(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に撥水性を有する仮硬化のブラックマトリクスパターンを形成する工程後、
該仮硬化のブラックマトリクスパターンの間隙に、インクジェット印刷法により着色インクを付与し着色部を形成する工程後、該仮硬化のブラックマトリクスを本硬化する工程後、本硬化したブラックマトリクス上および該着色部上に保護層を設ける工程を行うカラーフィルタの製造方法であって、
該仮硬化のブラックマトリクスパターンを形成する工程が、黒色の感光性樹脂組成物を露光してパターニングする工程を含み、該仮硬化のブラックマトリクスに残留する溶剤の残留容積が該仮硬化のブラックマトリクス全体に占める容積比率として５〜２０％であり、該仮硬化のブラックマトリクスの水に対する接触角と該仮硬化のブラックマトリクスの間隙部の基板の水に対する接触角との差が４０°以上であり、かつ、該ブラックマトリクスが撥水剤を含まず、該仮硬化のブラックマトリクスを本硬化する工程が、１５０℃から２５０℃の加熱処理工程であ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】
前記ブラックマトリクスの材料が、仮硬化では撥水性を有し、本硬化で撥水性が低下する材料である請求項１記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項３】
前記着色インクが熱硬化性インクである請求項１又は２記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
前記仮硬化のブラックマトリクスの水に対する接触角が７０°以上である請求項１ないし３のいずれか一項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項５】
本硬化のブラックマトリクスの水に対する接触角が３０°以下である請求項１ないし４のいずれか一項に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項６】
透明基板上に撥水性を有する仮硬化のブラックマトリクスパターンを形成する工程後、該仮硬化のブラックマトリクスパターンの間隙にインクジェット印刷法により着色インクを付与し着色部を形成する工程後、該仮硬化のブラックマトリクスを本硬化する工程後、本硬化したブラックマトリクス上および該着色部上に保護層を設ける工程を経てカラーフィルタ基板を形成する工程と、
該カラーフィルタ基板に対向させて画素電極を有する対向基板を配置する工程と、
カラーフィルタ基板と対向基板の間隙に液晶組成物を封入する工程とを有し、
該仮硬化のブラックマトリクスパターンを形成する工程が、黒色の感光性樹脂組成物を露光してパターニングする工程を含み、該仮硬化のブラックマトリクスに残留する溶剤の残留容積が該仮硬化のブラックマトリクス全体に占める容積比率として５〜２０％であり、該仮硬化のブラックマトリクスの水に対する接触角と該仮硬化のブラックマトリクスの間隙部の基板の水に対する接触角との差が４０°以上であり、かつ、該ブラックマトリクスが撥水剤を含まず、該仮硬化のブラックマトリクスを本硬化する工程が、１５０℃から２５０℃の加熱処理工程であることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記ブラックマトリクスの材料が、仮硬化では撥水性を有し、本硬化で撥水性が低下する材料である請求項６記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記着色インクが熱硬化性インクである請求項６又は７記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】
仮硬化のブラックマトリクスの水に対する接触角が７０°以上である請求項６ないし８のいずれか一項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記本硬化のブラックマトリクスの水に対する接触角が３０°以下である請求項６ないし９のいずれか一項に記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルタの製造方法、とりわけインクジェット印刷法を用いるカラーフィルタの製造方法に関する。また本発明は液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピューターの進歩、特に携帯用パーソナルコンピューターの進歩に伴い、液晶ディスプレイ、とりわけカラ一液晶ディスプレイの需要が増加している。しかしながら、さらなる普及のために大幅なコストダウンが必要であり、特にコスト的に比重の高いカラーフィルタのコストダウンが求められている。
【０００３】
カラーフィルタの低コストの製造方法として、ガラス基板上に遮光性のブラックマトリクスを形成し、インクジェット印刷機を用いてブラックマトリクスの間隙にインクを吐出して着色する方法が提案されている。この方法に関して、インクがそれぞれの画素に対応するブラックマトリクスの間隙にうまく収まるようにするため、ブラックマトリクスの材料として、インクに濡れにくく、インクをはじきやすいものが検討されている。
【０００４】
例えば、特開平７−３５９１７号公報には、インクに対し２０°以上の接触角を有するブラックマトリクス材料を用いてブラックマトリクスを形成し、この間隙にインクを吐出する方法が提案されている。特開平７−３５９１５号公報には、ブラックマトリクス材料として水に対し４０°以上の接触角を有する材料を使用することが提案されている。特開平６−３４７６３７号公報には、それぞれの材料の臨界表面張力を、基板面＞インク＞ブラックマトリクス面とし、ブラックマトリクス面＜３５ｄｙｎｅ／ｃｍ、基板面≧３５ｄｙｎｅ／ｃｍ、インクは両者から５ｄｙｎｅ／ｃｍ以上の差を有するように設定することが提案されている。これらの例ではいずれもブラックマトリクスの材料として、撥水性を持たせるために、フッ素化合物やケイ素化合物を含むことが提案されている。
【０００５】
また、特開平４−１２１７０２号公報には、基板と逆の親媒性を有する堤を形成し、その間にインクを注入する方法が提案されているが、材料についての詳しい記載はない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの例のように、ブラックマトリクス材料に撥水剤であるフッ素化合物やケイ素化合物を混ぜると、ブラックマトリクスパターンを形成するための最終工程であるポストベークの際に、ブラックマトリクス材料中の撥水剤が蒸発し、ブラックマトリクスの間隙のガラス表面に薄く付着する。また、撥水剤を添加しない場合であっても、ブラックマトリクス材料等に含まれる低分子の有機物が蒸発し、同じようにガラス表面に付着する。どちらの場合でも、ガラス表面が撥水性を示すようになり、画素部となるブラックマトリクスの間隙にインクを吐出したときに、インクが付着しなくなる問題点があった。
【０００７】
また、ブラックマトリクス表面が撥水性を有するため、インク着色後に、表面に形成される保護層や透明導電膜の密着性が悪くなるという問題があった。
【０００８】
さらに、液晶表示装置の製造工程中の熱プロセスにおいて、ブラックマトリクス中に含まれる撥水材が蒸発し、液晶表示装置に悪影響を与える問題があった。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、インクジェット等によってブラックマトリクスの間隙に着色インクを付与する際に、インクのはじき等がなく、間隙部分を均一に着色することで、欠陥やムラがなく、コントラストの高いカラーフィルタおよびこれを用いた液晶表示装置を製造する方法を提供することを目的とする。また、本発明は、ブラックマトリクス材料として撥水剤を用いなくても、ブラックマトリクスの間隙に着色インクを付与する際に、インクのはじき等がなく、間隙部分を均一に着色することができると共に、表面に形成される保護層や透明導電膜との密着性が良く、さらに液晶の製造工程において液晶表示装置に悪影響を与えることのないカラーフィルタおよびこれを用いた液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、透明基板上に撥水性を有する仮硬化のブラックマトリクスパターンを形成する工程後、該仮硬化のブラックマトリクスパターンの間隙に、インクジェット印刷法により着色インクを付与し着色部を形成する工程後、該仮硬化のブラックマトリクスを本硬化する工程後、本硬化したブラックマトリクス上および該着色部上に保護層を設ける工程を行うカラーフィルタの製造方法であって、該仮硬化のブラックマトリクスパターンを形成する工程が、黒色の感光性樹脂組成物を露光してパターニングする工程を含み、該仮硬化のブラックマトリクスに残留する溶剤の残留容積がブラックマトリクス全体に占める容積比率として５〜２０％であり、該仮硬化のブラックマトリクスの水に対する接触角と該仮硬化のブラックマトリクスの間隙部の基板の水に対する接触角との差が４０°以上であり、かつ、該ブラックマトリクスが撥水剤を含まず、該仮硬化のブラックマトリクスを本硬化する工程が、１５０℃から２５０℃の加熱処理工程であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法に関する。
【００１１】
また本発明は、透明基板上に撥水性を有する仮硬化のブラックマトリクスパターンを形成する工程後、該仮硬化のブラックマトリクスパターンの間隙にインクジェット印刷法により着色インクを付与し着色部を形成する工程後、該仮硬化のブラックマトリクスを本硬化する工程後、本硬化したブラックマトリクス上および該着色部上に保護層を設ける工程を経てカラーフィルタ基板を形成する工程と、該カラーフィルタ基板に対向させて画素電極を有する対向基板を配置する工程と、カラーフィルタ基板と対向基板の間隙に液晶組成物を封入する工程とを有し、該仮硬化のブラックマトリクスパターンを形成する工程が、黒色の感光性樹脂組成物を露光してパターニングする工程を含み、該仮硬化のブラックマトリクスに残留する溶剤の残留容積がブラックマトリクス全体に占める容積比率として５〜２０％であり、該仮硬化のブラックマトリクスの水に対する接触角と該仮硬化のブラックマトリクスの間隙部の基板の水に対する接触角との差が４０°以上であり、かつ、該ブラックマトリクスが撥水剤を含まず、該仮硬化のブラックマトリクスを本硬化する工程が、１５０℃から２５０℃の加熱処理工程であることを特徴とする液晶表示装置の製造方法に関する。
【００１２】
カラーフィルタの製造において、ブラックマトリクスの間隙を例えば赤、緑、青のインクで着色する際、インクがブラックマトリクスパターンを乗り越えて隣の画素と混色しないためには、ブラックマトリクスはインクに濡れにくい材料であること、すなわち、表面エネルギーがインクの表面エネルギーより小さいことが必要である。一方、インクがブラックマトリクスパターンで囲まれた画素の間に十分拡がり、良好なコントラストのカラーフィルタを得るためには、画素部の表面が、インクに十分濡れやすいこと、すなわち、画素部の表面エネルギーが、インクの表面エネルギーより大きいことが必要である。従って、インクに対する濡れ性が、ブラックマトリクスとブラックマトリクス間隙の画素部の間で、ある程度差があることが必要である。また、濡れ性は、表面エネルギーや水に対する接触角で表わすことができる。
【００１３】
本発明者は、鋭意研究の結果、ブラックマトリクスに用いられる樹脂成分が本硬化時より仮硬化時の方が撥水性が高いことを見いだし本発明に至ったものである。即ち本発明では、着色インクの付与をブラックマトリクスを本硬化する前の仮硬化状態で行うので、ブラックマトリクスのパターン上では撥水性が高く、またブラックマトリクス間隙は撥水成分や有機成分が付着していないので撥水性が低い。従って、ブラックマトリクス間隙の画素部と、ブラックマトリクス部分の撥水性の差（表面エネルギーの差）を大きくすることができる。このため、本発明によれば、ブラックマトリクスの間隙に着色インクを付与する際に、インクのはじき等がなく、間隙部分を均一に着色することで、欠陥やムラがなく、コントラストの高いカラーフィルタを製造することができるのである。
【００１４】
ここで本硬化とは、パターン化されたブラックマトリクスを加熱処理して、基板表面に強固に密着させ、また重合率を上げることにより耐久性を向上させて液晶用カラーフィルタとしての使用に耐えうるブラックマトリクスを形成する処理をいう。加熱処理温度は、使用するブラックマトリクス材料により異なるが、通常１５０〜２５０℃程度である。
【００１５】
また、仮硬化状態とは、ブラックマトリクス材料が基板表面に付着している状態であって、材料に含まれる一部の溶媒は蒸発している。しかし、本硬化処理のような加熱処理を経ていないため、通常、本硬化後のような実用的な膜強度を有するには至っていないものである。
【００１６】
より具体的には、仮硬化状態とは、ブラックマトリクスに用いられる樹脂成分を溶解している溶剤が一部蒸発した状態を指す。通常、樹脂成分を溶解する溶剤としては、膜のレベリング性を向上させるための高沸点溶剤と、樹脂を溶解させ塗工時の粘度を最適範囲に調整するための希釈剤としての低沸点溶剤を併用する。一部溶剤が蒸発した状態とは、この低沸点溶剤の大部分が蒸発している状態である。本願でいう仮硬化状態は、定量的にはブラックマトリクス材料全体における溶剤の残留割合で表現され、この溶剤が残留している割合として、材料にもよるが、ブラックマトリクス材料全体に占める容積比率として５〜２０％程度である。
【００１７】
本発明において、ブラックマトリクスは、インク付与時の仮硬化状態において、撥水性を示していればよい。しかし、本硬化後に撥水性が低下するような材料を用いると、後工程で形成する保護膜や透明導電膜の密着性が向上するので好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明におけるブラックマトリクスを形成する材料としては、仮硬化後水に対する接触角を例えば７０°以上に維持できるが、本硬化によって接触角が４０°以上、好ましくは６０°以上低下するものを使用することが好ましい。このような材料を使用することにより、仮硬化後においては、ブラックマトリクスとその間隙部との接触角の差を４０°以上とすることができるので、インクを付与した際、ブラックマトリクスが混色を確実に防止することができ、他方、本硬化によってブラックマトリクスの接触角を３０°以下にすることができるので、後工程で形成する保護膜や透明電極の密着性を向上させることができる。
【００１９】
ブラックマトリクスを形成する材料は、黒色の感光性樹脂組成物である。撥水性を向上させるために、樹脂の側鎖にメチル基等の後工程で分解を起こし易い基を有する樹脂を用いることが好ましい。このような材料は通常、ブラックマトリクス形成に加熱処理を必要とし、この加熱処理中にブラックマトリクス材料に含まれる撥水剤や未反応物（例えば光開始剤やモノマー成分）、基板との密着性を上げるために添加されるシランカップリング剤、溶媒としての有機溶剤等を蒸発し、ブラックマトリクス間隙部の撥水性を上げてインクの濡れ性を悪化させるようなものである。
【００２０】
上記の黒色の感光性樹脂組成物は、黒色の顔料または染料と感光性材料を含み、その他必要に応じて非感光性の樹脂を含んでいてもよい。感光性材料としては、ＵＶレジスト、ＤＥＥＰ−ＵＶレジストおよび紫外線硬化型樹脂等である。
【００２１】
ＵＶレジストとしては、環化ポリイソプレン−芳香族ビスアジド系レジストおよびフェノール樹脂−芳香族アジド化合物系レジスト等のネガ型レジスト、ノボラック樹脂−ジアゾナフトキノン系レジスト等のポジ型レジストを挙げることができる。
【００２２】
また、ＤＥＥＰ−ＵＶレジストとしては、ポジ型レジストとして、例えばポリメチルメタクリレート、ポリスチレンスルホン、ポリヘキサフルオロブチルメタクリレート、ポリメチルイソプロペニルケトンおよび臭素化ポリ１−トリメチルシリルプロピン等の放射線分解型ポリマーレジスト、コール酸ｏ−ニトロベンジルエステル類等の溶解抑制剤系ポジ型レジスト等；ネガ型レジストとして、ポリビニルフェノール−３，３’−ジアジドジフェニルスルホンおよびポリメタクリル酸グリシジル等を挙げることができる。
【００２３】
紫外線硬化型樹脂としては、ベンゾフェノンおよびその置換誘導体、ベンゾインおよびその置換誘導体、アセトフェノンおよびその置換誘導体、ベンジル等のオキシム系化合物等の中から選ばれる１種または２種以上の光重合開始剤を２〜１０重量％程度含有した、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレートおよびウレタンアクリレート等を挙げることができる。
【００２４】
また、特にＵＶレジストおよびＤＥＥＰ−ＵＶレジストのネガ型のレジストおよび紫外線硬化型樹脂は、本硬化後より、仮硬化後の方が撥水性が高く、本硬化後に撥水性が低下するので好ましい。
【００２５】
また、黒色の感光性樹脂組成物は、基板に塗布する際には前述した低沸点溶剤と高沸点溶剤からなる溶媒に分散されている。低沸点溶剤としては、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）等が挙げられる。また、高沸点溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、エチルセロソルブアセテート（ＥＣＡ）、３−メトキシブチルアセテート（ＭＢＡ）等が挙げられる。かかる混合溶剤において、高沸点溶剤が５０重量％以上を占める割合で用いられる。
【００２６】
黒色の顔料としては、カーボンブラックや黒色有機顔科などを用いることができる。
【００２７】
また、ブラックマトリクスの撥水性を高めるために、ブラックマトリクス中に撥水剤を添加しておくこともできる。しかし、本発明では仮硬化時の方が撥水性が高く、また、保護膜形成や透明導電膜形成が容易であることから、撥水剤は添加しない方が好ましい。
【００２８】
このような黒色の感光性組成物を用いる場合は、例えば図１（Ａ）〜（Ｅ）に示すような一連の工程によってカラーフィルタを製造することができる。尚、図１（Ａ）〜（Ｅ）は、以下の工程（ａ）〜（ｂ）に対応する。
【００２９】
（ａ）透明基板１上に、黒色の感光性樹脂組成物２を塗布する。塗布の方法は、スピンコーター、ダイコーター、ディップコートなどさまざまな方法を使用することができる。また、塗布膜の厚さは、必要な遮光性を得る厚さであり、例えば１μｍ程度である。尚、透明基板は、例えばガラスが多く用いられるが、プラスチックフィルムやプラスチックシートでも構わない。また、必要に応じて、透明基板とブラックマトリクスおよび着色インクとの密着性を向上させるために、透明基板上に予め密着性を向上させる薄膜を形成しておくこともできる。
【００３０】
（ｂ）塗布された層を例えばホットプレート等を用い仮硬化し、感光性樹脂組成物の感度に合致した波長を有する露光装置と、所定のパターンを有するマスク３を使い、露光する。
【００３１】
（ｃ）現像を行うことにより、ネガ型であれば、露光時にマスク３で遮光された部分が現像液で溶出し、基板表面が露出し、露光部分がブラックマトリクスパターンとして残る。引き続き現像液を洗い流すためにリンスを行い、スピン乾燥やエアナイフ等で簡単に乾燥する。これで、ブラックマトリクスの間隙４の基板面は、清浄な表面となっている。
【００３２】
（ｄ）ブラックマトリクス間隙部４に所定の色のインク５を付与する。インクの付与方法としては、オフセット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷等の一般の印刷法等を用いることもできるが、特にインクジェット印刷機を用いるインクジェット印刷法によれば印刷時に版を使用しないためにインク滴径を操作すれば高精度のパターニングが可能となる点で好ましい。ここで使用されるインクは、上記のブラックマトリクスパターン上でははじかれやすく、ブラックマトリクス間隙の画素部には濡れやすいものを適宜選択して使用する。表面エネルギー（表面張力）としては、通常３０〜７０ｄｙｎｅ／ｃｍである。このようなインクは、染料系、顔料系のいずれでも良く、溶媒は水を主成分として、親水性の有機溶媒等を含んでいてもよい。
【００３３】
インクとして、熱硬化性のインクを用いることがインクの硬化とブラックマトリクスの本硬化とを同一の工程で行うことが可能であるため好ましい。インク中に含ませる熱硬化性成分としては、ブラックマトリクスの本硬化と同程度の温度条件で硬化する材料が好ましく、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、エンチオール系樹脂等の中から適宜選択して使用できる。また、要求されるプロセス温度に応じて上記の樹脂に芳香族アミン系化合物、酸無水物等を導入したものも使用可能である。
【００３４】
（ｅ）ブラックマトリクスを本硬化させるため加熱乾燥処理（ポストベーク）を行い、ブラックマトリクスを形成する。このときインクの本硬化も同時に行うことが好ましい。
【００３５】
その後必要に応じて保護膜を設ける。
【００３６】
一方、ブラックマトリクスを形成する材料として、黒色の顔料または染料と非感光性の樹脂を含む非感光性樹脂組成物を用いることもできる。この黒色の非感光性樹脂組成物は、基板に塗布する際には適当な溶媒に分散されている。
【００３７】
用いられる非感光性樹脂としては、例えばポリイミド、アクリル酸モノマー、ウレタンアクリレート等を挙げることができる。
【００３８】
この場合のカラーフィルタの製造工程は、上記の感光性樹脂組成物を用いる場合と同様に、基板上に黒色の非感光性樹脂組成物の１μｍ程度の膜を形成した後、フォトレジストをマスクとして用いて、ブラックマトリクス材料をエッチングして、パターンを形成することができる。また、フォトレジストを用いてリフトオフによってパターン形成しても良い。その後、上記（ｄ）以後の工程によりカラーフィルタを製造することができる。
【００３９】
図２に、本発明によるカラーフィルタを組み込んだＴＦＴカラー液晶表示装置の断面を示す。尚、その形態はこの例に限定されるものではない。
【００４０】
カラー液晶表示装置は一般的にカラーフィルタ基板１と対向基板１４を合わせ込み、液晶組成物１２を封入することにより形成される。液晶表示装置の一方の基板１４の内側に、ＴＦＴ（不図示）と透明な画素電極１３がマトリックス状に形成される。またもう一方の基板１の内側には、画素電極に対向する位置にＲＧＢの色材が配列するようカラーフィルタ９が設置され、その上に透明な対向電極（共通電極）１０が一面に形成される。ブラックマトリクス２２は、本発明ではカラーフィルタ基板側に形成される。さらに両基板の面内には配向膜１１が形成されており、これをラビングすることにより液晶分子を一定方向に配列させることができる。またそれぞれのガラス基板の外側には偏光板１５が接着されており、液晶組成物１２はこれらのガラス基板の間隙（２〜５μｍ程度）に充填される。また、バックライトとしては蛍光灯（不図示）と散乱板（不図示）の組み合わせが一般的に用いられており、液晶組成物をバックライト光１６の透過率を変化させる光シャッターとして機能させることにより表示を行う。
【００４１】
【実施例】
以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
【００４２】
［実施例１］
ガラス基板を、２％水酸化ナトリウム水溶液を用いてアルカリ超音波洗浄し、次いでＵＶオゾン処理をした後、ガラス基板上に、カーボンブラックを含有したレジスト材（新日鉄化学社製ブラックマトリクス用ネガ型レジストインクＶ−２５９  ＢＫ−７３９Ｐ）を、スピンコーターで膜厚ｌμｍになるよう塗布した。この基板をホットプレートで８０℃で１８０秒加熱し、レジストを仮硬化させた。
【００４３】
ＤＥＥＰ−ＵＶ露光装置を使用し、所定のパターンマスクを用いてプロキミティ露光し、続いて無機アルカリ水溶液の現像液でスピン現像機を用いて現像し、さらに純水でリンス処理し、現像液を完全に除去し、基板をスピン乾燥機を用いて簡単に乾燥した。
【００４４】
この状態で、ブラックマトリクス表面の水に対する接触角を測定したところ、８５°と濡れにくい状態となっていた。また、ブラックマトリクスの間隙のガラス表面の水に対する接触角は、４５°であった。
【００４５】
次に、インクジェット装置を用い、赤、緑、青それぞれの染料系インクをブラックマトリクスパターンの間隙に付与して着色した。このインクは、染料（例えば、アントラキノン染料、アゾ染料、トリフェニルメタン染料、ポリメチン染料等から適宜選ばれるものである。）を樹脂（アクリル−シリコーングラフトポリマーを主成分とする自己架橋熱硬化型樹脂）に分散させ、溶剤（例えばイソプロピルアルコール、エチレングリコール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等）で溶かしたものであり、表面エネルギーは、４８ｄｙｎｅ／ｃｍである。
【００４６】
次にクリーンオーブン中で、２００℃で３０分加熱し、ブラックマトリクスおよび着色インクを本硬化しカラーフィルタを完成した。
【００４７】
このカラーフィルタを検査したところ、着色インクは、ブラックマトリクスの間隙の表面を均一に覆い、また、にじみ、はみ出し、隣接画素との混色および白抜けなどの欠陥となる不良は見つからなかった。
【００４８】
その後、ブラックマトリクスおよび着色インクの表面に、オーバーコート材（日本合成ゴム社製  オプトマーＳＳ６５００）を用いて保護膜を形成し、その表面に透明導電膜を成膜したが、密着性に優れ、何ら不具合は生じなかった。このようにして製造されたカラーフィルタを用いて、図２に示す液晶表示装置を組み立てたところ、欠陥のない、色特性のすぐれた液晶表示装置ができた。
【００４９】
［実施例２］
ガラス基板を、２％水酸化ナトリウム水溶液を用いてアルカリ超音波洗浄し、次いでＵＶオゾン処理をした後、ガラス基板上に、カーボンブラックを含有したレジスト材（富士ハント社製ブラックマトリクス用ネガ型レジストインクカラーモザイクＣＫーＳ１７１）を、スピンコーターで膜厚１μｍになるよう塗布した。ホットプレートで１００℃で１８０秒加熱し、仮硬化させた。
【００５０】
ｉ線露光装置を使用し、所定のパターンマスクを用いてプロキミティ露光し、無機アルカリ水溶液の現像液に浸漬し現像を行った後、純水を高圧噴射し、リンス処理を行いつつパターンを完全な形にした。
【００５１】
基板をスピン乾燥機を用いて簡単に乾燥した後、この状態で、ブラックマトリクス表面の水に対する接触角を測定したところ、８７°と濡れにくい状態となっていた。また、ブラックマトリクスの間隙のガラス表面の水に対する接触角は、２２°であった。
【００５２】
次に、インクジェット装置を用い、赤、緑、青それぞれの染料を含む水系インクを、ブラックマトリクスパターンの間隙部に付与した。このインクは、染料（例えば、アントラキノン染料、アゾ染料、トリフェニルメタン染料、ポリメチン染料等から適宜選ばれるものである。）を樹脂（自己架橋性アクリル酸−アクリル酸エステルエマルジョン）に分散させ、溶剤（イソプロピルアルコール、エチレングリコール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等）で溶かしたものであり、表面エネルギーは、４８ｄｙｎｅ／ｃｍである。
【００５３】
次いでクリーンオーブン中で、１８０℃で３０分加熱し、ブラックマトリクスおよび着色インクを本硬化しカラーフィルタを完成した。
【００５４】
このカラーフィルタを検査したところ、着色インクは、ブラックマトリクスの間隙の表面を均一に覆い、また、にじみ、はみ出し、隣接画素との混色および白抜けなどの欠陥となる不良は見つからなかった。
【００５５】
その後、ブラックマトリクスおよび着色インクを表面に、オーバーコート材（日本合成ゴム社製  オプトマーＳＳ６５００）を用いて保護膜を形成し、その表面に透明導電膜を成膜したが、密着性に優れ、何ら不具合は生じなかった。このようにして製造されたカラーフィルタを用いて、図２に示す液晶表示装置を組み立てたところ、欠陥のない、色特性のすぐれた液晶表示装置ができた。
【００５６】
［比較例１］
実施例１と同様にして、ガラス基板上に塗布、露光、現像、リンスの一連の工程によりブラックマトリクスのパターン形成した後、着色インクを付与する前に、引き続きクリーンオーブン中で、２００℃で３０分加熱し、ブラックマトリクスを本硬化した。
【００５７】
この状態でのブラックマトリクス表面およびブラックマトリクス間隙のガラス表面の水に対する接触角は、それぞれ７５°、６８°であり、ブラックマトリクス間隙のガラス表面の撥水性が高くなっており、また表面エネルギーの差も小さくなっていた。
【００５８】
この基板を、ブラックマトリクスの間隙をインクジェット装置を用いて、実施例１と同じインクで着色しようとしたが、間隙部のガラス表面でインクがはじかれ、画素の中に十分濡れ拡がらなかった。
【００５９】
［比較例２］
実施例１において、ブラックマトリクス材料として、レジスト材（新日鉄化学社製ブラックマトリクス用ネガ型レジストインクＶ−２５９  ＢＫ−７３９Ｐ）にフッ素化合物撥水剤（住友３Ｍ社製、フロラードＦＣ４３０）を１重量％入れた材料を用いて、ガラス基板上に比較例１と同様の操作で本硬化したブラックマトリクスを形成した。
【００６０】
この状態で、ブラックマトリクス表面の水に対する接触角を測定したところ、８８°と水に濡れにくい状態となっていた。ところが、ガラス面の接触角も７８°とブラックマトリクス表面と同様に濡れにくい状態になっていた。
【００６１】
インクジェット装置を用い、赤、緑、青それぞれの染料を含む水系インクを、ブラックマトリクスパターンの間隙部に付与しようとしたところ、全面にインクが拡がってしまい、画素の中のみにインクを充填させることはできなかった。
【００６２】
［比較例３］
実施例１において、ブラックマトリクス材料として、レジスト材（新日鉄化学社製ブラックマトリクス用ネガ型レジストインクＶ−２５９  ＢＫ−７３９Ｐ）にフッ素化合物撥水剤（住友３Ｍ社製、フロラードＦＣ４３０）を０．５重量％入れた材料を用いて、ガラス基板上に比較例１と同様の操作で本硬化したブラックマトリクスを形成した。
【００６３】
この状態で、ブラックマトリクス表面の水に対する接触角を測定したところ、８０°と水に濡れにくい状態となっていた。ガラス面の接触角は７４°であった。インクジェット装置を用い、赤、緑、青それぞれの染料を含む水系インクを、ブラックマトリクスパターンの間隙部に着色したところ、間隙部のガラス表面でインクがはじく部分が観察された。
【００６４】
インクを５０℃で１０分間乾燥した後、表面に保護膜形成のためにオーバーコート材（日本合成ゴム社製  オプトマーＳＳ６５００）をスピンコートにより塗布しようとしたが、加熱硬化を開始して数分後ブラックマトリクスの表面で保護膜がはじかれてしまった。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、インクジェット等によってブラックマトリクスの間隙に着色インクを付与する際に、インクのはじき等がなく、間隙部分を均一に着色することで、欠陥やムラ、混色がなく、コントラストの高いカラーフィルタを製造することができる。
【００６６】
また、本発明は、ブラックマトリクス材料として撥水剤を用いなくても、ブラックマトリクスの間隙に着色インクを付与する際に、インクのはじき等がなく、間隙部分を均一に着色することができると共に、表面に形成される保護層や透明導電膜との密着性が良く、さらに液晶の製造工程において液晶表示装置に悪影響を与えることのないカラーフィルタの製造することができる。
【００６７】
さらに本発明によれば、ブラックマトリクスの本硬化と着色インクの硬化を同時に行うことができるので工程を短縮でき、品質の優れたカラーフィルタを安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラーフィルタの製造工程を示す図である。
【図２】液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１  透明基板、ガラス基板（カラーフィルタ基板）
２  黒色の感光性樹脂組成物
３  マスク
４  ブラックマトリクスの間隙
５  インク
６  保護膜層
９  カラーフィルタ
１０  対向電極（共通電極）
１１  配向膜
１２  液晶組成物
１３  画素電極
１４  ガラス基板（対向基板）
１５  偏光板
１６  バックライト光
２２  ブラックマトリクス
２４  着色部
【図１】
0003927654.tif 000002
【図２】
0003927654.tif 000003