(57)【要約】【課題】  インキ吐出方式によるインキ吐出印刷物の製造方法において、熱硬化性樹脂の熱ダレによる変形を発生せず、理想的な四角形状又は逆テーパー形状の隔壁部を提供し、これにより各画素内の着色組成物が平坦な色ムラのないインキ吐出印刷物の製造方法を提供することである。【解決手段】  基板の隔壁形成用フォトレジスト塗布後、該フォトレジストが形成された基板に対し、特定の処理を行ったところ、フォトレジスト層のうち最表面のみが変性する。そして、この変性した層アルカリ現像液に対して溶解しにくくなる。このため隔壁部の下部が優先的に現像され、隔壁部が良好な逆テーパー形状となる。隔壁部が良好な逆テーパー形状となると、着色樹脂組成物を平坦にすることができる。【選択図】図１
2007041099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
この基板の表面を多数の領域に区分けする隔壁と、
前記多数の領域に、インキ吐出装置を用いて吐出形成されたインキ皮膜と、
を有するインキ吐出印刷物において、
前記隔壁が熱硬化性樹脂を含み、かつ前記隔壁の最上面に変性層が設けられていることを特徴とするインキ吐出印刷物。
【請求項２】
前記変性層が、熱硬化性樹脂が熱硬化したもの、又は熱硬化性樹脂が変性したものであることを特徴とする請求項１に記載のインキ吐出印刷物。
【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着色層を印刷して形成するインキ吐出印刷物の製造方法において、少なくとも、
（ａ）基板の片側全面に熱硬化性樹脂を含むフォトレジスト層を形成する工程、
（ｂ）前記フォトレジスト層の全面を現像液に対して難溶化するよう変性処理する工程、
（ｃ）前記フォトレジストを隔壁のパターンに合わせ露光する工程、
（ｄ）パターン露光されたフォトレジスト層を現像し、前記パターン露光されたフォトレジスト層のうち、残存したパターンをカラーフィルタの隔壁とする工程と、
（ｅ）前記カラーフィルタの隔壁を加熱して熱硬化させる工程と、を含むことを特徴とするインキ吐出印刷物の製造方法。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂を含むフォトレジスト層が、ポジ型レジストからなるフォトレジスト層であり、かつ、前記（ｂ）前記フォトレジスト層の表面を現像液に対して難溶化するよう変性処理する工程が、前記フォトレジスト層をアルカリ現像液に浸す工程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の製造方法。
【請求項５】
前記（ｂ）前記フォトレジスト層の表面を現像液に対して難溶化するよう変性処理する工程が、前記フォトレジスト層をクロロベンゼンに浸す工程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の製造方法。
【請求項６】
前記（ｂ）前記フォトレジスト層の表面を現像液に対して難溶化するよう変性処理する工程が、前記フォトレジスト層の表面に対し５０℃〜１１０℃の温風を接触させる工程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の製造方法。
【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。さらに詳しくは、インキ吐出方式により各画素が印刷されるインキ吐出印刷物において、各画素に平坦で均一な着色層を有するインキ吐出印刷物に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、前記カラーフィルタの着色層の形成方法は、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、インキ吐出方式などが知られている。フォトリソグラフィー方式によるカラーフィルタの画素パターン形成は、基板全体に各色の感光性樹脂層の塗布膜を形成し、パターン状に露光した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画素とする。この方法では塗布膜の多くが現像除去されるため、大量の材料が無駄になる。さらに、各画素ごとに露光、現像工程を行うため、工程数が多くなる。このフォトリソグラフィー方式は、カラーフィルタに限らず、エレクトロルミネッセンス素子等、種々の光学素子や電気素子の製造に利用されている。
そして、フォトリソグラフィー方式の上記問題は、基板の大型化に伴い顕著となり、コスト、環境面ともに問題を呈するようになった。この問題を克服する方法として、近年インキ吐出方式により光学素子を製造する方式が注目されている。例えば、インキ吐出方式よってカラーフィルタを製造する場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の樹脂組成物をインキとして用い、各色を同時に一度の工程で印刷することができる。このため、顔料等のインキ材料の無駄もほとんど発生せず、また、同時に３色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】
インキ吐出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１〜５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。
【０００４】
しかし、上記従来の方法では、インキ吐出装置により印刷した着色樹脂組成物（以下、着色層とする。）が平坦な形状にならず、凸型形状になる問題点があった。このため、カラーフィルタの各画素の形状にばらつきが生じ、層厚の薄い部分で「白抜け」と呼ばれる不良を発生し、また色度の違いから色ムラの問題を発生し、これを用いて製造されたカラー液晶表示装置の品質不良の原因となった。そこで、隔壁部を四角形状又は逆テーパー形状にすることで、着色層を平坦する方法が提案されている（特許文献５）。しかし、実際に隔壁部を逆テーパー形状とすることは、製造技術上難しく、例えば特許文献５に記載の露光を不足気味に行う方法では、十分に断面形状が逆テーパー状にならず、色むらを防止することができなかった。
【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
【特許文献５】特開平２００２−６２４２２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、インキ吐出方式によるインキ吐出印刷物の製造方法において、熱硬化性樹脂の熱ダレによる変形を発生せず、理想的な四角形状又は逆テーパー形状の隔壁部を提供し、これにより各画素内の着色組成物が平坦な色ムラのないインキ吐出印刷物の製造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】
ところで、本発明者の検討によれば、基板の隔壁形成用フォトレジスト塗布後、該フォトレジストが形成された基板に対し、（１）アルカリ現像液に浸す、（２）クロロベンゼンに浸す、又は（３）温風を接触させる等の処理を行ったところ、フォトレジスト層のうち最表面のみが変性すること見出した。そして、このフォトレジストのうち変性した層（以下、最表層又は変性層と記す。）は、フォトレジストのうち変性していない層（以下、下部層又は非変性層と記す。）に比べて、アルカリ現像液に対して溶解しにくくなることを見出した。そして、隔壁部上部の変性層は現像液に耐性を示し、隔壁部下部の非変性層はアルカリ現像液に溶解しやすいことから、隔壁部の下部が優先的に現像され、結果として、インキ吐出印刷物の隔壁部が逆テーパー形状となることを見出した。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、基板と、
この基板の表面を多数の領域に区分けする隔壁と、
前記多数の領域に、インキ吐出装置を用いて吐出形成されたインキ皮膜と、
を有するインキ吐出印刷物において、
前記隔壁が熱硬化性樹脂を含み、かつ前記隔壁の最上面に変性層が設けられていることを特徴とするインキ吐出印刷物である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記変性層が、熱硬化性樹脂が熱硬化したもの、又は熱硬化性樹脂が変性したものであることを特徴とする請求項１に記載のインキ吐出印刷物である。
【０００９】
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着色層を印刷して形成するインキ吐出印刷物の製造方法において、少なくとも、
（ａ）基板の片側全面に熱硬化性樹脂を含むフォトレジスト層を形成する工程、
（ｂ）前記フォトレジスト層の全面を現像液に対して難溶化するよう変性処理する工程、
（ｃ）前記フォトレジストを隔壁のパターンに合わせ露光する工程、
（ｄ）パターン露光されたフォトレジスト層を現像し、前記パターン露光されたフォトレジスト層のうち、残存したパターンをカラーフィルタの隔壁とする工程と、
（ｅ）前記カラーフィルタの隔壁を加熱して熱硬化させる工程と、を含むことを特徴とするインキ吐出印刷物の製造方法である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記熱硬化性樹脂を含むフォトレジスト層が、ポジ型レジストからなるフォトレジスト層であり、かつ、前記（ｂ）前記フォトレジスト層の表面を現像液に対して難溶化するよう変性処理する工程が、前記フォトレジスト層をアルカリ現像液に浸す工程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の製造方法である。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、前記（ｂ）前記フォトレジスト層の表面を現像液に対して難溶化するよう変性処理する工程が、前記フォトレジスト層をクロロベンゼンに浸す工程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の製造方法である。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、前記（ｂ）前記フォトレジスト層の表面を現像液に対して難溶化するよう変性処理する工程が、前記フォトレジスト層の表面に対し５０℃〜１１０℃の温風を接触させる工程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の製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、インキ吐出印刷物において、逆テーパー形状の隔壁部を形成することができた。このため、良好な四角又は逆テーパー形状の隔壁部を有するインキ吐出印刷物を得た。さらに、本発明の樹脂組成物を用いて隔壁部を形成後、インキ吐出方式で各画素内の着色組成物を形成したところ、隔壁部が着色インキに対して理想的な濡れ性になるため、その形状が平坦となり、色むらのない良好な特性を有する高精細なインキ吐出印刷物を得ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
なお、本発明に係る印刷物は、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。
【００１５】
本発明の基板は、印刷物の支持基板として用いるものである。具体的には、硝子基板、石英基板、プラスチック基板等、ドライフィルム等、公知の透明基板材料を使用することができる。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。
【００１６】
以下、カラーフィルタを例に詳述する。図１に示すように、インキ吐出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上に隔壁部を設ける。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。次いで透明基板上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色層を形成し、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を設けることができる。
【００１７】
前記した通り、着色層はブラックマトリ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、転写法やインキ吐出方式などが挙げられる。本発明では、インキ吐出装置により着色樹脂組成物をパターニングし、その後後述する加熱工程を経て着色層３を形成する。
【００１８】
カラーフィルタの基板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。カラーフィルタにおいては、基板１は透光性のあるものを使用する（以下、カラーフィルタの例の説明において、「透明基板」とする）。
【００１９】
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。
【００２０】
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。ブラックマトリクスは、フォトリソグラフィー法（以下、フォト法とする。）によってパターン形成することができる。フォト法によるブラックマトリクスの形成は、ネガ型感光性樹脂組成物を用いる場合と、ポジ型感光性樹脂組成物を用いる場合に分けられる（以下、ポジ型、ネガ型を区別しない場合は単に「感光性樹脂組成物」とする）。前者のネガ型の場合、熱硬化性樹脂、ラジカル重合性を有する化合物、光重合開始剤を含むネガ型感光性樹脂材料を、基板１上に塗布し、マスクを用いて露光しパターニングし、ブラックマトリクスのパターンを形成することができる。ネガ型感光性樹脂は、露光、現像後に逆テーパー形状となる。また、後者のポジ型の場合、熱硬化性樹脂、感光剤を含むポジ型感光性樹脂材料を、基板１上に塗布し、マスクを用いて露光してパターニングし、ブラックマトリクスのパターンを形成することができる。ポジ型感光性樹脂も、ネガ型と同様に露光、現像後に逆テーパー形状となる。またポジ型、ネガ型いずれの場合においても、上記成分の他、ブラックマトリクスの耐薬品性、耐熱性を向上させるため、前記の感光性樹脂材料にカチオン重合性を有する化合物及びカチオン発生剤を加え、ラジカル重合性基を有する構造を含む樹脂とカチオン重合性を有する化合物を、熱工程により架橋させることが可能である。
【００２１】
本発明では、前記フォト法において失活工程を導入することを特徴とする。つまり、前記フォト法のパターン露光前に、塗布された感光性樹脂組成物の最表面のみを失活させる。このようにすることで、現像工程で、感光性樹脂組成物のうち、隔壁部となるべき最表面部位が、現像液に溶解しにくくなる。このため、形成された隔壁部の形状が従来よりも逆テーパー形状となる。そして、隔壁部側面の着色インキに対する接触角が理想的な濡れ性となり、色むらの問題が解消できたのである。
前記失活させる工程としては、例えば、感光性樹脂組成物をクロロベンゼン又はアルカリ現像液に浸す方法、または、温風（５０℃〜１１０℃）に接触させる方法が挙げられる。ただし、アルカリ現像液に浸す方法は、感光性樹脂組成物にネガ型を用いる場合、使用できない。
【００２２】
本発明では、ブラックマトリクスの一部又は全部に遮光性を付与するため、遮光性を有する部位（以下、遮光層とする）の材料に黒色遮蔽部材を含ませることができる。また、着色インキの混色、色むらを防止するため、ブラックマトリクスの一部又は全部に撥インキ剤を付与することが好ましい。
【００２３】
ブラックマトリクスは、前記フォト法によりパターン形成した後、焼成を行うことで、四角又は逆テーパー形状のブラックマトリクスを得ることができる。焼成温度は１５０〜２５０℃の範囲であることが好ましい。２５０℃以上でブラックマトリクスを熱硬化すると、熱ダレを発生しやすい。熱ダレが発生すると、ブラックマトリクスが椀状の形状になってしまい、四角又は逆テーパー形状のブラックマトリクスが得られない。一方、１５０℃未満でブラックマトリクスを焼成すると、十分な架橋密度が得られないおそれがある。十分な架橋密度が得られないと、インキ吐出装置より吐出された着色インキに、ブラックマトリクスの樹脂が溶解してしまう。また焼成時間は５分〜６０分が好ましい。
【００２４】
ブラックマトリクスは、着色層の層厚等によって任意に設定することができる。層厚が薄すぎると、インキ吐出で着色層を形成する際、混色が発生しやすく、層厚が高すぎると、形状が不安定になり熱ダレが発生しやすい。
【００２５】
ブラックマトリクスは、１層、又は２層以上の多層構造とすることができる。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、層厚の大きいブラックマトリクスを形成する場合、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。１層のブラックマトリクスを形成する場合（多層構造にしない場合）、印刷法又はフォト法を用いて形成することができる。この場合、該ブラックマトリクス全体に遮光性を付与すれば、遮光性を有するブラックマトリクス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。
また、本発明では、隔壁部が１層の場合は該隔壁部の最表面部位を、隔壁部が多層構造の場合は最上層の最表面部位の感光性樹脂組成物を失活させる。
以下、多層構造のブラックマトリクスの製造方法において、最下層を遮光層とし、その上部を非遮光層とした一例について説明するが、本発明はこの構成に限定されるものではない。
【００２６】
まず透明基板１上に遮光層を形成する。遮光層は、印刷法、又は感光性樹脂材料を用いたフォト法で形成することができるが、これ以外の公知の方法で形成することも可能である。例えば、金属あるいは金属酸化物の薄膜をスパッタリング等の方法により基板上又は非遮光層上に形成し、それをエッチングなどの手法によりパターニングを施し形成する方法などが挙げられる。
【００２７】
透明基板上に形成された遮光層に、遮光層パターンに応じてパターン加工された非遮光層をフォト法又は印刷法で必要に応じた回数積層する。遮光層の上にさらに別の層を積層し、隔壁の高さを大きくすると、インキ吐出法により吐出された着色インキを隔壁間の開口部に十分に受容することができ、また、インキによる混色を防止する効果が得られる。フォト法を用いた場合、後から塗布する感光性樹脂組成物が、パターン加工された感光性樹脂が遮光層形成の際に生じた欠陥を補修して、画素を区切る隔壁部として機能するので、インキの混色を低減することができる。また、ポジ型感光性樹脂材料を用いると、あらかじめ基板に形成しておいた遮光層をマスクとして使用できるので、マスクの作成、アライメントにかかる工程及び費用を削減することができる。
【００２８】
遮光層上に同パターンの非遮光層を積層し積層体とした後、この積層体を１５０℃〜２５０℃の条件で焼成して硬化させブラックマトリクスとする。この後、公知のインキ吐出方式により、３色の着色インキを印刷し、この着色インキを焼成して、カラーフィルタとする。
【００２９】
以上は、ブラックマトリクスを多層構造とし、透明基板上に遮光層に非遮光層を積層した一例であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の形態のブラックマトリクスにおいても、前記の所定の材料を用い、かつ前記の所定の条件で焼成を行うことで、本発明の効果を得ることができる。
【００３０】
以下、ブラックマトリクスの形成に用いる感光性樹脂材０料に含まれる成分及び材料について詳細に説明する。
【００３１】
感光性樹脂に含まれる熱硬化性樹脂は、アルカリ現像液に現像可能なアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニル系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン誘導体、ポリアミド系樹脂等の合成樹脂、又はこれらの樹脂のうちいずれかの樹脂を複合した複合樹脂を主体とする樹脂を用いることができる。特にエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂は、耐熱性に優れ、隔壁部の逆テーパー形状を良好に維持することができる。なお、エポキシ樹脂を使用する際には、光カチオン重合開始剤を添加し、光カチオン重合反応機構によって、熱硬化させる。
【００３２】
ラジカル重合性を有する化合物は、ブラックマトリクスの架橋密度を向上させ、熱ダレを防止し、溶剤に対する耐性を付与するものである。該ラジカル重合性を有する化合物として、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。
【００３３】
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、熱硬化性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。
【００３４】
ブラックマトリクスの形成に用いる感光性樹脂材料は、必要に応じて適当な溶媒にて希釈することができる。溶媒は基材上に塗布した後に乾燥させる。上記溶媒の一例として具体的には、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を用いることができる。溶媒の使用量は、基板上に塗布した際に均質であり、ピンホール、塗りむらの無い塗布膜ができる塗布であることが望ましい。このような溶媒の含有割合として、感光性樹脂材料の全重量に対し、溶媒量が５０〜９７重量％になるよう調製することが好ましい。
【００３５】
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。
【００３６】
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材料に、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より好ましい。前記含フッ素化合物の例として、具体的には、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、三フッ化エチレン等や、これらの共重合体等のフッ化樹脂などを挙げられることが出来る。また、これらの含フッ素化合物は、単独または二種類以上併用して用いることが出来る。前記含ケイ素化合物として、主鎖または側鎖に有機シリコンを有するもので、シロキサン成分を含むシリコン樹脂やシリコーンゴムなどを挙げられることが出来る。また、これらの含ケイ素化合物は、単独または二種類以上併用して用いることが出来る。さらに、前記含フッ素化合物と含シリコン化合物、あるいはその他のインキ反発性の成分を併用しても良い。本発明における感光性樹脂材料に含まれる含フッ素化合物もしくは含ケイ素化合物の量は、全重量部に対し、好ましくは０．０１重量％〜１０重量％である。
【００３７】
この他、ブラックマトリクス形成に用いる感光性樹脂材料には、必要に応じて相溶性のある添加剤、例えばフィラー、分散剤、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】
【００３８】
以下、本発明を実施例及び比較例を用いて詳細に説明するが、本発明はこの形態に限定されるものではない。
【００３９】
＜実施例１〜７＞
（ブラックマトリクスの作成）
透明基板として、無アルカリガラス（“♯１７３７”コーニング社製）を用いた。この透明基板上に、下記の組成比を有する感光性樹脂組成物を、３本ローラで十分混練した後、２．０μｍの膜厚に塗布した。
［感光性樹脂組成物Ａ］
ポリイミド樹脂“フォトニースＵＲ−３１００”（東レ社製）            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
含フッ素化合物“Ｆ１７９”  （大日本インキ化学社製）          ０．５重量部
その後、透明基板をプリベークし、その後、下記に示す方法で熱硬化性樹脂の表面を失活させた。次に、格子状のパターンであるフォトマスクを用いて、超高圧水銀灯により１００ｍＪ／ｃｍ２露光を行い、現像処理を行い、最後に２３０℃３０分オーブン加熱を行った。
【００４０】
＜実施例１〜７の失活工程＞
（実施例１）透明基板を５０℃、１０分で加熱した。
（実施例２）透明基板を７０℃、１０分で加熱した。
（実施例３）透明基板を９０℃、１０分で加熱した。
（実施例４）透明基板をクロロベンゼンに１００秒間浸漬した。
（実施例５）透明基板をクロロベンゼンに２００秒間浸漬した。
（実施例６）透明基板を１０％炭酸ナトリウム水溶液に１００秒間浸漬した。
（実施例７）透明基板を１０％炭酸ナトリウム水溶液に２００秒間浸漬した。
【００４１】
作製したブラックマトリクスの形状を確認するため、走査型電子顕微鏡で断面を確認したところ、実施例１〜７で作製したブラックマトリクスは、ガラス表面と隔壁角度３０度の逆テーパー形状をしていた。
【００４２】
続いて、ブラックマトリクスのＯＤ値（光学濃度）を測定したところ６であり、充分な遮光性を有することから、いずれも光遮光層として使用できることを確認した。
【００４３】
ＯＤ値の定義を以下に示す。可視光を１μｍの試料に透過させたときの入射光強度をＩ０、透過光強度をＩとし、次式から求める。
ＯＤ値＝−ｌｏｇ（Ｉ／Ｉ０）
【００４４】
＜比較例１＞
熱硬化性樹脂に失活工程を設けない以外は、実施例１と同様の方法で行った。このようにして作成したブラックマトリクスの形状を走査型電子顕微鏡で断面を確認したところ、ガラス表面と隔壁角度９０度であり逆テーパー形状をしていなかった。
【００４５】
＜実施例８＞
バインダー樹脂としてポリイミド樹脂“フォトニースＵＲ−３１００”（東レ社製）の代わりにアクリル樹脂（新日鉄化学社製、製品名「Ｖ−２５９」）２０重量部、アクリルモノマー（大阪有機社製、製品名「トリメチロールプロパントリアクリレート」）５重量部、光重合開始剤（チバスペシャリティケミカル社製、製品名「イルガキュア３６９」２重量部を用いた以外は、実施例１と同様にしてブラックマトリクスを有するカラーフィルタを製造した。
【００４６】
＜実施例９＞
バインダー樹脂としてポリイミド樹脂“フォトニースＵＲ−３１００”（東レ社製）の代わりクレゾール−ノボラック樹脂（旭有機材社製、製品名「ＥＰ４０５０Ｇ」）１００重量部、
ビスフェノール系エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製、製品名「エピコート１００４」）３０重量部、カチオン発生剤（三新化学工業社製、製品名「サンエイドＳＩ−１００Ｌ」）２．５重量部、吸湿剤（日産化学社製、製品名「スノーテックスＺＬ」）２．５重量部、アクリルモノマー（大阪有機社製、製品名「トリメチロールプロパントリアクリレート」）５重量部、光重合開始剤（チバスペシャリティケミカル社製、製品名「イルガキュア３６９」）２重量部を用いた以外は、実施例１と同様にしてブラックマトリクスを有するカラーフィルタを製造した。
【００４７】
＜実施例１０＞
バインダー樹脂としてポリイミド樹脂“フォトニースＵＲ−３１００”（東レ社製）の代わりクレゾール−ノボラック樹脂（旭有機材社製、製品名「ＥＰ４０５０Ｇ」）１００重量部、
フィラー（日産化学社製、製品名「スノーテックスＺＬ」）２．５重量部、アクリルモノマー（大阪有機社製、製品名「トリメチロールプロパントリアクリレート」）５重量部、光重合開始剤（チバスペシャリティケミカル社製、製品名「イルガキュア３６９」）２重量部を用いた以外は、実施例１と同様にしてブラックマトリクスを有するカラーフィルタを製造した。
【００４８】
以下、上記の実施例１〜６で作成したブラックマトリクスを備えたカラーフィルタに、インキ吐出装置を用いて着色インキ層を形成する工程を説明する。
＜本発明のブラックマトリクスを用いたカラーフィルタの作成＞
（着色インキの調整）
［着色インキ組成物］
メタクリル酸                                                  ２０重量部
メチルメタクリレート                                          １０重量部
ブチルメタクリレート                                          ５５重量部
ヒドロキシエチルメタクリレート                                １５重量部
乳酸ブチル                                                  ３００重量部
上記組成からなる着色インキ組成物を、窒素雰囲気下でアゾビスイソブチルニトリル０．７５重量部を加え、７０℃５時間の条件で反応させ、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が、全体に対して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を用いて希釈し、アクリル共重合体樹脂の希釈液を得た。
【００４９】
この希釈液８０．１ｇに対し、着色顔料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。
【００５０】
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１２〜１５重量％、粘度が１５ｃｐｓになるように、各々調整して添加し、赤色、緑色、及び青色着色インキを得た。
【００５１】
前記の着色インキ組成物に添加される着色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。
【００５２】
前記の着色インキ組成物に用いられる溶媒としては、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。
【００５３】
前記の着色インキ組成物には以下に挙げるバインダー樹脂を配合することができる。前記着色インキ組成物のバインダー樹脂としては、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。例えば耐熱性や耐光性が要求される際にはアクリル樹脂が好ましい。
前記着色インキ組成物のバインダー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。
また、各色の着色層は、ブラックマトリクスの高さ等に応じて調整することができ、例えば１μｍないし２μｍの厚さで形成することができる。
【００５４】
（カラーフィルタの作製）
実施例１〜６で作成したブラックマトリクスを有する透明基板に対して、赤色、緑色、及び青色着色インキを使用し、１２ｐｌ、１８０ｄｐｉヘッドを搭載したインキ吐出印刷装置により、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）各々の着色層を形成した。
【００５５】
このようにして得られたカラーフィルタは、平滑性が良好であり、画素内のΔＥａｂを測定したところ、全て１未満であり、色むらの少ない良好なカラーフィルタであることがわかった。なお、ΔＥａｂ（色差）は、ミクロアナライザーにより測定した。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明のブラックマトリ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】本発明のブラックマトリ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。
【符号の説明】
【００５７】
１…透明基板
２…隔壁部（ブラックマトリクス）
３…着色層
４…遮光部
５…非遮光部
【図１】
2007041099.tif 000003
【図２】
2007041099.tif 000004