JP5109248B2

JP5109248B2 - カラーフィルタの製造方法

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Publication number: JP5109248B2
Application number: JP2005304903A
Authority: JP
Inventors: 茂喜羽鳥; 正人井手上; 建也三好; 信之面川
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2005-10-19
Filing date: 2005-10-19
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2025-10-19
Also published as: JP2007114423A

Description

本発明は、ビーズを含有し、スペーサ部を形成するために用いられるスペーサ部形成用塗工液、およびそのスペーサ部形成用塗工液を用いたカラーフィルタの製造方法に関するものである。

液晶表示装置は、カラーフィルタと液晶駆動側基板とを対向させ、両者の間に液晶化合物を封入して薄い液晶層を形成し、液晶駆動側基板により液晶層内の液晶配列を電気的に制御してカラーフィルタの透過光または反射光の量を選択的に変化させることによって表示を行う。

このような液晶表示装置には、スタティック駆動方式、単純マトリックス方式、アクティブマトリックス方式など種々の駆動方式があるが、近年、パーソナルコンピューターや携帯情報端末などのフラットディスプレーとして、アクティブマトリックス方式又は単純マトリックス方式の液晶パネルを用いたカラー液晶表示装置が急速に普及してきている。

図２は、アクティブマトリックス方式の液晶表示装置パネルの一例である。液晶表示装置１０１は、カラーフィルタ１１と液晶駆動側基板であるＴＦＴアレイ基板１２とを対向させて１〜１０μｍ程度の間隙部１３を設け、この間隙部１３内に液晶Ｌを充填し、その周囲をシール材１４で密封した構造をとっている（例えば特許文献１等）。カラーフィルタ１１は、基材１５上に、着色層１７間の境界部を遮光するために所定のパターンに形成された遮光部１６と、複数の色（通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色）を所定順序に配列した着色層１７と、オーバーコート層１８と、透明電極膜１９とが、透明基板に近い側からこの順に積層された構造をとっている。

一方、ＴＦＴアレイ基板１２は、透明基板上にＴＦＴ素子を配列し、透明電極膜を設けた構造をとっている（図示せず）。また、カラーフィルタ１１及びこれと対向するＴＦＴアレイ基板１２の内面側には配向膜２０が設けられる。そして、着色層の背後にある液晶層の光透過率を制御することによってカラー画像が得られる。

ここで、間隙部１３の厚さ、すなわちセルギャップ（カラーフィルタと液晶駆動側基板の間隙距離）は液晶層の厚さそのものであり、色ムラやコントラストムラといった表示ムラを防止し、均一な表示、高速応答性、高コントラスト比、広視野角等の良好な表示性能をカラー液晶表示装置に付与するためには、セルギャップを一定且つ均一に維持する必要がある。

セルギャップを維持する方法としては、例えば図２に示すように、間隙部１３内にスペーサ部としてガラス、アルミナ又はプラスチック等からなる一定サイズの球状又は棒状粒子のビーズスペーサ部２１を多数散在させ、カラーフィルタ１１とＴＦＴアレイ基板１２とを貼り合わせ、液晶を注入する方法がある。この方法においては、ビーズスペーサ部の大きさをもってセルギャップが決定され、維持される。しかしながら、上記方法では、散布されたスペーサ部の密度に偏りが生じることがあり、この場合、カラーフィルタと液晶駆動側基板とのギャップを一定に保つことが難しいという問題があった。

また、例えば図３に示すように、カラーフィルタ１１の内面側であって遮光部１６上（非表示領域）に、セルギャップに対応する高さを有する柱状スペーサ部２２を形成する方法も一般的に行われている（例えば特許文献２等）。このような柱状スペーサ部２２は、カラーフィルタの透明基板上に光硬化性樹脂を均一な厚みに塗布し、得られた塗膜をフォトリソグラフィーによってパターン露光して硬化させることにより、液晶表示装置の非表示領域に形成される。しかしながら、この方法においては、液晶表示装置が大面積化された場合等、柱状スペーサ部の高さを一定に形成することが難しく、液晶表示装置の表示ムラや表示不良が発生する場合がある、という問題があった。

そこで、ビーズを含有するスペーサ部形成用塗工液を、インクジェット方式により、カラーフィルタ用基板上に塗布する方法も考えられている。しかしながらこの場合、スペーサ部形成用塗工液の種類やカラーフィルタ用基板の種類によっては、カラーフィルタ用基板上でスペーサ部形成用塗工液が濡れ広がってしまい、スペーサ部の高さを一定にすることが難しいという問題があった。

特開平８−１９４２１６号公報特開２００１−１５９７０７号公報

そこで、カラーフィルタ用基板上に、スペーサ部を一定の高さとなるように形成することが可能なスペーサ部形成用塗工液、およびそのスペーサ部形成用塗工液を用いたカラーフィルタの製造方法の提供が望まれている。

本発明は、基材と、上記基材上にパターン状に、かつ複数形成された着色層とを有するカラーフィルタ用基板の表面を、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が３０°以上となるように撥液化処理する撥液化処理工程と、上記カラーフィルタ用基板上に、少なくともビーズ、バインダ、および溶剤を含有し、表面張力が２５ｍＮ／ｍ〜４０ｍＮ／ｍの範囲内であるスペーサ部形成用塗工液をインクジェット法により塗布し、スペーサ部を形成するスペーサ部形成工程とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。

本発明によれば、上記カラーフィルタ用基板表面を撥液化処理し、かつ上記表面張力を有するスペーサ部形成用塗工液を用いることから、スペーサ部形成用塗工液をカラーフィルタ用基板表面に塗布した際、スペーサ部形成用塗工液が濡れ広がらないものとすることができ、スペーサ部を高精細に、かつ均一な高さで形成することが可能となる。したがって、本発明によれば、カラーフィルタと液晶駆動側基板とのギャップを一定に保つことが可能なスペーサ部を有し、かつ液晶表示装置に用いられた際、スペーサ部の存在によってカラーフィルタの輝度が低下することの少ないカラーフィルタを製造することが可能である。

また本発明は、上述したカラーフィルタの製造方法に用いられ、少なくともビーズ、バインダ、および溶剤を含有し、表面張力が２５ｍＮ／ｍ〜４０ｍＮ／ｍの範囲内であることを特徴とするスペーサ部形成用塗工液を提供する。本発明によれば、スペーサ部形成用塗工液の表面張力が上記範囲内であることから、インクジェット法により安定して供給することが可能であり、かつカラーフィルタ用基板上に塗布された際に、濡れ広がらず、均一な高さにスペーサ部を形成可能なものとすることができる。

本発明によれば、カラーフィルタと液晶駆動側基板とのギャップを一定に保つことが可能なスペーサ部を有し、かつ液晶表示装置に用いられた際、スペーサ部の存在によってカラーフィルタの輝度が低下することの少ないカラーフィルタを製造することが可能であるという効果を奏するものである。

Ａ．カラーフィルタの製造方法
まず、本発明のカラーフィルタの製造方法について説明する。本発明のカラーフィルタの製造方法は、基材と、上記基材上にパターン状に、かつ複数形成された着色層とを有するカラーフィルタ用基板の表面を、所定の液体との接触角が所定の値以上となるように撥液化処理する撥液化処理工程と、上記カラーフィルタ用基板上に、少なくともビーズ、バインダ、および溶剤を含有し、表面張力が所定の範囲内であるスペーサ部形成用塗工液をインクジェット法により塗布し、スペーサ部を形成するスペーサ部形成工程とを有することを特徴とする方法である。

本発明のカラーフィルタの製造方法は、例えば図１に示すように、基材１と、その基材１上に形成され、パターン状に形成された着色層２とを有するカラーフィルタ用基板３の表面を撥液化する撥液化処理工程（図１（ａ））と、撥液化処理されたカラーフィルタ用基板３上に、インクジェット法により、所定の表面張力を有するスペーサ部形成用塗工液４を塗布し（図１（ｂ））、スペーサ部５を形成するスペーサ部形成工程（図１（ｃ））とを有することを特徴とする方法である。なお、上記カラーフィルタ用基板３においては、隣接する着色層２どうしの境界領域に、遮光部６が形成されていてもよい。ここで、上記境界領域とは、隣接する着色層と着色層との間隙、もしくは隣接する着色層どうしが重なる領域等、カラーフィルタが液晶表示装置に用いられた際、色表示に寄与しない、隣接する着色層と着色層との間の領域をいうこととする。

本発明においては、上記カラーフィルタ用基板表面を撥液化処理し、かつ所定の表面張力を有するスペーサ部形成用塗工液を用いてスペーサ部を形成することから、スペーサ部形成工程においてスペーサ部形成用塗工液が塗布された際、カラーフィルタ用基板上で濡れ広がらないものとすることができる。これにより、所定の量のスペーサ部形成用塗工液を、各スペーサ部を形成する領域に滴下することによって、均一な高さに、高精細にスペーサ部を形成することが可能である。したがって、本発明によれば、カラーフィルタと液晶駆動側基板とのギャップを一定に保つことが可能なスペーサ部を有し、かつ液晶表示装置に用いられた際、スペーサ部の存在によってカラーフィルタの輝度が低下することの少ないカラーフィルタを製造することが可能である。

またさらに本発明によれば、上記スペーサ部形成用塗工液の表面張力を上記範囲内とすることから、スペーサ部形成用塗工液を安定してインクジェット装置から吐出することが可能となるという利点も有している。
以下、本発明のカラーフィルタの製造方法の各工程ごとに詳しく説明する。

（１）撥液化処理工程
まず、本発明のカラーフィルタの製造方法における撥液化処理工程について説明する。本発明における撥液化処理工程は、基材と、上記基材上にパターン状に、かつ複数形成された着色層とを有するカラーフィルタ用基板の表面を、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が３０°以上となるように撥液化処理する工程である。本発明においては、上記の中でも表面張力が４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、５０°以上とすることが好ましく、特に表面張力が４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、７０°以上となるように撥液化処理することが好ましい。これにより、後述するスペーサ部形成工程において、塗布されたスペーサ部形成用塗工液が濡れ広がってしまうことをより防止することができ、より均一な高さでスペーサ部を形成することが可能となるからである。なお、上記液体との接触角は、上記表面張力を有する液体との接触角を接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）を用いて測定（マイクロシリンジから液滴を滴下して３０秒後）し、その結果から、もしくはその結果をグラフにして得られるものである。

本発明において上記カラーフィルタ用基板の表面を、上述した撥液性を有するように撥液化処理する方法としては、特に限定されるものではなく、その方法はカラーフィルタ用基板の種類等に応じて適宜選択することができる。例えば上記カラーフィルタ用基板表面に、撥液性を有する撥液層を形成する方法等であってもよく、また例えばカラーフィルタ用基板表面に、着色層やオーバーコート層等、有機材料からなる層が露出している場合には、これらの層にフッ素化合物を用いてプラズマ照射を行い、これらの層を撥液化する方法等であってもよい。

上記カラーフィルタ用基板上に、撥液層を形成することにより上記カラーフィルタ用基板表面を撥液化する方法として具体的には、撥液性の層を形成するために一般的に用いられるフッ化炭素からなる撥液層や、撥液性の有機基を有するシラン化合物を含有する撥液層等をカラーフィルタ用基板上に形成する方法等とすることができる。上記シラン化合物としては、例えばオルガノポリシロキサン等を挙げることができ、例えば特開２００１−２７２７７４号公報等に記載されたものと同様のものを用いることができる。

また上記撥液層を形成する領域としては、後述するスペーサ部形成工程においてスペーサ部が形成される領域に形成するものであれば、特に限定されるものではなく、例えばカラーフィルタ用基板全面に撥液層を形成してもよく、またカラーフィルタ用基板のうち一部のみに撥液層を形成してもよい。また上記撥液層の形成方法についても特に限定されるものではなく、例えばスピンコート法やダイコート法等の一般的な塗布方法であってもよく、またプラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法等の化学気相蒸着法（ＣＶＤ）法であってもよい。また例えば上記撥液層を形成するための撥液層形成用塗工液中に、上記カラーフィルタ用基板を浸漬等させて、カラーフィルタ用基板表面に撥液層を自己組織化させる方法等であってもよい。

なお、上記撥液層の膜厚としては、撥液層の種類等により適宜選択されるものであるが、通常０．００１μｍ〜１．０μｍ程度、中でも０．００１μｍ〜０．５００μｍ、
特に０．００１μｍ〜０．１００μｍ程度とされることが好ましい。

カラーフィルタ用基板表面に有機材料からなる層が露出している場合に、プラズマを照射することによって、カラーフィルタ用基板表面を撥液化処理する方法として具体的には、フッ素化合物を導入ガスとして用い、カラーフィルタ用基板表面にプラズマを照射する方法とすることができる。これは、フッ素化合物を導入ガスとしてプラズマ照射をした場合、有機物にフッ素を導入することができることを利用したものである。本発明において上記プラズマ照射は、例えば真空中で行われるものであってもよく、また大気圧下で行われるものであってもよい。また上記プラズマ照射する領域としては、後述するスペーサ部形成工程においてスペーサ部が形成される領域に少なくとも照射するものであれば特に限定されるものではなく、例えばカラーフィルタ用基板全面であってもよく、またカラーフィルタ用基板のうち一部の領域のみであってもよい。

上記プラズマを照射する際に用いられる導入ガスのフッ素化合物としては、例えばフッ化炭素（ＣＦ_４）、窒化フッ素（ＮＦ_３）、フッ化硫黄（ＳＦ_６）、Ｃ_２Ｃｌ_３Ｆ_３、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_６等が挙げられる。また、照射されるプラズマの照射条件としては、照射装置等により適宜選択されるものである。

ここで、本発明においては、上記プラズマ照射が大気圧下でのプラズマ照射であることが好ましい。これにより、減圧用の装置等が必要なく、コストや製造効率等の面から好ましいものとすることができるからである。このような大気圧プラズマの照射条件としては、以下のようなものとすることができる。例えば、電源出力としては、一般的な大気圧プラズマの照射装置に用いられるものと同様とすることができる。また、この際、照射されるプラズマの電極と、上記カラーフィルタ用基板表面との距離は、０．２ｍｍ〜２０ｍｍ程度、中でも１ｍｍ〜５ｍｍ程度とされることが好ましい。またさらに、上記導入ガスとして用いられるフッ素化合物の流量は１Ｌ／ｍｉｎ〜１００Ｌ／ｍｉｎ程度、中でも５Ｌ／ｍｉｎ〜５０Ｌ／ｍｉｎ程度であることが好ましく、この際のカラーフィルタ用基板の搬送速度が０．１ｍ／ｍｉｎ〜１０ｍ／ｍｉｎ程度、中でも０．５ｍ／ｍｉｎ〜５ｍ／ｍｉｎ程度が好ましい。

なお本工程においてカラーフィルタ用基板表面に導入されたフッ素の存在は、Ｘ線光電子分光分析装置（XPS：ESCALAB 220i-XL）による分析において、カラーフィルタ用基板の表面より検出される全元素中のフッ素元素の割合を測定することにより確認することができる。また、この際上記フッ素の割合としては、１０％以上とされることが好ましい。

また、本工程に用いられるカラーフィルタ用基板としては、基材および、その基材上にパターン状に、かつ複数形成された着色層を有するものであれば、特に限定されるものではなく、上述したように、着色層どうしの境界領域に遮光部が形成されているものであってもよく、また上記着色層上にオーバーコート層やＩＴＯ層が形成されているもの等であってもよい。

このようなカラーフィルタ用基板に用いられる基材や着色層、遮光部、オーバーコート層、ＩＴＯ層等については、一般的なカラーフィルタに用いられるものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。

（２）スペーサ部形成工程
次に、本発明におけるスペーサ部形成工程について説明する。本発明におけるスペーサ部形成工程は、上記カラーフィルタ用基板上に、少なくともビーズ、バインダ、および溶剤を含有し、表面張力が２５ｍＮ／ｍ〜４０ｍＮ／ｍの範囲内であるスペーサ部形成用塗工液をインクジェット法により塗布し、スペーサ部を形成する工程である。

上記スペーサ部形成用塗工液の表面張力は、上記の中でも３０ｍＮ／ｍ〜３５ｍＮ／ｍの範囲内であることが好ましい。これにより、スペーサ部形成用塗工液を塗布した際、スペーサ部形成用塗工液が濡れ広がることのないものとすることができ、所定の量を塗布することにより、目的とする高さにより高精細にスペーサ部を形成することが可能となるからである。またこれにより、スペーサ部形成用塗工液を乾燥または硬化させる際に、スペーサ部形成用塗工液中に含有されているビーズが、スペーサ部形成用塗工液が塗布された領域の中央部に集合しやすいものとすることができ、形成されるスペーサ部の幅を小さいものとすることができる。またさらに、スペーサ部形成用塗工液の表面張力を上記範囲内とすることによってインクジェット装置より、安定して吐出可能なものとすることができるという利点も有している。なお、上記表面張力は、自動表面張力計（協和界面科学社製ＣＢＶＰ−Ｚ型）により測定される値である。

また本工程においては、各スペーサ部を形成する領域に８ｐｌ（ピコリットル）〜３０ｐｌの範囲内、中でも１０ｐｌ〜２０ｐｌの範囲内スペーサ部形成用塗工液を塗布して、スペーサ部を形成することが好ましく、形成される個々のスペーサ部の断面積が５００μｍ^２〜８０００μｍ^２程度、中でも７００μｍ^２〜２８００μｍ^２程度、特に１２５０μｍ^２〜１６００μｍ^２程度となるようにスペーサ部を形成することが好ましい。これにより、スペーサ部の存在によって、カラーフィルタの輝度が低下してしまうことを防止することができ、高輝度な液晶表示装置を製造することが可能となるからである。

なお本発明において、上記スペーサ部形成用塗工液が塗布されてスペーサ部が形成される箇所については、カラーフィルタの種類等により適宜選択される。例えばカラーフィルタ用基板のうち、着色層が形成されている領域上であってもよく、また着色層どうしの境界領域上であってもよい。本発明においては、特に上記着色層どうしの境界領域上にスペーサ部が形成されることが好ましい。これにより、スペーサ部の存在によって、カラーフィルタの輝度が低下してしまうことを防止することができ、より高輝度な液晶表示装置を製造することが可能となるからである。

また本発明においては上記スペーサ部を、１０００μｍ角に形成されるスペーサ部の断面積の合計が２０００μｍ^２〜９６０００μｍ^２程度、中でも５０００μｍ^２〜１３０００μｍ^２程度となるように、個数を調整して形成することが好ましい。このような密度でスペーサ部を形成することにより、カラーフィルタが液晶表示装置に用いられた際、カラーフィルタと液晶駆動側基板との間隙を一定に保つことが可能となるからである。

また、本工程において形成するスペーサ部の高さとしては、カラーフィルタの種類や、上記ビーズの種類等により適宜選択されるが、通常１．０μｍ〜８μｍ程度、中でも２μｍ〜６μｍ程度とすることが好ましい。

ここで、本工程に用いられるスペーサ部形成用塗工液としては、上記表面張力を有するものであって、少なくともビーズ、バインダ、および溶剤を含有し、硬化した後、カラーフィルタと液晶駆動側基板との間隙を一定に保つことが可能なものであれば特に限定されるものではない。

上記バインダとしては、硬化性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば熱硬化性樹脂であってもよく、また光硬化性樹脂であってもよい。具体的には、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。

また、上記ビーズとしては、一般的なカラーフィルタにビーズスペーサとして用いられるものと同様のものを用いることができ、例えば、ガラス、シリカ、金属酸化物（ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃）などの無機化合物の多孔質体や非多孔質体、中空体等や、ジビニルベンゼンポリマー、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアクリル、ナイロン、シリコーン樹脂などのプラスチック類等を用いることができる。またこのようなビーズの表面は、スペーサ部形成用塗工液中に含有されるバインダ等との相溶性を良好なものとするために、表面処理が施されたもの等であってもよい。

また上記ビーズの形状についても、特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタにビーズスペーサ部として用いられるものと同様の形状を有するものを用いることができるが、特にスペーサ部の高さの制御の面から球状であることが好ましい。またこの際、粒子径は１．０μｍ〜８．０μｍ程度、中でも２．５μｍ〜５．５μｍ程度であることが好ましい。これにより、インクジェット装置からビーズを吐出することが可能であり、またカラーフィルタ用基板上に吐出された際に、スペーサ部として用いることが可能となるからである。上記粒子径は、ビーズの粒径をそれぞれ走査型電子顕微鏡もしくは光学顕微鏡により拡大して測定して得られる値である。

本発明においては、上記スペーサ部形成用塗工液中に含有されるビーズの質量を１とした場合に、上記スペーサ部形成用塗工液中に含有されるバインダの量が３〜１９の範囲内、中でも５〜９の範囲内とされることが好ましい。これにより、例えばカラーフィルタ上に形成される配向膜をラビングする際等に、ビーズが剥がれてしまうこと等のないものとすることができ、スペーサ部とカラーフィルタ用基板との接着性を良好なものとすることができるからである。

また、本発明に用いられる溶剤としては、上記バインダの種類等に合わせて以下に示すような溶剤の中から適宜選択され、具体的には、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ジエチルエーテルのようなグリコールエーテル類；エチレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステル類；ジエチレングリコールモノメチルエーテルのようなグリコールオリゴマーエーテル類；ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールオリゴマーエーテルエステル類；酢酸エチル、安息香酸プロピルのような脂肪族又は芳香族エステル類；炭酸ジエチルのようなジカルボン酸ジエステル類；３−メトキシプロピオン酸メチルのようなアルコキシカルボン酸エステル類；アセト酢酸エチルのようなケトカルボン酸エステル類；エタノール、イソプロパノール、フェノールのようなアルコール類又はフェノール類；ジエチルエーテル、アニソールのような脂肪族又は芳香族エーテル類；２−エトキシエタノール、１−メトキシ−２−プロパノールのようなアルコキシアルコール類；ジエチレングリコール、トリプロピレングリコールのようなグリコールオリゴマー類；２−エトキシエチルアセテートのようなアルコキシアルコールエステル類；アセトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類が挙げられる。またスペーサ部形成用塗工液中に用いられる溶剤の量としては、上記バインダの種類等に合わせて適宜選択されるものであるが、通常スペーサ部形成用塗工液中に７５質量％〜９９質量％程度、中でも８５質量％〜９８質量％程度含有されていることが好ましい。

また、上記スペーサ部形成用塗工液中には、バインダ、ビーズ、および溶剤の他に、上記バインダにあわせて適宜添加剤等が含有されていてもよい。上記添加剤としては、一般的なインクジェット用インクに用いられるものと同様とすることができる。

ここで本発明において上記スペーサ部形成用塗工液の表面張力を上記範囲内とする方法としては、例えばスペーサ部形成用塗工液中に用いられる溶剤のバインダの種類や添加剤の種類を適宜選択する方法であってもよいが、本発明においては特に、特定の表面張力を有する溶剤を用いる方法であることが好ましい。これにより、容易に上記スペーサ部形成用塗工液の表面張力を調整することが可能となるからである。

具体的には、上記の溶剤の中でも表面張力が２５ｍＮ／ｍ〜４０ｍＮ／ｍの範囲内、中でも３０ｍＮ／ｍ〜３５ｍＮ／ｍであるものを用いることが好ましい。これにより、スペーサ部形成用塗工液の表面張力を、上述した範囲内とすることが可能となるからである。

また本工程において、上記スペーサ部形成用塗工液の塗布に用いられるインクジェット装置としては、一般的なカラーフィルタの製造に用いられるインクジェット装置と同様とすることができる。

また本工程においては、上記スペーサ部形成用塗工液の塗布を行った後、上記バインダの種類に合わせて適宜スペーサ部形成用塗工液を乾燥、もしくは硬化させることとなるが、上記乾燥方法、もしくは硬化方法については、一般的な硬化性樹脂の硬化の際に用いられる硬化方法と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。

（３）その他
本発明のカラーフィルタの製造方法においては、上記撥液化処理工程、およびスペーサ部形成工程を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えばカラーフィルタ用基板を形成するカラーフィルタ用基板形成工程や、上記着色層やスペーサ部等の上に、配向膜を形成する配向膜形成工程等を有していてもよい。

本発明においてはまた、上記スペーサ部形成工程後、上記撥液化処理工程により撥液化されたカラーフィルタ用基板の表面を親液化処理する親液化処理工程を有していてもよい。これにより、本発明により製造されたカラーフィルタ上に、さらに配向膜等の他の機能性部を形成する際、機能性部形成用塗工液がカラーフィルタ上ではじかれてしまうことのないものとすることができ、安定してこれらの機能性部を形成することが可能となるという利点を有する。上記親液化処理の方法としては、例えばスペーサ部が形成されたカラーフィルタ表面に酸素プラズマを照射する方法や、真空紫外光を照射する方法等とすることができる。

Ｂ．スペーサ部形成用塗工液
次に、本発明のスペーサ部形成用塗工液について説明する。本発明のスペーサ部形成用塗工液は、上述したカラーフィルタの製造方法に用いられ、少なくともビーズ、バインダ、および溶剤を含有し、表面張力が２５ｍＮ／ｍ〜４０ｍＮ／ｍの範囲内であることを特徴とするものである。

本発明によれば、上記表面張力が上記範囲内であることから、インクジェット法により安定して供給することが可能であり、かつカラーフィルタ用基板上に塗布された際に、濡れ広がらないものとすることができる。したがって、カラーフィルタ用基板上に、均一な高さでスペーサ部を形成することが可能なスペーサ部形成用塗工液とすることができる。

本発明においてスペーサ部形成用塗工液の表面張力は、上記の中でも２５ｍＮ／ｍ〜４０ｍＮ／ｍの範囲内、特に３０ｍＮ／ｍ〜３５ｍＮ／ｍの範囲内とされることが好ましい。これにより、上記スペーサ部形成用塗工液がカラーフィルタ用基板上に塗布された際、より濡れ広がらないものとすることができ、より均一な高さにスペーサ部を形成することが可能となるからである。またこれにより、スペーサ部形成用塗工液を乾燥または硬化させる際に、スペーサ部形成用塗工液中に含有されているビーズが、スペーサ部形成用塗工液が塗布された領域の中央部に集合しやすいものとすることができ、形成されるスペーサ部の幅を小さいものとすることができる。またさらに、表面張力を上記範囲内とすることにより、よりインクジェット装置から安定して吐出されやすいものとすることができるという利点も有している。

なお本発明のスペーサ部形成用塗工液は、上記バインダ、ビーズ、および溶剤以外にも必要に応じて適宜添加剤等を含有するものであってもよい。ここで、本発明のスペーサ部形成用塗工液に用いられるバインダやビーズ、溶剤、および添加剤等や、表面張力を上述した範囲内とする方法等については、上述した「Ａ．カラーフィルタの製造方法」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。また、本発明のスペーサ部形成用塗工液が塗布されるカラーフィルタ用基板等についても、「Ａ．カラーフィルタの製造方法」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

＜実施例１＞
（カラーフィルタ用基板の準備）
ガラス基板からなる基材と、上記基材上にパターン状に形成された遮光部と、上記遮光部により区画された開口部に形成された着色層と、上記遮光部および着色層を覆うように形成された透明導電膜とを有するカラーフィルタ用基板を準備した。

（撥液層形成工程）
テフロン（登録商標）ＡＦ１６００（デュポン社製）１ｇをフロリナートＦＣ−４３（住友３Ｍ（株）製）２００ｇに溶解させて、撥液層形成用塗工液とした。この撥液層形成用塗工液を、上記カラーフィルタ用基板の透明導電膜上にスピンコート法により塗布し、１００℃で６０分間の乾燥処理を行うことにより、厚さ１０ｎｍの撥液層を得た。上記撥液層の表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角は、６９°であった。上記液体との接触角は、接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）によって測定した。

（スペーサ部形成工程）
上記撥液層上に、下記の組成を有し、表面張力が２８．４ｍＮ／ｍのスペーサ部形成用塗工液を、パターン状に形成された遮光部上の６０μｍ角のエリア内に、１滴（１５ｐｌ）ずつ塗布した。その後、ホットプレートにて８０℃で１０分間乾燥させ、さらに２３０℃のオーブンで３０分間加熱した。その結果、直径４０μｍの円形状のドットが６０μｍ角のエリア内に形成され、そのドットの中には平均５個のビーズが含有されているスペーサ部を得た。
［スペーサ部形成用塗工液の組成］
熱硬化性樹脂：アクリル樹脂（主成分グリシジルメタクリレート）…２０．０ｗｔ％
希釈溶剤：ブチルカルビトールアセテート …７８．５ｗｔ％
ビーズ：積水化学社製ミクロパール …１．５ｗｔ％

＜比較例１＞
（カラーフィルタ用基板の準備）
ガラス基板からなる基材と、上記基材上にパターン状に形成された遮光部と、上記遮光部により区画された開口部に形成された着色層と、上記遮光部および着色層を覆うように形成された保護層とを有するカラーフィルタ用基板を準備した。

（撥液層形成工程）
下記の材料を２４時間常温にて攪拌し、加水分解共重合溶液を作製した。
・アルキルシラン（LS-890 信越シリコーン製） …１５．８ｗｔ％
・テトラメトキシシラン（TSL8114 ＧＥ東芝シリコーン製） …５２．８ｗｔ％
・０．１Ｎ塩酸 …３１．４ｗｔ％
次に、上記加水分解共重合溶液と、イソプロピルアルコールと、１，３−ブタンジオールを重量比１：１０：５で混合し、１０分間攪拌して撥液層形成用塗工液とした。この撥液層形成用塗工液を、上記カラーフィルタ用基板の保護層上にスピンコート法により塗布し、１５０℃で１０分間乾燥させた。これにより、厚さ２０ｎｍの撥液層を得た。上記撥液層の表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角は、２３°であった。上記液体との接触角は、接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）によって測定した。

（スペーサ部形成工程）
上記撥液層上に、実施例１と同様のスペーサ部形成用塗工液を、パターン状に形成された遮光部上の６０μｍ角のエリア内に、１滴（１５ｐｌ）ずつ塗布した。その後、ホットプレートにて８０℃で１０分間乾燥させ、さらにオーブンにて２３０度で３０分間加熱した。その結果、直径１３５μｍの円形状のドットが６０μｍ角のエリア上全体をに形成され、６０μｍ角のエリア外までビーズスペーサ部が形成された。

＜比較例２＞
（カラーフィルタ用基板の準備）
ガラス基板からなる基材と、上記基材上にパターン状に形成された遮光部と、上記遮光部により区画された開口部に形成された着色層と、上記遮光部および着色層を覆うように形成された保護層とを有するカラーフィルタ用基板を準備した。

（撥液層形成工程）
テフロン（登録商標）ＡＦ１６００（デュポン社製）１ｇをフロリナートＦＣ−４３（住友３Ｍ（株）製）２００ｇに溶解させて、撥液層形成用塗工液とした。この撥液層形成用塗工液を、上記カラーフィルタ用基板の保護層上にスピンコート法により塗布し、１００℃で６０分間の乾燥処理を行うことにより、厚さ１０ｎｍの撥液層を得た。上記撥液層の表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角は、６９°であった。上記液体との接触角は、接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）によって測定した。

（スペーサ部形成工程）
上記撥液層上に、下記の組成を有し、表面張力が４１．５ｍＮ／ｍのスペーサ部形成用塗工液を、実施例１と同様のスペーサ部形成用塗工液を、パターン状に形成された遮光部上の６０μｍ角のエリア内に、１滴（１５ｐｌ）ずつ塗布した。その後、ホットプレートにて８０℃で１０分間乾燥させ、さらにオーブンにて２３０度で３０分間加熱した。その結果、直径１５μｍの円形状のドットが６０μｍ角のエリア内に形成され、そのドットの中には平均５個のビーズが含有されているスペーサ部が得られたが、その際ビーズの積層が発生し、均一な高さのスペーサ部が得られなかった。
［スペーサ部形成用塗工液の組成］
熱硬化性樹脂：アクリル樹脂（主成分グリシジルメタクリレート）…２０．０ｗｔ％
希釈溶剤：アセトフェノン …７８．５ｗｔ％
ビーズ：積水化学社製ミクロパール …１．５ｗｔ％

本発明のカラーフィルタの製造方法の一例を示す工程図である。従来のカラーフィルタを説明するための説明図である。従来のカラーフィルタを説明するための説明図である。

符号の説明

１ …基材
２ …着色層
３ …カラーフィルタ用基板
４ …スペーサ部形成用塗工液
５ …スペーサ部

Claims

基材と、前記基材上にパターン状に、かつ複数形成された着色層とを有するカラーフィルタ用基板の表面を、表面張力４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が３０°以上となるように撥液化処理する撥液化処理工程と、
前記カラーフィルタ用基板上に、少なくともビーズ、バインダ、および溶剤を含有し、表面張力が２５ｍＮ／ｍ〜４０ｍＮ／ｍの範囲内であるスペーサ部形成用塗工液をインクジェット法により塗布し、スペーサ部を形成するスペーサ部形成工程と、
前記スペーサ部形成工程後、前記撥液化処理工程により撥液化されたカラーフィルタ用基板の表面を親液化処理する親液化処理工程と、
前記親液化処理工程後、配向膜を形成する配向膜形成工程と、を有し、
前記撥液化処理工程が、フッ素化合物を導入ガスとして用い、カラーフィルタ用基板表面に、大気圧下でプラズマを照射する工程であり、
前記スペーサ部形成用塗工液中には、ビーズの質量を１とした場合に、５〜９の範囲内のバインダが含有されていることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。