JP2007256357A

JP2007256357A - カラーフィルタおよびその製造方法

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Publication number: JP2007256357A
Application number: JP2006077316A
Authority: JP
Inventors: Tadatoshi Maeda; 忠俊前田; Madoka Teramoto; まどか寺本; Teruhiko Kai; 輝彦甲斐
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2026-03-20
Also published as: JP4873226B2

Abstract

【課題】混色不良がなく、均一で密着性がよく、はがれやクラックのない保護層またはＩＴＯ層を形成可能なカラーフィルタを提供する。
【解決手段】透明基板１上に撥インキ性を有する遮光パターンにより隔壁２を形成し、この隔壁２に仕切られた領域に着色層３を形成したカラーフィルタであり、着色層３を形成するときの遮光パターン表面をＴＯＦ−ＳＩＭＳで負イオン分析を行った結果が、全負イオンの検出強度の合計を１としたときに、フッ素イオンの検出強度が０．３〜０．６であり、着色層３形成後、ＵＶ洗浄処理を施し、遮光パターン表面をＴＯＦ−ＳＩＭＳで負イオン分析を行った結果が、全負イオンの検出強度の合計を１としたときに、フッ素イオンの検出強度が０．０５以下となるように調整し、続いて、前記着色層３上に保護層またはＩＴＯ（酸化インジウムスズ）層４を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は液晶表示装置、固体撮像素子などに用いられるカラーフィルタに関するものであり、特にインクジェット方式を利用したカラーフィルタおよびその製造方法に関する。

従来、例えばカラーフィルタの色パターンは染色法や、フォトレジスト中に顔料を分散させた、いわゆる顔料分散法によるものが中心であった。染色法、顔料分散法とも画素の再現性良く高精度にカラーフィルタが製造できるものの、何れも塗布露光現像工程を伴うフォトリソグラフィーのプロセスが多く、また樹脂として感光性樹脂を用いるためコスト高となっていた。特に顔料分散法は顔料を分散させたフォトレジストが高価で、さらなるコスト高の要因となっていた。

このため、カラーフィルタの製造方法としてコスト及び生産性の点から近年インクジェット方式によるものが注目されてきた。
インクジェット方式により着色パターンを形成すると、隣り合う画素間のインキが混合して発生する混色が問題となる。インクジェット方式で混色を防止して形成したカラーフィルタの製造方法としては特許文献１、特許文献２、特許文献３等が挙げられる。特許文献１には、ガラス基板上の所望する着色領域外への着色インキの広がりを防止するため、予め遮光パターン（ブラックマトリックス）にフッ素系撥水・撥油剤を含有させてパターン形成し、着色領域内のみに着色インクを定着させ着色層を形成するインクジェット方式が記載されている。また、特許文献２、特許文献３には、着色工程におけるインクにじみ、混色を防止するための仕切り壁として含フッ素化合物及び／または含ケイ素化合物を含有するブラックマトリックスを用い、着色領域内のみに着色インキを定着させ着色層を形成するインクジェット方式が記載されている。

また着色層形成後には、着色層を有する基板上に保護層またはＩＴＯ（酸化インジウムスズ）層を形成するのが一般的で、保護層の形成は液体状のものを塗布、乾燥、硬化の工程を経て形成される。ＩＴＯ層はスパッタにより形成するのが一般的である。しかしながら撥インキ性を有する遮光パターンを隔壁とし、この隔壁に仕切られた領域にインクジェット方式で着色層を形成したカラーフィルタでは、遮光パターンが強い撥インキ性を有するため、着色層を有する基板上に保護層を塗布する際にその塗布液をはじいてしまい膜が均一でなくなってしまう。また遮光パターンと保護層またはＩＴＯ層との密着性がかなり悪く、はがれたり、クラックが発生したりしたカラーフィルタとなる。つまりは液晶ディスプレイに用いる場合、液晶駆動時に応答ムラやコントラスト低下や表示不良など表示品質に悪影響を及ぼすという大きな問題があった。
特開平６−３４７６３７号公報特開平７−３５９１５号公報特開平７−３５９１７号公報

本発明は、以上の問題点に鑑みて考えられたものであり、撥インキ性を有する遮光パターンにより隔壁を形成し、この隔壁に仕切られた領域にインクジェット方式で着色層を形成したカラーフィルタにおいて、混色不良がなく、均一で密着性がよく、はがれやクラックのない保護層またはＩＴＯ層を形成可能なカラーフィルタを提供することを目的とするものである。

請求項１に記載の発明は、透明基板上に撥インキ性を有する遮光パターンにより隔壁を形成し、この隔壁に仕切られた領域に着色層を形成したカラーフィルタにおいて、前記着色層を形成するときの遮光パターン表面を飛行時間型二次イオン質量分析計（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）で負イオン分析を行った結果が、全負イオンの検出強度の合計を１と（正規化）したときに、フッ素イオンの検出強度が０．３〜０．６であることを特徴とするカラーフィルタである。

請求項２に記載の発明は、前記着色層形成後、ＵＶ洗浄処理を施し、前記遮光パターン表面を飛行時間型二次イオン質量分析計（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）で負イオン分析を行った結果が、全負イオンの検出強度の合計を１と（正規化）したときに、フッ素イオンの検出強度が０．０５以下であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタである。

請求項３に記載の発明は、前記着色層が、インクジェット方式により形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタである。

請求項４に記載の発明は、前記遮光パターンがカーボンブラックを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタである。

請求項５に記載の発明は、前記撥インキ性を有する遮光パターン中に含まれる撥インキ材料が、含フッ素系化合物を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルタである。

請求項６に記載の発明は、前記着色層上に少なくとも保護層を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のカラーフィルタである。

請求項７に記載の発明は、ＵＶ洗浄処理後、着色層を有する透明基板上に少なくともＩＴＯ（酸化インジウムスズ）層を有することを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載のカラーフィルタである。

請求項８に記載の発明は、透明基板上に撥インキ性を有する遮光パターンにより隔壁を形成し、この隔壁に仕切られた領域に着色層を形成するカラーフィルタの製造方法において、前記着色層を形成するときの遮光パターン表面を飛行時間型二次イオン質量分析計（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）で負イオン分析を行った結果が、全負イオンの検出強度の合計を１と（正規化）したときに、フッ素イオンの検出強度が０．３〜０．６となるように前記遮光パターンを形成し、前記着色層形成後、ＵＶ洗浄処理を施し、前記遮光パターン表面を飛行時間型二次イオン質量分析計（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）で負イオン分析を行った結果が、全負イオンの検出強度の合計を１と（正規化）したときに、フッ素イオンの検出強度が０．０５以下となるように調整し、続いて、前記着色層上に保護層またはＩＴＯ（酸化インジウムスズ）層を形成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。

本発明は、透明基板上に、例えば含フッ素系化合物のような撥インキ材料を有し、カーボンブラックを含む遮光パターンにより隔壁を形成し、この隔壁に仕切られた領域に着色層を形成したカラーフィルタであって、着色層を形成するときの遮光パターン表面を飛行時間型二次イオン質量分析計（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）で負イオン分析を行った結果が、全負イオンの検出強度の合計を１と（正規化）したときに、フッ素イオンの検出強度が０．３〜０．６であるため、つまり遮光パターンが強い撥インキ性を有するため、インクジェット方式で着色層を形成する際、隣り合う画素間のインキが混合して発生する混色不良は発生しなくなる。

また、本発明は、着色層形成後ＵＶ洗浄処理を施し、遮光パターン表面を飛行時間型二次イオン質量分析計（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）で負イオン分析を行った結果が、全負イオンの検出強度の合計を１と（正規化）したときに、フッ素イオンの検出強度が０．０５以下にしてから保護層もしくはＩＴＯ層を形成するため、その形成膜は均一で、かつ密着性がよく、はがれやクラックのないカラーフィルタとなる。つまり液晶ディスプレイに用いる場合、液晶駆動時に応答ムラやコントラスト低下や表示不良がないカラーフィルタとなる。

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明者らは上記問題点を解決するため、鋭意研究した結果、撥インキ材料を有する遮光パターンにより隔壁を形成し、この隔壁に仕切られた領域にインクジェット方式で着色層を形成したカラーフィルタであって、着色層を形成するときの遮光パターン表面を飛行時間型二次イオン質量分析計（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）で負イオン分析を行った結果が、全負イオンの検出強度の合計を１と（正規化）したときに、フッ素イオンの検出強度が０．３〜０．６であるため、つまり遮光パターンが強い撥インキ性を有するため、着色層を形成する際、混色不良は発生しなくなる。また、着色層形成後ＵＶ洗浄処理を施し、遮光パターン表面を飛行時間型二次イオン質量分析計（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）で負イオン分析を行った結果が、全負イオンの検出強度の合計を１と（正規化）したときに、フッ素イオンの検出強度が０．０５以下にしてから保護層もしくはＩＴＯ層を形成するため、保護層もしくはＩＴＯ層は均一で、かつ密着性がよく、はがれやクラックのないカラーフィルタとなる事実を見いだし、本発明を完成するに至った。

図１に、本発明のカラーフィルタの断面を模式的に示す。図中、１は透明基板、２は遮光パターンによる隔壁、３は隔壁に仕切られた領域に形成された着色層、４は必要に応じて形成される保護層もしくはＩＴＯ層である。

本発明での透明基板は、ガラス基板、石英基板、ＴＡＣ（トリアセテートセルロースフィルム）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、アクリル樹脂等その他のプラスチック等、公知の透明材料を使用することができる。通常は、透明性、強度、耐熱性、耐候性において優れたガラス基板を使うのが望ましい。

本発明での撥インキ性を有する隔壁は、基板の表面を多数の領域に区分けすると共に、この多数の領域のそれぞれに吐出されたインクの混色を防止する機能を有するものである。隔壁の形成法は印刷法、フォトリソグラフィー法等の公知の様々な方法が使用できる。また本発明では、隔壁はある程度の高さが必要となるため、遮光層と透明樹脂層とを積層して形成しても良い。隔壁を凸版印刷、平版印刷、凹版印刷、反転印刷、スクリーン印刷、ノズル吐出法など公知の印刷法で形成することも可能である。例えば、フォトリソグラフィー法によって形成する場合には、感光性を付与した感光性樹脂組成物を用いる。

隔壁を形成する方法としては、透明基板上にスピンコーター、ロールコーター、スリットコーター、カーテンコーター、ディスペンサーなど公知の方法で、隔壁を形成するための感光性樹脂組成物を塗布し、オーブン等で溶剤を乾燥させる。次に隔壁の所望のパターンが形成されたマスクを介して、透明基板上の感光性樹脂組成物を露光する。ネガ型、ポジ型の感光性樹脂組成物の種類により使用するマスクが異なる。次にパターン露光した感光性樹脂組成物をアルカリ溶液で除去する。つまり現像により透明基板上に感光性樹脂組成物のうち隔壁を構成する部分のみが通常残る。次に光照射、放射線照射又は加熱処理により感光性樹脂組成物の硬化を行う。

本発明に用いる隔壁の形成に用いる感光性樹脂組成物には、遮光部材、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、および撥インキ材料からなる。感光性樹脂組成物には必要によって、レベリング剤、連鎖移動剤、安定剤、界面活性剤、カップリング剤等を加えることができる。

隔壁の形成に用いる感光性樹脂組成物中の遮光性部材は、隔壁である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。

隔壁の形成に用いる感光性樹脂組成物中のバインダー樹脂としては、アルカリ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、メラミン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。

隔壁の形成に用いる感光性樹脂組成物中の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質量部に対して１〜２００質量部の範囲をとることが可能であり、好ましくは５０〜１５０質量部である。

隔壁の形成に用いる感光性樹脂組成物中の光重合開始剤は、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質量部に対して０．１〜５０質量部の範囲をとることが可能であり、好ましくは１〜２０質量部である。

また隔壁の形成に用いる感光性樹脂組成物中の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質量に対し、溶剤量が５０〜９７質量％になるよう調製することが好ましい。

また隔壁を形成する遮光パターンに撥インキ性を与える感光性樹脂組成物中の撥インキ材料は、隔壁にインクジェット方式で用いる着色インクに対する撥インク性を付与するものである。撥インキ材料は、隔壁の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。本発明における感光性樹脂組成物に含まれる含フッ素系化合物の量は、組成物の全質量に対し、好ましくは０．１質量％〜１０質量％とし、このとき遮光パターン形成後の着色層を形成するときの遮光パターン表面を飛行時間型二次イオン質量分析計（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）で負イオン分析を行った結果が、全負イオンの検出強度の合計を１と（正規化）したときに、フッ素イオンの検出強度が０．３〜０．６になる。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。特に質量平均分子量が１０，０００〜１００，０００の含フッ素共重合体が、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、これらの含フッ素系化合物は、単独または二種類以上併用して用いることが出来る。

本発明における着色層の形成にはインクジェット方式を用いる。使用するインクジェット装置としては、インク吐出方法の相違によりピエゾ変換方式と熱変換方式があり、特にピエゾ変換方式が好適である。インクの粒子化周波数は５〜１００ＫＨｚ程度、ノズル径としては５〜８０μｍ程度，ヘッドを３個配置し、１ヘッドにノズルを６０〜５００個組み込んだ装置が好適である。隔壁で仕切られた領域にインクジェット方式でインクを吐出後、溶剤を蒸発させ、次いでインク中の樹脂をＵＶ照射や熱等により硬化させ、着色層を形成する。

本発明における着色層の形成に用いる着色インキには、着色顔料、熱硬化性樹脂および溶剤からなり、必要によって、レベリング剤、安定剤、界面活性剤、カップリング剤等を加えることができる。

着色層の形成に用いる着色インキ中の着色顔料としては、ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ９、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、ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５、１５：６、１６、２２、２９、６０、６４、ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ７、３６、ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ２０、２４、８６、８１、８３、９３、１０８、１０９、１１０、１１７、１２５、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５３、１５４、１６６、１６８、１８５、ＰｉｇｍｅｎｔＯｒａｎｇｅ３６、ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ２３などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。さらに、これらは要望の色相を得るために２種類以上を混合して用いても構わない。

着色層の形成に用いる着色インキ中の熱硬化性樹脂としては、熱硬化後の着色層が液晶パネル化プロセスと十分にマッチングするものであれば特に制限されないが、使用できる樹脂として、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂などが用いられ、色素との関係にて適宜選択される。耐熱性や耐光性が要求される際にはメラミン樹脂が好ましい。

着色層の形成に用いる着色インキには、樹脂への着色顔料の分散を向上させるために、分散剤を用いてもよく、分散剤として、非イオン性界面活性剤としては、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、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、ポリエステルなどが挙げられる。分散剤は一種類を単独で使用してもよく、また二種類以上を混合して使用してもよい。

着色層の形成に用いる着色インキ中の溶剤としては、インクジェット方式における適性の表面張力範囲４０ｍＮ／ｍ以下で、且つ、沸点が１３０℃以上の高沸点溶剤が好ましい。表面張力が４０ｍＮ／ｍ以上であ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し、また、沸点が１３０℃以下であるとインクジェットノズル近傍での乾燥性が著しく高くなり、その結果ノズル詰まり等の不良発生を招くので好ましくない。具体的には、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−（２−メトキシエトキシ）エタノール、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、１−（２−メトキシプロポキシ）２−プロパノール、１−（２−エトキシプロポキシ）２−プロパノールなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、上記要件を満たす溶剤なら用いることができる。また、必要に応じて２種類以上の溶剤を混合して用いても構わない。

本発明では着色層形成後、着色層を有する基板上に保護層を塗布する際にその塗布液をはじかず均一で、遮光パターンと保護層またはＩＴＯ層との密着性がよく、はがれやクラックのないカラーフィルタとするために、着色層を有する基板上に保護層またはＩＴＯ層を形成する前に、隔壁の強い撥インキ性をＵＶ洗浄処理により除去する。ＵＶ洗浄処理は隔壁および着色層上に形成される保護層のコート性、かつ保護層またはＩＴＯ層の密着性を高めるための処理であるため、着色層も含めた全面に処理を施せばよい。

ＵＶ洗浄処理は常温常圧条件下で、ＵＶ洗浄室内を順次通過させて搬送させる方法で処理ができるため、タクトが短く、装置コストが低いというメリットがある。またＵＶ照射光強度やＵＶ照射時間等の条件が簡単に任意に設定することができるため、使い勝手もよい。例えばアルカリ水溶液による洗浄処理においては選ぶアルカリに対する撥インキ材料の溶解性が良くないと効果が発現せず、撥インキ材料の選択幅が小さいというデメリットがある。また酸素プラズマ処理は、酸素雰囲気下でプラズマ照射するため装置コスト、ランニングコストが高く、近年のカラーフィルタの大型化に対応させるのが難しいというデメリットがある。

ＵＶ洗浄処理の条件としては、基板サイズ、撥インキ剤の構造、ラインの搬送速度等により、隔壁および着色層にダメージの少ない範囲で効果が得られるように、ＵＶ照射光強度やＵＶ照射時間が適宜決められる。処理後の遮光パターン表面を飛行時間型二次イオン質量分析計（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）で負イオン分析を行った結果が、全負イオンの検出強度の合計を１と（正規化）したときに、フッ素イオンの検出強度が０．０５以下になるように洗浄することで、保護層またはＩＴＯ層が均一で、かつ密着性がよく、はがれやクラックのないカラーフィルタとなる。具体的にはＵＶ照射光量としては、５００〜１００００ｍＪ／ｃｍ^２が好ましく、ＵＶ照射時間としては、０．５〜１０分が好ましい。

本発明に用いる保護層はアクリル系、ポリイミド系、メラミン系等の熱硬化タイプ、光硬化タイプ、光・熱併用タイプ等の透明樹脂組成物から形成される樹脂膜を用いることができる。形成方法はスピンコーター、ロールコーター、スリットコーター、カーテンコーター、ディスペンサーなど公知の方法で塗布し、溶剤を乾燥させ、硬化は熱硬化、光硬化および光硬化と熱硬化とをあわせた方法も使用できる。また本発明で用いるＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜は蒸着やスパッタ等によって形成させることが可能である。

以下に本発明の実施例を具体的に説明する。
＜隔壁（遮光パターン）の作成＞
透明基板として無アルカリガラス（コーニング社製、品番１７３７）を用いた。次に下記に示す方法で透明基板上に撥インキ性を有する隔壁（遮光パターン）を形成した。まずフッ素樹脂を含む感光性樹脂組成物（クレゾール−ノボラック樹脂、シクロヘキサノン、カーボン顔料、分散剤、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、光重合開始剤、含フッ素化合物で形成）を透明基板上に厚さ２μｍとなるようスピンコート法により塗布した後、オーブンで９０℃２０分間溶剤を乾燥させた。次に隔壁の所望のパターンが形成されたフォトマスク介して３００ｍＪ／ｃｍ^２の露光を行った後に、アルカリ水溶液で現像し、最後にオーブンで２３０℃１時間加熱・硬化を行い、ブラックマトリクス状の隔壁（遮光パターン）を得た。飛行時間型二次イオン質量分析計（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）により、この隔壁（遮光パターン）表面の負イオン分析を行ったところ、全負イオンの検出強度の合計を１と（正規化）したときに、フッ素イオンの検出強度が約０．５であり、撥インキ材料である含フッ素化合物が隔壁表面に多く存在し、強い撥インキ性であることを確認した。

＜着色インクの調整＞
着色インクとして顔料を、溶剤を除くインクの全固形分の合計質量に締める割合が５０質量％で必要な分光特性となるように調整し、溶剤をインクに締める全固形分濃度が３０質量％となるように調整した。

＜着色層の形成＞
この基板にインクジェット方式を用いて赤、青、緑からなる着色インキをそれぞれ隔壁で区切られた領域に付与し、その後加熱硬化してカラーフィルタを得た。このカラーフィルタの各画素を観察したところ、混色不良が１つも発生していないことを確認した。

＜ＵＶ洗浄処理＞
照射光強度が約１０ｍＷ／ｃｍ^２の低圧水銀ランプのＵＶ洗浄装置を用い、ＵＶ照射時間としては７分、ＵＶ照射光量としては、約４２００ｍＪ／ｃｍ^２の条件で、着色層を有する基板のＵＶ洗浄処理を行った。飛行時間型二次イオン質量分析計（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）により、この隔壁（遮光パターン）表面の負イオン分析を行ったところ、全負イオンの検出強度の合計を１と（正規化）したときに、フッ素イオンの検出強度が約０．０３であり、隔壁表面に存在した撥インキ材料である含フッ素化合物が除去でき、撥インキ性を低下させることができたことを確認した。

＜保護層およびＩＴＯ層の形成＞
ＵＶ洗浄処理をした基板に保護層を形成する透明樹脂組成物（固形分２０％のアクリルワニス５０質量部、トリメチロールプロパントリアクリレート５質量部、シクロヘキサノン４５質量部で形成）を厚さ２μｍとなるようスピンコート法により塗布した後、オーブンで９０℃２０分間溶剤を乾燥させた。次にオーブンで２３０℃１時間加熱・硬化を行い、保護層付きのカラーフィルタを得た。得られたカラーフィルタの保護層を確認したところ塗布後ムラもなく、均一で、はがれもない良好なカラーフィルタであることを確認した。またＵＶ洗浄処理をした基板に厚さ１５００Åになるようにスパッタ装置にてＩＴＯ層を形成し、ＩＴＯ層付きのカラーフィルタを得た。得られたカラーフィルタのＩＴＯ層を確認したところムラもなく、均一で、はがれやクラックのないカラーフィルタであることを確認した。

（比較例１）
撥インキ材料を撥インキ性の弱い（着色層を形成するときの遮光パターン表面を飛行時間型二次イオン質量分析計で負イオン分析を行った結果が、全負イオンの検出強度の合計を１と（正規化）したときに、フッ素イオンの検出強度が０．２５となる）材料であることに変えたこと以外は、実施例と同様にカラーフィルタを作成した。得られたカラーフィルタの各画素を観察したところ混色不良が発生していた。

ＵＶ洗浄処理を行わない（着色層を形成するときの遮光パターン表面を飛行時間型二次イオン質量分析計で負イオン分析を行った結果が、全負イオンの検出強度の合計を１と（正規化）したときに、フッ素イオンの検出強度が約０．５のまま）こと以外は、実施例と同様にカラーフィルタを作成した。得られたカラーフィルタの保護層を観察したところ、隔壁（遮光パターン）上の保護層がところどころはじいてムラとなっていた。また得られたカラーフィルタのＩＴＯ層を観察したところ隔壁（遮光パターン）上のＩＴＯ層にクラックが入っている箇所が見られた。

本発明のカラーフィルタは、混色不良がなく、均一で密着性がよく、はがれやクラックのない保護層またはＩＴＯ層を形成可能であり、液晶表示装置、固体撮像素子などに好適に用いられる。

本発明のカラーフィルタの断面の模式図である。

符号の説明

１……透明基板、２……遮光パターンによる隔壁、３……着色層、４……保護層もしくはＩＴＯ層。

Claims

透明基板上に撥インキ性を有する遮光パターンにより隔壁を形成し、この隔壁に仕切られた領域に着色層を形成したカラーフィルタにおいて、前記着色層を形成するときの遮光パターン表面を飛行時間型二次イオン質量分析計（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）で負イオン分析を行った結果が、全負イオンの検出強度の合計を１と（正規化）したときに、フッ素イオンの検出強度が０．３〜０．６であることを特徴とするカラーフィルタ。
前記着色層形成後、ＵＶ洗浄処理を施し、前記遮光パターン表面を飛行時間型二次イオン質量分析計（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）で負イオン分析を行った結果が、全負イオンの検出強度の合計を１と（正規化）したときに、フッ素イオンの検出強度が０．０５以下であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
前記着色層が、インクジェット方式により形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ。
前記遮光パターンがカーボンブラックを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタ。
前記撥インキ性を有する遮光パターン中に含まれる撥インキ材料が、含フッ素系化合物を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカラーフィルタ。
前記着色層上に少なくとも保護層を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のカラーフィルタ。
ＵＶ洗浄処理後、着色層を有する透明基板上に少なくともＩＴＯ（酸化インジウムスズ）層を有することを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載のカラーフィルタ。
透明基板上に撥インキ性を有する遮光パターンにより隔壁を形成し、この隔壁に仕切られた領域に着色層を形成するカラーフィルタの製造方法において、前記着色層を形成するときの遮光パターン表面を飛行時間型二次イオン質量分析計（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）で負イオン分析を行った結果が、全負イオンの検出強度の合計を１と（正規化）したときに、フッ素イオンの検出強度が０．３〜０．６となるように前記遮光パターンを形成し、前記着色層形成後、ＵＶ洗浄処理を施し、前記遮光パターン表面を飛行時間型二次イオン質量分析計（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）で負イオン分析を行った結果が、全負イオンの検出強度の合計を１と（正規化）したときに、フッ素イオンの検出強度が０．０５以下となるように調整し、続いて、前記着色層上に保護層またはＩＴＯ（酸化インジウムスズ）層を形成することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。