(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも水溶性ビニル系樹脂と色材と水からなるインクジェット方式で作製されるカラーフィルター基板用着色樹脂組成物において、該水溶性ビニル系樹脂が、少なくとも下記一般式（I）で示されるビニル系単量体（Ａ）とカルボキシル基を有するビニル系単量体（Ｂ）とヒドロキシル基を有するビニル系単量体（Ｃ）からなる共重合体であり、該水溶性ビニル系のビニル系単量体（Ａ）とカルボキシル基を有するビニル系単量体（Ｂ）との重量比率がＡ：Ｂ＝１：０．８〜８であり、ビニル系単量体（Ａ）とヒドロキシル基を有するビニル系単量体（Ｃ）との重量比率がＡ：Ｃ＝１：０．８〜１０であり、Ａ、Ｂ及びＣの３成分の合計が水溶性ビニル系樹脂中において８０重量％以上であることを特徴とするカラーフィルター基板用着色樹脂組成物。
0004819241.tif 000018
〔式中、Ｒは、Ｈ又はＣＨ3を示し、Ｘは単結合又は下記式（II）或いは（III）で示される構造を表わし、Ｙは、単結合又は下記式（IV）〜（VI）で示される構造を表わし、Ａｒは芳香族基を表わす。〕
0004819241.tif 000019
【請求項２】
水溶性ビニル系樹脂中に占める前記一般式（I）で示されるビニル系単量体の割合が５重量％〜３０重量％である請求項１に記載のカラーフィルター基板用着色樹脂組成物。
【請求項３】
水溶性ビニル系樹脂中に占めるカルボキシル基を有するビニル系単量体（Ｂ）の割合が２０重量％〜５０重量％である請求項１又は２に記載のカラーフィルター基板用着色樹脂組成物。
【請求項４】
水溶性ビニル系樹脂中に含まれるカルボキシル基がアンモニアで中和されている請求項３に記載のカラーフィルター基板用着色樹脂組成物。
【請求項５】
水溶性ビニル系樹脂中に占めるヒドロキシル基を有するビニル系単量体（Ｃ）の割合が２０重量％〜６０重量％である請求項１〜４の何れか１項に記載のカラーフィルター基板用着色樹脂組成物。
【請求項６】
水溶性ビニル系樹脂の重量平均分子量が、ポリスチレン換算で１０００〜３００００である請求項１〜５の何れか１項に記載のカラーフィルター基板用着色樹脂組成物。
【請求項７】
粘度が、３０ｍＰａ・ｓ以下である請求項１〜６の何れか１項に記載のカラーフィルター基板用着色樹脂組成物。
【請求項８】
表面張力が、２０ｍＮ／ｍ〜５５ｍＮ／ｍである請求項１〜７の何れか１項に記載のカラーフィルター基板用着色樹脂組成物。
【請求項９】
透光部に凹部を有するカラーフィルター基板の着色画素形成面の凹部に、前記請求項１〜８の何れか１項に記載の着色樹脂組成物をインクジェット法により付与する工程と、付与された着色樹脂組成物を熱処理により硬化させる工程とを含むことを特徴とするカラーフィルター基板の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の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ー基板。
【請求項１１】
請求項１０に記載のカラーフィルター基板を有することを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録技術によりカラーフィルター基板を作製するためのカラーフィルター基板用着色樹脂組成物に関し、更に詳しくは、熱処理により着色画素が耐水性を有するカラーフィルター基板用着色樹脂組成物に関する。また、本発明は、カラーテレビ、パーソナルコンピュータ、パチンコ遊戯台等に使用されているカラー液晶ディスプレイのカラーフィルター基板に関し、特にインクジェット記録技術を利用して、かかる組成物を用いて複数の着色画素が形成されたカラーフィルター基板に関する。更に、本発明は、インクジェット記録技術を利用して製造されたカラーフィルター基板を具備する液晶表示素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラーフィルター基板としては、基板上にゼラチン、カゼイン、グリュー或いはポリビニルアルコール等の親水性高分子からなる媒染層を設け、該媒染層を染料にて着色画素を形成する染色法カラーフィルター基板や、着色顔料が透明樹脂中に分散されてなる着色樹脂を用いてフォトリソグラフィー方式により着色画素を形成する分散法カラーフィルター基板等が知られている。
このような染色法は、各色毎に防染処理を行うといった複雑な工程を有し、生産性や製品歩留り等の点で欠点を持ち、コスト的に不利な方法であった。
また、分散法では各色とも高価な着色樹脂をスピンコート法により基板上に塗布する際の利用効率の低さから、コスト的に不利な方法であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これに対し、従来、簡便な工程で且つ着色材料の利用効率を高め、デバイスサイドからの低コストで作製できるカラーフィルター基板の要求に応えるべく、インクジェット方式を用いたカラーフィルター基板が、特開昭５９−７５２０５号公報、特開昭６３−２３５９０１号公報、或いは特開平１−２１７３２０号公報等に示されている。
【０００４】
しかしながら、インクジェット記録技術を利用して描画するための着色樹脂組成物は、一般に水溶性材料を基本として構成されている。その結果、着色樹脂組成物は、水に対する溶解性が高く、かかる着色樹脂組成物により形成される着色画素を有するカラーフィルター基板は、耐水性及び耐湿性を十分満足できるものを得られていなかった。
本発明の目的は、上述の従来例の持つ課題を解消せしめ、簡便な工程で形成できるインクジェット法によるカラーフィルター基板を改善し、耐水性や耐湿性を向上して色特性の優れたカラーフィルター基板を作製できる着色樹脂組成物を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、諸特性に優れたカラーデバイスを得ることのできる安価なカラーフィルター基板を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明は、少なくとも水溶性ビニル系樹脂と色材と水からなるインクジェット方式で作製されるカラーフィルター基板用着色樹脂組成物（以下単に「インク」ともいう）において、該水溶性ビニル系樹脂が、少なくとも下記一般式（I）で示されるビニル系単量体（以下単に「単量体Ａ」ともいう）とカルボキシル基を有するビニル系単量体（以下単に「単量体Ｂ」ともいう）とヒドロキシル基を有するビニル系単量体（以下単に「単量体Ｃ」ともいう）からなる共重合体であり、該単量体Ａと単量体Ｂとの重量比率がＡ：Ｂ＝１：０．８〜８であり、単量体Ａと単量体Ｃとの重量比率がＡ：Ｃ＝１：０．８〜１０であり、単量体Ａ、Ｂ及びＣの３成分の合計が水溶性ビニル系樹脂中において８０重量％以上であることを特徴とするカラーフィルター基板用インクを提供する。
0004819241.tif 000002
〔式中、Ｒは、Ｈ又はＣＨ3を示し、Ｘは単結合又は下記式（II）或いは（III）で示される構造を表わし、Ｙは、単結合又は下記式（IV）〜（VI）で示される構造を表わし、Ａｒは芳香族基を表わす。〕
0004819241.tif 000003
【０００６】
又、本発明は、上記水溶性ビニル系樹脂中に占める単量体Ａの割合が５重量％〜３０重量％である上記のインク：上記水溶性ビニル系樹脂中に占めるカルボキシル基を有するビニル系単量体（Ｂ）の割合が２０重量％〜５０重量％である上記のインク；上記の水溶性ビニル系樹脂中に含まれるカルボキシル基がアンモニアで中和されている上記のインク；上記の水溶性ビニル系樹脂中に占める単量体Ｃの割合が２０重量％〜６０重量％である上記のインク；上記の水溶性ビニル系樹脂の重量平均分子量が、ポリスチレン換算で１０００〜３００００である上記のインク；粘度が、３０ｍＰａ・ｓ以下である上記のインク；及び表面張力が、２０ｍＮ／ｍ〜５５ｍＮ／ｍである上記のインクを提供する。
【０００７】
又、本発明は、透光部に凹部を有するカラーフィルター基板の着色画素形成面の凹部に、前記のインクをインクジェット法により付与する工程と、付与されたインクを熱処理により硬化させる工程とを含むことを特徴とするカラーフィルター基板の製造方法；該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ー基板；及び該カラーフィルター基板を有することを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳しく説明する。
本発明においてインクは、少なくとも水溶性ビニル系樹脂と色材と水とを含み、前記水溶性ビニル系樹脂は少なくとも単量体Ａと単量体Ｂと単量体Ｃとからなる共重合体である。
【０００９】
少なくとも単量体Ａと単量体Ｂと単量体Ｃとからなる共重合体である水溶性ビニル系樹脂としては、水溶性のビニル樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂及びその誘導体等の共重合体樹脂が挙げられる。このような樹脂は、少なくとも単量体Ａと単量体Ｂと単量体Ｃとを共重合すれば得ることができる。
【００１０】
単量体Ａには、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、２−フェノキシエチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、トリエトキシフェノール（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ−ベンジル（メタ）アクリルアミド等が挙げられる。これら単量体Ａは、水溶性ビニル系樹脂中に５重量％〜３０重量％含まれていることが望ましい。含有量がこれ未満の場合は、インクを加熱硬化した着色画素の耐水性が十分確保できず、これを超えると、水溶性ビニル系樹脂の水に対する溶解度が著しく低下する。
【００１１】
また、単量体Ｂは、アクリル酸、メタクリル酸のほか、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸及びこれらの無水物等が挙げられる。また、単量体Ｃは、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等が挙げられる。これら単量体Ｂ及び単量体Ｃは水溶性残基を有し、加熱により架橋反応を起こすので、水溶性ビニル系樹脂を熱硬化性樹脂とするのに好適に用いることができる。
【００１２】
単量体Ｂの水溶性ビニル系樹脂中に占める割合は、好ましくは２０重量％〜５０重量％である。これ未満であると、インクが加熱により十分架橋されず、形成された着色画素の耐水性が十分に確保されない。また、これを超えると、水溶性ビニル系樹脂がアルカリ溶液により加水分解されやすく、着色画素のアルカリ耐性が不十分となる。
【００１３】
また、水溶性ビニル系樹脂の水に対する溶解性を高めるため、樹脂中に含まれるカルボキシル基のすべて又は一部を溶液中でアルカリ性を示す化合物で中和してもよい。溶液中でアルカリ性を示す化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物やアンモニア、また、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の４級アンモニウム化合物、更には、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール、２−ジメチルアミノエタノール等のアミン化合物が挙げられる。特にアンモニアを用いると、インクを加熱することにより形成される着色画素の耐水性を更に向上させることができる。
【００１４】
単量体Ｃの水溶性ビニル系樹脂中に占める割合は、好ましくは２０重量％〜６０重量％である。これ未満であると、水溶性ビニル系樹脂の水に対する溶解度が低下するとともに、インクの粘度が高くなる。これを超えると、インクを加熱硬化して得られる着色画素の耐水性が十分確保できない。
【００１５】
水溶性ビニル系樹脂中の単量体Ａと単量体Ｂの重量比率は、好ましくは、Ａ：Ｂ＝１：０．８〜８である。単量体Ｂの単量体Ａに対する比率がこれ未満であると、インクを加熱硬化した着色画素の耐水性が低下し、これを超えると、インクを加熱硬化して形成される着色画素のアルカリ溶液に耐性が十分確保されない。
【００１６】
また、水溶性ビニル系樹脂中の単量体Ａと単量体Ｃの重量比率は、好ましくはＡ：Ｃ＝１：０．８〜１０である。単量体Ｃの単量体Ａに対する比率がこれ未満であると、水溶性ビニル系樹脂の水に対する溶解度が低下し、これを超えるとインクの加熱硬化後の耐水性が十分確保されない。また、前記単量体Ａ、Ｂ及びＣの３成分の合計は、得られる共重合体樹脂の好ましくは８０重量％以上である。これ未満であると、形成される着色画素の耐水性が十分には確保されない。
【００１７】
前記単量体Ａ、Ｂ及びＣとこれら以外のビニル系単量体とを共重合させて水溶性ビニル系樹脂としてもよい。ここで用いることのできる他のビニル系単量体は、ビニル基を有していればいずれでもよく、例えば、アクリロニトリル、アリルアミン、ビニルアミン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニル系単量体や（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、グリシジル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート等の単官能（メタ）アクリレートや、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、モルホリン（メタ）アクリレート等の水溶性の（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（３−（ジメチルアミノ）プロピル）（メタ）アクリルアミド、ダイアセトン（メタ）アクリルアミド等の（メタ）アクリルアミド化合物や、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ（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、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート等の多官能（メタ）アクリレートや、（メタ）アクリレートオリゴマーやウレタンアクリレートオリゴマー等のオリゴマーが挙げられる。
【００１８】
水溶性ビニル系樹脂は以下のようにして作製する。前記単量体Ａ、Ｂ及びＣと必要に応じてその他のビニル化合物を２−プロパノール、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド等の溶解可能な溶剤中に溶解し、α，α’−アゾビスイソブチロニトリル等のラジカル発生剤と加えて、攪拌しながら加熱をして重合する。重合後の溶液にヘキサンやトルエン等、重合して生成した水溶性ビニル系樹脂の溶解性の低い溶媒を加えて水溶性ビニル系樹脂を沈殿させ、沈殿物を真空乾燥等により乾燥して余分な溶剤分を取り除くことで、所望の樹脂を得ることができる。
【００１９】
このとき作製する共重合樹脂の分子量は、ポリスチレン換算の重量平均分子量で１０００から３００００程度がよい。これ未満であると、インクが加熱により皮膜を形成できず、これを超えると、インクをインクジェット法により吐出することができなくなる。
【００２０】
また、本発明において用いられる色材としては、染料、顔料のいずれもが用いられる。染料としては、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１１８、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド２５４、Ｃ．Ｉ．アシッドグリーン２５、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１１３、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１８５、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー７等、顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６等が挙げられるが、勿論、これらに限られるものではない。これらの染料や顔料はインク中で約０．１〜３０重量％を占める割合で使用されるのが好ましい。
【００２１】
インクの調製は、上記水溶性ビニル系樹脂と色材とを公知の方法で水に溶解又は分散することで行われる。水としては種々のイオンを含有する一般的な水ではなく、イオン交換水（脱イオン水）を使用するのが好ましい。また、必要に応じて水溶性溶剤を用いることができる。水溶性溶剤は水に溶解するものであればいずれでもよく、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール等の炭素数１〜４のアルキルアルコール類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン又はケトアルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類；エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレン基が２から６個炭素原子を含むアルキレングリコール類；グリセリン；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリン等が挙げられる。これらの多くの水溶性有機溶剤の中でもジエチレングリコール等の多価アルコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル等の低級アルキルエーテルが好ましい。
【００２２】
更に、インクジェット記録装置の吐出ヘッドからのインクの吐出の安定性を得るためには、インク中に、エタノール或いはイソプロピルアルコール、又は多価アルコールの低級アルキルエーテル類を添加することによって、バブルジェットタイプの場合にインクジェットの吐出ヘッド内の薄膜抵抗体上でのインクの発泡をより、インクの吐出を安定に行うことができるからと考えられる。
【００２３】
また、本発明にかかるインクには、上記成分のほかに必要に応じて所望の物性値を持つ溶液とするために、界面活性剤、消泡剤、防腐剤等を添加することができる。例えば、界面活性剤としてはインクに対して保存安定性等の悪影響を及ぼさないものであればいずれでも用いることができ、例えば、脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エステル塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類等の陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類、アセチレンアルコール、アセチレングリコール等の非イオン性界面活性剤があり、これらの１種又は２種以上を適宜選択して使用できる。
【００２４】
次に、このようなインクを用いて作製されるカラーフィルター基板について述べる。図１は、本実施形態の１例を示すカラーフィルター基板の断面図である。ガラス基板、プラスチック基板、フィルム等の透光性基板１上に格子状に設けられたブラックマトリクス２があり、該ブラックマトリクスの開口部に前記インクを加熱硬化させて形成した着色画素３がある。尚、必要に応じてその上部には、保護層４が設けられ、その上部には、透明電極層５が形成されている。このようなカラーフィルター基板は以下のようにして作製できる。
【００２５】
（ａ）ブラックマトリクス形成工程
まず、透光性基板１上にブラックマトリクス２を形成する。これにより、ブラックマトリクス２の開口部に上述のインクを付与する画素用凹部６が形成される。ブラックマトリクス形成材料としては、黒色顔料レジストを用いた一般的なフォトリソグラフィー方式により形成することができる。このとき黒色顔料レジストの厚みは０．５μｍ以上であることが望ましい。０．５μｍ未満である場合には、ブラックマトリクスとしての光学濃度が低くなり、ブラックマトリクスとしての機能を十分には果たさない。また、前述したインクを付与した場合に、該インクが画素用凹部６から溢れ出して隣接する異なる色同士の組成物が交じり合ってしまう場合がある。
【００２６】
（ｂ）着色画素形成工程
次に、インクジェット記録装置８のインクジェットノズル９からＲ・Ｇ・Ｂのインク７を上記画素用凹部６を埋めるように基板に向かって吐出し、各色画素パターンを形成する。また、ブラックマトリクス２上で各色インクが混ざらない範囲で付与されるのが好ましい。また、本発明において利用されるインクジェット方式としては、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いたバブルジェットタイプ、或いは圧電素子を用いたピエゾジェットタイプ等が使用可能であり、吐出面積及び吐出パターンは任意に設定することができる。
【００２７】
吐出したインク７を熱処理により硬化させ、着色画素３とする。本発明においては、耐熱性及び耐溶剤性を十分に発現させて、後工程における熱処理や、溶剤に耐えるカラーフィルター基板とするために、１５０℃以上の温度で熱処理することが望ましい。
【００２８】
（ｃ）保護膜形成工程
必要に応じて着色画素３上に保護膜４を形成する。保護膜４としては、光照射又は熱処理、或いはこれらの両方により硬化可能な樹脂材料或いは蒸着、スパッタ法によって形成された無機膜等を用いることができ、カラーフィルター基板とした場合の透明性を有し、その後の透明電極形成プロセスや配向膜形成プロセス等に耐え得るものであればいずれでもよい。
【００２９】
上記保護膜の樹脂材料としては、例えば、アクリル系、エポキシ系、ポリイミド系等の樹脂が好適に用いられるがこの限りでない。また、これら樹脂材料の塗布法としてはスピンコート、ロールコート、バーコート、スプレーコート、ディップコート等の方法を好適に用いることができるが、これらに限られるものではない。
【００３０】
（ｄ）透明電極層形成工程
続いて透明電極層５を形成する。透明電極層５の形成材料としては、カラーフィルター基板とした場合のインジウム・スズ酸化物、酸化亜鉛、酸化チタン等の金属酸化物を好適に用いることができる。また、形成法としてはスパッタ法や蒸着法等、公知の成膜方法を用いることができる。以上のようにしてカラーフィルター基板が作製できる。
【００３１】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
（実施例１）
下記に示す組成で水溶性ビニル系樹脂を作製した。
0004819241.tif 000004
このとき、ビニル系単量体間の重量比は下記のようになる。
ビニル系単量体間の重量比
スチレン：メタクリル酸＝１：２．６６
スチレン：２−ヒドロキシエチルアクリレート＝１：３
【００３２】
上記組成に従って各ビニル系単量体をジメチルホルムアミド中に溶解し、α、α’−アゾビスイソブチロニトリルを３ｇ加えて反応液とした。この反応液を還流下で６０℃、１時間加熱した。加熱後、反応液にヘキサンを加えて、白色の沈殿物を得た。その沈殿物を真空乾燥して溶剤を取り除き粉状の樹脂を得た。この粉状の樹脂の赤外分光スペクトルを測定したところ、スチレン、メタクリル酸及び２−ヒドロキシエチルアクリレート共重合体であることが確認された。また、この樹脂の分子量をゲルろ過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定したところ、この樹脂の重量平均分子量はポリスチレン換算で３５００であった。
【００３３】
この共重合体と色材とを水に溶解してインクを得た。インクの組成は下記の通りである。
インクの組成
・共重合体                              １０ｇ
・染料Ｒ・Ｇ・Ｂ）                      １０ｇ
・１重量％アンモニア水                  ８０ｇ
【００３４】
尚、Ｒ（レッド）染料はC.I.Direct Red 240、Ｇ（グリーン）染料はC.I.Acid Green 12、Ｂ（ブルー）染料はC.I.Direct Blue 273を用いた。
これらインクの粘度と表面張力は下記表１の通りである。ここで、粘度はＲ１１５型粘度計（東機産業株式会社製）で、表面張力は自動表面張力計ＣＢＶＰ−Ｚ型（協和界面化学株式会社製）により２５℃において測定を行った。
【００３５】
0004819241.tif 000005
【００３６】
これらインクをガラス基板上に、インクジェットプリンターを用いて１０分間吐出したが、各色とも３６ノズル中でノズル詰まりがなく、吐出性は極めて良好であった。また、インクが吐出されたガラス基板を２３０℃で３０分間加熱し、着色層を形成した。
【００３７】
この基板を純水及び５重量％水酸化ナトリウム水溶液に３０分間浸漬し、耐水性と耐アルカリ性を評価した。耐水性及び耐アルカリ性の評価は、浸漬前後で着色層の分光透過率を測定し、ＣＩＥが定めた表色系のＬ*ａ*ｂ*表色系の色差ΔＥ*ａｂで評価した。このときΔＥ*ａｂ値が小さいほど、浸漬前後での透過率変化が小さいことを表し、耐水性及び耐アルカリ性が高いことを示している。結果は、下記表２の通りである。
【００３８】
0004819241.tif 000006
以上より、耐水及び耐アルカリ試験後の色差が極めて小さく、耐水性及び耐アルカリ性の極めて優れた着色層が形成されていることがわかった。
【００３９】
（実施例２〜１０、参考例１）
以下の実施例では、用いる各ビニル系単量体と、それらの組成比を異ならせた場合について評価を行った。各実施例及び参考例で用いた樹脂を構成する各ビニル系単量体とその組成比は下記表３に示す通りである。
【００４０】
0004819241.tif 000007
【００４１】
表中のＢＺＭＡは、ベンジルメタクリレートを、ＴＥＰＭＡは、トリエトキシフェニルメタクリレートを示す。ＭＭＡはメタクリル酸メチルを示す。２−ＨＥＡは、２−ヒドロキシエチルアクリレートを、２−ＨＥＭＡは、２−ヒドロキシエチルメタクリレートを、２−ＨＰＭＡは、２−ヒドロキシプロピルメタクリレートを示す。
【００４２】
下記表４に各実施例及び参考例における水溶性ビニル系樹脂の分子量、インクの粘度及び表面張力を示す。
0004819241.tif 000008
【００４３】
下記表５に各実施例及び参考例におけるインクのインクジェットプリンターでの吐出性とガラス基板上に吐出したインクを２３０℃で３０分間の熱処理して作製した着色層の耐水性及び耐アルカリ性試験の結果を示す。実験方法は実施例１に従った。
【００４４】
0004819241.tif 000009
【００４５】
吐出性の欄で、◎は、極めて良好（３６ノズル中ノズル詰まり０〜２個）、○は、良好（３６ノズル中ノズル詰まり３から７個）を示す。
上記のように、これら実施例で用いたインクは吐出性に優れ、熱処理により形成された着色層は、耐水性及び耐アルカリ性に優れていることがわかった。
【００４６】
（実施例１２）
本実施例では、実施例１の水溶性ビニル系樹脂を用い、色材に顔料を用いた場合について述べる。このときＲ顔料はPigment Red 177、Ｇ顔料はPigment Green 36、Ｂ顔料はPigment Blue 15:6を用い、インクの組成は実施例１と同様にした。下記表６にインクの粘度と表面張力、更にインクジェットプリンターでの吐出性とガラス基板上に吐出したインクを２３０℃で３０分間の熱処理して作製した着色層の耐水性及び耐アルカリ性試験の結果を示す。
【００４７】
0004819241.tif 000010
尚、吐出性の評価は実施例２〜１０及び参考例１と同様に行った。上記のように色材に顔料を用いても、インクは吐出性に優れ、熱処理により形成された着色層は耐水性及び耐アルカリ性に極めて優れていることが分かった。
【００４８】
（実施例１３）
本実施例では、水溶性ビニル系樹脂に含まれるカルボキシル基の中和を、水酸化ナトリウムで行った場合について述べる。中和に用いたアルカリ化合物をアンモニアから水酸化ナトリウムとした点以外は実施例１と同様にした。但し、水溶性ビニル系樹脂に対する中和度を同等とするため、水酸化ナトリウム水溶液の濃度は２．３重量％とした。
【００４９】
下記表７にインクの粘度と表面張力、更にインクジェットプリンターでの吐出性とガラス基板上に吐出したインクを２３０℃で３０分間の熱処理して作製した着色層の耐水性及び耐アルカリ性試験の結果を示す。
【００５０】
0004819241.tif 000011
吐出性の評価は実施例２〜１０及び参考例１で行ったものと同様にして行った。上記のように、中和に用いるアルカリ化合物をアンモニア以外に変えても、インクは吐出性に優れ、熱処理により形成した着色層の耐水性及び耐アルカリ性もよいことがわかった。
【００５１】
（実施例１４〜１９）
以下の実施例では、実施例１と同様の組成比で構成される水溶性ビニル系樹脂を用いて、分子量を変化させたり、インクの樹脂含有量を変化させたりして、インクの粘度及び表面張力を異ならせた場合について述べる。下記表８に、実施例１に対し各実施例で異ならせた点と、インクの粘度及び表面張力を示す。尚、樹脂含有量を変化させたものは、インク中での染料と樹脂の重量比を一定とするために、染料の含有量も変化させている。
【００５２】
0004819241.tif 000012
【００５３】
下記表９に各実施例におけるインクのインクジェットプリンターでの吐出性とガラス基板上に吐出したインクを２３０℃で３０分間の熱処理して作製した着色層の耐水及び耐アルカリ試験の結果を示す。
0004819241.tif 000013
【００５４】
尚、吐出性の評価は実施例２〜１０及び参考例１と同様の方法で行った。上記のように本実施例の範囲において分子量を変化させたり、インクの樹脂含有量を変化させたりして、インクの粘度及び表面張力を異ならせた場合もインクは吐出性がよく、熱処理により形成される着色層の耐水性及び耐アルカリ性はよいことが分かった。
【００５５】
（実施例２０）
本実施例では、実施例１記載のインクを用いて、カラーフィルター基板を作製した場合について述べる。カラーフィルター基板は次のようにして作製した。ガラス基板（１７３７  コーニング社製）上に黒色レジスト（商品名ＣＫ−Ｓ１７１Ｘ  富士フィルムオーリン社製）をスピンコート法で塗布し、フォトリソグラフィ方式によりブラックマトリクス２を形成した。このブラックマトリクスは開口部が７０μｍ×２２０μｍで膜厚を２μｍとした。
【００５６】
上記開口部にインクジェット記録装置を用い、実施例１記載のインクの各色を付与した。このときの着色画素パターンを図３に示す。ブラックマトリクス２の開口部の短辺方向に隣接する画素は、色がＲ、Ｇ、Ｂの順で並ぶように、また、開口部の長辺方向に隣接する着色画素は同じ色が並ぶように各インクを付与した。インクの吐出後、１００℃で１０分間と、２００℃で１時間の熱処理を行ってインク中の固形分を硬化させ、着色画素３を形成した。
【００５７】
続いて着色画素の上部に保護膜を形成した。保護膜は二液型の熱硬化性樹脂（ＳＳ−６５００  ＪＳＲ社製）をスピンコート法で塗布後、２３０℃で１時間熱処理を行って硬化することにより形成した。熱処理後の膜厚は１μｍであった。保護膜の上には透明電極を形成した。透明電極は酸化インジウムと酸化スズの混合物をスパッタリング法により保護膜上に形成した。透明電極層の膜厚は１００ｎｍであった。
【００５８】
作製されたカラーフィルター基板は、極めて色特性に優れたものであった。また、このカラーフィルター基板の各色の耐水及び耐アルカリ試験の結果は下表の通りである。
【００５９】
0004819241.tif 000014
以上のように、耐水性及び耐アルカリ性とも極めて優れたカラーフィルター基板が作製できた。
【００６０】
（比較例１〜８）
以下に前記実施例に対する比較例を述べる。
下記表１１に比較例に用いた水溶性ビニル樹脂の各ビニル系単量体の組成比を示す。
【００６１】
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各比較例の水溶性ビニル系樹脂と実施例１と同じ染料を用いて、樹脂のみを変えて他の成分を同じ組成比で調製したインクの粘度及び表面張力を下記表１２に示す。
【００６２】
0004819241.tif 000016
【００６３】
下記表１３に各比較例におけるインクのインクジェットプリンターでの吐出性とガラス基板上に吐出したインクを２３０℃で３０分間の熱処理して作製した着色層の耐水及び耐アルカリ試験の結果を示す。
【００６４】
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【００６５】
吐出性の評価は、実施例２〜１０及び参考例１と同様に行い、△は普通（３６ノズル中ノズル詰まり８〜１８個）、×は悪い（３６ノズル中ノズル詰まり１９以上）を表わす。
上記のように本比較例のインクは、吐出性試験でインクジェットプリンターのノズル詰まりを起こすノズルが多いか、熱処理により形成した着色層の耐水及び耐アルカリ試験におけるΔＥ*ａｂ値が大きいかいずれかとなった。このことから本比較例のインクは、少なくとも吐出性が悪いか、熱処理により形成した着色層の耐水性及び耐アルカリ性が悪いかいずれかとなることがわかった。
【００６６】
【発明の効果】
本発明のインクは、水溶性樹脂を用いながらも熱処理により形成される着色画素は耐水性及び耐アルカリ性に優れており、本発明のインクによりカラーフィルター基板を作製すると、耐水性及び耐アルカリ性に優れた特性を有したカラーフィルター基板を得ることができる。
【００６７】
また、本発明のインクを用いてカラーフィルター基板を作製すると、耐水性及び耐アルカリ性に優れたカラーフィルター基板がインクジェット法により、生産性高く製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のカラーフィルター基板の１実施形態を示す断面模式図。
【図２】  本発明のカラーフィルター基板の製造方法の一実施形態の工程を示す断面模式図。
【図３】  本発明のカラーフィルター基板の着色画素パターンの一実施形態を示す模式図。
【符号の説明】
１：透光性基板
２：ブラックマトリクス
３：着色画素
４：保護膜
５：透明電極層
６：画素用凹部
７：インク
８：インクジェット記録装置
９：インクジェットノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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