(57)【要約】【課題】  課題とするところは、インキ吐出方式を用いたインキ吐出印刷物の製造において、隔壁パターンで仕切られた開口部に形成される着色層を画素内で平坦な形状とし、また、相互画素間の膜厚のムラを解消することで、色むらのない高品質のインキ吐出印刷物を、複雑な加工や設備を用いることなく提供することである。【解決手段】  あらかじめ隔壁（ＢＭ）パターンを形成したガラス基板上に、インキ吐出方式を用いてＲ（赤色）／Ｇ（緑色）／Ｂ（青色）等の着色インキを吐出し、着色層を設けた形成した後、該着色層が設けられたガラス基板を、研磨することにより、画素内における着色層の膜厚が均一になり、着色層が平坦にする。【選択図】図１
2007057872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁で区切られた画素内に、インキ吐出方式により、隔壁部よりも高さの低い着色層を印刷して形成するインキ吐出物の製造方法において、
（ａ）隔壁部を形成する工程と、
（ｂ）前記隔壁部で区切られた領域内に、インキ皮膜を形成する工程と、
（ｃ）前記インキ皮膜を研磨する工程と、
を含むインキ吐出印刷物の製造方法。
【請求項２】
前記研磨工程を、遊離砥粒研磨を用いたポリシング装置により行うことを特徴とする請求項１に記載のインキ吐出印刷物の製造方法。
【請求項３】
隔壁で区切られた画素内に、インキ吐出方式により印刷形成されたインキ皮膜を備えたインキ吐出印刷物において、
前記インキ皮膜の上面が平坦であり、前記インキ皮膜の高さが前記隔壁よりも低いことを特徴とするインキ吐出印刷物。
【請求項４】
前記インキ皮膜が着色層であり、前記インキ吐出印刷物がカラーフィルタであることを特徴とする請求項１又は２に記載のインキ吐出印刷物の製造方法。
【請求項５】
前記インキ皮膜が着色層であり、前記インキ吐出印刷物がカラーフィルタであることを特徴とする請求項３に記載のインキ吐出印刷物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインキ吐出装置を用いて製造された印刷物に関するものである。この印刷物としてはカラーフィルタが例示でき、このカラーフィルタの着色層をインキ吐出装置を用いて形成する。また、前記印刷物としてエレクトロルミネセンス素子も例示でき、この有機発光層をインキ吐出装置を用いて形成する。また、この外、回路基板、薄膜トランジスタ、マイクロレンズ、バイオチップ等を印刷物として例示することができる。
【背景技術】
【０００２】
携帯型機器や薄型テレビなどの性能の発達により、液晶ディスプレイの需要が急速に増加しており、コストダウンに対する要求もしだいに高くなっている。カラーの液晶ディスプレイは、ガラス基板、液晶材料、偏光板、カラーフィルタなどの材料から構成されているが、なかでもカラーフィルタは高精細度や高品質表示が求められる場合においての重要な部材として用いられており、製品価格のうちの占める割合が高いため、より一層の低価格化が求められている。
【０００３】
例えば、液晶ディスプレイ用カラーフィルタは、透明ガラス基板上に遮光パターンである隔壁（以下カラーフィルタ基板においては、ブラックマトリクス、又はＢＭとする）で区切られたパターンとパターンの間にＲ／Ｇ／Ｂの各着色層を配列し設けることによって構成されている。ＢＭは透明なガラス基材の上に金属クロムの蒸着やスパッタリングによる成膜を行う方法や、反転印刷方式によって黒色樹脂パターンを透明なガラス基板上に設ける方法などがあるが、一般にはガラス基材の上に黒色の感光性樹脂層を形成し、フォトリソグラフィーによりパターニングする方法が用いられている。着色層の形成方法としては、染色による着色を行った感光性樹脂を用いて一色ごとにフォトリソグラフィーによりパターニングする方法や、反転印刷方式によって顔料分散樹脂をパターニングする方法などがあるが、一般にはフォトリソグラフィーを用いて、顔料分散によって着色された感光性樹脂を用いてパターニングする方法が用いられている。
【０００４】
最近では、液晶ディスプレイの大型化や製造時の低コスト化の為に、インキ吐出方式による着色層のパターニングをカラーフィルタの製造方法として導入する検討がなされている。インキ吐出方式によるカラーフィルタの製造方法においては、Ｒ／Ｇ／Ｂの各着色層の同時塗工による製造工程の簡略化や製造装置の低減、着色層用のインキの使用低減などのメリットが見込まれる。
【０００５】
インキ吐出方式によるカラーフィルタの製造方法としては、着色パターンにインキを吸収する樹脂などを用いてインキ受容層を設ける方法が考案されている。しかし、ＢＭパターンと着色層のほかに受容層の加工が必要となり工程や原材料費の増加や、受容層への着色インキの吸収による膨潤の影響などが原因で高精細なパターンへの適用は困難である。
【０００６】
そこで、ＢＭのパターンを障壁として用い、区切られた開口部へインキ吐出方式により直接着色インキを付与する方法が検討されている。その場合、隣り合った着色インキ同士の混色を防ぐために、ＢＭ表面へ着色インキの濡れ性を低くする加工を施す事でインキ吐出方式によるカラーフィルタの作成を可能にしている。たとえば、ＢＭ上にシリコーンゴム層を形成して、着色インキの混色を防ぎパターニングを可能にしている（特許文献１）。また、ＢＭ樹脂中にフッ素基を有する高分子化合物を微粒子状に分散し、ＢＭへ撥インキ性を付与することで着色インキ同士の混色を防ぐ方法が考案されている（特許文献２）。
【０００７】
さて、このようなインキ吐出方式による着色層のパターニングの際の問題としては着色インキの混色の他に、画素内の着色層の膜厚のばらつきが挙げられる。これは、ＢＭの撥インキ性が高い場合に、ＢＭと着色インキが接する面において着色インキがはじかれてしまい、ＢＭ近傍の着色層の膜厚が薄く、開口部の中央の膜厚が厚くなってしまうことで着色層の中央部の膜厚が、外縁部と比べ、厚くなることで発生する現象である。逆にＢＭの撥インキ性が低い場合には開口部の中央付近の着色層膜厚が薄くなる場合も画素内の膜厚ムラの原因となる。
【０００８】
膜厚のばらつきが生じると、色むらの原因となり、カラーフィルタの品質不良を起こす。そこで、Ｒ／Ｇ／Ｂ全ての着色インキで膜厚ムラを、許容範囲内（ΔＥ＊ａｂで算出した色差を３以下：均等色空間（Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系）における二つの試料間の色の差（座標上の距離））に収めることが必要となる。
また、画素内の膜厚のばらつきだけでなく、色むらの問題から各画素間の膜厚のばらつきも問題となっていた。
【０００９】
上記の問題を解決するため、従来は、ブラックマトリクスに用いる樹脂材料の撥インキ性や乾燥の条件を最適化させたり、また、Ｒ／Ｇ／Ｂの着色インキごとに、それぞれに異なる顔料種や顔料比、ベースとなる樹脂種や樹脂比率、溶剤種を設定していた。しかし、十分な解決が図られず、着色層の画素内膜厚を均一化し、各画素間の膜厚のばらつきを押さえるのは困難であった。
また、他の方法として、ＢＭの側面の上部の表面をプラズマ処理によって粗くする方法（特許文献３）や着色インキごとの乾燥条件を設定する方法（特許文献４）などが提案されているが、製造装置の複雑さや工程数の増加の問題があった。
このため、簡易な工程で、上記の膜厚のムラに由来する色むら（ΔＥ＊ａｂで算出した色差を３以下：均等色空間（Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系）における二つの試料間の色の差（座標上の距離））を許容範囲内に納めることは困難であった。
【特許文献１】特開平５−２４１０１１号
【特許文献２】特開平７−３５９１５号
【特許文献３】特開２００２−６１２９号
【特許文献４】特開２００２−３７２６１３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記問題を解決するためにされたものであり、その課題とするところは、インキ吐出方式を用いたインキ吐出印刷物の製造において、隔壁パターンで仕切られた開口部に形成される着色層を画素内で平坦な形状とし、また、相互画素間の膜厚のムラを解消することで、色むらのない高品質のインキ吐出印刷物を、複雑な加工や設備を用いることなく提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
ところで、本発明者の検討によると、あらかじめ隔壁（ＢＭ）パターンを形成したガラス基板上に、インキ吐出方式を用いてＲ（赤色）／Ｇ（緑色）／Ｂ（青色）等の着色インキを吐出し、着色層を設けた形成した後、該着色層が設けられたガラス基板を、特定の方法により研磨することにより、画素内における着色層の膜厚が均一になり、着色層が平坦になることを見出した。
【００１２】
また、本発明者らは、前記研磨において、着色層の研磨の進行速度が着色インキの顔料の含有量に依存して変化することを見出した。すなわち、着色インキに含まれる顔料の量が多いと研磨の進行が遅くなり、反対に顔料の量が少ないと研磨の進行が速まることを見出した。
【００１３】
本発明は、このような知見に基づいてなされたもので、請求項１に記載の発明は、隔壁で区切られた画素内に、インキ吐出方式により、隔壁部よりも高さの低い着色層を印刷して形成するインキ吐出物の製造方法において、
（ａ）隔壁部を形成する工程と、
（ｂ）前記隔壁部で区切られた領域内に、インキ皮膜を形成する工程と、
（ｃ）前記インキ皮膜を研磨する工程と、
を含むインキ吐出印刷物の製造方法である。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、前記研磨工程を遊離砥粒研磨を用いたポリシング装置により行うことを特徴とする請求項１に記載のインキ吐出印刷物の製造方法である。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、隔壁で区切られた画素内に、インキ吐出方式により印刷形成されたインキ皮膜を備えたインキ吐出印刷物において、
前記インキ皮膜の上面が平坦であり、前記インキ皮膜の高さが前記隔壁よりも低いことを特徴とするインキ吐出印刷物である。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記インキ皮膜が着色層であり、前記インキ吐出印刷物がカラーフィルタであることを特徴とする請求項１又は２に記載のインキ吐出印刷物の製造方法である。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、前記インキ皮膜が着色層であり、前記インキ吐出印刷物がカラーフィルタであることを特徴とする請求項３に記載のインキ吐出印刷物である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、インキ吐出方式を用いたカラーフィルタの製造において、画素内における着色層の膜厚が均一になり、色むらの問題が解決できた。また、画素間の着色層の膜厚のばらつきを解決することができた。
【００１９】
着色層の研磨による変化率を考慮し、Ｒ（赤色）の平均膜厚が１．４μｍ（最大段差０．３μｍ）、Ｇ（緑色）の平均膜厚が１．３μｍ（最大段差０．２μｍ）、Ｂ（青色）の平均膜厚が１．６μｍ（最大段差０．５μｍ）となるように着色インキ吐出量を設定しカラーフィルタを得た。その後研磨処理を行うことにより、それぞれ凸状の断面形状であった着色層が平坦化され、Ｒ（赤色）においては平均膜厚１．１μｍ（最大段差０．１μｍ）、Ｇ（緑色）においては平均膜厚１．１μｍ（最大段差０．０５μｍ）、Ｂ（青色）において平均膜厚１．１μｍ（最大段差０．０５μｍ）の断面形状が得られた。画素内のΔＥ＊ａｂを測定したところ、どの着色層についても３以下となり良好な面内均一性を得た。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
なお、本発明に係るインキ吐出印刷物は、表示ディスプレイの表示画面を構成する光学部品として好適に利用できる。この場合には、多数の前記領域は表示画面を構成する画素に相当する。また、隔壁には黒色遮光部材を混合して遮光層としての機能を併せ持つことができる。
光学部品としては、例えば、カラー液晶ディスプレイの表示画面を構成するカラーフィルタが例示でき、この場合には、インキ皮膜は透過光を着色する着色層を構成し、この着色層は前記領域ごとに異なる色彩を有する複数色のものである。
また、光学部品として、有機エレクトロルミネセンス素子を例示することもでき、この場合には、インキ皮膜は有機発光材料層を構成する。また、前記領域ごとに異なる色彩を有する複数色の有機発光材料層である。
なお、この外、本発明に係る印刷物として、回路基板、薄膜トランジスタ、マイクロレンズ、バイオチップ等を例示することができる。
【００２１】
次に本発明を、インキ吐出印刷物としてカラーフィルタを用いインキ皮膜として着色インキ層を形成することを例に、図１から図４に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明によるカラーフィルタの製造方法の工程の一例を示す概略図である。本発明では、最初の工程として透明基板（（ａ）−１））上に隔壁として、光硬化性の光遮蔽層（（ａ）−２）を設ける（図１（ａ））。
【００２２】
透明基板（ａ）−１は、カラーフィルタとしての透明性や、機械的強度の特性が満足するものであればポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、及びポリアクリレート等のプラスチックシート及びプラスチックフィルムなどでもよいが、一般的にはガラス基板を用いる。さらに、一般的な洗浄工程（アルカリ洗浄、水洗浄、エアー洗浄等）を経たものを使用するほうが好ましい。
【００２３】
光遮蔽層（（ａ）−２）は、隔壁の一部を構成し、光硬化性のインキ組成物を用いて透明基板（（ａ）−１）上に設けられる。このインキ組成物は、黒色遮光材とインキ用バインダ樹脂、溶媒及びネガレジスト組成物、パターン形成後の表面濡れ性を制御する為の撥インキ剤を含有し得る。
【００２４】
黒色遮光材としては、例えば黒色顔料、黒色染料、カーボンブラック、アニリンブラック、黒鉛、及び鉄黒からなる群から選択され得る。このインキ組成物には、さらに酸化チタン、無機顔料、及び有機顔料を混合することができる。
【００２５】
光遮蔽層に使用されるネガレジスト組成物に含まれるネガレジストは非露光部がアルカリ性現像液により溶解除去できる樹脂であり、例えばアクリル酸を含む（メタ）アクリル系樹脂、マレイン酸系樹脂、ロジン系樹脂などがあげられる。
【００２６】
光遮蔽層に使用されるネガレジスト組成物に使用し得るラジカル重合性を有する化合物としては、例えばビニル基あるいはアリル基を有するモノマー、オリゴマー、末端あるいは側鎖にビニル基あるいはアリル基を有するポリマーである。具体的には（メタ）アクリル酸及びその塩、（メタ）アクリル酸エステル類、（メタ）アクリルアミド類、無水マレイン酸、マレイン酸エステル、イタコン酸エステル、スチレン類、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、Ｎ−ビニル複素環類、アリルエーテル類、アリルエステル類、及びこれらの誘導体を挙げることができる。好適な化合物としては、例えばペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレートなど比較的低分子量の多官能アクリレートが挙げられる。これらの化合物を１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００２７】
光遮蔽層に使用されるネガレジスト組成物に使用し得る光重合開始剤としては、活性エネルギーを照射した際に重合反応を開始させる化合物が用いられ、例えばベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン等のベンゾフェノン化合物、１−ヒドロキシシクロヘキシルアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、及び２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン等のアセトフェノン誘導体、チオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、２−クロロチオキサントン等のチオキサントン誘導体、２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、クロロアントラキノン等のアントラキノン誘導体、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル等のベンゾインエーテル誘導体、フェニルビス−（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フォスフィンオキシド等のアシルフォスフィン誘導体、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ビス（４’−メチルフェニル）イミダゾリル二量体等のロフィン量体、Ｎ−フェニルグリシン等のＮ−アリールグリシン類、４，４’−ジアジドカルコン等の有機アジド類、３，３’，４，４’−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシカルボキシ）ベンゾフェノン等の有機化酸化物類などが挙げられる。
【００２８】
また、光遮蔽層に使用されるネガレジストに使用し得る連鎖移動剤としては、２−メルカプトベンゾオキサゾール、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾイミダゾール等の芳香族チオール化合物等が挙げられる。
【００２９】
光遮蔽層に使用されるネガレジスト組成物には、必要に応じて添加剤を使用することができる。使用される添加剤としては、ネガレジストと相溶性のある添加物例えば酸化防止剤、可塑剤、安定剤、界面活性剤、着色料、レベリング剤、カップリング剤などがあげられる。その他、金属粉、金属酸化物粉、蛍光顔料、タルク、シリカ、及び炭酸カルシウムなどの充填剤、ロジン酸エステル、及びテルペン樹脂などの増粘剤、ウレタン、及びアクリル微粒子などの拡散剤などをネガレジストの特性を損なわない範囲で添加することができる。
【００３０】
前記ラジカル重合性を有する化合物の量は、ネガレジスト１００重量部に対し、好ましくは２０重量部ないし２００重量部である。ラジカル重合性を有する化合物の量が２０重量部未満では十分な硬化性を付与できない傾向があり、２００重量部より多いと保存安定性が乏しくなったり、成膜性が著しく低下する傾向がある。また、光重合開始剤の量は、ラジカル重合性を有する化合物１００重量部に対し、好ましくは３重量部ないし４０重量部である。３重量部未満では十分な硬化性を付与できない傾向があり、４０重量部を超えると、表面だけで光硬化してしまい、吐出された着色インキを受容し難くなる傾向がある。
【００３１】
ネガレジスト組成物を調製する際には、必要に応じて適当な溶媒にて希釈することができる。その場合には基材上に塗布した後に乾燥することができる。上記溶媒としては、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、アセトン、シクロヘキサノン、エチルアセテート、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−エチルエトキシアセテート、２−ブトキシエチルアセテート、２−メトキシエチルエーテル、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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン等が挙げられる。溶媒の使用量は、基板上に、均質でピンホール、塗りムラの無い塗布膜ができる塗布であれば特に制限はされない。レジスト組成物の全重量に対し、溶媒量が例えば５０〜９７重量％になるように調製することができる。
【００３２】
光遮蔽層（（ａ）−１）用のインキ組成物に使用される撥インキ剤としては、例えばフッ素系樹脂、シリコン系樹脂、パーフルオロアルキル基含有アクリレートまたはメタクリレートを主成分とする共重合オリゴマー等をあげることができる。好ましくは例えば相溶性セグメントとフッ素性セグメントのブロック共重合体、及び相溶性セグメントとシリコン系セグメントのブロック共重合体を使用することができる。これらのブロック共重合体は、改質効果の持続性が良好である。具体的には、例えばセイミケミカル社製  ランダム型オリゴマー（  商品名  サーフロン、東亞合成化学社製）  グラフト型オリゴマー、ブロック型オリゴマー（商品名、モディパーＦ、日本油脂社製）等をあげることができる。添加量としては、光遮蔽層用のインキ組成物全重量に対し、好ましくは０．０１重量％〜１０重量％の撥インキ剤を添加する。
【００３３】
光遮蔽層（（ａ）−１）用のインキ組成物は、例えばバーコーター、ロールコーター、スピンコーター、ダイコーター、グラビアコーター等の塗布方法を用いて塗布することにより、形成することができる。この光遮蔽層（（ａ）−１）は、例えばストライプ状あるいは格子状のパターンで形成することができる。これらのパターンの幅は、例えば５μｍ〜５０μｍにすることができ、（着色インキの障壁となる）厚さは、０．５μｍ〜５．０μｍであるが、インキ吐出方式によるカラーフィルタの作成に際して好ましくは１．０μｍ〜２．０μｍにすることができる。
【００３４】
次に、フォトマスク（（ｂ）−３）を介して光照射を行い選択的なパターン状に硬化させ（図１（ｂ））、現像等の処理を行いＢＭ基板を得る。
【００３５】
光遮蔽層（（ａ）−１）の露光手段としては、例えば超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ等のラジカル重合性化合物が反応する波長の光を露光するものを使用することができる。
【００３６】
光遮蔽層（（ａ）−１）の現像液としては、非露光部を溶解させることのできる溶液、例えば水酸化ナトリウムあるいは炭酸ナトリウム等のアルカリ性水溶液等を用いることができる。
【００３７】
光遮蔽層（（ａ）−１）の形成後、一般的な洗浄工程（水洗浄、エアー洗浄等）を行った後、任意に加熱（いわゆるポストベーク）を行うことができる。これにより、パターン化された樹脂層を十分に熱硬化することができ、且つＢＭ表面から撥インキ剤を溶出させる効果により、その撥インキ性をより高くすることができる。加熱温度は、例えば１２０℃〜２５０℃にすることができる。
【００３８】
ＢＭ基板を得た後、インキ吐出方式法を用いて着色インキをＢＭパターン開口部に設けることにより着色層（（ｃ）−４）を設ける。
【００３９】
着色インキは、染料及び顔料等の着色剤、バインダ樹脂、分散剤、及び溶媒等を含有する。
【００４０】
着色インキに用いるバインダ樹脂としては、例えばカゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、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、及びメラミン樹脂などが選択し得る。耐熱性や耐光性が要求される際には、例えばアクリル樹脂を好ましく用いることができる。着色インキ用バインダ樹脂の含有量は、インキ組成物全重量に対し、好ましくは５重量％ないし５０重量％である。
【００４１】
着色インキに用いる溶媒としては、インキ組成物の塗布性、顔料の分散剤安定性などを考慮して、適宜選択されたものが使用でき、例えばトルエン、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、ジグライム、及びシクロヘキサノン等があげられる。溶媒の含有量は、インキ組成物全重量に対し、好ましくは５重量％ないし５０重量％である。必要であれば、光遮蔽層（（ａ）−２）のインキ組成物を透明基板（（ａ）−１）上にコーティング後、短時間の加熱処理や減圧処理などの乾燥工程を加えること、これら溶剤の除去を早めることが可能で、製造時の塗りムラや硬化ムラなどを抑えることが可能である。
【００４２】
着色インキに使用される顔料の具体的な例としては、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ９、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、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｂｌｕｅ１５、１５：６、１６、２２、２９、６０、６４、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｇｒｅｅｎ７、３６、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ２０、２４、８６、９３、１０８、１０９、１１０、１１７、１２５、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５３、１５４、１６６、１６８、１８５、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｏｒａｎｇｅ３６、Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｖｉｏｌｅｔ２３などがあげることができ、単独で、または２種以上を混合して使用することができる。
【００４３】
着色インキの溶媒としては、その表面張力がインキ吐出方式に好適な範囲例えば４０ｍＮ／ｍ以下であり、かつ、沸点が１３０℃以上のものを好ましく使用できる。表面張力が４０ｍＮ／ｍを超えると、インキ吐出時のドット形状の安定性に著しい悪影響を及ぼす傾向があり、また、沸点が１３０℃未満であると、ノズル近傍での乾燥性が著しく高くなりすぎて、ノズル詰まり等の不良発生を招く傾向がある。好適な溶媒として、例えば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、及びジエチレングリコールジメチルエーテルなどを挙げることができ、必要に応じて、単独で、あるいは二種以上混合して用いることができる。溶媒は、溶解性の他、経時安定性、及び乾燥性などが要求され、使用される着色剤、及びバインダ樹脂との特性に応じて適宜選択される。
【００４４】
着色インキに使用され得るバインダ樹脂としては、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、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、及びメラミン樹脂などがあげられ、使用される着色剤に応じて適宜選択され得る。しかし、製品化の為の後工程プロセスへ対応する為に耐熱性や耐光性が要求される際には、水酸基、カルボキシル基、アルコキシ基、アミド基などの官能基を有する硬化性樹脂やモノマーを、熱もしくは光感応性のラジカル系開始剤、カチオン系開始剤を使用することができる。
【００４５】
また、着色インキへはバインダ樹脂への色素の分散を向上させるために、着色パターン塗布インキに分散剤を添加することができる。分散剤としては、非イオン性界面活性剤例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなど、また、イオン性界面活性剤としては、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、及びテトラアルキルアンモニウム塩など、その他に、有機顔料誘導体、及びポリエステル等などがあげられる。分散剤は単独で、あるいは二種以上を混合して使用することができる。
【００４６】
インキ吐出方式としては、熱エネルギーを用いたものや、ピエゾ方式を用いたインキ吐出ヘッドを用いた方法を使用することができるが、着色インキを所定の開口部上に連続的に安定して吐出できるものであれば、方式に関わらず既存の方法を用いることができる。インキ吐出ヘッドをＲ／Ｇ／Ｂの着色インキごとに用意し、作成する基盤大きさやパターンに合わせて複数個を組み合わせ、または配列させて使用することができる。
【００４７】
着色インキの吐出後、熱及び光照射による乾燥により得た着色層（（ｃ）−４）はさらに、任意で加熱（いわゆるポストベーク）を行うことができる。これにより、たとえば熱硬化系のインキを選択した場合、十分に硬化を促進することができる。
【００４８】
また、各色の着色層（（ｃ）−４）は、乾燥／硬化後の膜厚で例えば１μｍ〜２μｍに形成することができるが、本発明の着色層膜厚平坦化の方法を用いる場合は、ＢＭ障壁の膜厚に対して着色層（（ｃ）−４）の平均膜厚が０．３μｍ〜１．５μｍ低くなるように設定することが望ましい。また、着色インキの配合により、研磨されやすい樹脂系や硬化度、顔料系、また顔料／樹脂比率などが各色ごとに設定されるのが一般的であるため、通常は着色層（（ｃ）−４）初期の形状や研磨処理の進行速度が異なる。そのため、後記の研磨処理で研磨が進行する速度をあらかじめ比較しておき、研磨処理後の着色層（（ｅ）−６）の膜厚が一定もしくはそれぞれの狙いの色再現が可能な膜厚になるように、Ｒ／Ｇ／Ｂの着色層の初期膜厚をそれぞれ設定することが望ましい。
【００４９】
最後に研磨装置（（ｄ）−５）により研磨工程を経て、着色層の膜厚を均一化した（（ｅ）−６）カラーフィルタが得られる。
【００５０】
研磨装置（（ｄ）−５）としては、仕上げ加工などに使用されるポリシング加工を行う装置のなかでも、研磨布や研磨フィルムを用いる固定砥粒研磨ではなく、溶融アルミナ質砥粒や焼結アルミナ質砥粒、シリカ系等のスラリー状の研磨剤を用いるいわゆる遊離砥粒研磨を使用する。これは、研磨剤が障壁パターンと着色層によって仕切られた空間へ入り込み、着色層表面を選択的に研磨する効果がみられるためである。遊離砥粒研磨を使用することで、個々の着色層の膜厚に依存せずに研磨を行うことができる。とくに大型のカラーフィルタを製造する場合は上定盤の揺動を備えた（オスカー式研磨機等の）装置の使用が好ましい。
【実施例】
【００５１】
（実施例１）
以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。
透明基板として、  無アルカリガラス板  （コーニング（株）社製：商品名  「１７３７」）を用意した。
【００５２】
また、以下の光遮蔽層インキ組成の材料を用意した。
【００５３】
（ネガレジスト組成）
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重量部、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重量部、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重量部、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重量部を、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。
【００５４】
（黒色遮光組成）
黒色遮光剤としてカーボンブラック７．５重量部、溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドン  （ＮＭＰ）１３０重量部、分散剤として銅フタロシアニン誘導体５重量部をビーズミル分散機に投入し、冷却しながら３時間分散して黒色遮光組成物を調製した。
【００５５】
（光遮蔽層インキ組成）
上記ネガレジスト組成物８０重量部と黒色遮蔽組成物１４０重量部を攪拌しながら混合し、さらに５重量％の撥インキ剤（パーフルオロ基含有オリゴマー  大日本インキ化学工業株式会社製「Ｆ１７９」）を混合し、光遮蔽層インキを得た。
【００５６】
用意したガラス基板に、光遮蔽層インキをスピンコーターにて膜厚２．０μｍの厚さに塗布し、光遮蔽層を得た。得られたネガレジスト層を９０℃、２分の条件でプリベークした。その後、ブラックマトリクス（以下、ＢＭとする。）が形成されるべき部分に遮光部を有するフォトマスクを介して、超高圧水銀灯を光源として、露光量３０〜１５０ｍＪで露光した。さらに、２．５重量％の炭酸ナトリウム溶液で現像し、ＢＭ２０μｍ幅／開口部８０μｍ幅のストライプ状のパターンを有するブラックマトリクス基板を得た。
【００５７】
次いで、ＢＭが形成されたガラス基板をオーブン内に入れて、２３０℃で１時間ポストベークを行った。光遮蔽層の上部は平坦で、膜厚は１．５μｍであった。また、光遮蔽層表面に対する、後述の着色パターンのインキ吐出方式に使用する例えば光遮蔽層の接触角を測定したところ３５゜であり、得られた光遮蔽層表面が着色パターン塗布インキに対して、撥インキ性が有ることを確認した。また、光遮蔽層のＯ．Ｄ．値（光学濃度）は３であり、充分な遮光性を有することから、ブラックマトリックスとして使用できることを確認した。
【００５８】
尚、Ｏ．Ｄ．値は、１μｍの試料の入射光強度Ｉ０、透過光強度Ｉから次式によって求めた。
Ｏ．Ｄ．＝−ｌｏｇ（Ｉ／Ｉ０）
その後、光遮蔽層が形成された透明基板を、照度５０ｍＷ、露光量５００ｍＪ／ｃｍ２、オゾン濃度１０万ｐｐｍの条件で紫外線オゾン洗浄処理に供した。
【００５９】
洗浄処理後の光遮蔽層表面に対する、上記インキの接触角を測定したところ３２゜であり、洗浄された光遮蔽層表面が着色パターン塗布インキに対して、撥インキ性が低下したことを確認した。
【００６０】
（着色インキ組成）
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体樹脂を得た。得られたアクリル共重合体樹脂を樹脂濃度が１０重量％になるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈し、アクリル共重合体樹脂の希釈液を得た。
【００６１】
この希釈液８０．１ｇに対し、顔料１９．０ｇ、分散剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル０．９ｇを添加して、３本ロールにて混練し、赤色、緑色、青色の各着色ワニスを得た。なお、赤色顔料として、ピグメントレッド１７７を、緑色顔料としてピグメントグリーン３６を、青色顔料としてピグメントブルー１５を、各々使用した。
【００６２】
得られた各着色ワニスに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを、その顔料濃度が１１〜１５重量％、粘度が１５ｃｐｓになるように、各々調整して添加し、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、及びＢ（青色）着色インキを得た。
【００６３】
ＢＭ基板開口部に対して、１ショットが１２ｐｌ、１８０ｄｐｉヘッドを搭載したインキ吐出印刷装置により、Ｇ（緑色）着色インキを使用し、平均膜厚１．３μｍの凸状断面形状（最大段差０．３μｍ）を持つ着色層を形成した。このようにして得られたカラーフィルタの外観は、着色層が形成されたパターンでは着色インキの決壊や白抜けも無く比較的良好であるが、画素内のΔＥ＊ａｂを測定したところ、４程度であり、平坦性（色ムラ）は良好とはいえなかった。なお、ΔＥ＊ａｂ（色差）は、ミクロアナライザーにより測定した。
【００６４】
そこで、オスカー型研磨機（研磨圧力１０．５ｇ／ｃｍ２、上定盤速度２５ｒｐｍ、上定盤と下定盤との回転差８ｒｐｍ、揺動１０ｍｍ、）でφ８０ｎｍ〜１２０ｎｍの粒径分布を持つ焼結アルミナ質砥粒の研磨剤液を用いて研磨時間４０ｓ処理を行った。
【００６５】
結果、初期平均膜厚１．３μｍの凸状（最大段差０．２μｍ）であった着色層の断面形状が研磨により平坦化され、平均膜厚１．１μｍ（最大段差０．０５μｍ）の断面形状が得られた。画素内のΔＥ＊ａｂを測定したところ、３以下となり良好な面内均一性を得た。
また、この研磨処理ではＢＭ形状の変化はほとんど見られなかった。
【００６６】
（実施例２）
実施例１と同様に、ＢＭ基板と着色インキを得た後、１ショットが１２ｐｌ、１８０ｄｐｉヘッドを搭載した液吐出印刷装置により、ＢＭ基板開口部に対して、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の着色インキを使用し、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の着色層を形成した。膜厚は、事前に行ったそれぞれの着色層の研磨による変化率を考慮し、Ｒ（赤色）の平均膜厚が１．４μｍ（最大段差０．３μｍ）、Ｇ（緑色）の平均膜厚が１．３μｍ（最大段差０．２μｍ）、Ｂ（青色）の平均膜厚が１．６μｍ（最大段差０．５μｍ）となるように着色インキ吐出量を設定しカラーフィルタを得た。このようにして得られたカラーフィルタの外観は、着色層が形成されたパターンでは着色インキの決壊や白抜けも無く比較的良好であるが、画素内のΔＥ＊ａｂを測定したところ、Ｒ（赤色）及びＧ（緑色）が４、Ｂ（青色）が７程度であり、平坦性（色ムラ）は良好とはいえなかった。そこで、オスカー型研磨機（研磨圧力１０．５ｇ／ｃｍ２、上定盤速度２５ｒｐｍ、上定盤と下定盤との回転差８ｒｐｍ、揺動１０ｍｍ、）でφ８０ｎｍ〜１２０ｎｍの粒径分布を持つ焼結アルミナ質砥粒の研磨剤液を用いて研磨時間４０ｓ処理を行った。
【００６７】
結果、それぞれ凸状の断面形状であった着色層が研磨により平坦化され、Ｒ（赤色）においては平均膜厚１．１μｍ（最大段差０．１μｍ）、Ｇ（緑色）においては平均膜厚１．１μｍ（最大段差０．０５μｍ）、Ｂ（青色）において平均膜厚１．１μｍ（最大段差０．０５μｍ）の断面形状が得られた。画素内のΔＥ＊ａｂを測定したところ、どの着色層についても３以下となり良好な面内均一性を得た。
【００６８】
（実施例３）
実施例１と同様に、ＢＭ基板と着色インキを得た後、１ショットが１２ｐｌ、１８０ｄｐｉヘッドを搭載したインキ吐出印刷装置により、ＢＭ基板開口部に対して、Ｇ（緑色）の着色インキを使用し、着色層を形成した。２．０μｍ厚のＢＭに対し、平均膜厚が１．３μｍ（最大段差０．２μｍ）、の物と、比較対象として平均膜厚が１．８μｍ（最大段差０．５μｍ）となるように着色インキ吐出量を設定しカラーフィルタを作成した。
それぞれ、オスカー型研磨機（研磨圧力１０．５ｇ／ｃｍ２、上定盤速度２５ｒｐｍ、上定盤と下定盤との回転差８ｒｐｍ、揺動１０ｍｍ、）でφ８０ｎｍ〜１２０ｎｍの粒径分布を持つ焼結アルミナ質砥粒の研磨剤液を用いて研磨時間４０ｓ処理を行った。
【００６９】
結果、ＢＭ厚と初期の平均膜厚の差が０．７μｍ程度あったサンプルにおいては、凸状の断面形状であった着色層が研磨により平坦化され、平均膜厚１．１μｍ（最大段差０．０５μｍ）が得られた。しかし、ＢＭ厚と初期の平均膜厚の差が０．２μｍ程度であったサンプルに関しては平均膜厚１．７５μｍ（最大段差０．４５μｍ）となり、期待された研磨の効果は見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明によるカラーフィルタの製造方法を示す工程の概略図
【図２】本発明による着色層（１色）の平坦化の効果を示す模式図
【図３】本発明による研磨速度に応じてインキ量を調節した着色層（３色）の平坦化の効果を示す模式図
【図４】本発明による初期のＢＭ膜厚と着色層の平均膜厚の効果を示す模式図
【符号の説明】
【００７１】
（ａ）−１・・・透明基板
（ａ）−２・・・ブラックマトリクス樹脂
（ｂ）−３・・・フォトマスク
（ｃ）−４・・・着色層
（ｄ）−５・・・研磨装置
（ｅ）−６・・・着色層（処理後）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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