(57)【要約】【課題】インクジェット方式において、遮光層開口部内に吐出、形成された着色層の平坦性を向上させ、ＬＣＤパネルに於けるカラーフィルタと対向するＴＦＴ基板との距離を均一化させる事により、色ムラや表示速度ムラの低減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】透明基板上に定められたパターンに形成された遮光層を形成する第１の工程と、前記遮光層の開口部に対して、第１の溶剤を含有する各色の着色層材料をインクジェット法により規定の配列となるように吐出する第２の工程と、前記着色層材料の第１の溶剤を半乾燥させる第３の工程と、前記着色層材料に前記第１の溶剤より沸点が低い第２の溶剤を加える第４の工程と、前記着色層材料の前記第１の溶剤と第２の溶剤を蒸発乾燥させる第５の工程と、前記着色層材料を熱硬化させる第６の工程により製造する。【選択図】図４
2008083147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に定められたパターンに形成された遮光層を形成する第１の工程と、前記遮光層の開口部に対して、第１の溶剤を含有する各色の着色層材料をインクジェット法により規定の配列となるように吐出する第２の工程と、前記着色層材料の第１の溶剤を半乾燥させる第３の工程と、前記着色層材料に前記第１の溶剤より沸点が低い第２の溶剤を加える第４の工程と、前記着色層材料の前記第１の溶剤と第２の溶剤を蒸発乾燥させる第５の工程と、前記着色層材料を熱硬化させる第６の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】
前記第３の工程の前記半乾燥処理が、前記着色層材料を前記第２の工程で吐出した直後の体積の５０％以上７０％以下の体積に低減させることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項３】
前記第４の工程が、インクジェット法により前記着色層材料に前記第２の溶剤を加えることを特徴とする請求項１又は２に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
前記第１の溶剤の表面張力が２０ｍＮ／ｍ以上５０Ｎ／ｍ以下であり沸点が１３０℃以上であり、前記第２の溶剤の表面張力が２０ｍＮ／ｍ以上５０Ｎ／ｍ以下であり沸点が１００℃以上で１６０℃以下であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項５】
前記第２の溶剤が、２-メトキシエタノール、２-エトキシエタノール、２-エトキシエチルアセテート、２-メトキシエチルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、１-メトキシ-２-プロピルアセテート、１-メトキシ-２-プロパノール、１-エトキシ-２-プロパノール、乳酸メチル、乳酸エチル、含フッ素溶剤の何れか１つ、あるいはこれらの混合物であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項６】
前記第１の溶剤が、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、含フッ素溶剤の何れか１つ、あるいはこれらの混合物であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項記載のカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーテレビ、パーソナルコンピュータに使用されるカラー液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)の構成部材であるカラーフィルタ(ＣＦ)の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や、パーソナルコンピュータ、薄型カラーテレビの発展に伴い、カラーＬＣＤの需要が増加しており、特に、薄型カラーテレビの大型化が著しい。しかしながら、需要の増加に合わせて低価格化の進行も著しく、部材の中でもコスト比重が高いカラーフィルタはカラーＬＣＤの普及に向け、一層のコストダウンが要求されている。
【０００３】
カラーフィルタは透明基板上に、カラー表示に不可欠な、例えば、Ｒ(赤）、Ｇ(緑）、Ｂ(青)各色の着色層と、カラーＬＣＤの表示コントラスト向上目的で設けられる金属皮膜やＢｋ(黒)の遮光層を所定のパターンに配列したものであり、多くの製造方法が知られている。
【０００４】
染色法は、透明基板上に染色性高分子材料を塗布し、所定形状にフォトリソ法でパターニングした後、染色液に浸漬して着色する工程をＲ、Ｇ、Ｂ各色で繰り返し着色層を形成する方法である。
顔料分散法は、透明基板上に顔料を分散した感光性樹脂材料を、スピンコーターやスリットコーターなどで塗布した後、フォトリソグラフィ法でパターニングする工程をＲ、Ｇ、Ｂ各色で繰り返して着色層を形成する方法であり、多く用いられている。
電着法は、透明基板上に透明電極パターンを形成した後、顔料、樹脂、電解液等の入った電着塗装液に浸漬して電着する工程を各色で繰り返し着色層を得る方法である。
【０００５】
また、コストダウンに適する新規な製造方法として、印刷法やインクジェット法が開発されている。
印刷法は、顔料が分散された熱硬化型インキをパターニングされた印刷板に転移させた後、透明基板上に直接印刷若しくはオフセット印刷によってパターン形成する工程を各色で繰り返して着色層を形成する方法である。
インクジェット法は、透明基板上の所定パターンで形成された遮光層の開口部に、所定色の着色材料を吐出、その後硬化させてカラーフィルタを形成する方法であるが、吐出された着色材料の着色領域外への拡大防止として、遮光層に撥水・撥油性を付与したり、所定パターンに親水・親油性／撥水・撥油性とした表面張力調整層を別途形成して用いる事が知られている。
【０００６】
前記、カラーフィルタ製造方法の中では、良好な色特性、平坦性、位置精度などから、顔料分散法が良く用いられている。しかし、近年のＬＣＤテレビ大型化に対応する基板大型化と共に、使用材料の低減や、装置価格の低減など、強力なコスト低減を可能にする新規な印刷法、インクジェット法の開発が進められている。
【０００７】
しかし、従来のフォトリソ法が、透明基板上に良好な平坦性で塗工／乾燥された着色層をエッチングし、パターン形成していることに比べると、印刷法、インクジェット法、どちらも、乾燥前の柔軟な着色層(材料)を変形させる方法であり、例えば、印刷法ではブランケット上に着色層を部分破断するパターニングから、透明基板に着色層を圧着転写させる、インクジェット法では、遮光層開口部内に着色層材料を吐出させ、遮光層との接液部にメニスカスが形成されている中でインキ硬化をさせる、と言うように、原理的に着色層の平坦性が低下しやすい傾向を有する方法である。
ここで、遮光層開口部内で着色層の平坦性が悪いと、カラーフィルタと対向するＴＦＴ基板との距離が、一画素内(遮光層の開口部)や近傍の画素間で変化するのと同時に、封入させる液晶層の厚さも変化する事から、色ムラや表示速度ムラが発生し、画像品質低下の原因となり易い。
【０００８】
これら、インクジェット方式でのカラーフィルタの着色層平坦性の改善方法として、インキ(着色層材料)の表面張力と、吐出体積を規定する方法(特許文献１参照)や、遮光層と着色層との段差と着色部内の段差を規定する方法(特許文献２参照)や、断面形状が円弧状のブラックマトリクス(遮光層)と、インキ(着色層材料)との接触角を規定し、ブラックマトリクス近辺でのインキ盛上りを低減させる方法(特許文献３参照)や、などが知られている。
【０００９】
しかし、使用顔料や樹脂、溶剤と、吐出可能な粘度範囲に設定されたインキ固形分とから、決定される表面張力と吐出体積だけでは、インキ−遮光層の接触角が決定されず、また、インキ硬化時の収縮変化を制御できないために、遮光層開口部内のインキ平坦性向上には不十分であること、また、遮光層と着色層との段差、及び遮光層開口部内の段差を、既定値まで低減させる方法に対する記述がないと言う問題がある。
【００１０】
以下に公知文献を記す。
【特許文献１】特開平１１-２０２１２４号公報
【特許文献２】特開２０００-８９０２３号公報
【特許文献３】特開２００３-１６１８２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、カラーフィルタの製造コスト低減が可能なインクジェット法において、遮光層開口部内に吐出、形成された着色層の平坦性を向上させ、ＬＣＤパネルに於けるカラーフィルタと対向するＴＦＴ基板との距離を均一化させる事により、色ムラや表示速度ムラの低減が可能なカラーフィルタの製造方法を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、この課題を解決するために、透明基板上に定められたパターンに形成された遮光層を形成する第１の工程と、前記遮光層の開口部に対して、第１の溶剤を含有する各色の着色層材料をインクジェット法により規定の配列となるように吐出する第２の工程と、前記着色層材料の第１の溶剤を半乾燥させる第３の工程と、前記着色層材料に前記第１の溶剤より沸点が低い第２の溶剤を加える第４の工程と、前記着色層材料の前記第１の溶剤と第２の溶剤を蒸発乾燥させる第５の工程と、前記着色層材料を熱硬化させる第６の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。
【００１３】
また、本発明は、上記第３の工程の上記半乾燥処理が、上記着色層材料を上記第２の工程で吐出した直後の体積の５０％以上７０％以下の体積に低減させることを特徴とする上記のカラーフィルタの製造方法である。
【００１４】
また、本発明は、上記第４の工程が、インクジェット法により上記着色層材料に上記第２の溶剤を加えることを特徴とする上記のカラーフィルタの製造方法である。
【００１５】
また、本発明は、上記第１の溶剤の表面張力が２０ｍＮ／ｍ以上５０Ｎ／ｍ以下であり沸点が１３０℃以上であり、上記第２の溶剤の表面張力が２０ｍＮ／ｍ以上５０Ｎ／ｍ以下であり沸点が１００℃以上で１６０℃以下であることを特徴とする上記のカラーフィルタの製造方法である。
【００１６】
また、本発明は、上記第２の溶剤が、２-メトキシエタノール、２-エトキシエタノール、２-エトキシエチルアセテート、２-メトキシエチルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、１-メトキシ-２-プロピルアセテート、１-メトキシ-２-プロパノール、１-エトキシ-２-プロパノール、乳酸メチル、乳酸エチル、含フッ素溶剤の何れか１つ、あるいはこれらの混合物であることを特徴とする上記のカラーフィルタの製造方法である。
【００１７】
また、本発明は、上記第１の溶剤が、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、含フッ素溶剤の何れか１つ、あるいはこれらの混合物であることを特徴とする上記のカラーフィルタの製造方法である。
【発明の効果】
【００１８】
インクジェット法は、従来のカラーフィルタ製造方法であるフォトリソ法に対して、ＬＣＤ−ＴＶの大型化に伴うカラーフィルタ大型化への適応性が高く、且つ、材料使用量の低減と、製造装置の価格低減などによるコスト低減を可能とする方式である。
【００１９】
本発明によれば、インクジェット法で吐出された着色層材料の乾燥途中に、別途、低沸点の溶剤を追加する事で、低沸点溶剤含有の着色層材料でインクジェットノズルを詰まらせる事無く、乾燥条件設定幅を拡大できるため、遮光層開口部内での着色層平坦性を向上させると共に、遮光層厚さと着色層厚さとの膜厚差の僅少化を可能とするので、カラーフィルタと対向するＴＦＴ基板との距離の均一化、液晶層厚さの均一化、液晶配向性の良化も可能となり、色ムラや表示速度ムラの少ないＬＣＤパネルに適性の高いカラーフィルタ、及び、カラーフィルタの製造方法を提供できる効果がある。
【００２０】
また、本発明によれば、別途追加される低沸点溶剤の沸点、表面張力を、適宜選定して使用できるので、着色層材料の表面張力と遮光層開口部内の表面張力とをバランスさせながら、均一に着色層を乾燥させる事で、着色層の平坦性が向上すると共に、真空オーブンなどの特殊な乾燥設備を必要とせずに、ホットプレートや熱風循環オーブンなど、安価な乾燥設備を使用できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明によるカラーフィルタ、及び、カラーフィルタの製造法を、その実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明のカラーフィルタ１の基本構造を示す縦断面図である。ガラスなどの透明基板１０の表面上に、黒色顔料(カーボン等)を用いた遮光層１１が形成され、その開口部には、赤色(Ｒ)、緑色(Ｇ)及び、青(Ｂ)顔料、若しくは、同色の染料を含有する着色層１２が形成されている。この着色層１２の表面上には、必要に応じて透明樹脂からなる保護膜が被覆され、その上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透明電極１４が形成される。ＩＴＯのパターン形状による液晶配向が必要となる場合には、フォトリソ法やレーザ光加工によって、透明電極１４にパターニングを施す。
【００２３】
また、最近のＬＣＤの性能向上要求に伴い、透明電極１４上に、液晶配向を制御するＭＶＡ(Multi Vertical Alignment)層１５や、カラーフィルタ基板とＴＦＴ(Thin Film Transistor)基板間距離を、適正な値に規制するためのＰＳ(Photo Spacer)層１６を、別途、ＩＴＯ上に設ける事もある。
【００２４】
図２は、ストライプ配列としたカラーフィルタの平面図である。必要に応じて、モザイク配列や、デルタ配列とする場合もある。
【００２５】
図３〜５に、本発明によるカラーフィルタの製造方法の一実施例を図示する。
図１と同様の構成となるように、透明基板１０上に遮光層１１を形成する。
遮光層１１は撥インキ性を有し、各色着色層材料２１〜２３に対して適切な接触角を示す部材を用いてフォトリソ法により形成されている。
【００２６】
図３に示すように、遮光パターン１１の開口部２４に、インクジェットヘッド２５から、赤色(Ｒ)、緑色(Ｇ)、青色(Ｂ)に対応する着色層材料２３、２２、２１を、同時に吐出させた後、自然放置、若しくは、加熱手段により溶剤を蒸発させ、着色層材料２０中の溶剤量を減少させる。この時、着色層材料２３、２２、２１を一色ずつ吐出させた後、一斉に乾燥させる等の手段を使用し、各色着色層材料２０中の残留溶剤量を異ならせて処理することも可能である。
【００２７】
次に、図４に示すように、乾燥により溶剤量が減少した乾燥途上の着色層材料上に、当初の着色層材料２０中の溶剤と同等の表面張力を有し、より低沸点の溶剤２７を、インクジェットヘッド２６から吐出、着色層材料に浸透させる。これにより、一旦減少した溶剤の体積を再び増加させた、赤色(Ｒ)、緑色(Ｇ)、青色(Ｂ)に対応する着色層材料３３、３２、３１を得ると共に、次の乾燥工程では、着色層材料３０中から迅速、且つ、均一な溶剤除去が可能となる混合溶剤組成に変更させる。この時、各色着色層材料３０中での残留溶剤組成を異ならせて処理することも可能であり、また、各色の着色層材料３３、３２、３１に応じて、インクジェットヘッド２６から吐出させる低沸点の溶剤２７の種類を変えて処理することも可能である。また、図示しないが、ＬＣＤの色再現領域を拡大させるために、三色以上の着色層材料２０でカラーフィルタを製造する場合にも、同様の手順で製造することが可能である。
【００２８】
透明基板１０の材料は、ガラス基板や、石英基板、例えばＰＥＴ、ＰＥＳ、ＰＥＮ等のプラスチック基板等を用いることが可能であり、ＬＣＤ等の最終的な用途に必要な特性である可視光に対する透明性、機械的強度や熱工程に対する耐性を満足する透明基板１０が使用可能である。
【００２９】
遮光層１１は、黒色染料や顔料等の遮光材料、分散剤、光開始剤、アリカリ溶液等の現像液に可溶性のバインダー樹脂、重合性モノマー、溶媒、撥インク剤を主成分とする黒色樹脂組成物を用い、透明基板１０上に塗工した後、パターン露光、現像によるフォトリソグラフィー法によって形成される。また、フォトリソグラフィー法以外の熱転写法、印刷法等によって遮光層１１を形成することも可能である。
【００３０】
遮光層１１の黒色樹脂組成物の分散剤としては、非イオン性界面活性剤である、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなど、イオン性界面活性剤である、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を用いることが可能であり、その他に、有機顔料誘導体、ポリエステルなども、黒色顔料や樹脂に種類に応じて用いられる。分散剤は単独でも、また、二種類以上を混合して用いても良い。
【００３１】
遮光層１１の溶媒は、塗布性、分散安定性等を、勘案して適宜選択され、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を用いることが可能である。
【００３２】
また、遮光層１１の撥インク剤は、主鎖または側鎖に有機シリコーンを有し、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、フッ素成分を含むフッ化ビニリデン、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、樹脂等であって、高い撥インク性により、着色層材料２０との接触角を大きくすることで、インクジェットヘッド２５から吐出される着色層材料２０が、隔壁となる遮光層１１を越えて、隣接画素と混色する事を防止する。
【００３３】
遮光層１１の、アリカリ溶液可溶性のバインダー樹脂としては、アルカリ溶液に可溶となるカルボシキル基などを含有する共重合体、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、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、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、スチレン、ポリスチレンマクロモノマー、及びポリメチルメタクリレートマクロモノマー。より具体的には、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート共重合体、メタクリル酸／ベンジルメタクリレート／スチレン共重合体、ベンジルメタクリレート／スチレン共重合体、ベンジルメタクリレートマクロモノマー／スチレン共重合体、ベンジルメタクリレート／スチレンマクロモノマー共重合体などを変性した物が使用可能である。
【００３４】
また、遮光層１１上に、撥インキ性を調整する表面張力調整層をインクジェットで形成しても良い。表面張力調整層を形成するためにインクジェットから吐出する材料は、着色層材料２０から顔料、若しくは染料を除いた組成に、適度の撥インク剤を添加した物、若しくは、さらに、樹脂も除いた組成に、適度の撥インク剤を添加した物であり、インクジェット吐出性や安定性が良好となる着色層材料２０と同等の有機溶剤と、樹脂、透明樹脂材料との相溶性が良好な撥インク剤を含有する。また、その材料を有機溶剤と撥インク剤だけで構成した場合は、インクジェット吐出性を低下させない程度の表面張力となるように各々を選定する。
【００３５】
着色層材料２０の溶剤は、適性な表面張力と溶解性を有する有機溶剤であり、インクジェット吐出時の安定性や、ノズル詰まり耐性から、表面張力範囲２０〜５０ｍＮ／ｍで、且つ、沸点が１３０℃以上のものが好ましく、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、含フッ素溶剤などを用いることができるが、これらに限定されるものではなく、前記要件を満たす溶剤ならば使用が可能である。必要に応じて２種類以上の溶剤を混合して用いても良い。
【００３６】
着色層材料２０用の着色用顔料としては、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などがあり、要求の色相を得るために２種類以上が混合されることもある。また、これらの顔料に限定されるものではない。
【００３７】
着色層材料２０の分散用の樹脂としては、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、顔料分散性との関係で適宜選択される。耐熱性や耐光性を考慮すると、アクリル樹脂が好ましい。また、上記遮光層１１用のアルカリ可溶樹脂を使用する事も差し支えない。
【００３８】
着色層材料２０の顔料の分散向上に分散剤を用いる場合は、遮光層１１用の分散剤と同様の物を、顔料種類に合わせて使用すれば良く、非イオン性界面活性剤として、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどが、また、イオン性界面活性剤として、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が、その他、有機顔料誘導体、ポリエステルなどがあげられる。一種類の分散剤を単独で、また、二種類以上を混合してもよい。
【００３９】
インクジェットヘッドは、ピエゾ方式であり、吐出するインクの粒子化周波数は５〜１００ＫＨｚ程度、ノズル径は５〜８０μｍ程度であり、１ヘッドにノズルを複数組み込んだ装置が好適である。表面張力調整層形成用と着色層形成用には、それぞれ専用のインクジェットヘッドを配置して、別々のインクジェットヘッドで吐出する事が望ましい。
【００４０】
図４のように、着色層材料２０の乾燥途中に別途インクジェットヘッド２６からその着色層材料２０に吐出する低沸点の溶剤２７としては、インクジェット吐出の安定性や詰まり耐性から、表面張力が２０〜５０ｍＮ／ｍで、且つ、沸点が１００〜１６０℃のものが好ましく、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-エトキシエチルアセテート、２-メトキシエチルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、１-メトキシ-２-プロピルアセテート、１-メトキシ-２-プロパノール、１-エトキシ-２-プロパノール、乳酸メチル、乳酸エチル、含フッ素溶剤などを用いることができるが、これらに限定されるものではなく、前記要件を満たす溶剤を選定し、必要に応じて２種類以上の溶剤を混合して使用する事が可能である。特に、着色層材料２０に使用する樹脂、溶剤との溶解性、相溶性を考慮して選定する事が望ましい。
【実施例】
【００４１】
以下に本発明の実施例を具体的に説明する。
＜実施例１＞
[遮光層の形成]
無アルカリガラス（コーニング社製「＃１７３７）上に、カーボンブラックを含有したレジスト材（新日鉄化学社製ブラックマトリクス用ネガ型レジスト「Ｖ-２５９ＢＫ７３９Ｐ」）に感光性シリコン化合物（ジメチルポリシラン）を１０％添加したものを、乾燥後膜厚が２．０μｍとなるようにスピンコートし、９０℃２０分間のプリベークを行い、その後、パターン露光、アルカリ溶液による現像、２３０℃２０分のポストベーク処理を行って、遮光層１１を形成した。
【００４２】
［着色層材料の調製］
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。アクリル共重合樹脂を樹脂濃度が１０％になるようにジエチレングリコールモノエ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。希釈液８０ｇに対し、ＲＧＢ用顔料各８．０ｇ、分散剤０．５ｇを添加し、３本ロールにて混練し、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色ワニスを得た。各色の着色ワニスに、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを添加して顔料濃度が１２〜１５％、粘度が１５ｃｐｓとなるよう調整し、さらに、シリコン樹脂系のレベリング剤０．１ｇを添加してＲ、Ｇ、Ｂ各色の着色層材料２０を製作した。
【００４３】
上記、着色層材料２０の表面張力は３０mN/mであり、形成された遮光層１１の外周部への接触角は約４０°と、インクジェット方式によるカラーフィルタ形成用の着色層材料２０として好ましい特性を有していた。
【００４４】
［カラーフィルタの形成］
図３のように、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色毎に異なるインク供給系を有する１２ｐｌ、１８０ｄｐｉヘッド(セイコーインスツルメンツ社製)のインクジェットヘッド２５から、遮光層１１の開口部に、前記、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の着色層材料２３、２２、２１を必要量吐出し、６０℃のホットプレートで５分間半乾燥させて、着色層材料２０の体積が吐出直後の５０％から７０％の体積を残すまで、その溶剤を半乾燥させた。本実施例では、着色層材料２０の体積を約６０％にまで低減させた。
【００４５】
その後、図４のように、Ｒ、Ｇ、Ｂインク供給系とは異なるインクジェットヘッド２６から、乾燥中の当初の着色層材料２０中の溶剤とは異なる溶剤２７の１-メトキシ-２-プロピルアセテートを、当初の着色層材料２０上に吐出量を調整して吐出し、着色層材料２０に残留していた当初の溶剤にその溶剤を混ぜ合わせた着色層材料３０を形成し、体積を最初の吐出直後の着色層材料２０の体積とほぼ同等の体積にした。
【００４６】
この着色層材料３０を、再度、１００℃のホットプレートで５分間乾燥させた後、熱風循環オーブンで２３０℃２０分の乾燥を行い、各色着色材中の溶剤除去とアクリル共重合樹脂の熱硬化とを行うことで図５のように着色層材料３０の体積を減少させ、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の固化した着色層材料４３、４２、４１を得た。その後、ＩＴＯの透明電極１４の形成工程以降の後工程を実施して、得られたカラーフィルタは、画素内の色差が２以下であり、目視ではムラを認識し得ず、また、遮光層１１の開口部内で固化した着色層材料４０の平坦性が良好であった。
【００４７】
＜実施例２＞
Ｒ、Ｇ、Ｂ各色着色層材料２３、２２、２１の吐出、ホットプレート乾燥後の溶剤２７の吐出を、ハイドロフロロエーテルとした他は、実施例１と同等に、遮光層１１を形成し、着色層材料２０を製造して用い、カラーフィルタの形成を行った。その後、実施例１と同様に、ホットプレート乾燥、オーブン乾燥と着色層材料４０の熱硬化を行い、ＩＴＯの透明電極１４の形成工程以降の後工程を行った。これにより、得られたカラーフィルタは、名内の色差が２以下であり、目視ではムラを認識し得ず、また、遮光層１１の開口部内の着色層１２の平坦性が良好であった。
【００４８】
＜比較例＞
実施例１の工程で、溶剤２７の吐出を行わずに、１００℃のホットプレートで１５分間乾燥させた後、熱風循環オーブンで２３０℃２０分の乾燥を行って、カラーフィルタを形成した。その結果硬化した後の着色層１２は、検査光源での目視ではムラを確認できなかったが、画素内の色差が３程度と、平坦性が若干低下する着色層１２であった。
【００４９】
なお、実施例において、ＬＣＤ用カラーフィルタで説明したが、これに限定されるものではなく、色を分離して表示させるで用途あれば、どのようなカラーフィルタで実施してもよい。例えば、ＣＣＤ用カラーフィルや、投影装置用カラーフィルタに、本発明を適用してもよい。
【００５０】
以上の様に、本発明によれば、インクジェットヘッドから吐出された着色層材料２０の乾燥後に、別途、溶剤２７を当初の着色層材料２０上に吐出し着色層材料３０を形成後、再度乾燥、熱硬化させる手段により、着色層材料３０の溶剤蒸発と収縮、着色層材料３０
中の溶剤量変化を適切に制御させ、遮光層１１の開口部内での着色層材料４０の厚さムラを軽減して平坦性が向上し、且つ、遮光層１１の厚さと着色層１２の厚さとの膜厚差を僅少化する事が可能となるので、色ムラや表示速度ムラの少ないＬＣＤパネルに適性の高いカラーフィルタの製造が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明のカラーフィルタの基本構造を示す縦断面図である。
【図２】図１に示した本発明のカラーフィルタの平面図である。
【図３】本発明のカラーフィルタ着色層の形成(着色層材料吐出)工程を示した説明図である。
【図４】本発明のカラーフィルタ着色層の形成(溶剤吐出)工程を示した説明図である。
【図５】本発明のカラーフィルタ着色層の形成(乾燥)工程を示した説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１・・カラーフィルタ
１０・・透明基板
１１・・遮光層
１２・・着色層
１４・・透明電極
１５・・ＭＶＡ層
１６・・ＰＳ層
２０・・インクジェットヘッドから吐出後の着色層材料
２１・・吐出後の着色層材料(Blue)
２２・・吐出後の着色層材料(Green)
２３・・吐出後の着色層材料(Red)
２５・・インクジェットヘッド(着色層形成用)
２６・・インクジェットヘッド(溶剤吐出用)
２７・・溶剤
３０・・溶剤組成を変更した着色層材料
３１・・溶剤組成を変更した着色層材料(Blue)
３２・・溶剤組成を変更した着色層材料(Green)
３３・・溶剤組成を変更した着色層材料(Red)
４０・・硬化後の着色層材料
４１・・硬化後の着色層材料(Blue)
４２・・硬化後の着色層材料(Green)
４３・・硬化後の着色層材料(Red)
【図１】
2008083147.tif 000003
【図２】
2008083147.tif 000004
【図３】
2008083147.tif 000005
【図４】
2008083147.tif 000006
【図５】
2008083147.tif 000007