧接型の作成において透明パターン層を形成した状態を示す説明図である。
【図１１】シリンダ状の圧接型の作成において遮光パターン層を形成した状態を示す説明図である。
【図１２】シリンダ状の圧接型を用いたカラーフィルタ用基材のブラックマトリックスの形成を示す説明図である。
【図１３】遮光膜を有する圧接型による実施の形態を示す説明図である。
【図１４】遮光パターン層を有する圧接型の具体的作成例を示す説明図である。
【図１５】遮光膜を有する圧接型の具体的作成例を示す説明図である。
【図１６】土手の表面を撥インキ性にしてインクを供給した状態を示す説明図である。
【図１７】インキ受容層に供給されたインクの色材がインキ受容層に浸透して染色した状態を示す説明図である。
【図１８】土手を親インキ性の部分と撥インキ性の部分との二層構造としたインク受容部にインクを供給した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…圧接型
２…圧接型用基材
３…離型層
４…透明パターン層
５…遮光パターン層
６…抜きパターン部
７…凹部
８…スペーサ用凹部
９…カラーフィルタ用基材
１０…ブラックマトリックス材
１１…圧接手段
１２…露光
１３…液晶表示装置基板間隔保持用スペーサ
１４…圧胴
１５…露光手段
１６…現像液
１７…加熱手段
１８…遮光膜
１９…底面材
２０…凸部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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