(57)【要約】【課題】カラーフィルタとしての要求特性に優れ、特に、平滑性と色特性に優れたカラーフィルタを作製するためのブラックマトリクス基板の製造方法とカラーフィルタを提供することを目的とする。【解決手段】まず、透明基板１１上にポジ型感光性樹脂層２１を形成し、ポジ型感光性樹脂層２１上にインクジェット法を用いて、ブラックパターン３１を形成する。さらに、ブラックパターン３１をマスクにしてポジ型感光性樹脂層２１を露光する。さらに、ポジ型感光性樹脂層２１を現像し、ブラックパターン３１と樹脂パターン２１ａとからなるブラックマトリクス２層隔壁３０を形成し、ブラックマトリクス２層隔壁３０を加熱硬化してブラックマトリクス基板５０を得る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上にブラックマトリクスを形成するブラックマトリクス基板の製造方法において、少なくとも以下の工程を具備することを特徴とするブラックマトリクス基板の製造方法。
（ａ）透明基板上にポジ型感光性樹脂層を形成する工程。
（ｂ）前記ポジ型感光性樹脂層上にインクジェット法を用いて、ブラックパターンを形成する工程。
（ｃ）前記ブラックパターンをマスクにして前記ポジ型感光性樹脂層を露光する工程。
（ｄ）前記ポジ型感光性樹脂層を現像し、ブラックパターンと樹脂パターンとからなるブラックマトリクス２層隔壁を形成する工程。
（ｅ）ブラックマトリクス２層隔壁を加熱する工程。
【請求項２】
前記ポジ型感光性樹脂層が、ブラックマトリクス用インクジェットインキを吸収する膜であることを特徴とする請求項１に記載のブラックマトリクス基板の製造方法。
【請求項３】
前記ブラックマトリクスが撥インキ性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のブラックマトリクス基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のブラックマトリクス基板の製造方法にて作製されたブラックマトリクス基板を用いて、インクジェット法で着色インクを付与して着色フィルターを形成したことを特徴とするカラーフィルタ。
【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及びその製造方法に関し、特に、カラーフィルタを構成するブラックマトリクス基板の製造方法及びカラーフィルタに関する。
【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基板の作製方法として、インクジェット方式が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
上記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は、ブラックマトリクスに含フッ素化合物及び／または含ケイ素化合物を含有させ撥インキ性を有する隔壁とし、前記隔壁をインクジェット法による着色工程における着色インキのにじみ、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】
しかしながら、混色を防止する為に撥水性物質を含有させてブラックマトリクスを形成した場合、ブラックマトリクス全体が撥インキ機能を持つ為に、ブラックマトリクス側面で着色インキがはじかれ、画素の平滑性が著しく悪くなり、色ムラ及び色抜け（白抜け）等が生じ易いという製造上及び特性上の不具合があった。
【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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、カラーフィルタとしての要求特性に優れ、特に、平滑性と色特性に優れたカラーフィルタを作製するためのブラックマトリクス基板の製造方法とカラーフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず、請求項１においては、透明基板上にブラックマトリクスを形成するブラックマトリクス基板の製造方法において、少なくとも以下の工程を具備することを特徴とするブラックマトリクス基板の製造方法としたものである。
（ａ）透明基板上にポジ型感光性樹脂層を形成する工程。
（ｂ）前記ポジ型感光性樹脂層上にインクジェット法を用いて、ブラックパターンを形成する工程。
（ｃ）前記ブラックパターンをマスクにして前記ポジ型感光性樹脂層を露光する工程。
（ｄ）前記ポジ型感光性樹脂層を現像し、ブラックパターンと樹脂パターンとからなるブラックマトリクス２層隔壁を形成する工程。
（ｅ）ブラックマトリクス２層隔壁を加熱する工程。
【０００６】
また、請求項２においては、前記ポジ型感光性樹脂層が、ブラックマトリクス用インクジェットインキを吸収する膜であることを特徴とする請求項１に記載のブラックマトリクス基板の製造方法としたものである。
【０００７】
また、請求項３においては、前記ブラックマトリクスが撥インキ性を有することを特徴
とする請求項１又は２に記載のブラックマトリクス基板の製造方法としたものである。
【０００８】
さらにまた、請求項４においては、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のブラックマトリクス基板の製造方法にて作製されたブラックマトリクス基板を用いて、インクジェット法で着色インクを付与して着色フィルターを形成したことを特徴とするカラーフィルタとしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のブラックマトリクス基板の製造方法では、ブラックマトリクス隔壁をブラックパターンと樹脂パターンのブラックマトリクス２層隔壁として、ブラックマトリクス２層隔壁間にインクジェット法にて、着色インキを吐出してカラーフィルタを形成するので、カラーフィルタの平滑性が良くなり、カラーフィルタの色ムラ及び色抜け（白抜け）等を防止でき、カラーフィルタの品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態につき説明する。
図１は、本発明のカラーフィルタの一実施例を示す模式構成断面図を、図２（ａ）〜（ｅ）は、本発明のブラックマトリクス基板の製造方法の一実施例を示す模式構成断面図を、図３（ａ）〜（ｂ）は、本発明のブラックマトリクス基板を用いたカラーフィルタの製造方法の一実施例を示す模式構成断面図をそれぞれ示す。
図１に示すカラーフィルタ１００は、後記する本発明のブラックマトリクス基板の製造方法にて作製したブラックマトリクス基板５０のブラックマトリクス２層隔壁３０間にインクジェット法にて、着色インキを吐出して赤色フィルター６１Ｒ’、緑色フィルター６２Ｇ’及び青色フィルター６３Ｂ’を形成したものである。
このように、ブラックマトリクス２層隔壁３０間にインクジェット法にて、着色インキを吐出してカラーフィルタを形成するので、カラーフィルタの平滑性が良くなり、カラーフィルタの色ムラ及び色抜け（白抜け）等を防止でき、カラーフィルタの品質を向上させることができる。
【００１１】
以下、本発明のブラックマトリクス基板の製造方法について説明する。
まず、透明基板１１上にポジ型感光性樹脂層２１を形成する（図２（ａ）及び（ｂ）参照）。
ここで、透明基板１１としては、ガラス基板、石英基板、プラスチックフィルム等が使用できる。
また、ポジ型感光性樹脂層２１には、アルカリ可溶性の公知のポジ型感光性樹脂をスピンコート、スリットコートなど公知の方法で塗布し、塗工後、仮乾燥を行ってポジ型感光性樹脂層２１を形成する。
【００１２】
次に、ポジ型感光性樹脂層２１上にインクジェット法を用いて、ブラックパターン３１を形成する（図２（ｃ）参照）。
ここで、ポジ型感光性樹脂層２１は、本乾燥していない為、インクジェット用ブラックマトリクスインキを吸収、受像することができる。
【００１３】
次に、ブラックパターン３１を形成するためのインクジェット用ブラックマトリクスインキは、黒色顔料を含有したネガ型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、黒色顔料、樹脂との関係にて適宜選択される。
【００１４】
インクジェット用ブラックマトリクスインキに使用する溶剤種としてはインクジェット方式における適性の表面張力範囲５０ｍＮ／ｍ以下で、且つ、沸点が１３０℃以上のもの
が好ましい。表面張力が５０ｍＮ／ｍ以上であるとインクジェット吐出時のドット形状の安定性に著しい悪影響を及ぼし、また、沸点が１３０℃以下であるとノズル近傍での乾燥性が著しく高くなり、その結果、ノズル詰まり等の不良発生を招くので好ましくない。
【００１５】
ブラックパターン３１への撥インキ性の付与は公知の方法で発現させることができる。例えば、ブラックパターン材料にケイ素または/およびフッ素の原子を含む材料を添加することでブラックパターンに撥インキ性を付与することができる。
【００１６】
ブラックパターン３１へ着色インキを吐出した際に、隣接する画素への混色を減少させる為には、着色インキに対する接触角が２０°以上であるようにすることが好ましい。接触角が２０°以下の場合、隣接する着色パターン５への混色が起こりやすくなり、歩留まり減少の原因となる。
【００１７】
次に、ブラックパターン３１をマスクにして、ポジ型感光性樹脂層２１を露光する（図２（ｄ）参照）。
ここで、ブラックパターン３１面側から全面露光を行うと、ブラックパターンは硬化し、ブラックパターン３１以外の露光されたポジ型感光性樹脂層はアルカリ可溶性となる。
【００１８】
次に、アルカリ現像を行い、所定の温度で加熱硬化して、ブラックパターン３１と樹脂パターン２１ａからなるブラックマトリクス２層隔壁３０が形成されたブラックマトリクス基板５０を作製する（図２（ｅ）参照）。
ここで、ブラックマトリクス２層隔壁３０は、ポジ型感光性樹脂層２１がサイドエッチングされやすい為、断面形状がＴ型となる（図４参照）。
断面形状がＴ型のブラックマトリクス２層隔壁３０はインクジェット法で着色フィルタ形成した際に、画素が平坦化されやすい。
【００１９】
次に、ブラックマトリクス基板５０のブラックマトリクス２層隔壁３０間にインクジェット法にて、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の着色インキを吐出して赤色層６１Ｒ、緑色層６２Ｇ及び青色層６３Ｂを形成した後（図３（ａ）参照）、先ず、溶剤を蒸発させ、次に、赤色層６１Ｒ、緑色層６２Ｇ及び青色層６３Ｂを加熱硬化させることにより、赤色フィルター６１Ｒ’、緑色フィルター６２Ｇ’及び青色フィルター６３Ｂ’を形成してカラーフィルタ１００を得る（図３（ｂ）参照）。
【００２０】
インクジェット法にて、赤色層６１Ｒ、緑色層６２Ｇ及び青色層６３Ｂを形成するのに用いた着色インキは、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。
【００２１】
着色インキに使用する溶剤種としてはインクジェット方式における適性の表面張力範囲５０ｍＮ／ｍ以下で、且つ、沸点が１３０℃以上のものが好ましい。
表面張力が５０ｍＮ／ｍ以上であるとインクジェット吐出時のドット形状の安定性に著しい悪影響を及ぼし、また、沸点が１３０℃以下であるとノズル近傍での乾燥性が著しく高くなり、その結果、ノズル詰まり等の不良発生を招くので好ましくない。
【００２２】
上記ブラックマトリクス及び着色層の形成には、インクジェット法を用いているのが特徴で、使用するインクジェット装置としては、インキ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。
インキの粒子化周波数は５〜１００ＫＨｚ程度、ノズル径としては５〜８０μｍ程度、ヘッドを３個配置し、１ヘッドにノズルを６０〜５００個組み込んだ装置が好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のカラーフィルタの一実施例を示す模式構成断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、本発明のブラックマトリクス基板の製造方法の一実施例を示す模式構成断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｂ）は、本発明のカラーフィルタの製造方法の一実施例を示す模式構成断面図である。
【図４】ブラックマトリクス２層隔壁の構成状態を示す模式構成部分拡大図である。
【符号の説明】
【００２４】
１１……透明基板
２１……ポジ型感光性樹脂層
２１ａ……樹脂パターン
３０……ブラックマトリクス２層隔壁
３１……ブラックパターン
５０……ブラックマトリクス基板
６１Ｒ……赤色層
６２Ｇ……緑色層
６３Ｂ……青色層
６１Ｒ’……赤色フィルタ
６２Ｇ’……緑色フィルタ
６３Ｂ’……青色フィルタ
１００……カラーフィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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