JP2002122722A

JP2002122722A - 光学素子とその製造方法、液晶素子

Info

Publication number: JP2002122722A
Application number: JP2000311411A
Authority: JP
Inventors: Yoshikatsu Okada; 良克岡田; Junichi Sakamoto; 淳一坂本; Kenitsu Iwata; 研逸岩田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-10-12
Filing date: 2000-10-12
Publication date: 2002-04-26
Anticipated expiration: 2020-10-12
Also published as: JP4677085B2

Abstract

(57)【要約】【課題】混色や白抜けのないカラーフィルタやエレク
トロルミネッセンス素子をインクジェット方式により製
造する。【解決手段】支持基板上に樹脂組成物からなる隔壁を
形成し、フッ素原子を含有するガス雰囲気下でプラズマ
照射して上記隔壁の撥インク性を向上させ、次いで、当
該支持基板に水を接触させることにより、隔壁で囲まれ
た領域内のインク拡がり性を向上させ、該領域にインク
を付与して画素を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーテレビ、パ
ーソナルコンピュータ、パチンコ遊技台等に使用されて
いるカラー液晶素子の構成部材であるカラーフィルタ
ー、及び、複数の発光層を備えたエレクトロルミネッセ
ンス素子といった光学素子を、インクジェット方式を利
用して製造する製造方法に関し、さらには、該製造方法
により製造される光学素子、及び該光学素子の一つであ
るカラーフィルターを用いてなる液晶素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータの発達、
特に携帯用パーソナルコンピュータの発達に伴い、液晶
ディスプレイ、特にカラー液晶ディスプレイの需要が増
加する傾向にある。しかしながら、さらなる普及のため
にはコストダウンが必要であり、特にコスト的に比重の
重いカラーフィルターのコストダウンに対する要求が高
まっている。

【０００３】従来から、カラーフィルターの要求特性を
満足しつつ上記の要求に応えるべく、種々の方法が試み
られているが、未だ全ての要求特性を満足する方法は確
立されていない。以下にそれぞれの方法を説明する。

【０００４】第一の方法は染色法である。染色法は、先
ず透明基板上に染色用の材料である、水溶性の高分子材
料層を形成し、これをフォトリソグラフィ工程により所
望の形状にパターニングした後、得られたパターンを染
色浴に浸漬して着色されたパターンを得る。この工程を
３回繰り返すことにより、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の３色の着色部からなる着色層を形成する。

【０００５】第二の方法は顔料分散法であり、近年最も
盛んに行われている。この方法は、先ず透明基板上に顔
料を分散した感光性樹脂層を形成し、これをパターニン
グすることにより、単色のパターンを得る。この工程を
３回繰り返すことにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の着色部か
らなる着色層を形成する。

【０００６】第三の方法としては電着法がある。この方
法は、先ず透明基板上に透明電極をパターニングし、顔
料、樹脂、電解液等の入った電着塗装液に浸漬して第一
の色を電着する。この工程を３回繰り返して、Ｒ、Ｇ、
Ｂの３色の着色部からなる着色層を形成し、最後に焼成
するものである。

【０００７】第四の方法としては、熱硬化型の樹脂に顔
料を分散し、印刷を３回繰り返すことにより、Ｒ、Ｇ、
Ｂを塗り分けた後、樹脂を熱硬化させることにより、着
色層を形成するものである。いずれの方法においても、
着色層の上に保護層を形成するのが一般的である。

【０００８】これらの方法に共通している点は、Ｒ、
Ｇ、Ｂの３色を着色するために同一の工程を３回繰り返
す必要があり、コスト高になることである。また、工程
数が多い程、歩留まりが低下するという問題も有してい
る。さらに、電着法においては、形成可能なパターン形
状が限定されるため、現状の技術ではＴＦＴ型（ＴＦ
Ｔ、即ち薄膜トランジスタをスイッチング素子として用
いたアクティブマトリクス駆動方式）の液晶素子の構成
には適用困難である。

【０００９】また、印刷法は解像性が悪いため、ファイ
ンピッチのパターン形成には不向きである。

【００１０】上記のような欠点を補うべく、近年、イン
クジェット方式を利用したカラーフィルターの製造方法
が盛んに検討されている。インクジェット方式を利用し
た方法は、製造プロセスが簡略で、低コストであるとい
う利点がある。

【００１１】一方、インクジェット方式はカラーフィル
ターの製造に限らず、エレクトロルミネッセンス素子の
製造にも応用が可能である。

【００１２】エレクトロルミネッセンス素子は、蛍光性
の無機及び有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟
んだ構成を有し、上記薄膜に電子及び正孔（ホール）を
注入して再結合させることにより励起子を生成させ、こ
の励起子が失活する際の蛍光の放出を利用して発光させ
る素子である。このようなエレクトロルミネッセンス素
子に用いられる蛍光性材料を、例えばＴＦＴ等素子を作
り込んだ基板上にインクジェット方式により付与して発
光層を形成し、素子を構成することができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、イン
クジェット方式は製造プロセスの簡略化及びコスト削減
を図ることができることから、カラーフィルターやエレ
クトロルミネッセンス素子といった光学素子の製造へ応
用されている。しかしながら、このような光学素子の製
造において、インクジェット方式特有の問題として、
「白抜け」と言う問題がある。以下、カラーフィルター
を製造する場合を例に挙げて説明する。

【００１４】「白抜け」は、吐出されたインクが隔壁によ
って囲まれた領域内において十分に濡れ拡がらないため
に発生する不良であり、ムラ、コントラスト低下、白色
輝点といった表示不良の原因となる。図３にその概念図
を示す。図３中、３１は透明基板、３３は隔壁、３６は
インク、３８は白抜け部分である。また、（ｂ）は
（ａ）におけるＡ−Ｂ断面図である。

【００１５】白抜けは、図３に示したように、複雑なコ
ーナー部位や開口部幅が狭小な部位ではインク３６が濡
れ拡がりにくいため、また、隔壁３３近傍部においてイ
ンク３６の厚みが薄くなるため他の部位と比べて色が白
くなるため発生する問題である。白抜けはインク付与量
が多くなるに従い少なくなるものの、完全に消失するこ
とはない。特にＴＦＴ型液晶パネル用カラーフィルター
では、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の誤作動を防ぐため
に外光から保護する目的と、尚且つ開口率の向上という
目的から開口形状が複雑な形状となっており、白抜け問
題が発生しやすい。

【００１６】隔壁３３の形成には通常フォトレジストが
用いられ、隔壁３３の開口部内にはフォトレジストに含
有される種々の成分が付着残留している場合がある。こ
の付着残留物がインクの濡れ拡がりを妨げる場合があ
る。また、隣接する開口部に付与される異なる色のイン
ク同士が混じり合う、いわゆる「混色」を防ぐために、
隔壁３３自体に対しては撥インク性が求められており、
この撥インク性を付与する処理により、隔壁３３の開口
部内における十分な濡れ拡がり性を得ることができず
に、白抜けが発生する場合がある。

【００１７】例えば、特開平１１−３２９７４１号公報
には、隔壁をインクに対して親和性を有する下層と非親
和性を有する上層の多層構造とし、上層をインクに対し
て非親和性とする手法として、フッ素化合物を含むガス
によりプラズマ処理する方法が開示されている。しか
し、多層化するといった点から、フォトリソ工程を複数
回実施しなくてはならず、プロセスの複雑化、コストア
ップにつながるという問題がある。

【００１８】さらには、特開２０００−１８７７１号公
報においてはフッ素化合物ガスによるプラズマ処理によ
り隔壁に撥インク性を付与する方法が提案されている
が、親インク化処理を行なった後に撥インク化処理を行
なうためにインク付与部においてインクが濡れ拡がら
ず、白抜けが発生するという問題がある。

【００１９】上記問題は、インクジェット方式によりエ
レクトロルミネッセンス素子を製造する場合にも同様に
生じる。即ち、エレクトロルミネッセンス素子におい
て、例えば蛍光性材料を含むインクを用い、隔壁で囲ま
れた領域に該インクを付与して画素（発光層）を形成す
る際に、隔壁で囲まれた領域内に十分にインクが拡散し
なかった場合には、発光層と隔壁との境界部分で十分な
発光輝度が得られないという問題を生じる。

【００２０】尚、以下の記述においては、便宜上、エレ
クトロルミネッセンス素子を製造する場合においても、
隣接する発光層間でのインクの反発による発光輝度ムラ
の発生を「白抜け」、隣接する異なる色を発光する発光
層間での異なる蛍光性材料を含有するインク同士が混じ
り合うことを「混色」と記す。

【００２１】本発明の課題は、カラーフィルターやエレ
クトロルミネッセンス素子といった光学素子を、インク
ジェット方式を利用して簡易なプロセスで安価に製造す
るに際して、上記問題を解決し、信頼性の高い光学素子
を歩留まり良く提供することにある。具体的には、隔壁
で囲まれた領域内にインクを付与する際に、隣接する画
素間での混色を防止し、且つ、該領域内でインクを十分
に拡散させて白抜けのない画素を形成することにある。
本発明ではさらに、該製造方法によって得られた光学素
子を用いて、カラー表示特性に優れた液晶素子をより安
価に提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の第一は、支持基
板上に複数の画素と、隣接する画素間に位置する隔壁と
を少なくとも有する光学素子の製造方法であって、支持
基板上に樹脂組成物からなる隔壁を形成する工程と、少
なくともフッ素原子を含有するガス雰囲気下で上記支持
基板にプラズマ照射するプラズマ処理工程と、上記プラ
ズマ処理を施した支持基板表面に水を接触させる水処理
工程と、インクジェット方式により隔壁に囲まれた領域
にインクを付与して画素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光学素子の製造方法である。

【００２３】上記本発明の製造方法においては、下記の
構成を好ましい態様として含むものである。上記水処理
工程が、支持基板を水中に浸漬し、超音波を照射する工
程であること。上記水処理工程が、支持基板に水をシャ
ワーリングする工程であること。上記水処理工程に用い
る水が純水であること。上記プラズマ処理工程に先立っ
て、酸素、アルゴン、ヘリウムから選択される少なくと
も１種のガス雰囲気下で、上記支持基板にプラズマ照射
するドライエッチング処理を行うこと。上記隔壁をカー
ボンブラックを含む樹脂組成物で形成すること。上記プ
ラズマ処理工程で導入するガスが、ＣＦ₄、ＳＦ₆、ＣＨ
Ｆ₃、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、Ｃ₅Ｆ₈から選択される少なくと
も１種のハロゲンガスであること。上記プラズマ処理工
程で導入するガスが、ＣＦ₄、ＳＦ₆、ＣＨＦ₃、Ｃ
₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、Ｃ₅Ｆ₈から選択される少なくとも１種の
ハロゲンガスとＯ₂ガスとの混合ガスであり、Ｏ₂の混合
比率が３０％以下であること。上記水処理工程におい
て、支持基板を水に接触させた後、１００℃以下で乾燥
すること。上記インクが少なくとも硬化成分、水、有機
溶剤を含有すること。上記支持基板が透明基板であり、
上記インクが着色剤を含有し、上記画素が着色部である
カラーフィルタを製造すること。上記インクが蛍光性材
料を含有し、画素が発光層であり、該発光層を挟んで上
下に電極を有するエレクトロルミネッセンス素子を製造
すること。

【００２４】本発明の第二は、支持基板上に複数の画素
と、隣接する画素間に位置する隔壁とを少なくとも有
し、上記本発明第一の光学素子の製造方法により製造さ
れたことを特徴とする光学素子である。

【００２５】上記本発明の第二の光学素子においては、
下記の構成を好ましい態様として含むものである。上記
隔壁が遮光層であること。上記支持基板が透明基板であ
り、上記画素が着色剤を含有するインクで形成された着
色部であり、複数色の着色部を備えたカラーフィルタで
あること。上記着色部上に保護層を有すること。表面に
透明導電膜を有すること。上記画素が蛍光性材料からな
る発光層であり、該発光層を挟んで上下に電極を有する
エレクトロルミネッセンス素子であること。

【００２６】さらに本発明の第三は、一対の基板間に液
晶を挟持してなり、一方の基板が上記本発明第二の光学
素子を用いて構成されたことを特徴とする液晶素子であ
る。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の光学素子の製造方法は、
隔壁を形成した支持基板にプラズマ処理を施すことによ
って隔壁表面に撥インク性を付与し、且つ、プラズマ処
理を施した支持基板表面に水を接触させることによって
該隔壁で囲まれた領域内のインク拡がり性を改善したこ
とに特徴を有する。よって本発明においては、隔壁の撥
インク性によって混色が防止されると同時に、隔壁で囲
まれた領域内に付与されたインクがすみやかに該領域内
に濡れ拡がって白抜けが防止される。

【００２８】尚、本発明において上記「インク」とは、
乾燥硬化した後に、例えば光学的、電気的に機能性を有
する液体を総称し、従来用いられていた着色材料に限定
されるものではない。

【００２９】本発明の製造方法で製造される本発明の光
学素子としては、カラーフィルター及びエレクトロルミ
ネッセンス素子（以下、「ＥＬ素子」と記す）が挙げら
れる。先ず、本発明の光学素子について実施形態を挙げ
て説明する。

【００３０】図６に、本発明の光学素子の一実施形態で
あるカラーフィルターの一例の断面を模式的に示す。図
中、６１は支持基板としての透明基板、６２は隔壁を兼
ねたブラックマトリクス、６３は画素である着色部、６
４は必要に応じて形成される保護層である。本発明のカ
ラーフィルターを用いて液晶素子を構成する場合には、
着色部６３上或いは、着色部６３上に保護層６４を形成
したさらにその上に、液晶を駆動するためのＩＴＯ（イ
ンジウム・チン・オキサイド）等透明導電材からなる透
明導電膜が形成されて提供される場合もある。

【００３１】図７に、図６のカラーフィルターを用いて
構成された、本発明の液晶素子の一実施形態の断面模式
図を示す。図中、６７は共通電極（透明導電膜）、６８
は配向膜、６９は液晶、７１は対向基板、７２は画素電
極、７３は配向膜であり、図６と同じ部材には同じ符号
を付して説明を省略する。

【００３２】カラー液晶素子は、一般的にカラーフィル
ター側の基板６１と対向基板７１とを合わせ込み、液晶
６９を封入することにより形成される。液晶素子の一方
の基板７１の内側に、ＴＦＴ（不図示）と画素電極７２
がマトリクス状に形成されている。また、カラーフィル
ター側の基板６１の内側には、画素電極７２に対向する
位置に、Ｒ、Ｇ、Ｂが配列するように、カラーフィルタ
ーの着色部６３が形成され、その上に透明な共通電極６
１が形成される。さらに、両基板の面内には配向膜６
８，７３が形成されており、液晶分子を一定方向に配列
させている。これらの基板は、スペーサー（不図示）を
介して対向配置され、シール材（不図示）によって貼り
合わされ、その間隙に液晶６９が充填される。

【００３３】上記液晶素子は、透過型の場合には、基板
７１及び画素電極７２を透明素材で形成し、それぞれの
基板の外側に偏光板を接着し、一般的に蛍光灯と散乱板
を組み合わせたバックライトを用い、液晶化合物をバッ
クライトの光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なう。また、反射型の場
合には、基板７１或いは画素電極７２を反射機能を備え
た素材で形成するか、或いは、基板７１上に反射層を設
け、透明基板６１の外側に偏光板を設け、カラーフィル
ター側から入射した光を反射して表示を行なう。

【００３４】また、図８に、本発明の光学素子の他の実
施形態である、有機ＥＬ素子の一例の断面模式図を示
す。図中、８１は支持基板である駆動基板、８２は隔
壁、８３は画素である発光層、８４は透明電極、８６は
金属層である。この図では、簡略化のために一つの画素
領域のみを示している。

【００３５】駆動基板８１には、ＴＦＴ（不図示）、配
線膜及び絶縁膜等が多層に積層されており、金属層８６
及び発光層８３毎に配置した透明電極８４間に発光層単
位で電圧を印加可能に構成されている。駆動基板８１は
公知の薄膜プロセスによって製造される。

【００３６】本発明において有機ＥＬ素子を構成する場
合、その構造については、少なくとも一方が透明または
半透明である一対の陽極及び陰極からなる電極間に、樹
脂組成物からなる隔壁内に少なくとも蛍光性材料からな
るインクを充填して画素を形成した構成であれば、特に
制限はなく、その構造は公知のものを採用することがで
き、また本発明の主旨を逸脱しない限りにおいて各種の
改変を加えることができる。

【００３７】その積層構造は、例えば、（１）電極（陰極）／発光層／正孔注入層／電極（陽
極）（２）電極（陽極）／発光層／電子注入層／電極（陰
極）（３）電極（陽極）／正孔注入層／発光層／電子注入層
／電極（陰極）（４）電極（陽極または陰極）／発光層／電極（陰極ま
たは陽極）があるが、本発明は上記のいずれの構成の有機化合物層
を設けた積層構造体を有するＥＬ素子に対しても適用す
ることができる。

【００３８】上記（１）は２層構造、（３）は３層構造
（４）は単層構成と称されるものである。本発明におけ
る有機ＥＬ素子はこれらの積層構造を基本とするが、こ
れら以外の（１）から（４）を組み合わせた構造やそれ
ぞれの層を複数有していてもよい。また、カラーフィル
ターと組み合わせることによって、フルカラー表示を実
現しても良い。これらの積層構造からなる有機ＥＬ素子
の形状、大きさ、材質、隔壁と画素以外の部材の形成工
程等は該有機ＥＬ素子の用途等に応じて適宜選択され、
特に制限はない。

【００３９】本発明において、有機ＥＬ素子の発光層に
用いられる発光材料は蛍光性材料であれば特に限定され
ず、種々のものを適用することができる。具体的には、
蛍光性を有する有機化合物であり、低分子蛍光体、高分
子蛍光体のいずれもが好ましく用いられ、インクジェッ
ト方式への適用が簡単であることから、高分子蛍光体が
さらに好ましい。

【００４０】例えば、低分子蛍光体としては、特に限定
はないが、ナフタレン及びその誘導体、アントラセン及
びその誘導体、ペリレン及びその誘導体、ポリメチン
系、キサンテン系、クマリン系、シアニン系などの色素
類、８−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯
体、芳香族アミン、テトラフェニルシクロペンタジエン
及びその誘導体、テトラフェニルブタジエン及びその誘
導体等を用いることができる。具体的には、例えば、特
開昭５７−４１７８１号、特開昭５９−１８４３８３号
公報に記載されているもの等、公知のものが使用可能で
ある。

【００４１】また、発光材料として使用可能な高分子蛍
光体としては、特に限定はないが、ポリフェニレンビニ
レン、ポリアリレン、ポリアルキルチオフェン、ポリア
ルキルフルオレン等を挙げることができる。

【００４２】尚、本発明において有機ＥＬ素子に用いる
高分子蛍光体は、ランダム、ブロックまたはグラフト共
重合体であってもよいし、それらの中間的な構造を有す
る高分子、例えばブロック性を帯びたランダム共重合体
であってもよい。蛍光の量子収率の高い高分子蛍光体を
得る観点からは完全なランダム共重合体よりブロック性
を帯びたランダム共重合体やブロックまたはグラフト共
重合体が好ましい。また本発明の有機ＥＬ素子は、薄膜
からの発光を利用するので該高分子蛍光体は、固体状態
で蛍光を有するものが用いられる。

【００４３】該高分子蛍光体に対する良溶媒としては、
クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、テトラ
ヒドロフラン、トルエン、キシレンなどが例示される。
高分子蛍光体の構造や分子量にもよるが、通常はこれら
の溶媒に０．１重量％以上溶解させることができる。

【００４４】本発明における有機ＥＬ素子において、発
光層と陰極との間にさらに電子輸送層を設ける場合の電
子輸送層中に使用する、或いは正孔輸送性材料及び発光
材料と混合使用する電子輸送性材料は、陰極より注入さ
れた電子を発光材料に伝達する機能を有している。この
ような電子輸送性材料について特に制限はなく、従来公
知の化合物の中から任意のものを選択して用いることが
できる。

【００４５】該電子輸送性材料の好ましい例としては、
ニトロ置換フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン
誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシ
ド誘導体、複素環テトラカルボン酸無水物、或いはカル
ボジイミド等を挙げることができる。

【００４６】さらに、フレオレニリデンメタン誘導体、
アントラキノジメタン誘導体及びアントロン誘導体、オ
キサジアゾール誘導体等を挙げることができる。また、
発光層を形成する材料として開示されているが、８−ヒ
ドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体等も電子輸
送性材料として用いることができる。

【００４７】本発明におけるＥＬ素子において、発光層
は一般には適当な結着性樹脂と組み合わせて薄膜状に形
成する。上記結着性樹脂としては広範囲な樹脂材料より
選択でき、例えばポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹
脂、ブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルア
セタール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アクリル樹
脂、メタクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、
シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂、尿素樹脂等が挙げ
られるが、これらに限定されるものではない。これらは
単独または共重合体ポリマーとして１種または２種以上
混合して用いても良い。

【００４８】また、陽極材料としては仕事関数がなるべ
く大きなものが良く、例えば、ニッケル、金、白金、パ
ラジウム、セレン、レニウム、イリジウムやこれらの合
金、或いは酸化錫、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、ヨウ
化銅が好ましい。またポリ（３−メチルチオフェン）、
ポリフェニレンスルフィド或いはポリピロール等の導電
性ポリマーも使用出来る。一方、陰極材料としては仕事
関数が小さな銀、鉛、錫、マグネシウム、アルミニウ
ム、カルシウム、マンガン、インジウム、クロム或いは
これらの合金が用いられる。

【００４９】ＥＬ素子は、発光層における発光を観察す
る側を透明或いは半透明にする必要があり、例えば図８
の構成においては、透明電極８４を形成した駆動基板８
１が透明或いは半透明になるように構成される。また、
透明電極８４は陰極、陽極のいずれでもかまわないが、
通常、ＩＴＯが用いられるため、陽極となるのが一般的
である。

【００５０】以下に、図面を参照して本発明の光学素子
の製造方法について説明する。

【００５１】図１、図２は本発明の光学素子の製造方法
を模式的に示す工程図である。以下に各工程について説
明する。尚、以下の工程（ａ）〜（ｈ）は図１、図２の
（ａ）〜（ｈ）に対応する。また、図１、図２の各工程
において紙面左側の（ａ−１）〜（ｈ−１）は上方より
見た平面模式図、紙面右側の（ａ−２）〜（ｈ−２）は
（ａ−１）〜（ｈ−１）のＡ−Ｂ断面模式図である。図
中、１は支持基板、２は樹脂組成物層、３は隔壁、４は
隔壁３の開口部、５はインクジェットヘッド、６はイン
ク、７は画素である。

【００５２】工程（ａ）支持基板１を用意する。支持基板１は、図６に例示した
カラーフィルターを製造する場合には透明基板６１であ
り、一般にはガラス基板が用いられるが、液晶素子を構
成する目的においては、所望の透明性、機械的強度等の
必要特性を有するものであれば、プラスチック基板に無
機透明材料をコーティングしたものなども用いることが
できる。

【００５３】また、図８に例示したＥＬ素子を製造する
場合には、支持基板１は透明電極８４を形成した駆動基
板８１であり、図８の如く当該基板側から発光を観察す
る場合には、駆動基板８１にガラス基板などの透明基板
を用いる。

【００５４】支持基板１の表面に対しては、プラズマ処
理、ＵＶ処理、カップリング処理等の表面処理を施して
も良い。

【００５５】工程（ｂ）支持基板１上に、隔壁３を形成するための樹脂組成物層
２を形成する。本発明にかかる隔壁３は、図６のカラー
フィルターの場合にはブラックマトリクス６２に、図８
のＥＬ素子の場合には隔壁８２に相当する。該隔壁３
は、特にカラーフィルターを製造する場合には、図６の
６２で示したように、隣接する画素間を遮光する遮光層
とすることが好ましく、その場合、図６の如くブラック
マトリクス６２とするか、或いは、ブラックストライプ
とすることもできる。また、ＥＬ素子を製造する場合に
も遮光層とすることが可能である。

【００５６】本発明において、隔壁３を形成するために
用いられる樹脂組成物としては、エポキシ系樹脂、アク
リル系樹脂、ポリアミドイミドを含むポリイミド系樹
脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニル
系樹脂などの感光性または非感光性の樹脂材料を用いる
ことができるが、２５０℃以上の耐熱性を有することが
好ましく、その点から、エポキシ系樹脂、アクリル系樹
脂、ポリイミド系樹脂が好ましく用いられる。

【００５７】また、かかる隔壁３を遮光層とする場合に
は、上記樹脂組成物中に、遮光剤を分散せしめた黒色樹
脂組成物を用いて樹脂組成物層２を形成する。該遮光剤
としては、後述するように、隔壁３の高い撥インク性及
び適度な表面粗さを得る上でカーボンブラックを用いる
ことが望ましく、該カーボンブラックとしては、チャネ
ルブラック、ローラーブラック、ディスクブラックと呼
ばれているコンタクト法で製造されたもの、ガスファー
ネストブラック、オイルファーネストブラックと呼ばれ
ているファーネスト法で製造されたもの、サーマルブラ
ック、アセチレンブラックと呼ばれているサーマル法で
製造されたものなどを用いることができるが、特に、チ
ャネルブラック、ガスファーネストブラック、オイルフ
ァーネストブラックが好ましい。さらに必要に応じて、
Ｒ、Ｇ、Ｂの顔料の混合物などを加えても良い。また、
一般に市販されている黒色レジストを用いることもでき
る。必要に応じて高抵抗化した遮光層を用いても良い。

【００５８】樹脂組成物層２は、スピンコート、ロール
コート、バーコート、スプレーコート、ディップコー
ト、或いは印刷法等の方法により形成することができ
る。

【００５９】工程（ｃ）樹脂組成物層２として感光性材料を用いた場合には、フ
ォトリソグラフィ等によりパターニングすることで複数
の開口部４を有する隔壁３を形成する。また、非感光性
材料を用いる場合には、フォトレジストをマスクにし
て、ウェット或いはドライエッチングにより、もしくは
リフトオフによりパターニングして形成しても良い。

【００６０】工程（ｄ）隔壁３を形成した支持基板１にドライエッチング処理を
施すことが望ましい。即ち、酸素、アルゴン、ヘリウム
のうちから選択される少なくとも１種を含むガスを導入
し、減圧雰囲気下或いは大気圧雰囲気下で支持基板１に
プラズマ照射を行なう減圧プラズマ処理や大気圧プラズ
マ処理を行なう。

【００６１】当該ドライエッチング処理を行なうことに
よって、隔壁３の形成工程において支持基板１表面に付
着した汚染物を除去し、該表面を清浄化して後工程にお
けるインク６に対する親インク性を向上し、後工程で実
施する水処理工程により開口部４内でインク６をより良
好に拡散させることができるようになる。さらに、当該
ドライエッチング処理によって、隔壁３表面が粗面化さ
れ、撥インク性が向上する。

【００６２】工程（ｅ）必要に応じてドライエッチング処理を施した支持基板１
に、少なくともフッ素原子を含有するガス雰囲気下でプ
ラズマ照射するプラズマ処理を行なう。当該プラズマ処
理により、導入ガス中のフッ素またはフッ素化合物が隔
壁３表層に入り込み、隔壁３表層の撥インク性が増大す
る。

【００６３】特に、隔壁３をカーボンブラックを含む樹
脂組成物で構成した場合には、非常に高い撥インク性が
発現する。その理由としては、先の工程（ｄ）における
ドライエッチング処理によって隔壁３表面にカーボンブ
ラックが露出し、本工程のプラズマ処理によってフッ素
またはフッ素化合物が該カーボンブラックと結合するた
めと考えられる。よって、本発明においては、隔壁３に
カーボンブラックを含ませておくことが望ましい。

【００６４】本工程において導入する、少なくともフッ
素原子を含有するガスとしては、ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂
Ｆ₆、ＳＦ₆、Ｃ₃Ｆ₈、Ｃ₅Ｆ₈から選択されるハロゲンガ
スを１種以上用いることが好ましい。特に、Ｃ₅Ｆ₈（オ
クタフルオロシクロペンテン）は、オゾン破壊能が０で
あると同時に、大気寿命が従来のガスに比べて（Ｃ
Ｆ ₄：５万年、Ｃ₄Ｆ₈：３２００年）０．９８年と非常
に短い。従って、地球温暖化係数が９０（ＣＯ₂＝２と
した１００年積算値）と、従来のガスに比べて（Ｃ
Ｆ₄：６５００、Ｃ₄Ｆ₈：８７００）非常に小さく、オ
ゾン層や地球環境保護に極めて有効であり、本発明で使
用する上で望ましい。

【００６５】さらに、導入ガスとしては、必要に応じて
酸素、アルゴン、ヘリウム等のガスを併用しても良い。
本発明においては、上記ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、ＳＦ
₆、Ｃ₃Ｆ₈、Ｃ₅Ｆ₈から選択されるハロゲンガスを１種
以上とＯ₂との混合ガスを用いると、本工程による撥イ
ンク性の程度を制御することが可能になる。但し、当該
混合ガスにおいて、Ｏ₂の混合比率が３０％を超えると
Ｏ₂による酸化反応が支配的になり、撥インク性向上効
果が妨げられるため、また、Ｏ₂混合比率が３０％を超
えると樹脂に対するダメージが顕著になるため、当該混
合ガスを用いる場合にはＯ₂の混合比率が３０％以下の
範囲で使用する必要がある。

【００６６】本工程及び先のドライエッチング処理工程
におけるプラズマの発生方法としては、低周波放電、高
周波放電、マイクロ波放電等の方式を用いることがで
き、プラズマ照射の際の圧力、ガス流量、放電周波数、
処理時間等の条件は、任意に設定することができる。

【００６７】図４、図５に、本発明のドライエッチング
処理工程及びプラズマ処理工程に用いることが可能なプ
ラズマ発生装置の模式図を示す。図中、４１は上部電
極、４２は下部電極、４３は被処理基板、４４は高周波
電源である。当該装置は平行平板の２極電極に高周波電
圧を印加して、プラズマを発生させる。図４はカソード
カップリング方式、図５はアノードカップリング方式の
装置を示し、どちらの方式においても、圧力、ガス流
量、放電周波数、処理時間等の条件によって、隔壁３表
面の撥インク性、表面粗さ、支持基板１表面の親インク
性を所望の程度とすることができる。

【００６８】図４、図５に示したプラズマ発生装置にお
いて、図４のカソードカップリング方式はドライエッチ
ング処理時間を短くすることが可能であり、当該処理工
程に有利である。また、図５のアノードカップリング方
式では、必要以上に支持基板１にダメージを与えること
がない点で有利である。よって、ドライエッチング処理
工程及びプラズマ処理工程に用いるプラズマ発生装置
は、支持基板１や隔壁３の材料に応じて選択すればよ
い。

【００６９】本発明にかかる隔壁３表面の、プラズマ処
理後の撥インク性の程度は、純水によって測定した接触
角が１１０°以上であることが好ましい。当該接触角が
１１０°未満では混色が生じやすく、多量のインク量を
付与することができない。特に、カラーフィルターを製
造する場合には、色純度の高いカラーフィルターの製造
が難しくなる。従来の方法においては、隔壁表面の撥イ
ンク性を１１０°以上にすることは難しく、高撥インク
性の材料として用いられているＰＴＦＥ（ポリテトラフ
ルオロエチレン）においても１１０°弱であった。

【００７０】本発明においては、隔壁をカーボンブラッ
クを含む樹脂組成物で形成し、ドライエッチング処理を
施した上でプラズマ処理を施すことによって、前記した
理由により、隔壁表面の撥インク性を１１０°以上と高
くすることが可能であり、好ましくは、１２０°以上１
３５°以下である。隔壁表面の撥インク性を１３５°以
下とすることで、インク量が少ない場合でも白抜けを防
止することができる。

【００７１】また、支持基板１表面の親インク性は、純
水によって測定した接触角が２０°以下であることが好
ましい。純水に対する接触角を２０°以下とすることに
よって、先の工程（ｄ）におけるドライエッチング処理
によって開口部４に露出した支持基板１表面に付着した
汚染物が除去され、後工程で実施する水処理によるイン
ク拡がり性改善効果を十分に得ることができる。特に、
１０°以下とすることが望ましい。

【００７２】また、本発明者は、白抜けが隔壁３表面の
撥インク性、開口部４内に露出した支持基板１表面の親
インク性およびインク拡がり性のみならず、隔壁３上面
及び側面の表面粗さにも依存していることを見出した。
インクジェット方式により開口部４に付与されたインク
６は、隔壁３の側面で囲まれた凹部を満たし、隔壁３上
面付近では隔壁３表面の撥インク性によってインク６の
広がりが抑制される。多量に充填されたインク６は加熱
処理等の硬化処理により体積が減少していくが、この
時、隔壁３表面の表面粗さが大きい（粗い）場合には、
インク６との接触面積が大きいことから、隔壁３の側面
において一旦隔壁３表面と接触したインク６は隔壁３表
面の撥インク性に関わらず当該接触状態を保持しやす
く、インク６が完全に硬化した後は画素７表面が平坦化
し易い。

【００７３】一方、隔壁３表面が平滑な場合には、イン
ク６が一旦濡れ広がった位置から硬化時の体積減少に伴
って、隔壁３表面の撥インク性によってその側面からは
じかれてその位置を下方に下げてしまうため、画素７の
断面が凸形状になり、画素の周縁部においてカラーフィ
ルターであれば濃度が薄くなり、ＥＬ素子であれば発光
輝度の低下を生じてしまう。

【００７４】このような理由から、本発明においては、
隔壁３の表面は、平均粗さ（Ｒａ）が３ｎｍ以上である
ことが望ましい。また、該平均粗さ（Ｒａ）が５０ｎｍ
を超えるとパターンの直線性に影響を及ぼし、開口寸法
のばらつきを生じて開口率を大きくできないという問題
を生じる。よって、隔壁３表面の平均粗さ（Ｒａ）とし
ては３ｎｍ〜５０ｎｍが望ましく、より望ましくは４ｎ
ｍ〜２０ｎｍとすることによって、隔壁３のパターン形
状に影響を与えることなく白抜けを防止し、画素表面が
平坦化する。

【００７５】本発明においては、隔壁３をカーボンブラ
ックを含む樹脂組成物で形成し、ドライエッチング処理
及びプラズマ処理の条件を設定することによって、隔壁
３の表面粗さを制御することができる。即ち、ドライエ
ッチング処理におけるプラズマの発生方法、電極間距
離、ガス種、ＲＦパワー、処理時間によって表面粗さの
状態が異なるが、特に、ＲＦパワーと処理時間を制御す
ることによって、任意の表面粗さを得ることができる。
また、プラズマ処理におけるプラズマ発生方法、電極間
距離、ガス種、ＲＦパワー、処理時間によって表面粗さ
の状態が異なるが、特にガス種に大きく依存する。例え
ば、フッ素原子を含有するガスとしてＣＦ ₄を用いた場
合と、ＣＦ₄とＯ₂との混合ガスを用いた場合では、表面
粗さは混合ガスを用いた場合の方が大きくなる。また、
当該混合ガスにおけるＯ₂ガスの混合比率によっても表
面粗さが異なり、撥インク性を考慮し、さらに、前記し
たＯ ₂による酸化反応を考慮した上で、Ｏ₂の混合比率は
３０％以下であり、望ましくは１０〜２０％である。

【００７６】上記したように、本発明にかかるドライエ
ッチング処理及びプラズマ処理を施すことによって、隔
壁３のみが撥インク性と適度な表面粗さを有し、隔壁３
の開口部４に露出した支持基板１の表面が十分な親イン
ク性を有した基板を得ることができる。

【００７７】工程（ｆ）プラズマ処理を施した支持基板１表面に水を接触させる
水処理工程を行い、隔壁３の開口部４内のインク拡がり
性の改善を行う。これにより、微量のインクを付与した
場合であってもインクが開口部４内に十分に拡がるよう
になる。

【００７８】本工程において使用する水としては、純水
であることが好ましい。また、支持基板１を水と接触さ
せる方法としては、水への浸漬、水のシャワーリング
等、水と支持基板１を完全に接触させる方法であれば特
に制約はない。しかし、支持基板１上のパターンが複雑
なパターン形状の場合、特に、隔壁３と開口部４の境界
部、コーナー部といった微細な箇所での水との接触を十
分に行なうため、支持基板１を水中に浸漬し、同時に超
音波を照射する、もしくは微細で高圧な水滴によるシャ
ワーリングが好ましい。

【００７９】さらに、支持基板１に接触させる水の温度
としては、開口部４の表面改質を効果的に行なう観点よ
り高温の方が好ましいが、水を加熱する経済効果を考慮
すると、２０〜６０℃の範囲が好ましい。

【００８０】当該工程により、隔壁３の開口部４に露出
した支持基板１表面に存在するフッ素化合物量は１／２
以下に低減され、また、該表面の表面粗さも当該工程前
に比較して大きくなる。

【００８１】尚、当該工程において、支持基板１を水を
接触させた後、１００℃を超える高温で加熱乾燥させた
場合には、インク拡がり性が低下する場合があるため、
当該乾燥工程は１００℃以下の温度で行うことが望まし
い。

【００８２】工程（ｇ）インクジェット記録装置を用いて、インクジェットヘッ
ド５よりインク６を隔壁３の開口部４内に付与する。イ
ンクジェットとしては、エネルギー発生素子として電気
熱変換体を用いたバブルジェット（登録商標）タイプ、
或いは圧電素子を用いたピエゾジェットタイプ等が使用
可能である。

【００８３】また、インク６としては、カラーフィルタ
ーの場合には硬化後にＲ、Ｇ、Ｂの着色部を形成するよ
うに各色の着色剤を含むもの、ＥＬ素子の場合には、硬
化後に電圧印加によって発光する発光層を形成するよう
に蛍光性材料を含むものを用いる。また、ＥＬ素子を構
成する場合に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の発光が得られる異な
る蛍光性材料を含むインクを用いることにより、Ｒ、
Ｇ、Ｂの発光層を形成することもできる。いずれの場合
も、インク６は硬化成分、水、溶剤を少なくとも含むも
のが好ましい。以下に、本発明の製造方法によってカラ
ーフィルターを製造する場合に用いるインクの組成につ
いてさらに詳細に説明する。

【００８４】〔１〕着色剤本発明でインク中に含有させる着色剤としては、染料系
及び顔料系共に使用可能であるが、顔料を使用する場合
には、インク中で均一に分散させるために別途分散剤の
添加が必要となり、全固形分中の着色剤比率が低くなっ
てしまうことから、染料系の着色剤が好ましく用いられ
る。また、着色剤の添加量としては、後述する硬化成分
と同量以下であることが好ましい。

【００８５】〔２〕硬化成分後工程におけるプロセス耐性、信頼性等を考慮した場
合、熱処理或いは光照射等の処理により硬化し、着色剤
を固定化する成分、即ち架橋可能なモノマー或いはポリ
マー等の成分を含有することが好ましい。特に、後工程
における耐熱性、耐水性等を考慮した場合、硬化可能な
樹脂組成物を用いることが好ましい。具体的には、例え
ば基材樹脂として、水酸基、カルボキシル基、アルコキ
シ基、アミド基等の置換基を有するアクリル樹脂、シリ
コーン樹脂；またはヒドロキシプロピルセルロース、ヒ
ドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、カルボ
キシメチルセルロース等のセルロース誘導体或いはそれ
らの変性物；またはポリビニルピロリドン、ポリビニル
アルコール、ポリビニルアセタール等のビニル系ポリマ
ーが挙げられる。さらに、これらの基材樹脂を光照射或
いは加熱処理により硬化させるための架橋剤、光開始剤
を用いることが可能である。具体的には、架橋剤として
は、メチロール化メラミン等のメラミン誘導体が、また
光開始剤としては重クロム酸塩、ビスアジド化合物、ラ
ジカル系開始剤、カチオン系開始剤、アニオン系開始剤
等が使用可能である。また、これらの光開始剤を複数種
混合して、或いは他の増感剤と組み合わせて使用するこ
ともできる。

【００８６】〔３〕溶剤本発明で使用されるインクの媒体としては、水及び有機
溶剤の混合溶媒が好ましく使用される。水としては種々
のイオンを含有する一般の水ではなく、イオン交換水
（脱イオン水）を使用することが好ましい。

【００８７】有機溶剤としては、メチルアルコール、エ
チルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピ
ルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチル
アルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール等の炭素数１
〜４のアルキルアルコール類；ジメチルホルムアミド、
ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセトン、ジアセ
トンアルコール等のケトン類またはケトアルコール類；
テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；ポリ
エチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポ
リアルキレングリコール類；エチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレン
グリコール、チオジグリコール、へキシレングリコー
ル、ジエチレングリコール等のアルキレン基が２〜４個
の炭素を含有するアルキレングリコール類；グリセリン
類；エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレ
ングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコール
モノメチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキル
エーテル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリ
ドン等の中から選択することが好ましい。

【００８８】また、上記成分の他に、必要に応じて所望
の物性値を持つインクとするために、沸点の異なる２種
類以上の有機溶剤を混合して用いたり、界面活性剤、消
泡剤、防腐剤等を添加しても良い。

【００８９】工程（ｈ）熱処理、光照射等必要な処理を施し、インク６中の溶剤
成分を除去して硬化させることにより、画素７を形成す
る。

【００９０】さらに、カラーフィルターの場合には、前
記したように、必要に応じて保護層や透明導電膜を形成
する。この場合の保護層としては、光硬化タイプ、熱硬
化タイプ、或いは光熱併用硬化タイプの樹脂材料、或い
は、蒸着、スパッタ等によって形成された無機膜等を用
いることができ、カラーフィルターとした場合の透明性
を有し、その後の透明導電膜形成プロセス、配向膜形成
プロセス等に耐えうるものであれば使用可能である。ま
た、透明導電膜は、保護層を介さずに着色部上に直接形
成しても良い。

【００９１】また、ＥＬ素子の場合には、画素上に電極
（図８の金属層８６）等必要な部材を形成する。

【００９２】

【実施例】（実施例１）〔ブラックマトリクスの形成〕ガラス基板（コーニング
製「１７３７」）上に、カーボンブラックを含有する黒
色レジスト（富士フイルムオーリン製「ＣＫ−Ｓ１７１
レジスト」）を塗布し、所定の露光、現像、ポストベー
ク処理を行って、膜厚２μｍ、７５μｍ×２２５μｍの
長方形の開口部を有するブラックマトリクスパターン
（隔壁）を作製した。

【００９３】〔表面粗さの評価〕ブラックマトリクスの
形成に用いたガラス基板の表面粗さを、Ｄｉｇｉｔａｌ
Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製「ＮａｎｏＳｃｏｐｅＩＩＩ
ａＡＦＭＤｉｍｅｎｓｉｏｎ３０００ステージシステ
ム」を用い、ブラックマトリクスを形成する前に任意の
箇所にて測定した。その結果、ガラス基板表面の平均粗
さ（Ｒａ）は０．２３１ｎｍであった。

【００９４】〔インクの調整〕下記に示す組成からなる
アクリル系共重合体を熱硬化成分として用い、以下の組
成にてＲ、Ｇ、Ｂの各インクを調製した。硬化成分メチルメタクリレート５０重量部ヒドロキシエチルメタクリレート３０重量部Ｎ−メチロールアクリルアミド２０重量部

【００９５】ＲインクＣ．Ｉ．アシッドオレンジ１４８３．５重量部Ｃ．Ｉ．アシッドレッド２８９０．５重量部ジエチレングリコール３０重量部エチレングリコール２０重量部イオン交換水４０重量部上記硬化成分６重量部

【００９６】ＧインクＣ．Ｉ．アシッドイエロー２３２重量部亜鉛フタロシアニンスルホアミド２重量部ジエチレングリコール３０重量部エチレングリコール２０重量部イオン交換水４０重量部上記硬化成分６重量部

【００９７】ＢインクＣ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９４重量部ジエチレングリコール３０重量部エチレングリコール２０重量部イオン交換水４０重量部上記硬化成分６重量部

【００９８】〔ドライエッチング処理〕ブラックマトリ
クスを形成した前記ガラス基板（ブラックマトリクス基
板）に、カソードカップリング方式平行平板型プラズマ
処理装置を用いて、以下の条件にてプラズマ処理を行っ
た。

【００９９】使用ガス：Ｏ₂ ガス流量：８０ｓｃｃｍ圧力：８ＰａＲＦパワー：１５０Ｗ処理時間：３０ｓｅｃ

【０１００】〔プラズマ処理〕上記ドライエッチング処
理終了後、同じ装置内で、ブラックマトリクス基板に対
して、以下の条件にてプラズマ処理を施した。

【０１０１】使用ガス：ＣＦ₄ ガス流量：８０ｓｃｃｍ圧力：５０ＰａＲＦパワー：１５０Ｗ処理時間：３０ｓｅｃ

【０１０２】〔撥インク性の評価〕協和界面社製自動液
晶ガラス洗浄・処理検査装置「ＬＣＤ−４００Ｓ」を用
いて、上記プラズマ処理後のブラックマトリクス基板に
ついて、純水に対する接触角を測定した。ブラックマト
リクス表面については微細パターンの周囲に設けられた
幅５ｍｍの額縁上にて測定を行ない、ガラス基板表面に
ついては該額縁のさらに外側のブラックマトリクスパタ
ーンの設けられていない箇所にて測定を行った。各々の
純水に対する接触角は、ガラス基板表面：６° ブラックマトリクス表面：１２６° であった。

【０１０３】〔表面粗さの評価〕ブラックマトリクス表
面の表面粗さの評価は、Ｔｅｃｎｏｒ社製触針式表面粗
さ計「ＦＰ−２０」を用い、純水に対する接触角同様に
幅５ｍｍの額縁上にて平均粗さ（Ｒａ）を測定した。そ
の結果、ブラックマトリクス表面の平均粗さ（Ｒａ）は
４．４ｎｍであった。

【０１０４】また、前記したガラス基板の表面粗さの評
価と同様にして、プラズマ処理後のガラス基板の表面粗
さを測定したところ、ガラス基板表面の平均粗さ（Ｒ
ａ）は０．２２２ｎｍであった。

【０１０５】〔インク拡がり性の評価〕上記プラズマ処
理後のブラックマトリクス基板について、インク拡がり
性の評価を行なった。前記Ｂインクを用い、インクジェ
ットヘッドより２０ｐｌ微細パターン内の開口部に付与
し、光学顕微鏡で観察したところ、インク液滴の直径は
５０μｍとなった。しばらく基板を放置したが、インク
液滴が濡れ拡がることはなかった。

【０１０６】〔水処理〕プラズマ処理後のブラックマト
リクス基板に対して、水処理を施した。具体的には、上
記ブラックマトリクス基板を超音波純水浴中に浸漬し
た。処理条件は以下の通りとした。

【０１０７】純水温度：３０℃ 超音波周波数：４０ｋＨｚ処理時間：２ｍｉｎ乾燥温度：９０℃ 乾燥時間：２分

【０１０８】〔撥インク性の評価〕上記水処理によりブ
ラックマトリクス表面の撥インク性が損なわれていない
かを確認するために、水処理後のブラックマトリクス基
板について、純水に対する接触角を測定した。測定箇所
は水処理前に測定した箇所と同様の箇所とした。各々の
純水に対する接触角は、ガラス基板表面：７° ブラックマトリクス表面：１２４° であった。

【０１０９】〔インク拡がり性の評価〕上記水処理後の
ブラックマトリクス基板について、インク拡がり性の評
価を行なった。評価方法は、水処理前の測定と同じ方法
で行なった。付与したインク液滴の径を光学顕微鏡で観
察したところ、インクは十分に開口部内に濡れ拡がり、
液滴端部を見出すことは難しかった。また、ガラス基板
表面の平均粗さ（Ｒａ）は０．７９４ｎｍであった。

【０１１０】〔ガラス基板表面のフッ素化合物の評価〕
ガラス基板表面のフッ素化合物量の変化をＴＯＦ−ＳＩ
ＭＳＰＨＩＥＶＡＮＳ社製「ＴＦＳ−２０００」を
用いて測定した。測定箇所は、ブラックマトリクス形
成前のガラス基板表面、プラズマ処理後のブラックマ
トリクス額縁外側のブラックマトリクスパターンの設け
られていないガラス基板表面、水処理後のブラックマ
トリクス額縁外側のブラックマトリクスパターンの設け
られていないガラス基板表面の３箇所とした。フッ素化
合物の変化に対する評価方法は、Ｓｉ⁺規格化により行
なった。その結果、ＣａＦ⁺、ＳｒＦ⁺、ＢａＦ⁺につい
て比較したところ、及びに対しての規格化値はそ
れぞれ１６１．７、６９．０、１０２．３となった。同
様にＣＦ₃ ⁺についての規格化値は４２．２となった。

【０１１１】前記水処理後のガラス基板表面のフッ素化
合物量は水処理前に比較して、ＢａＦ⁺規格化値相対比
で０．０５２％であった。

【０１１２】〔着色部の作製〕吐出量２０ｐｌのインク
ジェットヘッドを具備したインクジェット記録装置を用
い、水処理を施したブラックマトリクス基板に対して、
上記Ｒ、Ｇ、Ｂインクを開口部１個あたり２００〜８０
０ｐｌの範囲で１００ｐｌおきに量を変化させて付与し
た。次いで、９０℃で１０分間、引き続き２３０℃で３
０分間の熱処理を行ってインクを硬化させて着色部（画
素）とし、インク付与量の異なる７種類のカラーフィル
ターを作製した。

【０１１３】〔白抜け、着色部表面の平坦性の評価〕得
られたカラーフィルターの白抜けの評価は、光学顕微鏡
による観察によって行った。また、平坦性の評価は、開
口部１個あたり３００ｐｌのインクを付与した場合につ
いて、上記表面粗さの評価で用いた表面粗さ計を用い、
各色の着色部中央部のガラス表面からの高さｄ_tと着色
部の端部のブラックマトリクスと接する部分のガラス基
板表面からの高さｄ_bの差（ｄ_t−ｄ_b）を測定し、−
０．５μｍ≦（ｄ_t−ｄ_b）≦０．５μｍであれば平坦、
（ｄ_t−ｄ_b）＜−０．５μｍであれば凹形状、（ｄ_t−
ｄ_b）＞０．５μｍであれば凸形状として評価した。

【０１１４】その結果、本例の全てのカラーフィルター
において白抜けは観察されず、着色部表面も平坦であっ
た。

【０１１５】（実施例２）カーボンブラックを含有する
黒色レジストとして新日鐵化学製「Ｖ−２５９ＢＫＩＳ
レジスト」を用いた以外は実施例１と同様にして、カラ
ーフィルターを作製した。水処理後のブラックマトリク
ス基板の純水に対する接触角は、ガラス基板表面：５° ブラックマトリクス表面：１２８° であった。

【０１１６】インク拡がり性についても評価したとこ
ろ、２０ｐｌのインクで開口部内に十分に濡れ拡がって
いた。また、該ブラックマトリクス表面の平均粗さ（Ｒ
ａ）は１０．３ｎｍ、ガラス基板表面の平均粗さ（Ｒ
ａ）は０．７４３ｎｍ、ガラス基板表面のフッ素化合物
量は水処理後が水処理前のＢａＦ⁺規格化値相対比で
０．０４２％であった。本例で得られた全てのカラーフ
ィルターについて、白抜けは観察されず、着色部表面も
平坦であった。

【０１１７】（実施例３）プラズマ処理においてＣＦ₄
とＯ₂との混合ガスをそれぞれガス流量で６４ｓｃｃ
ｍ、１６ｓｃｃｍで導入する以外は実施例１と同様にし
て、カラーフィルターを作製した。水処理後のブラック
マトリクス基板の純水に対する接触角は、ガラス基板表面：７° ブラックマトリクス表面：１３３° であった。また、水処理前のガラス基板表面の平均粗さ
（Ｒａ）は０．２１７ｎｍであった。

【０１１８】インク拡がり性についても評価したとこ
ろ、２０ｐｌのインクで開口部内に十分に濡れ拡がって
いた。また、該ブラックマトリクス表面の平均粗さ（Ｒ
ａ）は５．２ｎｍ、ガラス基板表面の平均粗さ（Ｒａ）
は０．７６１ｎｍ、ガラス基板表面のフッ素化合物量は
水処理後が水処理前のＢａＦ⁺規格化値相対比で０．０
４８％であった。本例で得られた全てのカラーフィルタ
ーについて、白抜けは観察されず、着色部表面も平坦で
あった。

【０１１９】（実施例４）実施例１で用いた黒色レジス
トの代わりに、カーボンブラックを含まない透明感光性
樹脂である富士フイルムオーリン製「ＣＴ−２０００
Ｌ」を用い、その他は実施例１と同様にしてカラーフィ
ルターを作製した。水処理後のマトリクスパターン基板
の純水に対する接触角は、ガラス基板表面：６° マトリクスパターン表面：６２° であった。

【０１２０】インク拡がり性についても評価したとこ
ろ、２０ｐｌのインクで開口部内に十分に濡れ拡がって
いた。また、該マトリクスパターン表面の平均粗さ（Ｒ
ａ）は１．５ｎｍ、ガラス基板表面の平均粗さ（Ｒａ）
は０．７８７ｎｍ、ガラス基板表面のフッ素化合物量は
水処理後が水処理前のＢａＦ⁺規格化値相対比で０．０
４５％であった。

【０１２１】本例で得られた全てのカラーフィルターに
ついて、白抜けは観察されなかった。また、着色部表面
が凸形状であったため、着色部とマトリクスパターンと
の境界部で若干濃度が薄くなっていた。

【０１２２】（実施例５）実施例１と同様の方法により
プラズマ処理まで実施した基板に、水処理に使用する純
水温度を５０℃とし、処理時間を３０ｓｅｃとする以外
は、実施例１と同様にしてカラーフィルターを作製し
た。水処理後のブラックマトリクス基板の純水に対する
接触角は、ガラス基板表面：８° ブラックマトリクス表面：１２４° であった。

【０１２３】インク拡がり性についても評価したとこ
ろ、２０ｐｌのインクで開口部内に十分に濡れ拡がって
いた。また、該ブラックマトリクス表面の平均粗さ（Ｒ
ａ）は１０．５ｎｍ、ガラス基板表面の平均粗さ（Ｒ
ａ）は０．７５３ｎｍ、ガラス基板表面のフッ素化合物
量は水処理後が水処理前のＢａＦ⁺規格化値相対比で
０．０４１％であった。本例で得られた全てのカラーフ
ィルターについて、白抜けは観察されず、着色部表面も
平坦であった。

【０１２４】（実施例６）実施例１と同様の方法により
プラズマ処理まで実施した基板に、純水シャワー洗浄装
置を用いて水処理を行ないカラーフィルターを作製し
た。シャワーリング時間は３０ｓｅｃ、純水温度は３５
℃に設定した。乾燥条件は実施例１と同様にした。水処
理後のブラックマトリクス基板の純水に対する接触角
は、ガラス基板表面：７° ブラックマトリクス表面：１２６° であった。

【０１２５】インク拡がり性についても評価したとこ
ろ、２０ｐｌのインクで開口部内に十分に濡れ拡がって
いた。また、該ブラックマトリクス表面の平均粗さ（Ｒ
ａ）は１２．３ｎｍ、ガラス基板表面の平均粗さ（Ｒ
ａ）は０．７７１ｎｍ、ガラス基板表面のフッ素化合物
量は水処理後が水処理前のＢａＦ⁺規格化値相対比で
０．０４５％であった。本例で得られた全てのカラーフ
ィルターについて、白抜けは観察されず、着色部表面も
平坦であった。

【０１２６】（実施例７）実施例１と同様の方法により
プラズマ処理まで実施した基板に、高圧スプレー洗浄装
置を用いて水処理を行ないカラーフィルターを作製し
た。高圧スプレーには純水を使用し、スプレー圧は６．
８６×１０⁶Ｎ／ｍ²（７０ｋｇｆ／ｃｍ²）に設定し
た。乾燥条件は実施例１と同様にした。水処理後のブラ
ックマトリクス基板の純水に対する接触角は、ガラス基板表面：５° ブラックマトリクス表面：１２４° であった。

【０１２７】インク拡がり性についても評価したとこ
ろ、２０ｐｌのインクで開口部内に十分に濡れ拡がって
いた。また、該ブラックマトリクス表面の平均粗さ（Ｒ
ａ）は９．９ｎｍ、ガラス基板表面の平均粗さ（Ｒａ）
は０．７４８ｎｍ、ガラス基板表面のフッ素化合物量は
水処理後が水処理前のＢａＦ⁺規格化値相対比で０．０
４４％であった。本例で得られた全てのカラーフィルタ
ーについて、白抜けは観察されず、着色部表面も平坦で
あった。

【０１２８】（実施例８）薄膜プロセスによって形成さ
れた、配線膜及び絶縁膜等が多層に積層されてなるＴＦ
Ｔ駆動基板上に画素（発光層）単位に、透明電極として
ＩＴＯをスパッタリングにより厚さ４０ｎｍに形成し、
フォトリソ法により、画素形状に従ってパターニングを
行った。

【０１２９】次に発光層を充填する隔壁を形成した。透
明感光性樹脂（富士フイルムオーリン製「ＣＴ−２００
０Ｌ」）を塗布し、所定の露光、現像、ポストベ−ク処
理を行って、上記のＩＴＯ透明電極上に膜厚０．４μ
ｍ、７５μｍ×２２５μｍの長方形の開口部を有する透
明なマトリクスパターンを作成した。該基板を実施例１
と同様な条件でＯ₂を用いたドライエッチング処理とＣ
Ｆ₄を用いたプラズマ処理を行った。実施例１における
ガラス基板の表面粗さと同様にＩＴＯ透明電極の表面粗
さを評価したところ、平均粗さ（Ｒａ）は３１．５ｎｍ
であった。続いて、高圧スプレー洗浄装置を用いて水処
理を行なった。ＩＴＯ透明電極上と透明マトリクスパタ
ーン上それぞれの純水に対する接触角を測定したとこ
ろ、ＩＴＯ透明電極上：１７° 透明マトリクスパターン上：６１° であった。

【０１３０】ＩＴＯ透明電極上のインク拡がり性を評価
する為に、２０ｐｌのインクを付与したところ、インク
は十分に濡れ拡がりインク液滴径を測定することは困難
であった。また、マトリクスパターン表面の平均粗さ
（Ｒａ）は２．３５ｎｍ、ＩＴＯ透明電極表面の平均粗
さ（Ｒａ）は３２．１ｎｍ、ＩＴＯ透明電極表面のフッ
素化合物量は水処理後が水処理前のＣＦ₃ ⁺規格化値相対
比で０．０４１％であった。

【０１３１】次に上記隔壁の開口部内にインクジェット
記録装置を用いてインクを付与した。インクとしては、
電子輸送性２，５−ビス（５−ｔｅｒｔ−ブチル−２−
ベンゾオキサゾルイル）−チオフェン〔蛍光ピーク４５
０ｎｍをもつ電子輸送性青色発光色素であり、発光中心
形成化合物の１つである。以下、「ＢＢＯＴ」と記す〕
を、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール〔分子量１５０，０
００、関東化学社製、以下、「ＰＶＫ」と記す〕よりな
るホール輸送性ホスト化合物中に３０重量％で分子分散
させることができるよう、両者をジクロロエタン溶液に
溶解させた。もう１つの発光中心形成化合物であるナイ
ルレッドを前記ＰＶＫ−ＢＢＯＴのジクロロエタン溶液
に０．０１５モル％となるように溶解して調製した。イ
ンクジェット法により透明樹脂で囲まれた隔壁内に上記
インクを充填、乾燥し、厚さ２００ｎｍの発光層を形成
した。このとき、各画素（発光層）は独立し、上記イン
クが隣接画素間で混ざることはなかった。

【０１３２】さらに発光層上に、Ｍｇ：Ａｇ（１０：
１）を真空蒸着させて厚さ２００ｎｍのＭｇ：Ａｇ陰極
を作った。このようにして作ったＥＬ素子の各画素に１
８Ｖの電圧を印加したところ、４８０ｃｄ／ｍ²の均一
な白色発光が得られた。

【０１３３】（比較例１）水処理を行わない以外は実施
例１と同様にして、カラーフィルターを作製した。ブラ
ックマトリクス基板の純水に対する接触角は、ガラス基板表面：６° ブラックマトリクス表面：１２９° であった。

【０１３４】インク拡がり性についても評価したとこ
ろ、２０ｐｌのインクでインクは濡れ拡がることなく、
インク液滴径４３μｍとなった。また、該ブラックマト
リクス表面の平均粗さ（Ｒａ）は５．５ｎｍであった。
ガラス基板表面の平均粗さ（Ｒａ）は０．２１７ｎｍで
あった。本例で得られた全てのカラーフィルターにおい
て全着色部に白抜けが観察された。また、インクの付与
量が４００ｐｌ以上のカラーフィルターについても、白
抜けが観察された。着色部表面の平坦性は白抜けが発生
したため、評価できなかった。

【０１３５】（比較例２）水処理を行わない以外は実施
例２と同様にして、カラーフィルターを作製した。ブラ
ックマトリクス基板の純水に対する接触角は、ガラス基板表面：５° ブラックマトリクス表面：１３１° であった。

【０１３６】インク拡がり性についても評価したとこ
ろ、２０ｐｌのインクでインクは濡れ拡がることなく、
インク液滴径４８μｍとなった。また、該ブラックマト
リクス表面の平均粗さ（Ｒａ）は２．５ｎｍであった。
本例で得られた全てのカラーフィルターにおいて全着色
部に白抜けが観察された。また、インクの付与量が４０
０ｐｌ以上のカラーフィルターについても、白抜けが観
察された。着色部表面の平坦性は白抜けが発生したた
め、評価できなかった。

【０１３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
混色及び白抜けのない画素を備えた光学素子をインクジ
ェット方式により簡易なプロセスによって歩留まり良く
製造することができ、着色部内で濃度ムラのないカラー
フィルター、発光層内で発光輝度ムラのないＥＬ素子を
歩留まり良く提供することができる。よって、上記カラ
ーフィルターを用いて、カラー表示特性に優れた液晶素
子をより安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学素子の製造方法の一実施形態の工
程図である。

【図２】本発明の光学素子の製造方法の一実施形態の工
程図である。

【図３】インクジェット方式による光学素子の製造方法
において発生する白抜けの概念図である。

【図４】本発明の製造方法において用いうるプラズマ発
生装置の構成の一例を示す模式図である。

【図５】本発明の製造方法において用いうるプラズマ発
生装置の他の構成を示す模式図である。

【図６】本発明の光学素子の一実施形態であるカラーフ
ィルターの一例の断面模式図である。

【図７】本発明の液晶素子の一実施形態の断面模式図で
ある。

【図８】本発明の光学素子の他の実施形態であるエレク
トロルミネッセンス素子の一例の断面模式図である。

【符号の説明】

１支持基板２樹脂組成物層３隔壁４開口部５インクジェットヘッド６インク７画素３１透明基板３３隔壁３６インク３８白抜け部分４１上部電極４２下部電極４３被処理基板４４高周波電源６１透明基板６２ブラックマトリクス６３着色部６４保護層６７共通電極６８配向膜６９液晶７１対向基板７２画素電極７３配向膜８１駆動基板８２隔壁８３発光層８４透明電極８６金属層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩田研逸東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2C056 EA04 EA24 FB01 2H048 BA02 BA11 BA15 BA28 BA29 BA55 BA64 BB14 BB15 BB22 BB28 BB37 BB41 BB43 2H090 JC09 JC19 LA15 LA17 2H091 FA02Y FA34Y FA43Y FA44Y FB12 FB13 FC25 FC26 FC27 FC29 LA15 LA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持基板上に複数の画素と、隣接する画
素間に位置する隔壁とを少なくとも有する光学素子の製
造方法であって、支持基板上に樹脂組成物からなる隔壁
を形成する工程と、少なくともフッ素原子を含有するガ
ス雰囲気下で上記支持基板にプラズマ照射するプラズマ
処理工程と、上記プラズマ処理を施した支持基板表面に
水を接触させる水処理工程と、インクジェット方式によ
り隔壁に囲まれた領域にインクを付与して画素を形成す
る工程とを少なくとも有することを特徴とする光学素子
の製造方法。
【請求項２】上記水処理工程が、支持基板を水中に浸
漬し、超音波を照射する工程である請求項１に記載の光
学素子の製造方法。
【請求項３】上記水処理工程が、支持基板に水をシャ
ワーリングする工程である請求項１に記載の光学素子の
製造方法。
【請求項４】上記水処理工程に用いる水が純水である
請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項５】上記プラズマ処理工程に先立って、酸
素、アルゴン、ヘリウムから選択される少なくとも１種
のガス雰囲気下で、上記支持基板にプラズマ照射するド
ライエッチング処理を行う請求項１〜４のいずれかに記
載の光学素子の製造方法。
【請求項６】上記隔壁をカーボンブラックを含む樹脂
組成物で形成する請求項１〜５のいずれかに記載の光学
素子の製造方法。
【請求項７】上記プラズマ処理工程で導入するガス
が、ＣＦ₄、ＳＦ₆、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、Ｃ₅Ｆ₈
から選択される少なくとも１種のハロゲンガスである請
求項１〜６のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項８】上記プラズマ処理工程で導入するガス
が、ＣＦ₄、ＳＦ₆、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、Ｃ₅Ｆ₈
から選択される少なくとも１種のハロゲンガスとＯ₂ガ
スとの混合ガスであり、Ｏ₂の混合比率が３０％以下で
ある請求項１〜６のいずれかに記載の光学素子の製造方
法。
【請求項９】上記水処理工程において、支持基板を水
に接触させた後、１００℃以下で乾燥する請求項１〜８
のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
【請求項１０】上記インクが少なくとも硬化成分、
水、有機溶剤を含有する請求項１〜９のいずれかに記載
の光学素子の製造方法。
【請求項１１】上記支持基板が透明基板であり、上記
インクが着色剤を含有し、上記画素が着色部であるカラ
ーフィルタを製造する請求項１に記載の光学素子の製造
方法。
【請求項１２】上記インクが蛍光性材料を含有し、画
素が発光層であり、該発光層を挟んで上下に電極を有す
るエレクトロルミネッセンス素子を製造する請求項１に
記載の光学素子の製造方法。
【請求項１３】支持基板上に複数の画素と、隣接する
画素間に位置する隔壁とを少なくとも有し、請求項１〜
１０のいずれかに記載の光学素子の製造方法により製造
されたことを特徴とする光学素子。
【請求項１４】上記隔壁が遮光層である請求項１３に
記載の光学素子。
【請求項１５】上記支持基板が透明基板であり、上記
画素が着色剤を含有するインクで形成された着色部であ
り、複数色の着色部を備えたカラーフィルタである請求
項１３または１４に記載の光学素子。
【請求項１６】上記着色部上に保護層を有する請求項
１５に記載の光学素子。
【請求項１７】表面に透明導電膜を有する請求項１５
または１６に記載の光学素子。
【請求項１８】上記画素が蛍光性材料からなる発光層
であり、該発光層を挟んで上下に電極を有するエレクト
ロルミネッセンス素子である請求項１３または１４に記
載の光学素子。
【請求項１９】一対の基板間に液晶を挟持してなり、
一方の基板が請求項１５〜１７のいずれかに記載の光学
素子を用いて構成されたことを特徴とする液晶素子。