(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に形成されたカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板の所定位置にスペーサー粒子を固着してなるスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法であって、少なくとも以下の工程を有することを特徴とするスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
（１）スペーサー粒子を少なくとも溶媒中に分散したスペーサーインクを調製する工程。
（２）上記所定位置に対応する位置に凹部を形成し、さらに上記スペーサーインクが供給されたとき、インクの乾燥過程において凹部へスペーサー粒子が集合する現象を発現する表面加工として前記スペーサーインクよりも表面張力が低い低表面張力層を形成した凹版を作成する工程。
（３）凹版の凹部へインクジェット印刷で選択的にスペーサーインクを供給し、乾燥する工程。
（４）凹版、カラーフィルタ基板双方のアライメントマークにより位置合わせを行い、次に凹部へ集合したスペーサー粒子をカラーフィルタ上の所定位置に転写し、固着する工程。
【請求項２】
凹版の凹部の深さがスペーサーの粒子径の１／２以下であることを特徴とする請求項１に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項３】
カラーフィルタ基板が遮光膜を有し、かつ凹版の凹部の径がカラーフィルタ基板上の遮光膜幅の３０〜１００％であることを特徴とする請求項１または２に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項４】
凹版表面におけるスペーサーインクの分散溶媒の接触角が、１００度以上となるように表面処理を施した事を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項５】
表面に熱接着性樹脂を被覆したスペーサー粒子を使用することを特徴とする請求項１〜４に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項６】
凹版の基板がガラス基板からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項７】
凹部へ集合したスペーサー粒子をカラーフィルタ上の所定位置に転写する際に、凹版側、カラーフィルタ基板側の少なくとも一方を加熱することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項８】
前記スペーサーインクは、分散溶媒主成分が沸点１５０℃以上の水溶性有機溶剤であり、またスペーサー粒子の粒子径が３〜６μｍであって、その含有量が１．０質量％以下であり、さらに２３℃での粘度が２０ｍＰａ・ｓ以下、さらに表面張力が４０ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項９】
前記スペーサーインクは、熱、光、電子線のうちの少なくとも１つ以上のエネルギーで硬化する樹脂を主成分とする接着成分を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項１０】
カラーフィルタ基板の所定位置に固着されたスペーサー粒子の個数密度が１０００〜２００００個／ｃｍ2であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項１１】
長尺のフレキシブル基材を用いたカラーフィルタ基版を間欠的に繰り出しながら、スペーサーを凹版からカラーフィルタ基板へ順次転写することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイのスペーサーを、インクジェット法によってカラーフィルタ基板の遮光部（ブラックマトリクス）上に選択的に配置、固定し、スペーサーによる光抜けや表示ムラ等のない高い表示品質の液晶ディスプレイを製造することができるスペーサーインク、及び、該スペーサーインクを用いてなるスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法に関する
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶ディスプレイはパソコン、携帯電子機器等に広く用いられている。この液晶ディスプレイにおいて液晶層を一定の間隔で保ち、適正な液晶層の厚みを維持する役割を果たすのがスペーサーである。
【０００３】
従来の液晶ディスプレイの製造方法においては、画素電極が形成されたカラーフィルタ基板上にビーズ状スペーサー（以下スペーサー粒子と記載）を散布して配置するため、位置制御は不可能であり、結果、ランダムな配置となるため液晶ディスプレイの画素部にもスペーサー粒子が配置される。
【０００４】
横電界方式の液晶ディスプレイに使用されるカラーフィルタ基板は、カラーフィルタの上には画素電極が形成されず、カラーフィルタのみ、またはその上にオーバーコート層が形成された構造である。この場合も画素部にスペーサー粒子が配置される。
【０００５】
スペーサー粒子は一般的に合成樹脂やガラス等からなり、画素部にスペーサー粒子が配置されると偏光の消偏作用によりスペーサー粒子部分から光が漏れてしまう。また、スペーサー粒子表面での液晶の配向が乱れることにより光が漏れてしまう。その結果、コントラストや色調が低下し表示品質が悪化する問題がある。
【０００６】
このようなスペーサー粒子のランダム散布に伴う問題を解決するために、スペーサーを遮光層部位に配置することが必要である。このようにスペーサーを特定の位置にのみ配置する方法として、フォトリソ方式やインクジェット印刷による形成方法が数多く提案されている。
【０００７】
フォトリソ方式とは、カラーフィルタ基板形成における主流な製造方法であり、感光性レジストを基板上に全面塗布し、パターンデザインが描画されたマスクを介して露光、現像することでカラーフィルタパターンを順次形成していく方法である。
【０００８】
この方式は位置精度、寸法精度、製造安定性に優れているため、スペーサーに形成に使用するための数多くの特許出願がなされており、例えば特許文献１〜４においては感光性樹脂組成物に関して、現像性の向上や変形量の低減などに対応した組成物が提案されている。しかし、フォトリソ方式は、マスクを介して露光後、現像することにより任意パターンを形成する方式であり、特にスペーサー形成においては、パターン形成部分が１％にも満たないため、材料のロスが非常に大きいというデメリットがある。
【０００９】
一方、インクジェット印刷は、数十μｍの微小ノズルから必要な部分に必要な量を付与することが可能な材料効率に優れた印刷方式である。
【００１０】
この方式は精密ステージとの組み合わせで任意デザインのマイクロパターンを、凹版等の間接部材を介することなく印刷することが可能であり、近年、液晶関連技術への展開が
盛んである。例えば特許文献５〜７において、スペーサーを任意の位置に直接配置する方法が提案されている。しかしながら、数ミクロンのスペーサー粒子を吐出するにはインクジェットノズル径が大きいものを選択しなければならず、基板上で形成される液滴径は５０μｍ程度の大きさとなる。スペーサー粒子をインクジェット印刷で精度良く、遮光膜上に配置したとしても、液滴中のスペーサー粒子の乾燥後の位置を制御することが難しい。遮光部（ブラックマトリクス）の線幅が１０μｍ程度と狭いモバイル用途では、選択的に遮光部上にスペーサー粒子を配置することは、困難である。
【００１１】
以下に特許文献を示す。
【特許文献１】特開２００７-２０６３２８号公報
【特許文献２】特開２００７-２０４５８８号公報
【特許文献３】特開２００７-６５６４０号公報
【特許文献４】特開２００６-２７６４９６号公報
【特許文献５】特開２００１-８３５２４号公報
【特許文献６】特開２００１-１８８２３５号公報
【特許文献７】特開平９-１０５９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、インクジェット印刷を用いて、透明基板上に形成されたカラーフィルタ上の所定位置に、安価で精度よくスペーサー粒子を配置し、固着する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】
【００１３】
本発明において上記課題を達成する為に、まず請求項１の発明は、透明基板上に形成されたカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板の所定位置にスペーサー粒子を固着してなるスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法であって、少なくとも以下の工程を有することを特徴とするスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法である。
（１）スペーサー粒子を少なくとも溶媒中に分散したスペーサーインクを調製する工程。
（２）上記所定位置に対応する位置に凹部を形成し、さらに上記スペーサーインクが供給されたとき、インクの乾燥過程において凹部へスペーサー粒子が集合する現象を発現する表面加工として前記スペーサーインクよりも表面張力が低い低表面張力層を形成した凹版を作成する工程。
（３）凹版の凹部へインクジェット印刷で選択的にスペーサーインクを供給し、乾燥する工程。
（４）凹版、カラーフィルタ基板双方のアライメントマークにより位置合わせを行い、次に凹部へ集合したスペーサー粒子をカラーフィルタ上の所定位置に転写し、固着する工程。
【００１４】
請求項２の発明は、凹版の凹部の深さがスペーサーの粒子径の１／２以下であることを特徴とする請求項１に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法である。
【００１５】
請求項３の発明は、カラーフィルタ基板が遮光膜を有し、かつ凹版の凹部の径がカラーフィルタ基板上の遮光膜幅の３０〜１００％であることを特徴とする請求項１または２に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法である。
【００１６】
請求項４の発明は、凹版表面におけるスペーサーインクの分散溶媒の接触角が、１００度以上となるように表面処理を施した事を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法である。
【００１７】
請求項５の発明は、表面に熱接着性樹脂を被覆したスペーサー粒子を使用することを特
徴とする請求項１〜４に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法である。
【００１８】
請求項６の発明は、凹版の基板がガラス基板からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法である。
【００１９】
請求項７の発明は、凹部へ集合したスペーサー粒子をカラーフィルタ上の所定位置に転写する際に、凹版側、カラーフィルタ基板側の少なくとも一方を加熱することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法である。
【００２０】
請求項８の発明は、前記スペーサーインクは、分散溶媒主成分が沸点１５０℃以上の水溶性有機溶剤であり、またスペーサー粒子の粒子径が３〜６μｍであって、その含有量が１．０質量％以下であり、さらに２３℃での粘度が２０ｍＰａ・ｓ以下、さらに表面張力が４０ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法である。
【００２１】
請求項９の発明は、前記スペーサーインクは、熱、光、電子線のうちの少なくとも１つ以上のエネルギーで硬化する樹脂を主成分とする接着成分を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法である。
【００２２】
請求項１０の発明は、カラーフィルタ基板の所定位置に固着されたスペーサー粒子の個数密度が１０００〜２００００個／ｃｍ2であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法である。
【００２３】
請求項１１の発明は、長尺のフレキシブル基材を用いたカラーフィルタ基版を間欠的に繰り出しながら、スペーサーを凹版からカラーフィルタ基板へ順次転写することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のスペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は以上の特徴を持つことから、下記に示す効果がある。
【００２５】
請求項１に係る発明によって、透明基板上に形成されたカラーフィルタ上の所定位置に対応する位置に凹部を形成した凹版の凹部に、スペーサー粒子を溶媒中に分散したインクをインクジェット印刷で選択的に供給し、インクの乾燥過程において凹版部へスペーサー粒子が集合する現象を利用して、凹版のパターン部へ正確にスペーサー粒子を配置した後、カラーフィルタ側および前記凹版側のアライメントマークにより双方の位置合わせを行い、カラーフィルタ上の所定パターン位置にスペーサー粒子を転写することにより、インクジェット印刷による使用材料の低減と、所定パターン位置へのスペーサー配置を実現することが可能となる。
【００２６】
請求項２に係る発明によって、上記凹版の版深がスペーサー粒子径の１／２以下であることにより、凹版に形成された凹部パターンを含む広域に着弾したスペーサーインクの乾燥過程で作用する集合現象を発現しつつ、カラーフィルタ基板側へのスペーサー粒子の転写性を高めることが可能となる。
【００２７】
請求項３に係る発明によって、上記凹版の凹部の径がカラーフィルタ上の遮光膜幅の３０〜１００％であることで、カラーフィルタ上の遮光部上に精度よくスペーサー粒子を設置することが可能となる。
【００２８】
請求項４に係る発明によって、上記凹版表面における、スペーサーインクの分散溶媒の接触角が１００度以上となるように表面処理を施した事により、着弾したインク滴の乾燥過程で、液膜端面が凹版表面からはじかれてスペーサー粒子の移動を促すので、凹版上に設けられた凹部中へスペーサー粒子の集合現象を促進させることが可能となる。
【００２９】
請求項５に係わる発明によって、スペーサーインク中に接着性樹脂を添加しなくとも、接着性のないカラーフィルタ表面、たとえば電極層にスペーサーを固着させることができる。
【００３０】
請求項６に係る発明によって、上記凹版の基板としてガラス板を使用しているので、凹版上に配置したスペーサー粒子の転写工程で加熱や加圧を用いた場合においても基板の収縮・膨張などによる位置ずれを少なくすることが可能となる。
【００３１】
請求項７に係る発明によって、凹版上に配置したスペーサー粒子の転写工程で、凹版側もしくはカラーフィルタ基板側の少なくとも一方に熱を付与することにより転写性を高めることが可能となる。
【００３２】
請求項８に係る発明によって、上記スペーサーインクの分散溶媒が沸点１５０℃以上の水溶性有機溶剤を主成分とし、スペーサー粒子の粒子径が３〜６μｍで、その含有量が１．０質量％以下、インクの２３℃条件下での粘度が２０ｍＰａ・ｓ以下、表面張力が４０ｍＮ／ｍ以下であることにより、一般的なインクジェットヘッドを用いた場合においても正確で、安定した吐出を行うことが可能となる。
【００３３】
請求項９に係る発明によって、上記スペーサーインク中に樹脂を主成分とする接着成分を含み、これらが熱、光、電子線のうちの少なくとも１つ以上のエネルギーで硬化することにより、カラーフィルタ基板上に転写されたスペーサー粒子が固着される。その結果、後工程やパネル形成後でも脱離することを確実に防止することができる。特に、ＩＴＯ等の透明電極上にスペーサー粒子を固着する場合に有効である。
【００３４】
請求項１０に係る発明によって、上記スペーサー付カラーフィルタ基板の製造方法において、カラーフィルタ基板の所定パターン位置上に選択的に配置されたスペーサー粒子数密度が１０００〜２００００個／ｃｍ2であることにより、パネル化によるセル厚の不均一や、パネル化工程での配向膜や液晶の塗布の際に障害となることなく製品に用いることが可能となる。
【００３５】
請求項１１に係る発明によって、フレキシブル基材を用いたカラーフィルタ基版に連続的にスペーサーを転写・固着することができる。フォトリソ方式などによるスペーサー形成と比較し安価で、セルギャップにムラの無いカラーフィルタ基板の製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、詳細に説明する。
【００３７】
本発明に使用する凹版の基板の材質としては、ソーダガラスや無アルカリガラス等のガラス基材やプラスチック等を用いることが可能である。さらに光透過性の基材を用いることにより、パターンの重ね合わせ時にアライメントを容易とすることができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ナイロン、アラミド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、トリアセチルセルロースなどのフィルム、シートを用いることができるが、寸法安定性の点からガラス基材が好ましい。
【００３８】
本発明における凹版の凹部形成方法としては、版材表面に感光性樹脂を塗布し、マスクを介して凹部パターンを露光・現像して形成した後、既存のドライエッチング処理やウエットエッチング処理、もしくはサンドブラスト処理を用いて、使用するスペーサー粒子径や設置密度に応じて、０．３μｍから５μｍの版深を設けたものを用いることができる。
【００３９】
また、同じく凹版表面に感光性樹脂を塗布し、マスクを介して凹部パターンを形成し、０．３μｍから５μｍの厚さの凹部を設けたものを利用する事ができる。
【００４０】
また、インクジェット印刷で形成するスペーサー層の膜厚は、使用するスペーサー粒子径や設置密度により２μｍから５μｍに設けることが好ましい。
【００４１】
インクジェット印刷で凹版の凹部に供給されたスペーサーインクは、スペーサーインクの表面張力と凹版の表面の表面張力の大小関係によって、凹版上を広がる場合と逆に一カ所に集合する場合に分かれる。本発明を使用することができるのは、一カ所へ集合する場合、すなわちスペーサーインクの表面張力が凹版表面の表面張力より大きい場合である。この関係が満足されている場合には、凹版の凹部へ供給されたスペーサーインクは、溶剤が揮発するにつれて体積が減少する。たとえ凹部周辺にもスペーサーインクが供給されたとしても、体積が減少するにつれて、凹部内に集合する。その際、スペーサーも一緒に凹部内に集合する。
【００４２】
スペーサーインクの表面張力を高くする方法としては、表面張力の高い溶剤、接着樹脂成分を使用する方法がある。一方、凹版表面の表面張力を低下させる方法としては、表面張力が低い層を凹版表面に形成する方法がある。
【００４３】
凹版表面上に設ける低表面張力層としては、シリコーンオイル、シリコーンワニスで代表される離型剤を用いても良いし、あるいはシリコーンゴムを薄く設けてもをよい。また同じ目的でフッ素系樹脂、フッ素系ゴムも利用され得るし、フッ素樹脂微粉末をシリコーンゴムあるいは、普通のゴムに混ぜて剥離性を出すなどの使い方をしてもよい。
【００４４】
具体的なシリコーンとしては、ジメチルポリシロキサンの各種分子量のもの、その他メチルハイドロジエンポリシロキサン、メチルフェニルシリコーンオイル、メチル塩素化フェニルシリコーンオイル、あるいはこれらポリシロキサンと有機化合物との共重合体など、変成したものを用いることができる。 シリコーンゴムとしては、二液型のジオルガノポリシロキサンと架橋剤としての三官能性以上のシラン、またはシロキサン及び硬化触媒を組み合わせたもの、あるいは一液型ではジオルガノポリシロキサンとアセトンオキシム、各種メトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン等の組み合わせなどが用いられ、その他ゴム硬度を調節するためのポリシロキサンが適宜用いられる。
【００４５】
凹版表面に低表面張力層を形成する方法としては、低表面張力層形成用の塗布液の粘度や溶媒の乾燥性によって公知の塗工方法を用いることができる。例えばスピンコート、ディッピング法、ロールコート、グラビアコート、リバースコート、エアナイフコート、コンマコート、ダイコート、スクリーン印刷法、スプレーコート、グラビアオフセット法等が挙げられる。中でも、ダイコート、キャップコート、ロールコート、アプリケータは、広い範囲の粘度のインクについて均一なインク液膜を形成することができる。
【００４６】
インクジェット印刷でスペーサーインクを凹版の凹部に供給することができる範囲で、凹版の表面だけでなく、凹部内を低表面張力層にしてもよい。
【００４７】
本発明のスペーサー形成用インクに用いる水溶性有機溶剤としては沸点１５０℃以上、好ましくは１８０℃以上のものが用いられ、１種または２種以上を混合して用いることが
できる。
【００４８】
本発明に用いられる水溶性有機溶剤としては、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ヘキシレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，２，４−ブタントリオール、２，２’−チオジエタノール、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高沸点低揮発性の多価アルコール類が用いられ、その他にＮ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾリジノン、モノエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、Ｎ−ｎ−ブチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン等の水溶性有機溶剤を添加することが出来る。
【００４９】
また、本発明における沸点１５０℃以上の水溶性有機溶剤の添加量は５０〜９０質量％であることが好ましい。添加量が５０質量％以下であるととスペーサー形成インクの揮発性が高くなり、インク安定性を低下させ、また、９０質量％以上であるとスペーサー形成インクの粘度が上昇し、インクジェット印刷時の吐出不良の原因となるため好ましくない。
【００５０】
本発明のスペーサー形成用インクに用いるスペーサー粒子としては粒子径３〜６μｍの球状粒子を、１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００５１】
スペーサー粒子の材質としては特に限定されず、例えば、樹脂、有機物、無機物、これらの化合物や混合物等が挙げられる。上記樹脂としては特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルフォン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール等の線状又は架橋高分子重合体；エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジビニルベンゼン重合体、ジビニルベンゼン−スチレン共重合体、ジビニルベンゼン−アクリル酸エステル共重合体、ジアリルフタレート重合体、トリアリルイソシアヌレート重合体等の架橋構造を有する樹脂等が挙げられる。また、無機物としてはシリカ等が挙げられる。
【００５２】
本発明のスペーサー分散液中におけるスペーサー粒子の固形分濃度は、特に限定されないが、例えば分散液全体の０．２〜３質量％であることが好ましい。
【００５３】
スペーサー形成用インクにおけるスペーサー粒子の固形分濃度が０．２質量％未満であると、吐出された液滴中にスペーサー粒子が含まれなくなり易く、カラーフィルタ基板上のスペーサー粒子密度が低下し、また３質量％を超えると、スペーサー粒子同士が凝集し、インクジェットヘッドのノズルが詰まりったり、また、吐出された液滴中のスペーサー粒子の含有量が過剰となり易くなる傾向があるため好ましくない。
【００５４】
本発明のスペーサーインク中の接着樹脂成分の例としては、ポリアクリル酸エステル、ポリメタアクリル酸エステル、ポリエチルアクリル酸エステル、スチレンーブタジエン共重合体、ブタジエン共重合体、アクリロニトリルーブタジエン共重合体、クロロプレン共重合体、架橋アクリル樹脂、架橋スチレン樹脂、フッ素樹脂、フッ化ビニリデン、ベンゾグアナミン樹脂、フエノール樹脂、ポリオレフィン樹脂、セルロース、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エステル共重合体、ポリスチレン、スチレン−アクリルアミド共重合体、ｎ−イソブチルアクリレート、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリルアミド、シリコーン樹脂、ポリビニルアセタール、ポリアミド、ロジン系樹脂、ポリエチレン、ポリカーボネート、塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコー
ル、セルロース系樹脂、エポキシ樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル−アクリル共重合体、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン、等が挙げられるがこれに限定されるものではない。これら樹脂成分にアクリル基、カルボキシル基、イソシアネート基などの反応性部位を付与したもの、更にはこれらに必要に応じて架橋剤、光開始剤などを添加したものを硬化型樹脂として使用できる。
【００５５】
また、本発明における接着樹脂成分の添加量はスペーサー粒子の添加量に準じて０．２〜１０質量％であり、且つスペーサー粒子と同量以上であることが好ましい。添加量が０．２質量％以下であるとカラーフィルタ基板上での固着性が乏しくなり、また、１０質量％以上であるとスペーサーインクの粘度が著しく上昇し、インクヘッドがノズル詰まりを起こすため好ましくない。
【００５６】
また必要に応じ、カラーフィルタ基板の表面（オーバーコート層、電極層を含む）およびインクジェットヘッドとスペーサーインクとの濡れ性を制御する目的でアルコール類や界面活性剤を用いられ、１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００５７】
アルコール類としてはメチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｉ−プロピルアルコール等が使用でき、界面活性剤としては、水溶性のアニオン性、カチオン性、両性、ノニオン性の界面活性剤を一種類または複数種を添加できる。
【００５８】
本発明のスペーサーインクにおいては、スペーサー粒子が単粒子状に分散していることが好ましく、その効果を阻害しない範囲で、各種添加剤、例えば、粘接着性付与剤、粘性調整剤、ｐＨ調整剤、界面活性剤、消泡剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、着色剤が添加されていても良い。
【００５９】
本発明ではスペーサー粒子をインクジェット印刷で凹版上の所定位置に供給する。インクジェット印刷は、インク滴の生成原理により、連続ジェット（コンティヌアス）方式とドロップ・オン・デマンド方式の２方式に分類される。本発明では、いずれの方式も好ましく採用できる。
【００６０】
連続ジェット方式は、インク滴を連続して生成させ、記録信号に応じてインク滴を選択して記録を行う方式であり、Ｓｗｅｅｔ型、マイクロドット型、Ｈｅｒｚ型、ＩＲＩＳ型などがある。また、ドロップ・オン・デマンド方式は、記録信号に応じてスペーサー分散液を噴出させる方式であり、圧力パルス方式、サーマルジェット方式、ＥＲＦ方式などがある。
【００６１】
液晶ディスプレイの構造は２枚の基板の間に液晶が封入された構造である。通常は一方の基板に本発明のスペーサー粒子が凹版を介した転写工程にて配置される。そして他方の基板と重ね合わせて液晶表示素子を作製する。凹版基板は、位置合わせの点からは、遮光部を有するカラーフィルタ基板と同種の材料とすることが好ましい。
【００６２】
また必要に応じ、スペーサーを形成するカラーフィルタ基板をスペーサーインクとの濡れ性を制御する目的で表面処理を施してもよい。表面処理の方法としては、コロナ処理、常圧プラズマ処理、ＵＶオゾン処理など任意の方法を選択することができる。
【００６３】
本発明に使用することができるカラーフィルタ基板は、基板として、ガラス板、プラスチック板、プラスチックフィルムのいずれを使用していてもよい。またカラーフィルタの画素上、遮光部上にオーバーコート層または／および画素電極が形成されていてもよいし、また着色画素、遮光部がむきだしのものであってもよい。
【００６４】
なお、本発明は、特に液晶ディスプレイ用のカラーフィルタ基板に適用して好適であるが、その他、スペーサー粒子を所定位置に固定する用途に用いることができる。例えば、各種表示素子やタッチスイッチ等のスペーサーの固定に使用可能である。
【００６５】
カラーフィルタ基板上におけるスペーサー粒子の配置位置は、特に限定されるものではなく、ランダム配置であっても良いし、特定の位置にパターン化して配置したパターン配置であってもよい。スペーサー粒子に起因する光抜けなどの表示品質の低下を抑制するという観点からは、パネルの非表示部分にスペーサー粒子を配置することが好ましい。また、基板上におけるスペーサー粒子の密度は、特に限定されるものではないが、通常１ｃｍ2の領域に１０００〜２００００個であることが好ましい。
【００６６】
スペーサー粒子をカラーフィルタ上（オーバーコート層上、電極上を含む）に固着する方法としては、スペーサーインク中に接着用樹脂を含ませる方法が第一である。また、カラーフィルタの画素部、遮光部、オーバーコート層の材料として、加熱するとスペーサー粒子を固着する性質のものを使用してもよい。転写時、またはその後に加熱することによって、固着する。また、スペーサー粒子として、表面に熱接着性樹脂をコートしたものを使用してもよい。その熱接着性樹脂はスペーサーインクの溶剤には溶解しないものを使用する。
【実施例】
【００６７】
以下、本発明を更に詳しく説明するため以下に実施例を挙げるが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００６８】
＜実施例１＞
（スペーサーインクの調製）
ポリビニルアセタール樹脂（積水化学製、ＫＷ−１、固形分２０質量％）を攪拌しながら、エポキシ化合物（ナガセケムテックス製、デナコールＥＸ−５２１）を固形分比で５質量％となる添加量で少量ずつ添加し、熱硬化型ポリマー液を調製した。次いでスペーサー粒子（積水化学製、ミクロパールＥＸ００４、粒子径４μｍ）、前記熱硬化型ポリマー液、エチレングリコール／ブチルセルソルブ／水＝６５／５／３０（質量比）の混合溶媒を、スペーサー粒子／ポリマー液／混合溶媒＝０．２／５／９４．８（質量比）となるように混合、超音波分散させ、目開き１０μｍのステンレスメッシュで濾過し、実施例１のスペーサーインクを得た。得られた分散液の粘度は１３．４ｍＰａ・ｓ（２３℃）であった。
【００６９】
（ガラス凹版の作成）
無アルカリガラス（コーニング社、１７３７ガラス、３００ｍｍ角、１．１ｍｍ厚）にポジ型レジスト（シプレイ製、Ｓ１８１３）をスピンコート法で塗布し、遮光部幅１０〜３０μｍの種々の解像度パターンを有するカラーフィルタ基板の遮光部上に配置できるように開口部幅１０〜３０μｍのパターンをデザインしたマスクを介して露光し、アルカリ現像液（シプレイ製、ＭＦＣＤ−２６）で現像処理を行うことでパターンを形成した。このパターンの開口部分をフッ酸により、版深０．５μｍとなるようにエッチング処理をし、レジスト剥膜剤（シプレイ製、リムーバ１１６５）により、レジストを剥膜してガラス凹版を得た。このガラス凹版上にフッ素系撥水処理剤（３Ｍ製、ＥＧＣ−１７２０）をディップコーティング、８０℃で３０分間乾燥処理することにより表面処理層を設けた。
【００７０】
（カラーフィルタ基板上へのスペーサー形成）
吐出量４０ｐｌ、ノズル径４２μｍのピエゾ式インクジェットヘッド、およびアライメント機構を有する精密ステージを搭載したインクジェット印刷装置に、上記スペーサーインクを真空脱泡処理した後、充填し、上記ガラス凹版のアライメントを行った後、凹部に
相当する位置にスペーサーインク液滴を供給し、８０℃のホットプレート上で１分間乾燥を行った。この版を上下基板のアライメント機構を有する転写装置に搭載し、カラーフィルタ基板、ガラス凹版の位置合わせを行った後、ガラス版側に１００℃の熱を加えながらローラー加圧した後引きはがして、転写処理を行った。このスペーサーを形成したカラーフィルタ基板を１２０℃で３０分間硬化処理を行い、スペーサー付カラーフィルタ基板を得た。
【００７１】
＜実施例２＞
ガラス板を基板とする凹版を実施例１と異なる下記の条件で作成した以外は、実施例１と同様の方法で行った。
【００７２】
（ガラス板を基板とする凹版の作成）
まず、アルカリ可溶性樹脂として、アクリレート樹脂（ダイセル化学工業（株）社製：商品名「サイクロマーＰ−ＡＣＡ２００Ｍ」）１００質量部、光重合性モノマーとして、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（東亜合成（株）社製：商品名：Ｍ４００）３０質量部、光重合開始剤として、イルガキュア３６９（チバスペシャルケミカル社製）６質量部、希釈溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート３００質量部を、撹拌して希釈することにより、ネガレジスト組成物を調製した。
【００７３】
上記ネガレジスト組成物を無アルカリガラス（コーニング社、１７３７ガラス、３００ｍｍ角、１．１ｍｍ厚）にスピンコート法により乾燥後膜厚が１．０μｍとなるように塗布し、遮光部幅１０〜３０μｍの種々の解像度パターンを有するカラーフィルタ基板の遮光部上にスペーサーを配置できるように開口部幅１０〜３０μｍのパターンをデザインしたマスクを介して露光、現像し、２１０℃で１時間硬化することで、ガラス基材上に凹部を形成し、ガラス板を基板とし、ネガレジトで凹部を形成した凹版を得た。
【００７４】
このガラス板を基板とする凹版上に二液型剥離用シリコーン樹脂（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製、ＴＰＲ―６７１２、ＣＭ６３０硬化剤１質量％、トルエンにて４倍希釈）をスピンコートにより乾燥後膜厚が０．５μｍとなるように塗布し、２００℃で２０分間硬化処理することにより表面処理層を設けた。
【００７５】
＜実施例３＞
ガラス凹版を下記の条件で作成した以外は、実施例１と同様の方法で行った。
【００７６】
（ガラス凹版の作成）
無アルカリガラス（コーニング社、１７３７ガラス、３００ｍｍ角、１．１ｍｍ厚）にポジ型レジスト（シプレイ製、Ｓ１８１３）をスピンコート法で塗布し、遮光部幅１０〜３０μｍの種々の解像度パターンを有するカラーフィルタ基板の遮光部上にスペーサーを配置できるように開口部幅１０〜３０μｍのパターンをデザインしたマスクを介して露光し、アルカリ現像液（シプレイ製、ＭＦＣＤ−２６）で現像処理を行うことでパターンを形成した。このパターンの開口部分をフッ酸により、版深０．５μｍとなるようにエッチング処理をし、レジスト剥膜剤（シプレイ製、リムーバ１１６５）により、レジストを剥膜してガラス凹版を得た。
【００７７】
このガラス凹版上に二液型剥離用シリコーン樹脂（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社製、ＴＰＲ―６７１２、ＣＭ６３０硬化剤１質量％、トルエンにて４倍希釈）をスピンコートにより乾燥後膜厚が０．５μｍとなるように塗布し、２００℃で２０分間硬化処理することにより表面処理層を設けた。
【００７８】
＜実施例４＞
ガラス板を基板とする凹版を下記の条件で作成した以外は実施例１と同様の方法で行った。
【００７９】
（ガラス板を基板とする凹版の作成）
まず、アルカリ可溶性樹脂として、アクリレート樹脂（ダイセル化学工業（株）社製：商品名「サイクロマーＰ−ＡＣＡ２００Ｍ」）１００質量部、光重合性モノマーとして、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（東亜合成（株）社製：商品名：Ｍ４００）３０質量部、光重合開始剤として、イルガキュア３６９（チバスペシャルケミカル社製）６質量部、希釈溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート３００質量部を、撹拌して希釈することにより、ネガレジスト組成物を調製した。
【００８０】
上記ネガレジスト組成物を無アルカリガラス（コーニング社、１７３７ガラス、３００ｍｍ角、１．１ｍｍ厚）にスピンコート法により乾燥後膜厚が０．５μｍとなるように塗布し、遮光部幅１０〜３０μｍの種々の解像度パターンを有するカラーフィルタ基板の遮光部上にスペーサーを配置できるように開口部幅１０〜３０μｍのパターンをデザインしたマスクを介して露光、現像し、２１０℃，１時間の環境で硬化させることで、ガラス基材上にパターン形成し、ガラス板を基板とし、ネガレジストで凹部を形成した凹版を得た。
【００８１】
このガラス板を基板とする凹版上にフッ素系撥水処理剤（３Ｍ製、ＥＧＣ−１７２０）をディップコーティング、８０℃で３０分間乾燥処理することにより表面処理層を設けた。
【００８２】
＜比較例１＞
実施例１と同様の方法で調整したスペーサーインクを吐出量４０ｐｌ、ノズル径４２μｍのピエゾ式インクジェットヘッド、およびアライメント機構を有する精密ステージを搭載したインクジェット印刷装置に、上記スペーサーインクを真空脱泡処理した後、充填し、カラーフィルタ基板のアライメントを行った後、遮光部上の任意位置にスペーサーインク液滴を直接、所定の位置に噴射し、次に８０℃のホットプレート上で１分間乾燥を行った。このスペーサーを形成したカラーフィルタ基板を１２０℃で３０分間硬化処理を行い、スペーサー付カラーフィルタ基板を得た。
【００８３】
以上のようにして得られたスペーサー付カラーフィルタ基板におけるカラーフィルタ内の遮光部（幅１０，２０，３０μｍ）上のスペーサー配置位置精度を顕微鏡観察により下記基準に基づいて評価した。
【００８４】
○；画素部上の存在率が１０％以下
△；画素部上の存在率が１０％以上、５０％未満
×；画素部上の存在率が５０％以上
また、形成したスペーサーのカラーフィルタ基板上への固着性をエアブラシにより水を流体とし、０．２５ＭＰａ、３０ｓｅｃの条件下で下記基準に基づいて評価した。
【００８５】
○；剥離箇所が１０％以下
△；剥離箇所が１０％以上、３０％未満
×；剥離箇所が３０％以上
上記評価基準に基づく、実施例１〜４、比較例１の評価結果一覧を表１に示す。
【００８６】
【表１】
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表１において、スペーサーの固着性は、実施例１〜４、比較例１のいずれにおいても良好であった。しかし、スペーサーが遮光部から逸脱して画素部へはみ出した割合は、実施
例１〜４では１０％以下であるのに対して、比較例では遮光部の幅が３０μｍの場合で１０〜５０％であり、幅が２０μｍ、１０μｍの場合には５０％以上であった。