(57)【要約】      （修正有）【課題】格子状のブラックマトリクスパターンを有するカラーフィルタをインクジェット方式で製造し、格子毎の色度バラツキがない、安価で品質良好なカラーフィルタを提供する。【解決手段】透明ガラス基板上に、外周部を有する樹脂によるストライプ状の隔壁パターン１２を形成する第１の工程と、前記隔壁パターン１２の開口部に着色インクをインクジェットにより充填し、焼成することでストライプ状の着色層パターン１３を形成する第２の工程と、前記隔壁パターン１２と前記着色層パターン１３の上に、遮光性樹脂による格子状のブラックマトリクスパターン１４を形成する第３の工程によりカラーフィルタ１を製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明ガラス基板上に、外周部を有する樹脂によるストライプ状の隔壁パターンを形成する第１の工程と、前記隔壁パターンの開口部に着色インクをインクジェットにより充填し、焼成することでストライプ状の着色層パターンを形成する第２の工程と、前記隔壁パターンと前記着色層パターンの上に、遮光性樹脂による格子状のブラックマトリクスパターンを形成する第３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】
透明ガラス基板上に、外周部を有する樹脂によるストライプ状の隔壁パターンを有し、前記隔壁パターンの開口部にストライプ状の着色層パターンを有し、前記隔壁パターンと前記着色層パターンの上に、遮光性樹脂による格子状のブラックマトリクスパターンを有することを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項３】
前記隔壁パターンが遮光性を有することを特徴とする請求項２記載のカラーフィルタ。
【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に関し、特に、インクジェット方式により着色層パターンを形成したカラーフィルタ及びその製造方法に関する。
【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の安価な作製方法として、インクジェット方式が提案されている。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等に記載されている方法が挙げられる。特許文献１、特許文献２には、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クスパターンを、着色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。
【０００３】
これらの方法は、工程数を最少とできる反面、格子状に形成された隔壁パターンの開口部にインクジェット方式でインクを充填する場合に、格子毎に担当するインクジェットノズルが異なる為、インクジェットノズル毎の吐出量のバラツキによって、格子毎に色度のバラツキを生じるという問題があった。
【０００４】
これに対し、特許文献３には、金属膜からなる格子状のブラックマトリクスパターンの上に感光性樹脂組成物を用いてストライプ状の隔壁を形成し、インクジェット方式によりストライプ状に着色層パターンを形成することで、格子毎の色度のバラツキを解消する事が記載されている。
【０００５】
しかし、近年の液晶ディスプレイの大画面化に伴う基板サイズの大型化により、金属膜のスパッタは困難となっており、また、遮光性樹脂組成物によるブラックマトリクスパターンの形成に比べて、金属膜からなるブラックマトリクスパターンの形成は高価となるため、インクジェット方式を用いるコストメリットが出にくいという問題を有していた。
【０００６】
以下に公知文献を記す。
【特許文献１】特開平７−３５９１５号公報
【特許文献２】特開平７−３５９１７号公報
【特許文献３】特開平１１−１９４２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は、格子状のブラックマトリクスパターンを有するカラーフィルタをインクジェット方式で製造し、格子毎の色度バラツキがない、安価で品質良好なカラーフィルタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、この課題を解決するために、透明ガラス基板上に、外周部を有する樹脂によるストライプ状の隔壁パターンを形成する第１の工程と、前記隔壁パターンの開口部に着色インクをインクジェットにより充填し、焼成することでストライプ状の着色層パターンを形成する第２の工程と、前記隔壁パターンと前記着色層パターンの上に、遮光性樹脂による格子状のブラックマトリクスパターンを形成する第３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。
【０００９】
また、本発明は、透明ガラス基板上に、外周部を有する樹脂によるストライプ状の隔壁
パターンを有し、前記隔壁パターンの開口部にストライプ状の着色層パターンを有し、前記隔壁パターンと前記着色層パターンの上に、遮光性樹脂による格子状のブラックマトリクスパターンを有することを特徴とするカラーフィルタである。
【００１０】
また、本発明は、上記隔壁パターンが遮光性を有することを特徴とする上記のカラーフィルタである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のカラーフィルタは、格子状のブラックマトリクスパターンを有する、インクジェット方式を用いて製造する安価なカラーフィルタであり、しかも、インクジェットノズル間でインクの吐出バラツキがあったとしても、色度ムラ（スジムラ）が発生せず、従来の製造工程をそのまま利用して安価に良好な品質のカラーフィルタ１を製造できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態について図１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。
【００１３】
本発明のカラーフィルタ１は、まず透明基板１１上に隔壁パターン１２を形成する。本発明の透明基板１１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。
【００１４】
隔壁パターン１２は、感光性樹脂組成物、或いは熱硬化性樹脂組成物を用いて、フォトリソグラフィ法、印刷法、転写法等公知の製法で形成する。また上記の樹脂組成物中に、ケイ素または／およびフッ素の原子を含む材料を含有させることで、隔壁パターン１２に撥インク性を付与し、インクジェット方式で着色インクを隔壁パターン１２の開口部に充填した際のインクにじみや混色を防止することができる。また隔壁パターン１２に遮光性を持たせることも可能である。
【００１５】
本発明の隔壁パターン１２は、外周部を有するストライプ状であり、隔壁パターン１２のストライプのピッチは、後に形成するブラックマトリクスパターン１４のピッチと同一で、かつ隔壁パターン１２の線幅は、ブラックマトリクスパターン１４の線幅と同一もしくはより細くすることが好ましい。また膜厚は隣接画素間での混色がないように設定することが好ましい。
【００１６】
続いて、隔壁パターン１２の開口部にインクジェット法により複数の色要素を持つ着色インクを吐出した後、インクを硬化させることにより、着色層パターン１３を形成する。
【００１７】
本発明の着色インクは、着色顔料を含有した熱硬化性もしくは感光性樹脂が用いられる。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。
【００１８】
インクジェット方式により充填された各着色インクは、ストライプ方向に流動してレベリングされ、インクジェットノズル間の吐出バラツキがあったとしても、色度バラツキのない着色層パターン１３が形成される。
【００１９】
使用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、インクジェットノズル径としては５〜８０μｍ程度，ヘッドを３個配置し、１ヘッドにインクジェットノズルを６０〜５００個組み込んだ装置が好適である。
【００２０】
さらに、隔壁パターン１２と着色層パターン１３の上に、格子状のブラックマトリクスパターン１４を重ねて形成する。ブラックマトリクスパターン１４は、遮光性樹脂組成物を用いて、フォトリソグラフィ法、印刷法、転写法等の製法で形成するのが好ましい。
【００２１】
ここで、ブラックマトリクスパターン１４の格子の中に着色層パターン１３がきれいに納まるように、位置合わせすることが重要となる。位置合わせの精度を出すために、例えば、隔壁パターン１２の形成と同時に、基板周囲にアライメントマーク（図示していない）を形成しておき、該アライメントマークにて着色層パターン１３およびブラックマトリクスパターン１４の位置合わせを行うことができる。
【００２２】
本発明のカラーフィルタ１は、上記を基本構成として、図示していない保護層や、透明導電膜層を加えることができる。
【００２３】
以下に、フォトリソグラフィ法を用いて、隔壁パターン１２とブラックマトリクスパターン１４を形成する方法にて本発明の実施例を説明するが、本発明はその方法に限定されるものではない。
【００２４】
＜実施例＞
図２（ａ）のように、透明ガラス基板（コーニング社製「１７３７」）上に、遮光性樹脂として、フッ素化合物（大日本インキ化学工業社製「Ｆ１７９」）を固形分質量比で０．５％添加したネガ型ブラックレジスト（新日鐵化学社製「Ｖ２５９−ＢＫ７３９Ｐ」）を塗布、露光、現像、焼成して、外周部を有するストライプ状の隔壁パターン１２（膜厚２μｍ）を形成する。
【００２５】
次に、図２（ｂ）のように、赤色顔料、緑色顔料、青色顔料、それぞれを含有する熱硬化性の着色インクを用いて、インクジェット装置により、隔壁パターン１２の開口部に着色インクを充填し、１００℃で３分間加熱した後、２４０℃で３０分間の焼成を行い、ストライプ状の赤色着色層パターン１３Ｒ、緑色着色層パターン１３Ｇ、青色着色層パターン１３Ｂを形成する。これらの着色層パターン１３はストライプ方向で色度ムラのない均一な着色層パターン１３が形成される。
【００２６】
続いて、図２（ｃ）のように、隔壁パターン１２と着色層パターン１３の上に、ネガ型ブラックレジスト（新日鐵化学社製「Ｖ２５９−ＢＫ７３９Ｐ」）を塗布、露光、現像、焼成して、膜厚１．５μｍの格子状のブラックマトリクスパターン１４を形成する。
【００２７】
こうして得られた本発明のカラーフィルタ１は、隣り合う同色の格子間で色度ズレがなく、スジムラのない良好なカラーフィルタ１であった。
【００２８】
＜比較例＞
図３（ａ）のように、透明ガラス基板（コーニング社製「１７３７」）上に、遮光性樹脂として、ネガ型ブラックレジスト（新日鐵化学社製「Ｖ２５９−ＢＫ７３９Ｐ」）を塗布、露光、現像、焼成して、格子状のブラックマトリクスパターン１４を形成する。
【００２９】
次に、図３（ｂ）のように、このブラックマトリクスパターン１４上に、フッ素化合物（大日本インキ化学工業社製「Ｆ１７９」）を固形分質量比で０．５％添加したネガ型ブラックレジスト（新日鐵化学社製「Ｖ２５９−ＢＫ７３９Ｐ」）を塗布、露光、現像、焼成して、外周部を有するストライプ状の隔壁パターン１２を形成する。
【００３０】
続いて、図３（ｃ）のように、赤色顔料、緑色顔料、青色顔料、それぞれを含有する熱硬化性の着色インクを用いて、インクジェット装置により、前記隔壁パターン１２の開口
部に着色インクを充填し、１００℃で３分間加熱した後、２４０℃で３０分間の焼成を行い、ストライプ状の着色層パターン１３を形成する。
【００３１】
こうして得られたカラーフィルタは、ブラックマトリクスパターン１４の膜厚を１μｍ以上とした場合は、ストライプ方向を横断する格子状のブラックマトリクスパターン１４が障壁となって、着色インクのレベリングが十分ではなく、インクジェットノズルの吐出量バラツキによる格子間の色度ズレを生じ、スジムラの不良が見られた。逆にブラックマトリクスパターン１４の膜厚を１μｍ以下とすると、ストライプ状の着色層パターン１３を格子状に分断するブラックマトリクスパターン１４の部分の遮光性が不足して、コントラストの低いカラーフィルタとなる不具合を生じた。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のカラーフィルタの一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明のカラーフィルタの一実施例を示す説明図である。
【図３】比較例のカラーフィルタを示す説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…カラーフィルタ
１１…透明基板
１２…隔壁パターン
１３…着色層パターン
１３Ｒ…赤色着色層パターン
１３Ｇ…緑色着色層パターン
１３Ｂ…青色着色層パターン
１４…ブラックマトリクスパターン
【図１】
2008076955.tif 000003
【図２】
2008076955.tif 000004
【図３】
2008076955.tif 000005