(57)【要約】【課題】インキジェット方式によるカラーフィルタにて、混色や白抜け不良の無い着色層を有するカラーフィルタを安定して製造する方法を提供する。【解決手段】１）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で塗膜を形成する工程と、２）該塗膜にから隔壁パターンを形成する工程と、３）該隔壁パターンに光照射或いは放射線照射処理を施して硬化させ隔壁２を形成する工程、又は３）ａ）該隔壁パターンに光照射或いは放射線照射処理を施して硬化させ、ｂ）該隔壁パターンに１６０℃以下の温度で加熱処理を施して熱硬化させ隔壁２を形成する工程と、４）該隔壁で区切られた画素内に、インキを吐出して着色層３を形成する工程を有すること。【選択図】図２
2007225852.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、
１）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し塗膜を形成する工程と、
２）該塗膜にパターン露光、現像して隔壁パターンを形成する工程と、
３）該隔壁パターンに光照射或いは放射線照射処理を施して光硬化或いは放射線硬化させ隔壁を形成する工程と、
４）該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工程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、
１）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し塗膜を形成する工程と、
２）該塗膜にパターン露光、現像して隔壁パターンを形成する工程と、
３）ａ）該隔壁パターンに光照射或いは放射線照射処理を施して光硬化或いは放射線硬化させ、
ｂ）光照射或いは放射線照射した該隔壁パターンに１６０℃以下の温度で加熱処理を施して熱硬化させ隔壁を形成する工程と、
４）該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工程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又は２に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
前記インキが、有機溶剤系の顔料分散型インキであることを特徴とする請求項１、２、又は３に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項５】
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、２、３、又は４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、液晶表示装置等に用いるカラーフィルタの製造方法に関するものであり、さらに詳しくは、インキジェット方式により各着色層が印刷されるカラーフィルタにおいて、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。
【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。
【０００３】
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。
【０００４】
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、画素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。
【０００５】
また、特許文献４には、表面が撥水・撥油性を有するブラックマトリックス或いは画素を形成して、その間隔を埋めて画素或いはブラックマトリックスを形成した後に、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、隔壁で囲まれた画素内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。
【０００６】
しかし、上記従来の方法では、隔壁を形成する際の焼成温度を１７０℃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、隔壁で囲まれた画素内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樹脂組成物（以下、着色層とする）が白抜けしたり、画素の形状が平坦にならない等の問題を生じた。
【０００７】
一方で隔壁を形成する際の焼成温度を１６０℃以下とした場合、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
【特許文献５】特願２００５−２０９８８６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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着色層が印刷されるカラーフィルタにおいて、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】
【０００９】
本発明は、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、
１）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し塗膜を形成する工程と、
２）該塗膜にパターン露光、現像して隔壁パターンを形成する工程と、
３）該隔壁パターンに光照射或いは放射線照射処理を施して光硬化或いは放射線硬化させ隔壁を形成する工程と、
４）該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工程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。
【００１０】
また、本発明は、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、
１）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し塗膜を形成する工程と、
２）該塗膜にパターン露光、現像して隔壁パターンを形成する工程と、
３）ａ）該隔壁パターンに光照射或いは放射線照射処理を施して光硬化或いは放射線硬化させ、
ｂ）光照射或いは放射線照射した該隔壁パターンに１６０℃以下の温度で加熱処理を施して熱硬化させ隔壁を形成する工程と、
４）該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工程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。
【００１１】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタの製造方法において、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カラーフィルタの製造方法である。
【００１２】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタの製造方法において、前記インキが、有機溶剤系の顔料分散型インキであることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００１３】
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタの製造方法において、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、２、３、又は４に記載のカラーフィルタの製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、有機溶剤系のインキにも溶解しない十分な耐溶剤性を有していながら、隔壁中の撥インキ剤が、熱分解による飛散や隔壁外へのブリードアウトを防止できるため、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、着色層の混色と白抜け、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】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
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、光照射或いは放射線照射して隔壁を光硬化或いは放射線硬化させることで、撥インキ剤の熱分解、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（画素内）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耐溶剤性を有する隔壁を得た。
【００１６】
さらに、この製造方法では、混色しない十分な量の撥インキ剤を添加しても、開口部（画素内）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。
【００１７】
本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。図１は、本発明によるカラーフィルタの製造方法により製造されたカラーフィルタの一例の断面図である。また、図２（ａ）〜（ｇ）は、本発明によるカラーフィルタの製造方法の説明図である。本発明によるカラーフィルタの製造方法は、図２に示すように、先ず、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、隔壁の一部分又は全部分に黒色の材料を用い黒色とする。以下の記載において、隔壁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、必ずしも黒色を有するものではない。
【００１８】
次いで、透明基板上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色層３を形成する。
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、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液晶層を介して対置させ液晶表示装置とする。以下では、透明基板、ブラックマトリックス、赤、緑、青の着色層の構成を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。
【００１９】
前記した通り、着色層３はブラックマトリックス間の開口部に設けられ、通常、赤色着色層（Ｒ）、緑色着色層（Ｇ）、および青色着色層（Ｂ）の３原色からなる着色層３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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、該隔壁パターンに光照射或いは放射線照射処理を施して光硬化或いは放射線硬化させる工程を少なくとも有することを特徴とする。
【００２３】
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、適宜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同じく後述するネガ型の感光性樹脂組成物を、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。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。
【００２４】
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、従来公知の露光、現像方法により隔壁パターンを形成できる。
【００２５】
前記隔壁パターンに光照射或いは放射線照射処理を施して光硬化或いは放射線硬化させる工程では、透明基板１の上面から紫外線、或いは電子線照射して隔壁パターンを硬化させる。照射する光或いは放射線としては、感光性樹脂組成物が硬化する吸収波長を有するものであれば特に限定されるものではないが、紫外線或いは電子線が特に好ましい。しかしながら、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。
【００２６】
不要な波長は適当なフィルタを介してカットすることが望ましい。超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等による紫外線照射処理が特に好ましい。本発明では、この工程において、撥インキ剤の熱分解やブリードアウトを極力抑えて、有機溶剤系のインキに対しても溶解しない耐溶剤性が得られるまで隔壁２を硬化させることで、インキジェットにより着色層を形成した際の、着色層の混色や白抜け、色むらを防止できる。
【００２７】
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、前記光照射処理では、隔壁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、１６０℃以下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。加熱方法としては熱風循環式のオーブン、ホットプレート、赤外線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、１６０℃以上の温度で加熱すると、前工程において隔壁２の表面を光硬化或いは放射線硬化していても、開口部の基板表面に撥インキ剤の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１６０℃以下に抑えることが望ましい。
【００２８】
ここで、隔壁２は１．０μｍ以上の高さで形成することが好ましい。さらには１．５μｍ〜５μｍの高さで形成することがより好ましい。隔壁２の高さが１．０μｍ以下であると着色インキの混色を生じる。一方、隔壁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。
【００２９】
また、隔壁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。
【００３０】
上記により隔壁２形成した透明基板１に、公知のインキジェット方式により、３色の着色インキを印刷して着色層３を形成し、焼成して、カラーフィルタとする。ここで焼成条件は、１００℃〜２５０℃で１０分〜６０分間加熱することが好ましく、特に１５０℃〜２３０℃で加熱を行うことが望ましい。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２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２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。
【００３１】
以下、ブラックマトリクスの形成に用いる感光性樹脂組成物に含まれる成分及び材料について詳細に説明する。
本発明における感光性樹脂組成物はネガ型の感光性樹脂組成物であり、その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、遮光性部材からなり、さらにメラミン誘導体及び光酸発生剤を追加することができる。
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
感光性樹脂組成物には、メラミン誘導体及び光酸発生剤を追加することができる。メラミン樹脂及び光酸発生剤を追加するとバインダー樹脂はメラミン誘導体と架橋反応をするため、低温で加熱しても十分硬化する。従って、撥インキ剤の溶出・ブリードの発生が抑えられる効果を奏する。また、低温で加熱するため、隔壁パターンの断面形状が熱ダレしない効果を奏する。メラミン誘導体として、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。
メラミン誘導体の一例として、ジー、トリ、テトラー、ペンター、ヘキサーメチロールメラミン、あるいは、ジー、トリー、テトラー、ペンター、ヘキサーメチロールメラミン、あるいは、ジー、トリー、テトラー、ペンター、ヘキサーメチロールメラミンなどのメラミン化合物、あるいはこれらの化合物とホルムアルデヒド等と反応させることにより得られるメラミン誘導体等を挙げることが出来る。これらのメラミン誘導体は単独で用いても、２種類以上混合してもよい。
メラミン誘導体の量は、バインダー樹脂１００重量部に対して１から５０重量部の範囲をとることが可能であり、好ましくは５から３０重量部である。５重量部未満であれば、インキジェットの着色インキに隔壁の樹脂が溶解してしまう問題が発生し、３０重量部を超えると現像を行うことが出来ない等の問題が生じた。
【００３５】
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る。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−メチルー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ー４−スルホンサンナトリウム、１，２−ナフトキノンジアジドー５−スルホン酸ナトリウム、１，２−ナフトキノンジアジドー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ー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。
光酸発生剤の添加量は、バインダー樹脂１００重量部に対して１から５０重量部の範囲を採ることが可能であり、好ましくは３から３０重量部である。
【００３６】
また、溶剤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。溶剤の使用量は、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く、感光性樹脂組成物の全重量に対し、溶剤量が５０〜９７重量％になるよう調製することが好ましい。
【００３７】
また、遮光性部材は、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。遮光性部材としては、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。これらの遮光性部材は単独で用いても、２種類以上混合してもよい。
【００３８】
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。
【００３９】
特に、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く、具体的には特願２００５−２０９８８６に記載の含フッ素共重合体が挙げられる。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。
【００４０】
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組成物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０．１重量％〜１０重量％である。
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】
【００４１】
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。
【００４２】
＜比較例１〜５＞
（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本ローラで十分混練したものを用いた。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。
［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−２００”（日本油脂社製、質量平均分子量３５０００）                                                ０．５重量部
次に、格子状のパターンを有す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、現像処理を行った。続いて、表１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】
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、いずれもブラックマトリクスとして使用できることを確認した。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）
また、このブラックマトリクスを有する透明基板上に、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、比較例１〜５では、白抜けまたは混色のいずれかの不良が発生していた。さらに加熱温度が低い比較例１〜３では、インキの溶剤によりブラックマトリクスの膨潤や溶解、或いはブラックマトリクスの表面ムラが発生した。
【００４４】
＜実施例１〜３及び比較例６〜８＞
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、高圧水銀灯により１０００ｍＪ／ｃｍ2 の紫外線照射処理を行った後、表２に示す温度条件で、２０分間オーブンで加
熱処理を行った以外比較例１〜５と同様にしてブラックマトリクスを形成した。
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、いずれもブラックマトリクスとして使用できることを確認した。
【００４５】
続いて、ブラックマトリクスの表面、およびインキジェットにより印刷される開口部のガラス表面のフッ素量を、ＴＯＦ−ＳＩＭＳにより分析し、表２に示した。フッ素量は検出されたトータル元素量に対するフッ素元素の百分率（％）として示した。加熱温度が高くなるに従って、開口部ガラス表面のフッ素量が増加していることがわかる。
【００４６】
また、このブラックマトリクスを有する透明基板上に、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、比較例６〜８では白抜けが発生した。一方、実施例１〜３は、白抜けも混色も発生せず、ブラックマトリクスの表面にムラが生じることもなく、良好なカラーフィルタが得られた。
【００４７】
＜実施例４〜６及び比較例９〜１１＞
（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本ローラで十分混練したものを用いた。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。
［感光性樹脂組成物Ｂ］
・ポリ（４−ビニルフェノール）“マルリンカーＭ  Ｓ−１”（丸善石油化学社製）
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“Ｆ１７９”  （大日本インキ化学社製、質量平均分子量１００００）
０．５重量部
次に、格子状のパターンを有す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、現像処理を行った。続いて、２５Ｍｒａｄの電子線照射処理を行った後、表３に示す温度条件で、２０分間オーブンで加熱処理を行った。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、いずれもブラックマトリクスとして使用できることを確認した。
【００４８】
また、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、比較例９〜１１では白抜けが発生した。一方、実施例４〜６は、白抜けも混色も発生せず、ブラックマトリクスの表面にムラが生じることもなく、良好なカラーフィルタが得られた。
【００４９】
＜実施例７〜８＞
（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）を用た。
その上に、下記の組成比を有する感光性樹脂組成物を３本ローラーで十分に混練した後、２．０μｍの膜厚に塗布した。
［感光性樹脂組成物Ｃ］
・クレゾール−ノボラック樹脂“ＥＰ４０５０Ｇ”（旭有機材社製）
２０重量部
・メラミン樹脂“ＭＸ−７０６”（三和ケミカル社製）            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
・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、現像処理を行った。続いて、隔壁パターンを超高圧水銀灯により１０００ｍＪ／ｃｍ2 露光を行い、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。
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、いずれもブラックマトリクスとして使用できることを確認した。
【００５０】
また、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、実施例７〜８で作製したブラックマトリクスは、白抜けも混色も発生せず、ブラックマトリクスの表面にムラが生じることもなく、良好なカラーフィルタが得られた。
【００５１】
【表１】
2007225852.tif 000003
【００５２】
【表２】
2007225852.tif 000004
【００５３】
【表３】
2007225852.tif 000005
【００５４】
【表４】
2007225852.tif 000006
以下、上記の実施例における、インキジェット装置を用いて着色層を形成する工程について詳しく説明する。
（着色インキの調製）
下記組成物を、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。
・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
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
前記の希釈液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。
【００５８】
前記の着色インキに用いられる溶媒としては、その表面張力がインキジェット方式に好適な範囲、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、及びバインダー樹脂との特性に応じて適宜選択される。
【００５９】
前記の着色インキ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。
前記着色インキのバインダー樹脂への色素の分散を向上させるため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。
（カラーフィルタの作製）
前記実施例では、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ジェット印刷装置により、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）各々の着色層を形成した。
【００６０】
実施例１〜８で得られたカラーフィルタは、白抜けも混色もなく、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】
【００６１】
【図１】本発明の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製造方法の説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
１…透明基板
２…隔壁（ブラックマトリックス）
３…着色層
４…保護層
５…光照射或いは放射線照射
６…フォトマスク
７…インキジェット装置
Ｒ…赤色着色層
Ｇ…緑色着色層
Ｂ…青色着色層
【図１】
2007225852.tif 000007
【図２】
2007225852.tif 000008