JP2007334200A - インクジェット方式カラーフィルタ隔壁、及びこの隔壁を備えるカラーフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェット方式カラーフィルタにおいて、インキの流出を抑制することが可能な隔壁及びこの隔壁を備えるカラーフィルタを提供する。
【解決手段】インクジェット方式カラーフィルタ隔壁の表面粗度を８ｎｍ以下とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、インクジェット方式カラーフィルタ隔壁、及びこの隔壁を備えるカラーフィルタに関する。具体的には、所定の表面粗度を有するカラーフィルタ用隔壁、及びこの隔壁を備えるカラーフィルタに関する。

液晶ディスプレィ等の表示体は、互いに対向して対となる電極が形成された２枚の基板の間に、液晶層を挟む構造となっている。そして一方の基板の内側には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）等の各色からなる画素を有するカラーフィルタが形成されている。そして、このカラーフィルタでは、各画素における異なる色の混色を防止したり、電極のパターンを隠したりするために、通常、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の画素を区画するようにマトリクス状に配されたブラックマトリクスが形成されている。

一般に、カラーフィルタはリソグラフィ法により形成される。具体的にはまず、基板に黒色の感光性組成物を塗布、露光、現像し、ブラックマトリクスパターン及び隔壁を形成する。その後、次いで、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の感光性組成物毎に、塗布、露光、現像を繰り返すことで各色のパターンを所定の位置に形成してカラーフィルタを製造する。

近年では、カラーフィルタの生産性を向上させるために、インクジェット方式でカラーフィルタを製造する方法が検討されている。インクジェット方式によるカラーフィルタの製造は、リソグラフィ法により隔壁を形成し、形成された隔壁の枠内に、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のインキをインクジェットノズルより吐出させることにより行われる。上記インクジェット方式においては、インキの滲みや混色が問題となっていた。

このような問題を解決するために、隔壁形成用組成物において、ポリオルガノシロキサン鎖を有するビニル重合体を用いることが検討されている（特許文献１参照）。
特開２００４−１７７９４８号公報

しかしながら、インキの滲みや混色を完全に抑制することは困難である。特に、インキを隔壁内に吐出したにもかかわらず、このインキが隔壁から流出することによりインキの滲みや混色が生じてしまうという現象が起こっている。このため、インキの流出を抑制する必要がある。
以上の課題に鑑み、本発明ではインキの流出を抑制し、滲みや混色を防止することが可能な隔壁を提供することを目的とする。

本発明者らは、インキの流出が隔壁の表面粗度に起因するものであり、隔壁の表面粗度を所定の数値以下にすることによって、インキの流出を抑制することが可能なインクジェット方式カラーフィルタ隔壁（以下、単に隔壁ともいう）を形成することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明は、インクジェット方式カラーフィルタ隔壁であって、表面粗度が８ｎｍ以下の隔壁、及びこの隔壁を備えたカラーフィルタを提供するものである。

本発明によれば、隔壁の表面粗度を８ｎｍ以下とすることによって、インキの流出を抑制することが可能な隔壁を提供することが可能となった。
また、この隔壁を備えることにより、光透過率の低下の心配が少ないカラーフィルタを形成することが可能となった。

以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明に係る隔壁は、表面粗度が８ｎｍ以下であり、好ましくは１から６ｎｍである。表面粗度を８ｎｍ以下にすることによって、隔壁内に吐出されたインキが隔壁から流出することを抑制することができる。これにより、カラーフィルタにおいて、インキのにじみや混色を防止することができる。なお、本発明における表面粗度とは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で測定した際の表面粗度（Ｒａ）をいう。
インキの隔壁からの流出は、隔壁の表面粗さの大きさに起因し、毛管現象によりインキが吸い上げられることによって生じると推測される。そして、隔壁の表面粗度を、８ｎｍ以下にすることにより、毛管現象によるインキの吸い上げを抑制することができ、インキの流出を抑制することが可能となると考えられる。

〔カラーフィルタの形成〕
本発明に係る隔壁、及びこの隔壁を備えたカラーフィルタは、具体的には、以下の手順に従って形成される。

本発明では、ブラックマトリクスの機能を備える隔壁を用いてカラーフィルタを形成する場合について説明する。
まず、黒色組成物を、基板上にロールコータ、リバースコータ、バーコータ等の接触転写型塗布装置やスピンナー（回転式塗布装置）、カーテンフローコータ等の非接触型塗布装置を用いて塗布する。基板には、光透過性を有する基板が用いられる。
次いで、塗布された黒色組成物を、乾燥させて溶剤を除去して塗膜を形成する。乾燥方法は特に限定されず、例えば（１）ホットプレートにて８０℃から１２０℃、好ましくは９０℃から１００℃の温度にて６０秒間から１２０秒間乾燥する方法、（２）室温にて数時間から数日放置する方法、（３）温風ヒータや赤外線ヒータ中に数十分から数時間入れて溶剤を除去する方法、のいずれの方法を用いてもよい。

次いで、この塗膜に、マスクを介して紫外線、エキシマレーザー光等の活性エネルギー線を照射して部分的に露光する。照射するエネルギー線量は、黒色組成物の組成によっても異なるが、例えば３０ｍＪ／ｃｍ^２から２０００ｍＪ／ｃｍ^２程度が好ましい。

次いで、露光後の塗膜を、現像液により現像することによって所望の形状にパターニングする。現像方法は特に限定されず、例えば浸漬法、スプレー法等を用いることができる。現像液としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の有機系のものや、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア、４級アンモニウム塩等の水溶液が挙げられる。

次いで、現像後の塗膜を２００℃程度でポストベークを行う。また、形成されたパターンを全面露光することが好ましい。
なお、黒色組成物が、感光性を有している場合には、塗膜を形成した後に、マスクを介して露光し、現像液により現像することによって所望の形状にパターニングする。以上の手順により、所定のパターン形状を有するブラックマトリクスの機能を備える隔壁を形成することができる。

なお、上記隔壁の厚みとしては、通常０．５μｍから１０μｍの範囲内で設定することができ、好ましくは１μｍから５μｍ、さらに好ましくは１．５μｍから４μｍである。膜厚が１．５μｍ以上であれば、隔壁として使用する上で特に好ましい。

また、形成された隔壁のプロファイル角は、５０°以上であることが好ましく、７０°以上であることがより好ましい。さらに、このプロファイル角は、９０°未満であることが好ましい。ここで、「プロファイル角」とは、基板表面と、パターンの斜面とがなす角度をいう。また、上記隔壁は開口部を有するように形成される。
プロファイル角を５０°以上とすることによって、インキの流出をより効率よく防止することが可能となる。

最後に、上記の手順で形成されたインクジェット方式カラーフィルタ形成用隔壁の開口部に、Ｒ、Ｇ、Ｂのインクを、上記開口部にインクジェット方式で吐出して隔壁内に溜め、溜められたインクを熱あるいは光で硬化させる。以上の手順により、インクジェット方式カラーフィルタを形成することができる。

〔隔壁形成用組成物〕
本発明に係る隔壁は、樹脂成分と有機溶剤とを含有する隔壁形成用組成物により形成される。
［樹脂成分］
隔壁形成用組成物に用いられる樹脂としては、感光性樹脂、非感光性樹脂のいずれを使用してもよい。具体的にはエポキシ樹脂、アクリルエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シロキサンポリマ系樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素含有ポリイミド樹脂、ポリイミドシロキサン樹脂、ポリマレイミド樹脂等のポリイミド系樹脂が好ましく用いられる。
なお、カラーフィルタの生産性を向上させるために、上記樹脂成分は、感光性を有し、露光によりパターニングできることが好ましい。この樹脂成分は、ポジ型感光性組成物であっても、ネガ型感光性組成物であってもよい。

＜＜ポジ型感光性組成物＞＞
本発明の樹脂成分は、ポジ型感光性樹脂組成物である場合には、アルカリ可溶性樹脂、感光剤が含まれる。
＜アルカリ可溶性樹脂＞
アルカリ可溶性樹脂としては、例えばノボラック樹脂が挙げられる。
ノボラック樹脂としては、例えば、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等のフェノール類をホルムアルデヒドや、これとサリチルアルデヒドとの混合アルデヒドで酸触媒下、常法により製造して得られるノボラック樹脂等が挙げられる。
このようなノボラック樹脂の中で、特に質量平均分子量が２０００から５００００、好ましくは３，０００から２０，０００の範囲にあるものが実用的に用いられる。

＜感光剤＞
上記感光剤としては、例えば、キノンジアジド基含有化合物が挙げられる。このキノンジアジド基含有化合物としては、例えばナフトキノン−１，２−ジアジド−４−スルホニルハライド又はナフトキノン−１，２−ジアジド−５−スルホニルハライドと、２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノン、２，３，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン等のポリヒドロキシベンゾフェノン類、あるいはビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）−２−ヒドロキシフェニルメタン、ビス（４−ヒドロキシ−２，５−ジメチルフェニル）−２−ヒドロキシフェニルメタン、ビス（４−ヒドロキシ−２，３，５−トリメチルフェニル）−２−ヒドロキシフェニルメタン、ビス（４−ヒドロキシ−２，３，５−トリメチルフェニル）−３−ヒドロキシフェニルメタン、ビス（４−ヒドロキシ−２，３，５−トリメチルフェニル）−４−ヒドロキシフェニルメタン、ビス（４−ヒドロキシ−２−メチル−５−シクロヘキシルフェニル）−３，４−ヒドロキシフェニルメタン、ビス（４−ヒドロキシ−２−メチル−５−シクロヘキシルフェニル）−４−ヒドロキシフェニルメタン、１−［１−（４−ヒドロキシフェニル）イソプロピル］−４−［１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エチル］ベンゼン等のトリスフェノール類と、をトリエチルアミンやトリエタノールアミン等のアミン触媒の存在下、ジオキサンやγ−ブチロラクトン等の有機溶剤中で縮合反応させ、完全エステル化又は部分エステル化させることにより、得られたもの等が挙げられる。
感光剤は、上記アルカリ可溶性樹脂１００質量部に対し、２５質量部から６０質量部の範囲で配合されることが好ましい。

＜＜ネガ型感光性組成物＞＞
本発明の樹脂成分は、ネガ型感光性樹脂組成物である場合には、光重合性化合物、光重合開始剤が含まれる。「光重合性化合物」としては、エチレン性二重結合を有する化合物を含有することが好ましい。

＜エチレン性二重結合を有する化合物＞
（エチレン性二重結合を有する高分子化合物）
エチレン性二重結合を有する化合物としては、エチレン性二重結合を有する高分子化合物が挙げられる。本発明では、この質量平均分子量が１，０００以上のエチレン性二重結合を有する化合物を、エチレン性二重結合を有する高分子化合物と称することとする。このエチレン性二重結合を有する高分子化合物としては、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、エチレングリコールモノメチルエーテルアクリレート、エチレングリコールモノメチルエーテルメタクリレート、エチレングリコールモノエチルエーテルアクリレート、エチレングリコールモノエチルエーテルメタクリレート、グリセロールアクリレート、グリセロールメタクリレート、アクリル酸アミド、メタクリル酸アミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ブチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールプロパンテトラアクリレート、テトラメチロールプロパンテトラメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、カルドエポキシジアクリレート等のモノマー、オリゴマー類；多価アルコール類と１塩基酸又は多塩基酸を縮合して得られるポリエステルプレポリマーに（メタ）アクリル酸を反応して得られるポリエステル（メタ）アクリレート、ポリオール基と２個のイソシアネート基を持つ化合物を反応させた後、（メタ）アクリル酸を反応して得られるポリウレタン（メタ）アクリレート；ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノール又はクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、レゾール型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ポリカルボン酸ポリグリシジルエステル、ポリオールポリグリシジルエステル、脂肪族又は脂環式エポキシ樹脂、アミンエポキシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸を反応して得られるエポキシ（メタ）アクリレート樹脂等が挙げられる。さらに前記エポキシ（メタ）アクリレート樹脂に、多塩基酸無水物を反応させた樹脂を用いることができる。これらの化合物には、アクリロイル基又はメタクリロイル基が導入されているところから架橋効率が高められ、塗膜の耐光性、耐薬品性が優れている。

上記エチレン性二重結合を有する高分子化合物は、質量平均分子量が１，０００以上であることにより、塗膜を均一に形成することができる。また、このエチレン性二重結合を有する高分子化合物は、質量平均分子量が１００，０００以下であることが好ましい。質量平均分子量を１００，０００以下にすることにより、現像性を良好にすることができる。

（光重合性モノマー）
さらに、上記エチレン性二重結合を有する化合物としては、光重合性モノマーが挙げられる。この光重合性モノマーとしては、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールプロパンテトラアクリレート、テトラメチロールプロパンテトラメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、カルドエポキシジアクリレート、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。中でも、多官能性光重合性モノマーが好ましい。
このエチレン性二重結合を有する化合物としては、エチレン性二重結合を有する高分子化合物と光重合性モノマーと組み合わせることが好ましい。これにより、硬化性を向上させ、パターン形成を容易にすることができる。
このような光重合性モノマーの含有量は、隔壁形成用組成物中の全固形分に対して、５質量％以上５０質量％以下が好ましく、１０質量％以上４０質量％以下であることがより好ましい。上記の範囲であることにより、感度、現像性、解像性のバランスがとりやすい傾向があり、好ましい。

（高分子バインダー）
上記では、光重合性化合物として、その分子自体が重合可能なものを挙げたが、本発明では、高分子バインダーとエチレン性二重結合を有する化合物との混合物も光重合性化合物に含まれるものとする。
高分子バインダーとしては、現像の容易さからアルカリ現像が可能なバインダーであることが好ましい。

具体的には、高分子バインダーとして、アクリル酸、メタクリル酸等のカルボキシル基を有するモノマーと、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、Ｎ−ブチルアクリレート、Ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルアクリート、イソブチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、フェノキシアクリレート、フェノキシメタクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、スチレン、アクリルアミド、アクリロニトリル等との共重合体、及びフェノールノボラック型エポキシアクリレート重合体、フェノールノボラック型エポキシメタクリレート重合体、クレゾールノボラック型エポキシアクリレート重合体、クレゾールノボラック型エポキシメタクリレート重合体、ビスフェノールＡ型エポキシアクリレート重合体、ビスフェノールＳ型エポキシアクリレート重合体等の樹脂が挙げられる。前記樹脂を構成するアクリル酸、メタクリル酸等のカルボキシル基を有するモノマー成分の含有量は、５モル％から４０モル％の範囲が好ましい。

上記高分子バインダーの質量平均分子量の好ましい範囲は、１，０００から１００，０００である。質量平均分子量を１，０００以上にすることにより塗膜を均一にすることができる。また、質量平均分子量を１００，０００以下にすることにより現像性を良好にすることができる。

光重合性化合物として、高分子バインダーと光重合性モノマーとを含む場合、高分子バインダーは、高分子バインダーと光重合性モノマーと光重合性開始剤との合計１００質量部当り１０質量部から６０質量部の範囲で配合されるのがよい。配合量を１０質量部以上にすることにより、塗布、乾燥時に膜を形成しやすくすることができ、硬化後の被膜強度を十分高めることができる。また、配合量を６０質量部以下とすることにより、現像性を良好にすることができる。

また、光重合性モノマーは、高分子バインダーと光重合性モノマーと光重合性開始剤との合計１００質量部当り、１５質量部から５０質量部の範囲で配合されることが好ましい。前記配合量が１５質量部以上にすることにより、光硬化不良を防止し、十分な耐熱性、耐薬品性を得ることができる。また配合量を５０質量部以下にすることにより、塗膜形成能を良好にすることができる。

＜光重合開始剤＞
光重合開始剤としては、例えば、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−〔４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル〕−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−（４−ドデシルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、ビス（４−ジメチルアミノフェニル）ケトン、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、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、エタノン，１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾル−３−イル］−，１−（Ｏ−アセチルオキシム）、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、４−ベンゾイル−４’−メチルジメチルスルフィド、４−ジメチルアミノ安息香酸、４−ジメチルアミノ安息香酸メチル、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸ブチル、４−ジメチルアミノ−２−エチルヘキシル安息香酸、４−ジメチルアミノ−２−イソアミル安息香酸、ベンジル−β−メトキシエチルアセタール、ベンジルジメチルケタール、１−フェニル−１，２−プロパンジオン−２−（Ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、Ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、２，４−ジエチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、１−クロロ−４−プロポキシチオキサントン、チオキサンテン、２−クロロチオキサンテン、２，４−ジエチルチオキサンテン、２−メチルチオキサンテン、２−イソプロピルチオキサンテン、２−エチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、１，２−ベンズアントラキノン、２，３−ジフェニルアントラキノン、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキシド、クメンパーオキシド、２−メルカプトベンゾイミダール、２−メルカプトベンゾオキサゾール、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−（Ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジ（ｍ−メトキシフェニル）−イミダゾリル二量体、ベンゾフェノン、２−クロロベンゾフェノン、ｐ，ｐ’−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、４，４’−ジクロロベンゾフェノン、３，３−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−ｎ−ブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ｐ−ジメチルアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノプロピオフェノン、ジクロロアセトフェノン、トリクロロアセトフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノアセトフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルトリクロロアセトフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、α，α−ジクロロ−４−フェノキシアセトフェノン、チオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、ジベンゾスベロン、ペンチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、９−フェニルアクリジン、１，７−ビス−（９−アクリジニル）ヘプタン、１，５−ビス−（９−アクリジニル）ペンタン、１，３−ビス−（９−アクリジニル）プロパン、ｐ−メトキシトリアジン、２，４，６−トリス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−メチル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−［２−（５−メチルフラン−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、２−［２−（フラン−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、２−［２−（４−ジエチルアミノ−２−メチルフェニル）エテニル］−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−［２−（３，４−ジメトキシフェニル）エテニル］−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−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）−ｓ−トリアジン、２−（４−エトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−ｎ−ブトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２，４−ビス−トリクロロメチル−６−（３−ブロモ−４−メトキシ）フェニル−ｓ−トリアジン、２，４−ビス−トリクロロメチル−６−（２−ブロモ−４−メトキシ）フェニル−ｓ−トリアジン、２，４−ビス−トリクロロメチル−６−（３−ブロモ−４−メトキシ）スチリルフェニル−ｓ−トリアジン、２，４−ビス−トリクロロメチル−６−（２−ブロモ−４−メトキシ）スチリルフェニル−ｓ−トリアジン等を挙げることができる。これらの光重合開始剤は、単独又は２種以上組み合わせて用いてもよい。
この光重合開始剤は、上記光重合性化合物と光重合開始剤との合計１００質量部に対して、１質量部から４０質量部含まれることが好ましい。

［溶剤］
ここで、隔壁形成用組成物は、溶剤を含むことが好ましい。この溶剤としては、例えば、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−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、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、ジエチレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチ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−ｎ−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、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、ジプロピレングリコールモノ−ｎ−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル等の（ポリ）アルキ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、ジエチ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モノエチルエーテルアセテート、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等の（ポリ）アルキ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ジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等の他のエーテル類；メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン等のケトン類；２−ヒドロキシプロピオン酸メチル、２−ヒドロキシプロピオン酸エチル等の乳酸アルキルエステル類；２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、２−ヒドロキシ−３−メチルブタン酸メチル、３−メトキシブチルアセテート、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート、３−メチル−３−メトキシブチルプロピオネート、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉ−ブチル、ぎ酸ｎ−ペンチル、酢酸ｉ−ペンチル、プロピオン酸ｎ−ブチル、酪酸エチル、酪酸ｎ−プロピル、酪酸ｉ−プロピル、酪酸ｎ−ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸ｎ−プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、２−オキソブタン酸エチル等の他のエステル類；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド類等が挙げられる。これらの溶剤は、単独又は２種以上を混合して使用することができる。

中でもプロピ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メチルエーテルアセテート、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メチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、シクロヘキサノン、３−メトキシブチルアセテートは、樹脂成分に対して優れた溶解性を示すとともに、後述する黒色顔料等の、不溶性成分の分散性を良好にすることができるため、好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、３−メトキシブチルアセテートを用いることが特に好ましい。溶剤は、隔壁形成用組成物の固形分の合計１００質量部に対して５０質量部から５００質量部の範囲で用いることができる。

また、本発明に係る隔壁は透明であっても黒色であってもよいが、黒色であることがより好ましい。隔壁を黒色とすることによって、ブラックマトリクスとすることが可能となり、ブラックマトリクスと一体形成することができる。そのため、本発明に係る隔壁は、好ましくは黒色顔料を含有する隔壁形成用組成物から形成される。

［黒色顔料］
黒色顔料としては、遮光性を有し、表面粗度を８ｎｍ以下とすることが可能な分散粒子径を有しているものであれば、特に限定されるものではない。具体的には、分散粒子径が１２０ｎｍ以下であることが好ましい。また、黒色顔料の分散粒子径を変えることにより、隔壁の表面粗度を自由に調整することができる。これによって、インキの滲み具合を自由に調整することが可能な隔壁を形成することが可能となる。
ここで、「分散粒子径」とは、粒子を液体中に分散させて、測定した場合における平均粒子径をいう。

また、上記黒色顔料の分散粒子径は、１１０ｎｍ以下であることが好ましく、４０ｎｍ以上であることが好ましい。黒色顔料の分散粒子径を４０ｎｍ以上とすることによって、黒色顔料の分散性を高め、隔壁形成用組成物で黒色顔料が沈降してしまうことを抑制することができる。

このような黒色顔料としては、カーボンブラック、チタンブラック、銅、鉄、マンガン、コバルト、クロム、ニッケル、亜鉛、カルシウム、銀等の金属酸化物、複合酸化物、金属硫化物、金属硫酸鉛又は金属炭酸塩等の無機顔料等も挙げられる。これらの黒色顔料の中でも、高い遮光性を有するカーボンブラックやチタンブラックを用いることがより好ましい。

カーボンブラックとしては、チャンネルブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、ランプブラック等公知のカーボンブラックを用いることができる。また、隔壁形成用組成物中での分散性を向上させるために、樹脂被覆カーボンブラックを用いることがより好ましい。

また、黒色顔料の凝集を防止するために、分散剤を添加していてもよい。分散剤としては、ポリエチレンイミン系、ウレタン樹脂系、アクリル樹脂系の高分子分散剤を用いることが好ましい。
これらの分散剤としては、例えば、ビックケミー・ジャパン株式会社製の商品名ＢＹＫ−１６１、１６２、１６３、１６４、１６６、１７０、１８２、ゼネカ株式会社製の商品名ソルスパースＳ３０００、Ｓ９０００、Ｓ１７０００、Ｓ２００００、Ｓ２７０００、Ｓ２４０００、Ｓ２６０００、Ｓ２８０００等を挙げることができる。

また、黒色顔料の含有量は、後述するように隔壁形成用組成物を用いて隔壁を形成した際の膜厚でＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）値が、４以上となるように調整することが好ましい。隔壁形成用組成物から形成された隔壁のＯＤ値が４以上あれば、液晶ディスプレィのブラックマトリクスとしても、十分な表示コントラストを得ることができる。
黒色顔料の含有量は、具体的には溶剤以外の全固形成分に対し、５質量％から７０質量％が好ましく、２５質量％から５５質量％がより好ましい。

［その他の成分］
隔壁形成用組成物は、必要に応じて添加剤を配合することができる。具体的には、熱重合禁止剤、消泡剤、界面活性剤、増感剤、硬化促進剤、光架橋剤、光増感剤、分散剤、分散助剤、充填剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤等が挙げられる。

また、熱重合禁止剤としてはヒドロキノン、ヒドロキノンモノエチルエーテル等を用いることができる。また、消泡剤としてはシリコーン系、フッ素系化合物を、界面活性剤としてはアニオン系、カチオン系、ノニオン系等の公知の各種熱重合禁止剤を用いることができる。

隔壁形成用組成物の製造方法としては、上述の樹脂と溶剤等を全て撹拌機で混合することにより得られる。なお、得られた混合物が均一なものとなるようフィルタを用いて濾過してもよい。

以下に、本発明を実施例に基づいて説明する。

［合成例１］
５００ｍｌ四つ口フラスコ中に、ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂２３５ｇ（エポキシ当量２３５）、テトラメチルアンモニウムクロライド１１０ｍｇ、２，６−ジ−ｔｅｒｔブチル−４−メチルフェノール１００ｍｇ、及びアクリル酸７２．０ｇを、２５ｍｌ／分の速度で空気を吹き込みながら９０℃から１００℃で加熱して溶解させた。

次に、この溶液が白濁した状態のまま、１２０℃までゆっくりと昇温させて完全溶解させた。このとき溶液は次第に透明粘稠になっていくが、そのまま撹拌を継続した。この間に酸価を測定し、１．０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満になるまで約１２時間加熱撹拌を続けた。そして室温まで冷却し、下記の構造式（１）に示される、無色透明で固体状のビスフェノールフルオレン型エポキシアクリレートを得た。

次いで、このようにして得られた上記のビスフェノールフルオレン型エポキシアクリレート３０７．０ｇ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（ＰＧＭＥＡ）６００ｇを加えて溶解させた後、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物８０．５ｇ、及び臭化テトラエチルアンモニウム１ｇを混合し、１１０℃から１１５℃で４時間反応させた。酸無水物基の消失を確認した後、１，２，３，６−テトラヒドロ無水フタル酸３８．０ｇを混合し、９０℃で６時間反応させ、樹脂を得た。なお、酸無水物基の消失はＩＲスペクトルにより確認した。

［実施例１］
合成例１で合成した樹脂を３０質量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）２０質量部、光重合開始剤（商品名：イルガキュア３６９）１０質量部、粒子径１００ｎｍのカーボンブラックを含む顔料分散液（商品名：ＲＴ（カーボンブラック含有量２０質量％、溶剤３−メトキシブチルアセテート）、御国色素社製）５０質量部混合し、プロピレングリコールモノメチルアセテートで固形分濃度が２８質量％となるように調整し、隔壁形成用組成物を作成した。

この隔壁形成用組成物をガラス基板に塗布し、９０℃乾燥させて塗膜を得た。
次いで、この塗膜（隔壁組成物層）に、露光量１００ｍＪ／Ｄｅｖで紫外線を照射した。その後、０．０４％の水酸化カリウム溶液で現像し、２２０℃でポストベークすることにより、厚さ２．０μｍの隔壁を形成した。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いてこの隔壁の表面粗度（Ｒａ）を測定した結果、Ｒａ＝４．５ｎｍであった。

上記の手順により得られた隔壁に、緑色のインキ（緑色レジスト）（商品名：ＲＨ１００８、東京応化工業社製）を滴下すると、隔壁外へのインキの流出は観察されなかった。

［比較例１］
顔料分散液として、粒子径１６０ｎｍのカーボンブラックを含む顔料分散液（製品名ＯＣＴ（カーボンブラック含有量２０％、溶剤３−メトキシブチルアセテート）、御国色素社製）を用いた以外は実施例１と同様の方法で隔壁を形成した。この隔壁の表面粗度は、Ｒａ＝１０．５ｎｍであった。
この隔壁に、上述と同様にインキを滴下した。その結果、隔壁外へのインキの流出が観察された。

以上のことから、本発明に係るインクジェット方式カラーフィルタ隔壁は、インキの流出を抑制することが可能であることが示された。

Claims (5)

1. 表面粗度が８ｎｍ以下であるインクジェット方式カラーフィルタ隔壁。
2. 黒色である請求項１に記載のインクジェット方式カラーフィルタ隔壁。
3. 樹脂成分と、黒色顔料とを含有する隔壁形成用組成物から形成された請求項２に記載のインクジェット方式カラーフィルタ隔壁。
4. 前記黒色顔料は、カーボンブラック又はチタンブラックである請求項３に記載のインクジェット方式カラーフィルタ隔壁。
5. 請求項１から４いずれかに記載のインクジェット方式カラーフィルタ隔壁を備えるカラーフィルタ。