(57)【要約】【課題】  インキジェット方式により各画素が印刷されるカラーフィルタにおいて、隔壁表面に荒れが生じない十分硬化した隔壁と、混色や白抜け不良の無い各画素に平坦で均一な着色層を有するカラーフィルタを、マージン広く安定して製造する方法を提供すること。【解決手段】  撥インキ性を付与する材料を含有した感光性樹脂組成物１２を透明基板１に塗工し、露光装置５によってパターン露光、現像して隔壁パターンを形成し、隔壁パターンにＵＶ照射装置１５から紫外線を照射して硬化させ、紫外線照射後、隔壁パターンに180℃未満の温度で加熱処理を施して熱硬化させ、隔壁パターンで囲まれた領域にインキジェット装置７によりインキを吐出して着色層を形成する。【選択図】図２
2007256661.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、インキジェット方式によりインキを吐出して着色層を形成するカラーフィルタの製造方法において、
撥インキ性を付与する材料を含有した感光性樹脂組成物を基板に塗工する工程と、パターン露光、現像して隔壁パターンを形成する工程と、該隔壁パターンに紫外線を照射して硬化させる工程と、該隔壁パターンで囲まれた領域にインキジェット方式によりインキを吐出して着色層を形成する工程と、を少なくとも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】
隔壁で区切られた画素内に、インキジェット方式によりインキを吐出して着色層を形成するカラーフィルタの製造方法において、
撥インキ性を付与する材料を含有した感光性樹脂組成物を基板に塗工する工程と、パターン露光、現像して隔壁パターンを形成する工程と、該隔壁パターンに紫外線を照射して硬化させる工程と、該紫外線照射後、隔壁パターンに180℃未満の温度で加熱処理を施して熱硬化させる工程と、該隔壁パターンで囲まれた領域にインキジェット方式によりインキを吐出して着色層を形成する工程と、を少なくとも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３】
前記紫外線の照射において、分光分布が200〜500nmまでの光源を利用し、200〜300nmの波長域に少なくとも1つ以上の分光ピークを有する光源を利用することを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
前記紫外線の照射において、254nmでの露光量が100mJ/cm2以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項５】
前記撥インキ性を付与する材料を含有した感光性樹脂が、少なくとも200〜300nmの波長域に感光性を有することを特徴とする感光性樹脂を利用する請求項１から４のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項６】
前記180℃未満の温度で加熱処理を施して熱硬化させる工程に、コンベクションオーブン、ホットプレート、ハロゲンヒーターもしくはIRオーブンのいずれかを使用することを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項７】
前記撥インキ性を付与する材料が、質量平均分子量が10,000〜100,000の含フッ素共重合体であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項８】
前記着色層を形成する工程が、インキジェット方式により有機溶剤系の顔料分散型インキを吐出して着色層を形成することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項９】
前記隔壁の一部又は全部が黒色であることを特徴とする請求項1から８のいずれかに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、電界放射型表示装置、蛍光表示装置、プラズマディスプレイ（PDP）及び液晶表示装置などに用いるカラーフィルタの製造方法に関するものである。さらに詳しくは、インキジェット方式により各画素が塗布されるカラーフィルタにおいて、隔壁表面に荒れが無く、且つ混色や白抜け不良の無い、各画素に平坦で均一な着色層を有するカラーフィルタの製造方法に関するものである。 
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶表示装置等に用いられるカラーフィルタは、カラー液晶表示装置等に不可欠な部材で、液晶表示装置の画質を向上させたり、各画素にそれぞれの原色の色彩を与えたりする役割を有している。このカラーフィルタの製造方法は、従来種々の検討が重ねられており、代表的な方法として、フォトリソグラフィー方式、インキジェット方式などが知られている。フォトリソグラフィー方式では、基板全体に各色の感光性樹脂層の塗布膜を形成し、後に塗布膜の不要な部分を取りのぞき、残ったパターンを各色画素とする。この方法では塗布膜の多くが不要となるため、カラーフィルタの製造時に大量の顔料等の材料が無駄になる。また、色画素毎に露光、現像工程を行うため、工程数が多くなる。このようなことから、フォトリソグラフィー方式によるカラーフィルタの製造は、コスト、環境面、共に問題を有していた。この点で近年はインキジェット方式が注目されている。インキジェット方式によるカラーフィルタの製造は、R、G、Bの3色の着色樹脂組成物をインキとして用い、各色を同時に印刷することができる。このため、材料の無駄も少なく、また、画素の形成工程が短縮されるため、環境負荷の低減と大幅なコストダウンが期待できる。
【０００３】
インキジェット方式を用いたカラーフィルタ基板の製造方法として、特許文献1〜4に記載されている方法が提案されている。特許文献1には、ガラス基板上の所望する着色層領域外へのインキの広がりを防止するため、予め各画素間を区切る黒色の隔壁部にフッ酸系撥水・撥油剤を含有させてパターン形成することによって、着色領域内のみにインキを定着させることが記載されている。また、特許文献2、特許文献3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黒色樹脂層を、着色層形成工程におけるインキにじみ、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。特許文献4には、各画素の隔壁部および画素をいずれかの表面が撥水・撥油性を有するように形成した後に、該撥水・撥油性をなくす基板処理の工程を含ませる製造方法が記載されている。これらの方法は、隔壁を形成した後に隔壁表面に撥インキ性を付与したり、隔壁で囲まれた開口部に親インキ性を付与したりする工程が必要なく、工程数が少ない点で、環境負荷と製造コストを低減できる非常に好ましい方法と言える。
【０００４】
しかし、上記従来の方法では、感光性樹脂の現像後に通常の焼成条件で焼成すると、インキジェットにより印刷した着色樹脂組成物(以下、着色層とする)の白抜け、画素の形状が平坦にならない等の問題を生じた。一方で隔壁パターンを形成する際の焼成温度を180℃未満にした場合、隔壁の耐溶剤性が不十分であり、有機溶剤系のインキを用いると、隔壁の溶解や混色が発生した。そのため、有機溶剤系インキを用いる場合には、通常200〜250℃で隔壁パターンの焼成を行い、隔壁に含有させる撥インキ剤の種類と添加量により、隔壁表面の撥インキ性と隔壁で囲まれた開口部の基板表面の親インキ性（濡れ性）のバランスをコントロールする必要があったが、極めてマージンが狭く、調整が困難であった。
【特許文献１】特開平６-３４７６３７号公報
【特許文献２】特開平７-３５９１５号公報
【特許文献３】特開平７-３５９１７号公報
【特許文献４】特開平７-２４８４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するために為されたもので、その課題とするところは、  インキジェット方式により各画素が印刷されるカラーフィルタにおいて、隔壁表面に荒れが生じない十分硬化した隔壁と、混色や白抜け不良の無い各画素に平坦で均一な着色層を有するカラーフィルタを、マージン広く安定して製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者の検討によれば、撥インキ性を付与する材料（撥インキ剤）を含有した感光性樹脂組成物を基板に塗工し、パターン露光、現像した後に、紫外線（ＵＶ）照射、例えば254nmで100mJ/cm2以上照射することで、撥インキ剤の熱分解による飛散、ブリードアウトが抑えられ、隔壁表面の撥インキ性を保持して、隔壁で囲まれた開口部の基板表面を撥インキ剤で汚染することなく、隔壁に表面荒れが生じない十分に硬化した隔壁を得た。さらにこの製造方法では、混色しない十分量の撥インキ剤を添加しても、開口部の親インキ性が保持されるため、着色層の混色も白抜けもしない品質良好な範囲が広い。従って、材料のロット差や工程条件の変動に対応する十分なマージンを有して、画素の混色や白抜けがなく、平坦な着色層を有して色むらのない良好な特性を有する高精細なカラーフィルタを得ることができた。
【０００７】
本発明はこのような知見に基づいてなされたものであり、請求項１に記載の発明は、隔壁で区切られた画素内に、インキジェット方式によりインキを吐出して着色層を形成するカラーフィルタの製造方法において、撥インキ性を付与する材料を含有した感光性樹脂組成物を基板に塗工する工程と、パターン露光、現像して隔壁パターンを形成する工程と、該隔壁パターンに紫外線を照射して硬化させる工程と、該隔壁パターンで囲まれた領域にインキジェット方式によりインキを吐出して着色層を形成する工程と、を少なくとも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。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、隔壁で区切られた画素内に、インキジェット方式によりインキを吐出して着色層を形成するカラーフィルタの製造方法において、撥インキ性を付与する材料を含有した感光性樹脂組成物を基板に塗工する工程と、パターン露光、現像して隔壁パターンを形成する工程と、該紫外線照射後、隔壁パターンに紫外線を照射して硬化させる工程と、該隔壁パターンに180℃未満の温度で加熱処理を施して熱硬化させる工程と、該隔壁パターンで囲まれた領域にインキジェット方式によりインキを吐出して着色層を形成する工程と、を少なくとも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】
請求項３に記載の発明は、前記紫外線の照射において、分光分布が200〜500nmまでの光源を利用し、200〜300nmの波長域に少なくとも1つ以上の分光ピークを有する光源を利用することを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタの製造方法である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記紫外線の照射において、254nmでの露光量が100mJ/cm2以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、前記撥インキ性を付与する材料を含有した感光性樹脂が、少なくとも200〜300nmの波長域に感光性を有することを特徴とする感光性樹脂を利用する請求項１から４のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、前記180℃未満の温度で加熱処理を施して熱硬化させる工程に、コンベクションオーブン、ホットプレート、ハロゲンヒーターもしくはIRオーブンのいずれかを使用することを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、前記撥インキ性を付与する材料が、質量平均分子量が10,000〜100,000の含フッ素共重合体であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、前記着色層を形成する工程が、インキジェット方式により有機溶剤系の顔料分散型インキを吐出して着色層を形成することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、前記隔壁の一部又は全部が黒色であることを特徴とする請求項1から８のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】
従来の方法では、隔壁パターンを形成する際の焼成温度を180℃以上にすると、撥インキ剤が熱分解して飛散したり、隔壁外に撥インキ剤がブリードアウトすることにより、隔壁表面の撥インキ性が低下したり、隔壁で囲まれた開口部の基板表面が撥インキ剤で汚染され、インキジェットにより印刷した着色層が白抜けしたり、画素の形状が平坦にならない等の問題が生じた。この問題点に関しては、焼成前に光硬化あるいは放射線硬化させることによって、隔壁表面の撥インキ性を保持して、隔壁で囲まれた開口部の基板表面を撥インキ剤で汚染することなく、さらに有機溶剤系のインキにも溶解しない隔壁を得ることができた。ところが、該製造方法により隔壁の溶解や混色は改善されたものの、隔壁表面の硬化が不十分なために、着色層を形成する際、隔壁表面に荒れが生じてしまった。本発明によると、隔壁中の撥インキ剤の熱分解による飛散や、隔壁外へのブリードアウトが抑えられ、かつ着色層を形成する際、隔壁表面に荒れが生じない十分に硬化した隔壁を得ることができる。そのため、十分量の撥インキ剤を添加しても、隔壁で囲まれた開口部の基板表面が撥インキ剤で汚染されて着色層の白抜けや色むらを生じることがない。そのため、材料のロット差や工程条件の変動に対応する十分なマージンを有して、画素の混色と白抜け、色むらを生じる事のない、信頼性の高い高精細なカラーフィルタを安定して製造することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明をさらに説明する。
図１に示すように、インキジェット方式によって着色層を形成して製造するカラーフィルタは、赤（R）、緑（G）、青（B）の着色インキの混色を防止するため、透明基板１上に隔壁パターン（隔壁部２）を設ける。さらにカラーフィルタのコントラスト向上のため、隔壁部２の一部又は全部に遮光性を付与することが望ましい。一般的に遮光性を付与する手段として、隔壁部２の一部分又は全部分に黒色の材料を用い、黒色部分を設ける。以下の記載において、隔壁部２の一部又は全部を便宜的に「ブラックマトリクス」と呼ぶが、該ブラックマトリクスは、必ずしも黒色部分を有するものではない。次いで透明基板１上に赤（R）、緑（G）、青（B）の着色層３を形成し、これを液晶用とする場合は、さらに透明導電層、配向膜層を順次積層せしめたものであり、例えば薄膜トランジスタのような電極を形成した対向基板と対置させ液晶層を介して、液晶表示装置を構成する。以下では、透明基板、このブラックマトリックスと赤、緑、青の着色画素層を合わせてカラーフィルタとする。必要に応じて前記カラーフィルタ上に保護層４を設けることができる。
【００１８】
前記した通り、着色層はブラックマトリックス間の開口部に設けられ、通常赤色画素パターン（R）、緑色画素パターン（G）、および青色画素パターン（B）の3原色からなる画素パターンが所望の形状に配置されたものである。その一般的な形成方法としては、顔料分散法、染料法、電着法、印刷法、転写法やインキジェット方式などが挙げられる。本発明では、インキジェット装置により着色樹脂組成物をパターニングし、加熱工程を経て着色層３を形成する。
【００１９】
カラーフィルタの透明基板１には、硝子基板、石英基板、プラスチック基板等、公知の透明基板材料を使用できる。中でも硝子基板は、透明性、強度、耐熱性、耐候性において優れている。
【００２０】
カラーフィルタの着色層３に用いられる着色樹脂組成物は着色剤、熱硬化性樹脂、溶媒等公知の材料を用いることができ、必要に応じて、分散剤等の添加剤を添加して調製することができる。着色剤としては、染料や顔料を用いることができるが、耐熱性や耐候性等の信頼性の点で顔料分散型が特に好ましい。また溶媒としては、水系および有機溶剤系を利用することができるが、広範な樹脂組成物に対して高い溶解性を有し、高固形分濃度でもインキジェットの吐出が可能な点で、有機溶剤を用いるのが特に好ましい。
【００２１】
以下、ブラックマトリクスの形成について詳細に説明する。
本発明では、ブラックマトリクスを、フォトリソグラフィー法によって形成する。更に詳しくは、撥インキ性を付与する材料を含有した感光性樹脂組成物を基板に塗工する工程と、パターン露光、現像して隔壁パターンを形成する工程と、該隔壁パターンにUVを照射して硬化させる工程と、隔壁パターンで囲まれた領域にインキジェット方式によりインキを吐出して着色層を形成する工程とを少なくとも有することを特徴とする。
【００２２】
図２は、本発明のカラーフィルタの製造方法の工程説明図である。
前記撥インキ性を付与する材料を含有した感光性樹脂組成物を基板に塗工する工程では、適当に洗浄された透明基板１に対し、後述する撥インキ剤を含有したネガ型の感光性樹脂組成物１２を、スリットダイコーター、スピンコーター等、公知の塗工装置を用いて均一に塗工する(図２a)。その後、溶剤成分を除去するため必要に応じて、減圧乾燥処理やプリベーク処理を施すことができる。この際フッ素系の撥インキ剤を用いた場合は、塗膜中に分散した撥インキ剤が徐々に塗膜表面に偏析する性質を有しており、塗工から溶剤が揮発して塗膜が完固するまでの時間およびその条件により、撥インキ剤の偏析状態が変化する。そのため均一な性能の隔壁部２を得る上で、本工程における塗工から減圧乾燥或いはプリベークまでの時間間隔およびそれらの条件は均一に保つことが望ましい。
【００２３】
前記パターン露光、現像して隔壁パターンを形成する工程では、露光装置５およびフォトマスク６を用い、従来公知の露光、現像方法により隔壁部２のパターンを形成できる（図２ｂおよびｃ）。
【００２４】
前記隔壁パターンにUVを照射して硬化させる工程では、透明基板１の上面からUV照射装置１５を用い、200〜500nmのUVを照射して隔壁部２を硬化させる（図２ｄ）。照射する光源として、感光性樹脂が200〜300nmの波長域に感光性を有することから、該波長域に少なくとも1つ以上の分光ピークを有することが特に好ましい。また、撥インキ剤の分解を促進する波長を含むものは、分解された撥インキ剤が開口部の基板表面を汚染するため好ましくない。高圧水銀ランプあるいはメタルハライドランプが特に好ましい。照射する露光量に関しては、着色層を形成する際に生じる隔壁表面の荒れの大きさが縮小し、数も減少させることができることから、254nmで100mJ/cm2以上であることが望ましい。本発明では、この工程において、撥インキ剤の熱分解による飛散、ブリードアウトを極力抑えて、着色層を形成する際、隔壁表面に荒れが生じなくなるまで隔壁部２を十分に硬化させることで、インキジェットにより着色層を形成した際の、画素の混色や白抜け、色むらを防止できる。
【００２５】
また前記撥インキ剤を含有する感光性樹脂組成物により形成したブラックマトリクスが遮光性を有する遮光層である場合、前記高圧水銀ランプあるいはメタルハライドランプによるUV照射では、隔壁部２の表面は硬化するものの、遮光されるために内部までは硬化しない場合がある。その場合は、180℃未満の温度で加熱処理を施して熱硬化させる工程を設けることができる（図２ｅ)。加熱方法としてはコンベクションオーブン、ホットプレート、ハロゲンヒーター、IRオーブンによる加熱等が利用でき、特に限定されるものではない。しかし180℃以上の温度で加熱すると、前工程において隔壁部２の表面を高圧水銀ランプあるいはメタルハライドランプによりUV硬化させても、開口部基板表面に撥インキ剤の熱分解による飛散やブリードアウトは見られ、インキジェットにより着色層３を形成した際に、白抜けや平坦性の悪化を招くため好ましくなく、熱硬化させるための加熱温度は180℃未満に抑えることが望ましい。
【００２６】
ここで隔壁部２は、１．０μｍ以上の高さで形成することが好ましい。さらに１．５μｍ〜５μｍの高さで形成することがより好ましい。隔壁部２の高さが１．０μｍ未満であると着色インキの混色を生じる。一方、隔壁部２の高さが高すぎると、精細なブラックマトリクスの形成が困難であるとともに、着色層３との段差が大きくなるため好ましくない。
【００２７】
また隔壁部２は、１層、又は２層以上の多層構造であっても構わない。一般的に、一回の工程で形成できるブラックマトリクスの高さには制限があるため、層厚の大きい隔壁部２を形成する場合、同じパターンのブラックマトリクスを積層し、多層構造とすることができる。ブラックマトリクスを多層構造とした場合、そのうちの少なくとも１層に遮光性を付与し、遮光層とすることが好ましい。多層構造とした場合の少なくとも最上層は、撥インキ剤を含有した感光性樹脂組成物を用いて、前記の通り形成することが好ましい。
【００２８】
前記により隔壁部２形成した透明基板１に、公知のインクジェット方式により、インキジェット装置７を用い、３色の着色インキを印刷して（Ｒ），（Ｇ），（Ｂ）からなる着色層を形成し、焼成して、カラーフィルタとする（図２ｆおよびｇ）。ここで焼成条件は、２００℃〜２５０℃で１０分〜６０分間加熱することが好ましい。この焼成において、着色インキとともにブラックマトリクスが完全に硬化して、カラーフィルタとして十分な耐性が得られる。またこの焼成の際、隔壁部２上の撥インキ剤は熱分解されるため、次工程において、保護層4等を形成する場合には、既に撥インキ性は低下している。さらに隔壁部２上の撥インキ剤を完全に除くためには、溶剤や洗剤による洗浄、低圧水銀ランプによるUV照射或いはエキシマUV照射、研磨等の工程を設けることが可能である。
【００２９】
本発明の感光性樹脂組成物はネガ型の感光性樹脂組成物であり、少なくとも200〜300nmの波長域に感光性を有するように、下記の各成分を適宜組み合わせ設計されている。主成分はバインダー樹脂、ラジカル重合性を有する化合物、光重合開始剤、溶剤、撥インキ剤、および必要に応じて遮光性部材からなる。
まずバインダー樹脂としては、アルカル可溶性の熱硬化性樹脂が好ましく、具体的には、クレゾール-ノボラック樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂等が挙げられる。これらのバインダー樹脂は単独で用いても、２種類以上混合してもよい。また低温での硬化性を促進するため、これらの樹脂に加えてメラミン誘導体と光酸発生剤を含有させることもできる。メラミン誘導体としては、メチロール基あるいはメトキシメチル基を有している化合物であればよいが、特に溶剤に対する溶解性が大きいものが好ましい。
【００３０】
光酸発生剤は、露光を行った際に発生する酸の作用により、メラミン誘導体とバインダー樹脂の脱水反応及び架橋反応を促進するものであり、光酸発生剤の中でも特に溶剤に対する溶解性が大きいものが好ましい。一例として、具体的には、ジフェニルヨードニウム、ジトリルヨードニウム、フェニル（４-アニシル）ヨードニウム、ビス（３―ニトロフェニル）ヨードニウム、ビス（４-ｔｅｒｔ―ブチルフェニル）ヨードニウム、ビス（４-クロロフェニル）ヨードニウム、ビス（４-ｎ-ドデシルフェニル）ヨードニウム、４-イソブチルフェニル（４-トリル）ヨードニウム、４-イソピルフェニル（４-トリル）ヨードニウムなどのジアリールヨードニウム、あるいはトリフェニルスルホニウムなどのトリアリールスルホニウムなどのトリアリールスルホニウムのクロリド、ブロミド、あるいはホウフッ化塩、ヘキサフルオロフォスフェート塩、ヘキサフルオロアルセネート塩、芳香族スルホン酸塩、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート塩や、ジフェニルフェナシルスルホニウム（ｎ-ブチル）トリフェニルボレート等のスルホニウム有機ホウ素錯体塩、あるいは、２-メチル-４，６-ビストリクロロメチルトリアジン、２-（４-メトキシフェニル）―４，６-ビストリクロロメチルトリアジン、２-｛２-（５-メチルフランー２-イル）エテニル｝-４，６-ビス（トリクロロメチル）-ｓ-トリアジンなどのトリアジン化合物、あるいは１，２-ナフトキノンジアジド、１，２-ナフトキノンジアジド-４-スルホンサンナトリウム、１，２-ナフトキノンジアジド-５-スルホン酸ナトリウム、１，２-ナフトキノンジアジド-４-スルホン酸エステル誘導体、１，２-ナフトキノンジアジド-５-スルホン酸エステル誘導体などのジアゾナフトキノン化合物等を挙げることが出来る。
【００３１】
本発明においてラジカル重合性を有する化合物は、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を用いることができる。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等を挙げることが出来るがこの限りではない。これらのラジカル重合性を有する化合物は単独で用いても、２種類以上混合してもよい。ラジカル重合性を有する化合物の量は、バインダー樹脂１００重量部に対して１〜２００重量部の範囲をとることが可能であり、好ましくは５０〜１５０重量部である。
【００３２】
本発明において光重合開始剤は、露光によりラジカルを発生し、ラジカル重合性を有する化合物を通して、バインダー樹脂を架橋させるものである。光重合開始剤の例として具体的には、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、キノンジアジド基含有化合物等を挙げることが出来る。これらの光重合開始剤は単独で用いても、２種類以上混合してもよい。光重合開始剤の量は、バインダー樹脂１００重量部に対して０．１〜５０重量部の範囲をとることが可能であり、好ましくは１〜２０重量部である。
【００３３】
また、黒色遮光部材は、ブラックマトリクスに遮光性を付与し、カラーフィルタのコントラストを向上させるものである。黒色遮光部材としては、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、鉄黒、酸化チタン、無機顔料、及び有機顔料を用いることができる。これらの黒色遮光部材は単独で用いても、2種類以上混合してもよい。
【００３４】
さらに本発明に用いられる撥インキ剤は、ブラックマトリクスに着色インキに対する撥インキ性を付与するものである。撥インキ剤は、ブラックマトリクス形成に用いる感光性樹脂組成物に、予め添加して用いることができる。撥インキ剤として、含フッ素化合物もしくは含ケイ素化合物を用いることができ、これらを混合して用いることが好ましい。前記含フッ素化合物の例として、質量平均分子量が10,000〜100,000の含フッ素共重合体は、本発明においてブラックマトリクス表面の撥インキ性と開口部基材表面の親インキ性を両立する上で特に好ましい。
【００３５】
この他、ブラックマトリクス形成に用いる感光性樹脂組成物には、必要に応じて相溶性のある添加剤、例えばレベリング剤、連鎖移動剤、安定剤、増感色素、界面活性剤、カップリング剤等を加えることができる。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこの形態に限定されるものではない。
【００３７】
＜実施例１＞
（ブラックマトリクスの作成）
撥インキ性を付与する材料を含有した感光性樹脂組成物として、下記組成比で配合し、3本ローラで十分混錬したものを用いた。透明基板として、無アルカリガラス（"#1737"コーニング社製）を用い、その上にこの感光性樹脂組成物を塗布し、90℃で2分プリベークして膜厚2.0μｍの被膜を形成した。
【００３８】
［感光性樹脂組成物A］
クレゾール−ノボラック樹脂“EP4050G”（旭有機材社製）                   20重量部
シクロヘキサノン                                                        80重量部
カーボン顔料“MA-8”（三菱マテリアル社製）                              23重量部
分散剤“ソルスパース#5000”（ゼネカ社製）                              1.4重量部
ラジカル重合性を有する化合物“トリメチロールプロパントリアクリレート”（大阪有機社製）                                                                   5重量部
光重合開始剤“イルガキュア369”（チバスペシャリティケミカル社製）        2重量部
含フッ素化合物“モディパーF-600”（日本油脂社製、質量平均分子量35000）
0.5重量部
【００３９】
その後格子状のパターンであるフォトマスクを用いて、図3に示す分光分布を持つ光源(高圧水銀ランプ使用)によりi線露光量100mJ/cm2のUV照射を行い、現像処理を行った。続いて、同様の分光分布を持つ高圧水銀ランプにより表1に示すi線露光量0、100、300、800、3000mJ/cm2（254nmで換算して0、36、107、286、1070mJ/cm2）のUVを照射した後、160℃、20分間オーブンで加熱処理を行った。
【００４０】
このブラックマトリクスを有する基板上に、インキジェット装置を用いて着色インキを印刷したところ、i線露光量100mJ/cm2(254nmで換算して36mJ/cm2)のUVを照射した1-2では、着色層を形成する際に生じる隔壁表面の荒れに関して、照射しなかった1-1と同程度に発生した。一方、i線露光量300mJ/cm2(254nmで換算して107mJ/cm2)を照射した1-3では荒れの大きさが縮小し、数も減少した。さらにi線露光量800、3000mJ/cm2、(254nmで換算して286、1070mJ/cm2)を照射した2-4〜2-5では荒れが消滅し、良好なカラーフィルタが得られた。また、i線露光量100mJ/cm2(254nmで36mJ/cm2)以上UVを照射した1-2〜1-5では、照射しなかった1-1に比べて白抜けが発生しない良好なカラーフィルタが得られた。
【００４１】
【表１】
2007256661.tif 000003
【００４２】
上記のブラックマトリクスの作成において、現像処理後に図3に示す分光分布を持つ光源(高圧水銀ランプ使用)によりi線露光量800mJ/cm2(254nmで換算して286mJ/cm2)のUVを照射し、隔壁表面の荒れのないブラックマトリクスを作成した後、表2に示す温度条件で、20分間オーブンで加熱処理を行った。
【００４３】
このブラックマトリクスを有する基板上に、インキジェット装置を用いて着色インキを印刷したところ、180〜220℃の温度条件では混色はなかったものの、白抜けが発生した。一方、180℃未満の温度条件では、白抜けも混色も発生せず、良好なカラーフィルタが得られた。
【００４４】
【表２】
2007256661.tif 000004
【００４５】
＜実施例２＞
上記のブラックマトリクスの作成において、現像処理後に図4に示す分光分布を持つ光源(DeepUVカットフィルターを有する高圧水銀ランプ使用)により表3に示すi線露光量0、100、300、800、3000mJ/cm2のUVを照射した以外は実施例１と同様にブラックマトリクスを形成した。
【００４６】
このブラックマトリクスを有する基板上に、インキジェット装置を用いて着色インキを印刷したところ、200〜300nmの波長域に分光分布を有しないため、i線露光量を上げても隔壁表面の硬化が不十分で、着色層を形成する際に生じる隔壁表面の荒れに関して改善されなかった。また、i線露光量100mJ/cm2以上UVを照射した3-2〜3-5では、照射しなかった3-1に比べて白抜けが発生しないカラーフィルタが得られた。
【００４７】
【表３】
2007256661.tif 000005
【００４８】
上記のブラックマトリクスの作成において、現像処理後に図4に示す分光分布を持つ光源(Deep UVカットフィルターを有する高圧水銀ランプ使用)によりi線露光量800mJ/cm2のUVを照射し、隔壁表面の荒れが生じないブラックマトリクスを作成した後、表4に示す温度条件で、20分間オーブンで加熱処理を行った。
【００４９】
このブラックマトリクスを有する基板上に、インキジェット装置を用いて着色インキを印刷したところ、180〜220℃の温度条件では混色はなかったものの、白抜けが発生した。一方、180℃未満の温度条件では、白抜けも混色も発生せず、良好なカラーフィルタが得られた。
【００５０】
【表４】
2007256661.tif 000006
【００５１】
＜実施例３＞
上記のブラックマトリクスの作成において、現像処理後に図5に示す分光分布を持つ光源(メタルハライドランプ使用)により表5に示すi線露光量0、100、300、800、3000mJ/cm2（254nmで換算して0、36、107、286、1070mJ/cm2）のUVを照射した以外は実施例１と同様にブラックマトリクスを形成した。
【００５２】
このブラックマトリクスを有する基板上に、インキジェット装置を用いて着色インキを印刷したところ、実施例１の図3に示す分光分布を持つ光源(高圧水銀ランプ使用)で照射した結果と同等の結果となった。i線露光量100mJ/cm2(254nmで36mJ/cm2)のUVを照射した5-2では着色層を形成する際に生じる隔壁表面の荒れが照射しなかった5-1と同程度に発生した。一方、i線露光量300mJ/cm2(254nmで107mJ/cm2)のUVを照射した5-3では荒れの大きさが縮小し、数も減少した。さらにi線露光量800mJ/cm2(254nmで286mJ/cm2)のUVを照射した5-4では荒れが消滅し、良好なカラーフィルタが得られた。また、i線露光量100mJ/cm2(254nmで36mJ/cm2)以上UVを照射した5-2〜5-5では、照射しなかった5-1に比べて白抜けが発生しないカラーフィルタが得られた。
【００５３】
【表５】
2007256661.tif 000007
【００５４】
上記のブラックマトリクスの作成において、現像処理後に図5に示す分光分布を持つ光源(メタルハライドランプ使用)によりi線露光量800mJ/cm2(254nmで換算して286mJ/cm2)のUVを照射し、隔壁表面のブツブツとした荒れのないブラックマトリクスを作成した後、表6に示す温度条件で、20分間オーブンで加熱処理を行った。
このブラックマトリクスを有する基板上に、インキジェット装置を用いて着色インキを印刷したところ、180〜220℃の温度条件では混色はなかったものの、白抜けが発生した。一方、180℃未満の温度条件では、白抜けも混色も発生せず、良好なカラーフィルタが得られた。
【００５５】
【表６】
2007256661.tif 000008
【００５６】
＜実施例４＞
上記のブラックマトリクスの作成において、現像処理後に図6に示す分光分布を持つ光源(DeepUVカットフィルターを有するメタルハライドランプ使用)により表7に示すi線露光量0、100、300、800、3000mJ/cm2のUVを照射した以外は実施例1と同様にブラックマトリクスを形成した。
【００５７】
このブラックマトリクスを有する基板上に、インキジェット装置を用いて着色インキを印刷したところ、200〜300nmの波長域に分光分布を有しないため、i線露光量を上げても隔壁表面の硬化が不十分で、着色層を形成する際に生じる隔壁表面の荒れに関して改善されなかった。また、i線露光量100mJ/cm2以上のUVを照射した7-2〜7-5では、照射しなかった7-1に比べて白抜けが発生しないカラーフィルタが得られた。
【００５８】
【表７】
2007256661.tif 000009
【００５９】
上記のブラックマトリクスの作成において、現像処理後に図6に示す分光分布を持つ光源(Deep UVカットフィルターを有するメタルハライドランプ使用)によりi線露光量800mJ/cm2のUVを照射し、隔壁表面の荒れが生じないブラックマトリクスを作成した後、表8に示す温度条件で、20分間オーブンで加熱処理を行った。
【００６０】
このブラックマトリクスを有する基板上に、インキジェット装置を用いて着色インキを印刷したところ、180〜220℃の温度条件では混色はなかったものの、白抜けが発生した。一方、180℃未満の温度条件では、白抜けも混色も発生せず、良好なカラーフィルタが得られた。
【００６１】
【表８】
2007256661.tif 000010
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明によれば、インキジェット方式により各画素が印刷されるカラーフィルタにおいて、隔壁表面に荒れが生じない十分硬化した隔壁と、混色や白抜け不良の無い各画素に平坦で均一な着色層を有するカラーフィルタを、マージン広く安定して製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】ブラックマトリックスを備えたカラーフィルタの断面形状の説明図である。
【図２】本発明のカラーフィルタの製造方法の工程説明図である。
【図３】実施例１に使用した光源(高圧水銀ランプ)の分光分布図である。
【図４】実施例２に使用した光源(Deep UVカットフィルターを有する高圧水源ランプ)の分光分布図である。
【図５】実施例３に使用した光源(メタルハライドランプ)の分光分布図である。
【図６】実施例４に使用した光源(Deep UVカットフィルターを有するメタルハライドランプ)の分光分布図である。
【符号の説明】
【００６４】
１……透明基板、２……隔壁部（ブラックマトリックス）、３……着色層、４……保護層、５……露光装置、６……フォトマスク、７……インキジェット装置、１２……感光性樹脂組成物、１５……UV照射装置。
【図１】
2007256661.tif 000011
【図２】
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【図３】
2007256661.tif 000013
【図４】
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【図５】
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【図６】
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