JP2006163306A - カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光遮蔽層、及び着色パターンを、マスクを使ったフォトリソグラフィ法を用いることなく、大画面にも対応し得る良好な寸法精度及び低コストで形成して、色むらのない高精細なカラーフィルタを得る。
【解決手段】透明基板に印刷法を用いて光遮蔽層を形成し、光遮蔽層間に水溶性高分子層を充填してほぼ平坦化した後、撥インク剤層を全面塗布し、水溶性高分子を溶解除去して光遮蔽層上に撥インク剤層形成し、光遮蔽層間に開口部を得、この開口部内にインクジェットインクを吐出してカラーフィルタを製造する。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えばカラー液晶表示装置等のカラー表示装置等に用いられるカラーフィルタの製造方法に関する。

例えばカラー液晶表示装置等に使用されるカラーフィルタは、透明基板上に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の三色の着色パターンが規則正しく例えばドット状あるいはストライプ状に配列されたもので、各着色層間には、各着色層を光学的に分離するための隔壁となる格子状あるいはストライプ状の光遮蔽層いわゆるブラックマトリクスが設けられている。このようなカラーフィルタでは、従来より、透明基板上に、ブラックマトリクス、及び３色の着色パターンの各層を、各々、レジスト塗布、露光、及び現像工程等を繰り返すフォトリソグラフィー法を利用して形成していた。フォトリソグラフィー法を用いるとパターン精度は良好となるけれども、作業工程数が多く、コスト高になるという問題があった。

特に、近年の表示装置の大画面化の傾向に伴い、広い面積に適用しても、低コストで、パターン精度の良好なカラーフィルタの製造方法が望まれていた。

このようなことから、ブラックマトリクスをフォトリソグラフィー法で形成し、３色の着色パターンを、フォトリソグラフィー法に代えて、インクジェット法を用いて形成する方法がある（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、フォトリソグラフィー法を用いて形成されるブラックマトリクスは、ブラックマトリクスに含まれる遮光成分に起因して露光不良が発生しやすいという問題があった。

そこで、ブラックマトリクスを、フォトリソグラフィー法に代えて、印刷法を用いて形成する方法が提案されている。

このブラックマトリクスは、高精細な着色パターンを得るためには、その断面が矩形であることが望ましい。ブラックマトリクスを印刷するために使用されるインク中の溶剤成分が多いと、溶剤が揮発した後に得られたブラックマトリクスの断面が丸みを帯びてしまうことから、ブラックマトリクスの好適な印刷方法として、例えば使用されるインク中の溶剤成分が少なく、広い面積にわたり高精細パターンが得られる反転印刷を用いることが考えられる。

この反転印刷では、ブランケットにインクを均一に塗布し、凹版を用いて不要のインクを除去し、反転パターンをブランケット上に形成した後、基板上に一括転写する。このとき、使用されるインク中には、ブランケットからの離形性を上げるため、離形剤が十分に添加される。しかしながら、この離形剤は、反転印刷後のベーク処理でブラックマトリクスから溶出し、ブラックマトリクス表面のみならず基板表面にまで広がる場合がある。その結果、ブラックマトリクスによる隔壁間の基板上に３色の着色パターンをインクジェット印刷により形成する際に、インクがはじかれて隔壁間に十分に載らず、白抜けが発生し、その結果、カラーフィルタの色むらを生じるという問題があった。
特開平６−３４７６３７号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、光遮蔽層、及び着色パターンを、マスクを使ったフォトリソグラフィ法を用いることなく、大画面にも対応し得る良好な寸法精度及び低コストで形成し得、色むらのない高精細なカラーフィルタを製造する方法を提供することを目的とする。

本発明は、透明基板上に印刷法により所定のパターンを有する光遮蔽層を形成する工程、該光遮蔽層間の該透明基板上に、水溶性高分子層を充填する工程、該光遮蔽層及び該水溶性高分子層の表面に撥インク剤層を一様に形成する工程、水系溶剤にて該水溶性高分子層を溶解し、該水溶性高分子層上の撥インク剤層と共に除去することにより、該光遮蔽層表面とその上にパターン加工された撥インク剤層との積層を設け、該積層間に開口部を得る工程、及び該開口部に、インクジェット法により着色インクを吐出し、着色層を形成する工程を具備するカラーフィルタの製造方法を提供する。

本発明において、好ましくは、前記印刷法として反転印刷法を使用することができる。

本発明において、好ましくは、前記反転印刷法には、離形剤を含有する光遮蔽層形成用インクを用いることができる。

本発明において、好ましくは、前記水溶性高分子層を形成する工程の前に、印刷された光遮蔽層を加熱する工程をさらに具備することができる。

本発明において、好ましくは、前記印刷された光遮蔽層を加熱する工程と前記水溶性高分子層を形成する工程との間に、前記光遮蔽層が形成された前記透明基板表面を紫外線オゾン洗浄に供する工程をさらに具備することができる。

本発明において、好ましくは、前記撥インク剤層は反転印刷法により形成することができる。

本発明の方法を用いると、その光遮蔽層、及び着色パターンを、マスクを使ったフォトリソグラフィ法を用いることなく、大画面にも対応し得る良好な寸法精度及び低コストで形成することができるので、色むらのない高精細なカラーフィルタが得られる。

本発明は、透明基板上に印刷法により所定のパターンを有する光遮蔽層を形成する工程、光遮蔽層間の開口部に、インクジェット法により着色インクを吐出し、着色層を形成する工程を具備するカラーフィルタの製造方法において、着色層を形成する工程の前に、光遮蔽層間の透明基板上に、水溶性高分子層を充填する工程、及びその後、光遮蔽層及び水溶性高分子層の表面に撥インク剤層を一様に形成する工程、及び水系溶剤にて水溶性高分子層を溶解し、水溶性高分子層上の撥インク剤層と共に除去することにより、光遮蔽層表面とその上にパターン加工された撥インク剤層との積層を設け、積層間に開口部を得る工程をさらに具備することを特徴とする。

本発明の方法によれば、光遮蔽層を印刷法により形成し、さらに、着色層をインクジェット法により形成することにより、光遮蔽層あるいは着色層をフォトリソグラフィー法により形成した場合に比べて、レジスト及び現像液等の材料の削減、作業工程数の削減、作業時間の短縮が可能となり、カラーフィルタの製造を格段に低コスト化することができる。

また、本発明の方法によれば、撥インク剤層が、透明基板上に光遮蔽層により形成された凸部間の凹部を水溶性高分子層により充填した表面に、パターン加工することなくほぼ一様に形成され、かつこの撥インク剤層のパターン加工は、単に水系溶剤で水溶性高分子を溶解するだけなので、露光工程が必要なく、作業工程が簡便であり、低コストである。

さらに、本発明の方法によれば、透明基板上に形成された、光遮蔽層と、撥インク剤層とを含む積層から構成される隔壁の最上層が、光遮蔽層よりも高い撥インク性を有するため、インクジェット印刷により吐出された着色インクが、隔壁上面ではじかれ、開口部内で容易に受容されて、転写むらによる白抜けの防止が可能となり、また、隔壁を越えて隣接する開口部にインクが移行しにくく、混色の防止が可能となる。このため、本発明の方法を用いると、色むらのない、高精細なカラーフィルタを製造することができる。

さらに、本発明の方法は寸法精度が良好であり、色むらが発生しにくいため、例えば３６０ｍｍ×４６０ｍｍ以上の大画面の大きさのカラーフィルタに十分対応し得る。

以下、図面を用いて本発明をより詳細に説明する。

図１ないし図６に、本発明に係るカラーフィルタの製造方法の一例を説明するための図を示す。

図１に示すように、透明基板１を用意し、その一主面上に印刷法により光遮蔽層４を例えば格子状あるいはストライプ状に形成する。

反転印刷法により所定のパターンを有する光遮蔽層４を形成した後、好ましくは加熱いわゆるポストベークを行うことができる。これにより、印刷された光遮蔽層４を熱硬化すると共に、透明基板１上に強固に固着させることができる。加熱温度は、例えば１５０℃ないし２３０℃にすることができる。印刷により形成された光遮蔽層には、着色パターンを形成する際に用いられるインクジェットインクをはじく成分が含まれることがある。ポストベークにより、光遮蔽層表面にこの成分が溶出することがある。このようなときには、ポストベーク後に紫外線オゾン洗浄等を行い、この成分を除去することができる。また、溶出したこの成分が光遮蔽層４間の透明基板表面まで至るときには、紫外線オゾン洗浄等によりこの成分を除去することがより好ましい。

次に、図２に示すように、透明基板の光遮蔽層４間に、水溶性高分子層１５を充填する。

その後、光遮蔽層４及び水溶性高分子層１５表面に、図３に示すように、撥インク剤層１２を一様に形成する。

続いて、図４に示すように、水系溶剤例えばアルカリ水溶液により、水溶性高分子層１５を溶解し、水溶性高分子層１５上の撥インク剤層と共に除去することにより、光遮蔽層４表面とその上にパターン加工された撥インク剤層１２ａとの積層を設け、該積層間に開口部を得る。

得られた積層は、その最上層となる撥インク剤層１２ａが撥インク性を持ち、またその下の光遮蔽層４は撥インク剤層１２ａより撥インク性が低いので、吐出されるインクは隔壁上面ではじかれ、また開口部内では十分に受容され得る。

その後、図５に示すように、インクジェット装置に、着色パターン塗布インク８例えば赤色着色インク８Ｒ、緑色着色インク８Ｇ、及び青色着色インク８Ｂを各々適用し、インクジェットノズル７例えば赤色用インクジェットノズル７Ｒ、緑色用インクジェットノズル７Ｇ、及び青色用インクジェットノズル７Ｂより、開口部に、各色の着色インク８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを所定の配列で吐出する。各色の着色インク８Ｒ，８Ｇ，８Ｂは、上記積層からなる隔壁により、互いに隣接する開口部にはみ出すことなく、所定の開口部内に受容され得る。このため、各色の着色インク８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ間の混色、それによる黒欠陥が発生しにくく、及び着色層の塗布むら（白抜け）、それによる色むらは発生しにくい。

このようにして、図６に示すように、透明基板１上に、所定のパターンを有する、光遮蔽層４及び撥インク剤層１２ａの積層と、この積層間に規則正しく配列された、赤色着色層１１Ｒ、緑色着色層１１Ｇ、及び青色着色層１１Ｂを有する着色パターン１１とを含むカラーフィルタ１０が形成される。

透明基板としては、例えばガラス基板、石英基板、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、及びポリアクリレート等のプラスチックシート及びプラスチックフィルムを好適に使用することができる。

光遮蔽層は、光遮蔽層印刷用のインク組成物を用いて印刷され得る。このインク組成物は、インク用バインダ樹脂と黒色遮光材とを含有し得る。

黒色遮光材としては、例えば黒色顔料、黒色染料、カーボンブラック、アニリンブラック、黒鉛、及び鉄黒からなる群から選択され得る。このインク組成物には、さらに酸化チタン、無機顔料、及び有機顔料を混合することができる。

光遮蔽層は、例えばストライプ状あるいは格子状のパターンで形成することができる。これらのパターンの幅は、例えば５μｍないし５０μｍにすることができる。また、光遮蔽層の厚さは、０．５μｍないし１．５μｍにすることができる。

印刷法としては、例えば反転印刷法、凸版オフセット印刷法、及び平板印刷法等があげられる。好ましくは反転印刷法を使用することができる。

図７ないし図９に、反転印刷法を用いた光遮蔽層の形成工程を説明するための図を示す。

図中、２２は光遮蔽層形成用インクを定量塗布する塗布ユニット、２４は塗布ユニット２２から光遮蔽層形成用インクを受容し、インク層２３を支持する回転可能な円筒形のブランケット胴、３２はブランケット胴上に設置されたブランケット、２５は、光遮蔽層の反転パターンに応じた凹状パターンを有し、ブランケット３２上のインク層２３から不要な部分を取り除くための剥離部材を、各々示す。

まず、図７に示すように、ブランケット胴２４を回転移動することにより、塗布ユニット２２内からインクを受容し、ブランケット３２上に一様なインク層２３を塗布する。

次に、図８に示すように、インク層２３上に剥離部材２５を当接し、インク層２３から不要な部分を取り除き、ブランケット２４上に光遮蔽層の反転パターン３１を形成する。

その後、図９に示すように、反転パターン３１が形成されたブランケット２４上に透明基板２７を当接して、透明基板２７上に反転パターン３１を転写し、光遮蔽層２６を形成する。

塗布ユニットとしては、スリットコーター、及びダイコーター等の塗布装置を使用することが出来る。

反転印刷に使用される光遮蔽層形成用インク組成物は、上記黒色遮光材とインク用バインダ樹脂、離形剤、溶媒、及び分散剤等を含有し得る。

インク用バインダ樹脂としては、例えばカゼイン、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選択し得る。耐熱性や耐光性が要求される際には、例えばアクリル樹脂を好ましく用いることができる。インク用バインダ樹脂の含有量は、インク組成物全重量に対し、好ましくは５重量％ないし５０重量％である。

溶媒としては、インク組成物の塗布性、分散剤安定性などを考慮して、適宜選択されたものが使用でき、例えばトルエン、キシレン、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジグライム、及びシクロヘキサノン等があげられる。溶媒の含有量は、インク組成物全重量に対し、好ましくは５重量％ないし５０重量％である。

離形剤としては例えばケイ素および／またはフッ素の原子を含む材料例えばフッ素樹脂系部材、及びシリコーン樹脂系部材が使用され、フッ素樹脂系部材としては、含フッ素モノマーもしくはオリゴマー（低分子化合物）、シリコーン樹脂系部材としては、含ケイ素モノマーまたはオリゴマー（低分子化合物）を使用することができる。離形剤の含有量は、インク組成物全重量に対し、好ましくは０．０１重量％ないし５重量％、より好ましくは０．１重量％ないし０．５重量％である。

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等、イオン性界面活性剤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等、その他、有機顔料誘導体、及びポリエステルなどがあげられる。分散剤はこれらを単独、あるいは二種類以上を混合して使用することができる。分散剤の含有量は好ましくは０．１重量％ないし２０重量％である。

剥離部材は、適度の硬さと寸法安定性、加工性を有する材料が好ましく、例えばガラス、金属、及びプラスチックから選択され得る。ブランケットは、光遮蔽層形成用インク組成物との組み合わせで好適に選択され、高分子フィルムやゴムのようにある程度の硬度と柔軟性を有する材料であることが好ましく、例えば、フッ素系樹脂、ポリアクリレート、シリコーン樹脂、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエーテルスルホン、シリコーン系エラストマー、フッ素系エラストマー、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴムまたはこれらの混合物が用いられる。

この反転印刷法では、転写時にブランケットからインク層を剥離しやすくするために離形剤を含有する光遮蔽層形成用インクが好ましく使用される。反転印刷法により形成された光遮蔽層を用いると、光遮蔽層形成後のポストベークにより光遮蔽層から離形剤が溶出し、光遮蔽層上面、側面、及び光遮蔽層間の開口部の透明基板表面等に広がる傾向がある。光遮蔽層側面及び開口部にこのような離形剤があると、着色パターン塗布インクがはじかれて開口部に受容されず、いわゆる白抜けが生じ、その結果、色むらとなる傾向がある。このため、上記ポストベークの後、透明基板の第１の主面及び第１の主面上に形成された光遮蔽層を紫外線オゾン洗浄に供し、光遮蔽層から溶出した離形剤を除去することができる。

紫外線オゾン洗浄では、例えばオゾン雰囲気の濃度は数十から数万ｐｐｍとし、紫外線を５〜１０００ｍＷの露光量で、１ないし１０分照射する。これにより、有機物を分解することができる。なお、使用するＵＶランプとしては、例えば低・中出力（５０〜２００ｍＷ）、あるいは高出力（５００〜５０００ｍＷ）のものが使用できる。

水溶性高分子層は、水溶性高分子組成物を例えばスピンコーター、バーコーター、ロールコーター、ダイコーター、グラビアコーター等の塗布手段を用いて塗布することにより形成することができる。

このとき、水溶性高分子層の厚さは、透明基板上に形成された光遮蔽層間を埋めてほぼ平坦化し得る厚さに調整され得る。

水溶性高分子組成物に使用される高分子材料としては、好ましくは純水もしくはアルカリ性水溶液に可溶な樹脂例えばノボラック樹脂、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、アクリル酸或いはメタクリル酸の共重合体などがあげられる。そしてノボラック樹脂としては、例えば、フェノール、Ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール、Ｐ−クレゾール、キシレノール、トリメチルフェノール、ｔ−ブチルフェノール、エチルフェノール、２−ナフトール、１，３−ジヒドロキシナフタレン等のフェノール類の１種又は２種以上と、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド等のアルデヒド類との縮重合生成物などがあげられる。これら、水溶性樹脂は、必要に応じ単独でまたは２種以上を組合せて用いることができる。

水溶性高分子組成物に使用される溶媒としては、塗布時に下層の光遮蔽層形成樹脂を溶解させない溶媒が好ましい。その代表的な溶媒を例示すると、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、メトキシプロパノール、エトキシプロパノールのようなアルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルのようなエチレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテートのようなエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジ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モノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテルのようなジエチレングリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルのようなジエチレングリコールジアルキルエーテル類、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エチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルのようなプロピレングリコールモノアルキルエーテル類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートのようなプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールジプロピオネート、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジプロピオネート、ブタンジオールジアセテートのようなグリコールのジェステル類、蟻酸エチル、蟻酸アミル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、２−エトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、３−メトキシブチルアセテート、アセト酢酸エチルのようなエステル類、トルエン、キシレンのような芳香族炭化水素類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドンのようなアミド類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルペンチルケトン、メチルヘキシルケトン、メチルアミルケトン、エチルプロピルケトン、エチルイソプロピルケトン、エチルブチルケトン、エチルイソブチルケトン、ジブチルケトン、ジペンチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、シクロオクタノンのようなケトン類、その他ジオキサン、テトラヒドロフラン、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。これらは溶剤として単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。

撥インク剤層は、好ましくは上記反転印刷法、全面に均一に形成する場合はスリットコータ、スピンコータ等の既知の塗布手段を用いて形成することができる。

より好ましくは、反転印刷法を使用することができる。例えば撥インク剤と溶剤を含む撥インク剤層形成用インクを調製し、図７に示す工程と同様にして、ブランケット上に０．３μｍの厚さを有する撥インク剤層を一様に形成した後、光遮蔽層及び水溶性高分子層が形成された透明基板を導入して、光遮蔽層及び水溶性高分子層を、撥インク剤層に当接して、光遮蔽層及び水溶性高分子層表面上に撥インク剤層を転写することができる。好ましくは、５０ないし１５０℃で１ないし１０分ベークすることができる。この場合、撥インク剤層は一様に形成されるので、剥離部材を用いてブランケット上に反転パターンを形成する必要はない。

本発明に好ましく使用される撥インク剤は、例えばフッ素系樹脂、シリコン系樹脂、パーフルオロアルキル基含有アクリレートまたはメタクリレートを主成分とする共重合オリゴマー等をあげることができる。好ましくは例えば相溶性セグメントとフッ素性セグメントのブロック共重合体、及び相溶性セグメントとシリコン系セグメントのブロック共重合体を使用することができる。これらのブロック共重合体は、改質効果の持続性が良好である。具体的には、例えばセイミケミカル社製 ランダム型オリゴマー 商品名 サーフロン、東亞合成化学社製 グラフト型オリゴマー 商品名 アロンＧ、及び日本油脂社製 ブロック型オリゴマー モディパーＦ等をあげることができる。

また、撥インク剤は、必要に応じて溶媒と混合することができる。溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、トルエン、キシレン、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、ジグライム、シクロヘキサノン、エチルベンゼン、酢酸イソアミル、酢酸Ｎ−アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテル（アセテート）、プロピレングリコールモノエチルエーテル（アセテート）、ジエチレングリコール、ジ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モノエチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、液体ポリエチレングリコール、１−メトキシ−２−プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、乳酸エチル、及びエチルエトキシプロピオネート等が用いられ、これらの溶媒は単独で、または２種類以上組み合わせて用いることができる。

例えば反転印刷法により撥インク剤層を形成する場合、撥インク剤層形成用インクは、好ましくは、撥インク剤を０．０１ないし１０重量％含有し得る。

着色パターン塗布インクは、染料及び顔料等の着色剤、インク用バインダ樹脂、分散剤、及び溶媒等を含有する。

着色パターン塗布インクに使用される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。

着色パターン塗布インクの溶媒としては、その表面張力がインク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。

着色パターン塗布インクに使用され得るバインダ樹脂としては、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。

バインダ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ク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、例えば１μｍないし２μｍの厚さで形成することができる。

実施例
以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。

光遮蔽層の形成
透明基板として、無アルカリガラス基板 コーニング社製 １７３７を用意した。

以下の光遮蔽層印刷用インク組成の材料を用意した。

光遮蔽層印刷用インク組成
インクバインダ樹脂
ポリイミド前駆体 東レ（株）製：「セミコファインＳＰ−５１０」
１０重量部
黒色遮光剤 カーボンブラック ７．５重量部
溶媒 Ｎ−メチル−２−ピロリドン （ＮＭＰ） １３０重量部
分散剤 銅フタロシアニン誘導体 ５重量部
離形剤 フッ素系低分子化合物
ビックケミージャパン株式会社製 ＢＹＫ３３３ ０．５重量部
上記組成のインク材料をビーズミル分散機に投入し、冷却しながら３時間分散して光遮蔽層印刷用インク組成物を調製した。

得られたインク組成物を、図７ないし図９に示す工程と同様にして、反転印刷法に供し、以下のように、光遮蔽層を形成した。尚、反転印刷に際し、ブランケットとしては、表面にシリコーン樹脂を被覆した金属ロールを使用した。また、剥離部材として、表面を光遮蔽層パターンの反転パターンを応じた凸凹パターンに加工した平板状ガラスを使用した。

まず、インク組成物をブランケット上にスリットコーター法により塗布し、一様なインク層を形成した。

次に、剥離部材によって不要な部分を除去し、ブランケット上に光遮蔽層パターンの反転パターンを形成した。

その後、反転パターンが形成されたブランケット上に透明基板を当接して、透明基板上に反転パターンを転写し、光遮蔽層を転写した。

次いで、光遮蔽層が形成された透明基板をオーブン内に入れて、２３０℃で１時間ポストベークを行った。光遮蔽層の上部は平坦で、膜厚は１．５μｍであった。また、光遮蔽層表面に対する、後述の着色パターンのインクジェット印刷に使用する例えば光遮蔽層の接触角を測定したところ３０゜であり、得られた光遮蔽層表面が着色パターン塗布インクに対して、撥インク性が有ることを確認した。また、光遮蔽層のＯＤ値（光学濃度）は３であり、充分な遮光性を有することから、光遮蔽層として使用できることを確認した。

尚、ＯＤ値は、１μｍの試料の入射光強度Ｉ₀、透過光強度Ｉから次式によって求めた。

ＯＤ＝−ｌｏｇ（Ｉ／Ｉ₀）
その後、光遮蔽層が形成された透明基板を、照度５０ｍＷ、露光量５００ｍＪ／ｃｍ²、オゾン濃度１０万ｐｐｍの条件で紫外線オゾン洗浄処理に供した。

洗浄処理後の光遮蔽層表面に対する、上記インクの接触角を測定したところ３５゜であり、洗浄された光遮蔽層表面が着色パターン塗布インクに対して、撥インク性が低下したことを確認した。

水溶性高分子層の形成
ナス型フラスコに水８５部、イソプロピルアルコール１０部を入れ、撹拌を行いながらポリビニルアルコール ＰＶＡ２１７（商品名、クラレ（株）社製）４部を仕込み、加熱を始め、液温が約９５℃に到達後、６０分加熱撹拌を行った。得られた溶液にレベリング剤 ビックケミー・ジャパン株式会社製 商品名 ＢＹＫ３０２ ０．２部を後添加し水溶性高分子塗布液を調整した。

上記光遮蔽層が形成された基板に、水溶性高分子塗布液をスピンコーターにて膜厚１．２μｍの厚さに塗布し、乾燥することにより、光遮蔽層間の凹部を水溶性高分子層で充填してほぼ平坦化し、露出しているガラス基板表面をほぼ平坦化した。なお、水溶性高分子層の高さよりも光遮蔽層の高さが多少高い方が、光遮蔽層上に撥インク層を転写しやすくなり、好ましい。

撥インク剤層の形成
溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドンを使用し、５重量％の 撥インク剤 パーフルオロ基含有オリゴマー 大日本インキ化学工業株式会社製「Ｆ１７９」を含有する撥インク剤層形成用インキを調製した。

ブランケットとして、シリコーン樹脂を被覆した金属ロールを用意し、図８に示す工程と同様にして、スリットコータに撥インク剤層形成用インキを導入して、ブランケット上に撥インク剤層を０．３μｍの厚さで塗布した。

その後、光遮蔽層及び水溶性高分子層が形成されたガラス基板を導入して、撥インク剤層を、光遮蔽層及び水溶性高分子層表面上に当接して転写した。

転写後、オーブン中で、２３０℃、１０分間の条件で、ベークを行った。

その後、アルカリ溶液に、２分間浸漬することにより、光遮蔽層間の領域の水溶性高分子層及び撥インク剤層を、溶解除去し、光遮蔽層間に開口部を得た。

着色インクの調製
メタクリル酸２０部、メチルメタクリレート１０部、ブチルメタクリレート５５部、ヒドロキシエチルメタクリレート１５部を乳酸ブチル３００ｇに溶解し、窒素雰囲気下でアゾビスイソブチルニトリル０．７５部を加え７０℃にて５時間の反応により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を樹脂濃度が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で希釈し、アクリル共重合体樹脂の希釈液を得た。

この希釈液８０．１ｇに対し、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。

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、及び青色着色インクを得た。

カラーフィルタの作製
上記開口部に対して、赤色、緑色、及び青色着色インクを使用し、１２ｐｌ、１８０ｄｐｉヘッドを搭載したインク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。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、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。

本発明に係るカラーフィルタの製造方法の一例を説明するための図 本発明に係るカラーフィルタの製造方法の一例を説明するための図 本発明に係るカラーフィルタの製造方法の一例を説明するための図 本発明に係るカラーフィルタの製造方法の一例を説明するための図 本発明に係るカラーフィルタの製造方法の一例を説明するための図 本発明に係るカラーフィルタの製造方法の一例を説明するための図 反転印刷法を用いた光遮蔽層の形成工程を説明するための図 反転印刷法を用いた光遮蔽層の形成工程を説明するための図 反転印刷法を用いた光遮蔽層の形成工程を説明するための図

符号の説明

１，２７…透明基板、２…第１の主面、３…第２の主面、４，２６…光遮蔽層、１５…水溶性高分子層、７…インクジェットノズル、８…着色パターン塗布インク、１０…カラーフィルタ、１１…着色層、１２…撥インク剤層、２３…光遮蔽層形成用インク層、２４…ブランケット、２５…剥離部材、３１…反転パターン、３２…ブランケット

Claims (6)

1. 透明基板上に印刷法により所定のパターンを有する光遮蔽層を形成する工程、
   該光遮蔽層間の該透明基板上に、水溶性高分子層を充填する工程、
   該光遮蔽層及び該水溶性高分子層の表面に撥インク剤層を一様に形成する工程、
   水系溶剤にて該水溶性高分子層を溶解し、該水溶性高分子層上の撥インク剤層と共に除去することにより、該光遮蔽層表面とその上にパターン加工された撥インク剤層との積層を設け、該積層間に開口部を得る工程、
   該開口部に、インクジェット法により着色インクを吐出し、着色層を形成する工程を具備するカラーフィルタの製造方法。
2. 前記印刷法として反転印刷法を使用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記反転印刷法には、離形剤を含有する光遮蔽層形成用インクを用いることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記水溶性高分子層を形成する工程の前に、印刷された光遮蔽層を加熱する工程をさらに具備する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記印刷された光遮蔽層を加熱する工程と前記水溶性高分子層を形成する工程との間に、前記光遮蔽層が形成された前記透明基板表面を紫外線オゾン洗浄に供する工程をさらに具備する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記撥インク剤層は反転印刷法により形成されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。

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