JP2002156520A

JP2002156520A - カラーフィルタとその製造方法、該カラーフィルタを用いた液晶素子

Info

Publication number: JP2002156520A
Application number: JP2000355527A
Authority: JP
Inventors: Taketo Nishida; 武人西田; Katsuhiko Takano; 勝彦高野; Shoji Shiba; 昭二芝; Takeshi Okada; 岡田　　健; Hiroshi Yanai; 洋谷内; Noboru Kunimine; 昇国峯
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2002-05-31

Abstract

(57)【要約】【課題】混色や白抜けが無く、表面平坦性の良好な着
色部を備えたカラーフィルタをインクジェット方式によ
り簡易なプロセスで製造する。【解決手段】透明基板上に感光性樹脂組成物層を形成
し、パターン露光、現像した後、パターン露光よりも多
い光照射量で光硬化させ、熱処理を施して隔壁を形成
し、該隔壁の開口部にインクを付与して着色部を形成す
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とそ
の製造方法、及び該カラーフィルタ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（着色画素）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
料を分散した光硬化性樹脂を形成し、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、
Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の着色部を形成するものである。

【０００８】これらの方法に共通している点は、Ｒ、
Ｇ、Ｂの３色の着色部を形成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
（ＴＦＴ、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。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。

【０００９】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。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インク
ジェット方式を利用したカラーフィルタの製造方法にお
いては、「混色」と「白抜け」という問題がある。

【００１１】「混色」は、隣接する異なる色の着色部間
においてインクが混ざり合うことにより発生する障害で
ある。一般的に、インクジェット方式によるカラーフィ
ルタの製造においては、開口部の容積に対して、数倍〜
数十倍の体積を有するインクを付与する必要がある。イ
ンク中に含まれる着色剤や硬化成分等の固形分濃度が高
い場合、即ち付与するインクの体積が比較的少ない場合
においては、開口部内にインクを保持することができる
ため、付与されたインクが隔壁を乗り越えて、隣接する
異なる色の着色部にまで到達することはない。しかしな
がら、インク中の固形分濃度が低い場合、即ち多量のイ
ンクを付与する必要がある場合には、隔壁を超えてイン
クがあふれてしまうため、隣接する着色部間で混色が発
生してしまう。これを防止するには、特開平６−３４７
６３７号公報に開示されているように、隔壁を撥インク
性にする方法がある。

【００１２】一方、「白抜け」は、隔壁により囲まれた
領域において、着色部の欠落によって発生する。白抜け
が生じると、着色部内での色ムラ、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。特に、隔壁に
撥インク性を付与した場合には、インクが隔壁側面には
じかれ易く、隔壁側面部分で白抜けが生じ易い。

【００１３】以上のように、単純に隔壁を撥インク性に
してしまうと、混色は防止できるものの白抜けが生じ易
くなってしまう。

【００１４】そこで、「混色」と「白抜け」の防止を同
時に実現する方法として、特開平９−１２７３２７号公
報には、隔壁材料の塗布後、撥インク処理剤による処理
を行い、その後フォトリソ工程によりパターニングする
ことにより、隔壁の上面のみに撥インク化処理を施す方
法が開示されている。また、特開平９−２０３８０３号
公報、特開平９−２３０１２７号公報、特開平９−２３
０１２９号公報には、隔壁材料の塗布後、撥インク処理
剤による処理を行い、フォトリソ工程によりパターニン
グし、その後、隔壁で形成された凹部を親インク化処理
する方法などが開示されている。

【００１５】しかしながら、これらは隔壁の上面を撥イ
ンク化処理した後に、現像工程を行ったり、水酸化ナト
リウム等の強アルカリやフッ酸等によるエッチング処理
や紫外線等のエネルギー線の照射処理などの親インク化
処理の工程を行うので、隔壁の上面の撥インク性を全く
低下させずに親インク化することは困難である。

【００１６】特開平１１−２７１７５３号公報には、隔
壁を、インクに対して親和性を有する層と非親和性を有
する層を積み上げる多層構造にして、画素領域内の平坦
性を向上させる方法が用いられている。

【００１７】しかしながら、この方法では、隔壁を多層
化するものであり、フォトリソグラフィ工程を複数回実
施する必要があることから、プロセスの複雑化、コスト
アップ、ひいては歩留まり低下を招くという問題があ
る。

【００１８】本発明の課題は、カラーフィルタをインク
ジェット方式を利用して製造するに際して、混色、白抜
けのない表示品質の良いカラーフィルタを複雑なプロセ
スを用いることなく提供することにある。本発明ではさ
らに、該製造方法によって得られたカラーフィルタを用
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。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の第一は、透明基
板上に複数の着色部と、隣接する着色部間に位置する隔
壁とを少なくとも有するカラーフィルタであって、上記
着色部が、透明基板上に形成された樹脂組成物からなる
隔壁の開口部内にインクジェット方式によって付与され
たインクを硬化してなり、上記隔壁の膜厚方向における
断面において、隔壁の最大膜厚の８０％の高さにおける
該隔壁の線幅をＬ₁、透明基板に接する隔壁の線幅を
Ｌ₂、隔壁の最大膜厚の８０％をＴ₈₀とした時、下記式
（１）を満たすことを特徴とするカラーフィルタであ
る。

【００２０】｜Ｌ₂−Ｌ₁｜／２≦Ｔ₈₀ …（１）上記本発明においては、下記の構成を好ましい態様とし
て含むものである。上記着色部において、全周縁部の隣
接する隔壁の側面と少なくとも一部で接している。上記
隔壁が、下記式（２）を満たし、各着色部において、全
周縁部が隣接する隔壁の側面と接している。

【００２１】｜Ｌ₂−Ｌ₁｜≦Ｔ₈₀ …（２）上記隔壁が遮光層である。上記着色部上に保護層を有す
る。表面に透明導電膜を有する。

【００２２】本発明の第二は、上記本発明のカラーフィ
ルタの製造方法であって、透明基板上に感光性樹脂組成
物層を形成し、パターン露光、現像して隔壁パターンを
形成する工程と、上記隔壁パターンに光を照射して光硬
化させる工程と、光硬化した隔壁パターンに加熱処理を
施して本硬化させ、隔壁を形成する工程と、インクジェ
ット方式により上記隔壁で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。

【００２３】上記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。上記隔壁パターンの
光硬化工程において、少なくとも透明基板の隔壁パター
ン形成面側から光を照射する。上記隔壁パターンの光硬
化工程における光照射量が、上記感光性樹脂組成物層の
パターン露光時の露光量より大きい。上記隔壁パターン
の光硬化工程における透明基板温度を１６０℃未満に制
御する。上記着色部の形成工程に先立って、少なくとも
フッ素原子を含有するガスを導入してプラズマ照射を行
うプラズマ処理を上記隔壁に施す。上記プラズマ処理で
導入するガスがＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、ＳＦ₆、Ｃ₃Ｆ
₈、Ｃ₅Ｆ₈から選択される少なくとも一種のハロゲンガ
スである。上記プラズマ処理で導入するガスが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
スである。上記プラズマ処理に先立って、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
気下でプラズマ照射するドライエッチング処理を上記隔
壁に施す。上記プラズマ処理後の上記隔壁の表面を、表
面粗さ（Ｒａ）が３ｎｍ〜５０ｎｍになるように処理す
る。プラズマ処理後の隔壁表面の純水に対する接触角が
９０°以上、透明基板表面の純水に対する接触角が２０
°以下となるように処理する。上記隔壁を黒色樹脂組成
物で形成する。上記インクが少なくとも着色剤、硬化成
分、水、有機溶剤を含有する。

【００２４】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のカラーフィルタ
を用いて構成したことを特徴とする液晶素子である。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明者等は、インクジェット方
式により得られたカラーフィルタの着色部（着色画素）
と隔壁とを詳しく観察した結果、隔壁の側面形状によっ
て白抜けの発生しやすい条件があることを見い出した。
一般に、インクジェット方式によるカラーフィルタの製
造方法において、異なる色のインクを仕切る隔壁は樹脂
組成物、特にパターニングが容易であることから感光性
樹脂組成物が用いられる。この感光性樹脂組成物を用い
た隔壁形成工程においては、透明基板上に感光性樹脂組
成物層を形成し、パターン露光・現像して隔壁パターン
を形成した後、該隔壁パターンに加熱処理を施して硬化
させ、隔壁とする。この隔壁パターンの加熱処理工程に
おいて、隔壁パターンは硬化すると同時に残留する溶媒
が蒸発して収縮するが、透明基板に接する底面は透明基
板に付着しているため、上面に比べて収縮しにくい。そ
の結果、加熱硬化後の隔壁は、パターン露光後の隔壁パ
ターンに比べて形状がゆがみやすく、膜厚方向の断面が
矩形にはなりにくい。そして、隔壁の膜厚方向の断面に
おいて、透明基板側よりも上面側が大幅に収縮したよう
な場合に、カラーフィルタの白抜けが発生しやすいこと
がわかった。また、隔壁が複数層で構成されていても同
様であった。言いかえれば、隔壁の上面側と底面側とで
収縮程度の差が小さい場合には白抜けが生じにくく、こ
のような断面形状の隔壁を形成することで、カラーフィ
ルタの白抜けを防止でき、得られる着色部の表面平坦性
も良好であることを見い出し、本発明を達成した。

【００２６】以下に隔壁の断面形状と白抜け、平坦性の
関係を図３、図４を用いて説明する。図３、図４におい
て、１は透明基板、５は隔壁、６はインク、７は加熱硬
化後の着色部である。また、図４において、（ａ−１）
〜（ｃ−１）はインク６を付与した状態を、（ａ−２）
〜（ｃ−２）はそれぞれ（ａ−１）〜（ｃ−１）のイン
ク６を乾燥、加熱硬化して着色部７を形成した状態の断
面模式図である。

【００２７】ここで、図３に示すように、隔壁５の膜厚
方向における断面において、隔壁５の最大膜厚の８０％
の高さにおける該隔壁５の線幅をＬ₁、透明基板１に接
する隔壁５の線幅をＬ₂、隔壁５の最大膜厚の８０％を
Ｔ₈₀、ａ〜ｂを隔壁側面とする。

【００２８】図４（ｃ−１）、（ｃ−２）は、隔壁５の
断面形状が（Ｌ₂−Ｌ₁）／２＞Ｔ₈₀である場合を示す。
このように、上面が大幅に収縮した隔壁５の側面にはイ
ンク６が付着しにくい。インク６は乾燥、加熱硬化によ
り収縮するが、上記のようにインク６が隔壁５の側面に
付着していない状態で乾燥、加熱硬化させると、周縁部
において膜厚が大幅に薄い着色部７が形成され、白抜け
が発生する。また、インク６の表面張力により、着色部
７の表面は中央が盛り上がった凸形状となり、全体とし
て膜厚が不均一で着色部内で色ムラを発生する。

【００２９】図４（ｂ−１）、（ｂ−２）は、隔壁５の
断面形状が（Ｌ₂−Ｌ₁）／２≦Ｔ₈₀である場合を示す。
このように、隔壁５の上面と底面とで収縮の程度に大き
な差がなく、隔壁５の断面形状が矩形に近い場合には、
インク６が隔壁５の側面に付着しやすく、この状態でイ
ンク６を乾燥、加熱硬化させると、インク６の表面は隔
壁５の側面に引っ張られて表面が平坦化され、加熱硬化
した後の着色部７は周縁部において隔壁５の側面に十分
に接触し、且つ表面が平坦で均一な膜厚となる。

【００３０】図４（ａ−１）、（ａ−２）は、隔壁５の
断面形状が（Ｌ₂−Ｌ₁）≦Ｔ₈₀である場合を示す。この
ように、さらに隔壁５の断面形状が矩形に近づくこと
で、表面平坦性が良好な着色部７が得られる。

【００３１】また、Ｌ₁＞Ｌ₂である場合、即ち、隔壁が
逆テーパーの形状の場合は、インクは隔壁の上部まで達
し易いので白抜けは発生しないが、（Ｌ₁−Ｌ₂）／２＞
Ｔ₈₀の時には、隔壁上面にかけなどが発生し易いので、
（Ｌ₁−Ｌ₂）／２≦Ｔ₈₀であることが必要である。かけ
が生じると、バックライトの光を十分に遮光できなくな
り、表示品位を落とす場合がある。

【００３２】尚、本発明において、上記したＴ₈₀、
Ｌ₁、Ｌ₂を実測する方法としては、触針法、レーザー顕
微鏡、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）による表面形状のプロ
ファイル測定、或いは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による断面写真などがあ
る。触針法による表面形状のプロファイル測定の場合、
針先の径のためにＬ₁、Ｌ₂などの間隔を測定するには測
定精度が不十分である。ＡＦＭ、ＳＥＭ、ＴＥＭによる
測定の場合、測定精度は十分であるが、サンプル形状な
どに制約がある。このため、より簡易で高精度な測定が
可能なレーザー顕微鏡による断面プロファイル測定が好
適に用いられる。

【００３３】本発明にかかる、特定の断面形状を有する
隔壁は、感光性樹脂組成物層をパターン露光、現像して
隔壁パターンを形成した後、該パターンにさらに光照射
して光硬化させ、その後加熱硬化（本硬化）させること
により、容易に形成することができる。特に、上記隔壁
パターンの光照射に際しては、隔壁パターンの上面側よ
り光照射することにより、後の加熱硬化工程における上
面側の収縮をより良好に抑えて、断面が矩形に近い隔壁
を形成することができる。

【００３４】図５に、本発明のカラーフィルタの一実施
形態の断面を模式的に示す。図中、５１は透明基板、５
２は隔壁を兼ねたブラックマトリクス、５３は着色部、
５４は必要に応じて形成される保護層である。本発明の
カラーフィルタを用いて液晶素子を構成する場合には、
着色部５３上或いは、着色部５３上に保護層５４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。

【００３５】図６に、図５のカラーフィルタを用いて構
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、５７は共通電極（透明導電膜）、５８は
配向膜、５９は液晶、６１は対向基板、６２は画素電
極、６３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。

【００３６】カラー液晶素子は、一般的にカラーフィル
タ側の基板５１と対向基板６１とを合わせ込み、液晶５
９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６１の内側に、ＴＦＴ（不図示）と画素電極６２が
マトリクス状に形成されている。また、カラーフィルタ
側の基板５１の内側には、画素電極６２に対向する位置
に、Ｒ、Ｇ、Ｂが配列するように、カラーフィルタの着
色部５３が形成され、その上に透明な共通電極５７が形
成される。さらに、両基板の面内には配向膜５８，６３
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５９が充填される。

【００３７】上記液晶素子は、透過型の場合には、基板
６１及び画素電極６２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６１或いは画素電極６２を反射機能を備え
た素材で形成するか、或いは、基板６１上に反射層を設
け、透明基板５１の外側に偏光板を設け、カラーフィル
タ側から入射した光を反射して表示を行なう。

【００３８】以下に、図面を参照して本発明のカラーフ
ィルタの製造方法の一例について説明する。

【００３９】図１、図２は本発明のカラーフィルタの製
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は透明基板、２は感光性樹脂組成物層、３
は隔壁パターン、４は隔壁３の開口部、５は隔壁、６は
インク、７は着色部である。

【００４０】工程（ａ）透明基板１を用意する。透明基板１は、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、プラスチック基板なども用いることができ
る。尚、該基板には、その表面に対して、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。

【００４１】工程（ｂ）透明基板１上に、隔壁５を形成するための感光性樹脂組
成物層２を形成する。該隔壁５は、図５の５２で示した
ように、隣接する着色部間を遮光する遮光層とすること
が好ましく、その場合ブラックマトリクス或いはブラッ
クストライプのいずれでもかまわない。

【００４２】本発明において、隔壁５を形成するために
用いられる感光性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光硬化性樹脂材料を用いる。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。

【００４３】また、かかる隔壁５を遮光層とする場合に
は、上記感光性樹脂組成物中に、遮光剤を分散せしめた
黒色の感光性樹脂組成物を用いる。該遮光剤としては、
後述するように、隔壁５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。

【００４４】感光性樹脂組成物層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、フィルム転写法、印刷法等の方法により形成す
ることができる。膜厚の制御が簡単に行えるのはスピン
コートによる方法で、現在、一般的に行われている。塗
布液の使用量を抑えるにはバーコートが有効で、設備コ
ストを抑えるにはフィルム転写法が有効である。

【００４５】塗布後、必要に応じて加熱処理（プリベー
ク）を施す。この加熱処理においては、設定温度は８０
℃〜１４０℃の範囲とする。８０℃未満であると、透明
基板１と感光性樹脂組成物層２との密着性が悪く、１４
０℃を超えると現像後の残膜が発生する場合がある。

【００４６】工程（ｃ）透明基板１上の感光性樹脂組成物層２をフォトマスクを
介してパターン露光し、現像して複数の開口部４を有す
る隔壁パターン３を形成する。露光に使用する光源とし
ては、感光性樹脂組成物層２を硬化しうる波長域を含む
ものを使用する。紫外線波長を含む高輝度光源である超
高圧水銀ランプやＤｅｅｐ−ＵＶランプが好適に用いら
れる。現像後の隔壁としては、｜Ｌ₂−Ｌ₁｜／２＜Ｔ₈₀
のような関係でなければ、後述する加熱硬化処理によ
り、｜Ｌ₂−Ｌ₁｜／２≦Ｔ₈₀のような関係にすることは
できない。よって、当該工程において、十分な現像処理
を行うことが望ましい。

【００４７】工程（ｄ）透明基板１の少なくとも隔壁パターン３の形成された領
域に、光を照射して光硬化を促進させる。この時、好ま
しくは隔壁パターン３が形成された側から光照射を行っ
て、工程（ｅ）の加熱処理における隔壁パターン３の上
面の熱収縮を抑え、より好ましくは透明基板１の両面か
ら光照射を施し、隔壁パターン３全体の収縮を抑制す
る。

【００４８】また、光照射量としては、十分な光硬化を
行うため、少なくとも先の工程（ｃ）における露光時の
光量より大きいことが必要である。照射光量が大きい
程、後述する熱硬化処理における熱収縮は小さくなる。

【００４９】この時に照射する光としては、露光時に用
いられる光源が好ましいが、光硬化性樹脂を硬化しうる
波長域を含むものであればよく、２００〜５５０ｎｍの
範囲の波長を含む光源であればよい。例えば、ＵＶ洗浄
装置に使用される高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、ア
ルゴンレーザー光、エキシマレーザー光などでもかまわ
ない。

【００５０】また、光照射時の基板温度としては、工程
（ｅ）における加熱温度を超えてしまうと、光硬化が十
分に促進しないうちに熱収縮が生じてしまい、しわが発
生する場合がある。これにより、隔壁の直線性や膜厚の
均一性が損なわれるので、本工程の光照射時の基板温度
は、１６０℃未満にすることが望ましい。

【００５１】工程（ｅ）工程（ｄ）により光硬化した隔壁パターン３を加熱処理
し、本硬化させて隔壁５を得る。本発明においては、工
程（ｄ）において光硬化しているため、隔壁パターン３
の、特にその上面における熱収縮が小さく、得られる隔
壁５の断面形状が矩形に近いものとなる。

【００５２】工程（ｆ）隔壁５に対して、好ましくはドライエッチング処理、及
び、プラズマ処理を施す。ドライエッチング処理は、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
雰囲気下で透明基板１にプラズマ照射を行なう処理であ
る。当該ドライエッチング処理を行なうことによって、
隔壁５の形成工程において透明基板１表面に付着した汚
染物の除去による表面の清浄化と、隔壁５の表層の粗面
化が行われる。

【００５３】また、プラズマ処理は、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を行なう処
理であり、この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５表層に入り込み、隔壁５
表層の撥インク性が増大する。

【００５４】特に、隔壁５をカーボンブラックを含む樹
脂組成物で構成し、ドライエッチング処理を施した場合
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、ドライエッチング処理によって隔壁５表面にカー
ボンブラックが露出し、さらに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。

【００５５】プラズマ処理において導入する、少なくと
もフッ素原子を含有するガスとしては、ＣＦ₄、ＣＨ
Ｆ₃、Ｃ₂Ｆ₆、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、Ｃ
₅Ｆ₈（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
（ＣＦ₄：５万年、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る。

【００５６】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。

【００５７】上記ドライエッチング処理及びプラズマ処
理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。

【００５８】また、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。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。前
述したように、隔壁５をカーボンブラックを含む樹脂組
成物で構成すれば、容易に隔壁５表面の撥インク性を１
１０°以上にすることが可能である。

【００５９】また、透明基板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、透明基板１表面にインクが良好に濡れ広がり易
い。

【００６０】さらに、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り、着色部７の平坦性をより向上
させることができる。その理由は、後述する工程（ｈ）
におけるインク６の乾燥、硬化時に、隔壁５表面の表面
粗さが大きい（粗い）場合にはインク６と隔壁５の接触
面積が大きいので、接触状態を保持しやすい。その結
果、隔壁５と着色部７の接触部分が大きくなり、着色部
７の平坦化が容易になる。

【００６１】このような理由から、隔壁５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５表面の平均粗さ（Ｒａ）としては３ｎｍ〜５０ｎ
ｍが望ましく、より望ましくは４ｎｍ〜２０ｎｍとする
ことによって、隔壁５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、着色部表面が平坦化する。

【００６２】さらに、本工程後に、隔壁５表面の撥イン
ク性を落とさないように、開口部４のインク拡がり性改
善処理を行ってもよい。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に十分に拡がるよ
うになる。インク拡がり性改善処理の例としては、プラ
ズマ処理を施した透明基板１を水と接触させる方法があ
る。この時、隔壁５の撥インク性が落ちることはない。

【００６３】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（不図示）より、Ｒ、Ｇ、Ｂのインク６を隔壁５で囲
まれた領域（開口部４）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。また、インク６
としては、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、硬化成分、溶剤を少なくとも含むもの
が好ましい。以下に、本発明で用いるインクの組成につ
いてさらに詳細に説明する。

【００６４】〔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。

【００６５】〔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。

【００６６】〔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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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、着色部７を形成
する。この時、隔壁５の断面形状が、先に説明した、図
４の（ｂ−１）の隔壁５の条件を満たしていれば、平坦
性のよい着色部７が得られる。

【００７０】さらに、必要に応じて保護層や透明導電膜
を形成し、本発明のカラーフィルタを得る。上記保護層
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。

【００７１】

【実施例】（実施例１）〔ブラックマトリクス（隔壁）の形成〕３６０ｍｍ×４
６５ｍｍサイズのガラス基板（コーニング製「１７３
７」）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」）をスピンナーを用いて塗布し、１１０℃のホット
プレートで加熱乾燥処理（プリベーク）を２分間行っ
た。その後、所定のフォトマスクを介して露光（Ｄｅｅ
ｐ−ＵＶ、露光量２００ｍＪ／ｃｍ²）及び、現像を行
っってブラックマトリクスパターンを得た。現像液には
富士フイルムオーリン製「ＣＤ」の１０％希釈液を使用
し、１１０秒間シャワー現像を行った。

【００７２】ガラス基板のブラックマトリクスパターン
の形成された面を表面とし、ガラス基板の表面及び裏面
から、１６００ｍＪ／ｃｍ²、２０００ｍＪ／ｃｍ²、２
２００ｍＪ／ｃｍ²、２４００ｍＪ／ｃｍ²、３２００ｍ
Ｊ／ｃｍ²で全面露光処理した５サンプルを用意した。
光照射時のガラス基板上の温度は全て２５℃であった。
その後、２３０℃のオーブンで加熱硬化処理を６０分行
い、７５μｍ×２２５μｍの長方形の開口部を有するブ
ラックマトリクスを形成した。

【００７３】ＫＥＹＥＮＣＥ製超深度表面形状測定顕微
鏡「ＶＫ−８５１０」を用いて、ブラックマトリクスパ
ターンのＬ₁、Ｌ₂、Ｔ₈₀を測定したところ、現像後で、
Ｌ₁＝２２．５０μｍ、Ｌ₂＝２３．１０μｍ、Ｔ₈₀＝
１．８７μｍとなり、（Ｌ₂−Ｌ₁）／２＝０．３０μｍ
であった。

【００７４】また、ポストベーク後のブラックマトリク
スは、光照射量が１６００ｍＪ／ｃｍ²のブラックマト
リクスが、Ｌ₁＝１９．１０μｍ、Ｌ₂＝２２．５０μ
ｍ、Ｔ₈ ₀＝１．７０μｍとなり、（Ｌ₂−Ｌ₁）／２＝
１．７０μｍ、２０００ｍＪ／ｃｍ²のブラックマトリ
クスが、Ｌ₁＝２０．３１μｍ、Ｌ₂＝２２．５３μｍ、
Ｔ₈₀＝１．７０μｍ、（Ｌ₂−Ｌ₁）／２＝１．１１μ
ｍ、２２００ｍＪ／ｃｍ²のブラックマトリクスが、Ｌ₁
＝２０．８２μｍ、Ｌ₂＝２２．５２μｍ、Ｔ₈₀＝１．
７０μｍ、（Ｌ₂−Ｌ₁）／２＝０．８５μｍ２４００ｍＪ／ｃｍ²のブラックマトリクスが、Ｌ₁＝２
１．００μｍ、Ｌ₂＝２２．５６μｍ、Ｔ₈₀＝１．６９
μｍ、（Ｌ₂−Ｌ₁）／２＝０．７８μｍ、３２００ｍＪ
／ｃｍ²のブラックマトリクスが、Ｌ₁＝２１．３０μ
ｍ、Ｌ₂＝２２．５５μｍ、Ｔ₈₀＝１．６９μｍ、（Ｌ₂
−Ｌ₁）／２＝０．６２５μｍであった。

【００７５】〔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

【００７６】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

【００７７】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

【００７８】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

【００７９】〔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照射を行
い、ドライエッチング処理を施した。

【００８０】使用ガス：Ｏ₂ ガス流量：８０ｓｃｃｍ圧力：８ＰａＲＦパワー：１５０Ｗ処理時間：３０ｓｅｃ

【００８１】〔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。

【００８２】使用ガス：ＣＦ₄ ガス流量：８０ｓｃｃｍ圧力：５０ＰａＲＦパワー：１５０Ｗ処理時間：３０ｓｅｃ

【００８３】〔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
ついては額縁のさらに外側のブラックマトリクスの設け
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：５° ブラックマトリクス表面：１２８° であった。

【００８４】〔表面粗さの評価〕ブラックマトリクスの
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５
ｍｍ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１
０．３ｎｍであった。

【００８５】〔インク拡がり性改善処理〕プラズマ処理
後のブラックマトリクス基板に対して、インク拡がり性
改善処理を行なった。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。

【００８６】純水温度：５４℃ 超音波周波数：４０ｋＨｚ処理時間：５ｍｉｎ

【００８７】〔撥インク性の評価〕インク拡がり性改善
処理によりブラックマトリクス表面上の撥インク性が損
なわれていないかを確認する為に、インク拡がり性処理
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。測定箇所はインク拡がり性改善処理前
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。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うために、イ
ンクをインクヘッドより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。

【００８８】〔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、インク拡がり性改善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２００〜８００ｐｌ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３０分間の熱処理を行ってインクを乾
燥、硬化させて着色部とし、インク付与量の異なる７種
類のカラーフィルタを作製した。

【００８９】〔着色部表面の平坦性の評価〕全てのカラ
ーフィルタにおいて、白抜けなどの顕著に平坦性の損な
ったカラーフィルタは無かった。

【００９０】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カラーフィルタについ
て、上記レーザー顕微鏡を用いて行った。

【００９１】図７は本例における平坦性評価の様子を示
す図であり、図中、７１はガラス基板、７２はブラック
マトリクス、７３は着色部、７４は着色部の有効領域で
ある。また、図７の（ａ）は着色部を上面から見た平面
模式図、（ｂ）は着色部の断面模式図である。

【００９２】図７に示すように、有効領域７４は着色部
７３の中央に位置し、その面積は（ａ）の平面形状にお
いて着色部７３の８０％を占めている。平坦性の評価
は、着色部７３の中央部における着色部の膜厚ｄ_cと、
有効領域７４の周縁部における着色部の膜厚ｄ_eとの差
（ｄ_c−ｄ_e）を測定して行った。評価は、−０．５μｍ
≦（ｄ_c−ｄ_e）≦０．５μｍであれば平坦、（ｄ_c−
ｄ_e）＜−０．５μｍであれば凹形状、（ｄ_c−ｄ_e）＞
０．５μｍであれば凸形状とした。その結果、ブラック
マトリクスパターンの光硬化工程において、光照射量が
１６００ｍＪ／ｃｍ²、２０００ｍＪ／ｃｍ²のカラーフ
ィルタは、（ｄ_c−ｄ_e）が０．５μｍ以下で平坦性は良
好であった。また、この時、着色部は部分的に隔壁側面
と接していた。光照射量が２２００ｍＪ／ｃｍ²、２４
００ｍＪ／ｃｍ²、３２００ｍＪ／ｃｍ ²のカラーフィル
タは、（ｄ_c−ｄ_e）が０．３μｍ以下の非常に良い平坦
性であった。

【００９３】（実施例２）現像時間を１０２秒間とし、
現像後に得られたガラス基板の表面及び裏面から、２４
００ｍＪ／ｃｍ²で全面露光処理した以外は実施例１と
同様にして、カラーフィルタを作製した。

【００９４】現像後のブラックマトリクスパターンのＬ
₁、Ｌ₂、Ｔ₈₀を測定したところ、Ｌ ₁＝２２．４０μ
ｍ、Ｌ₂＝２３．５０μｍ、Ｔ₈₀＝１．８７μｍであ
り、（Ｌ₂−Ｌ₁）／２＝０．５５μｍであった。また、
ポストベーク後のブラックマトリクスは、Ｌ₁＝２０．
８０μｍ、Ｌ₂＝２２．７０μｍ、Ｔ₈₀＝１．７２μｍ
となり、（Ｌ₂−Ｌ₁）／２＝０．９５μｍであった。

【００９５】得られた全てのカラーフィルタにおいて、
白抜けなどの顕著に平坦性の損なったカラーフィルタは
無かった。また、開口部１個あたり３００ｐｌのインク
を付与したカラーフィルタについて着色部の平坦性を測
定したところ、着色部は平坦であった。

【００９６】（実施例３）所定のフォトマスクを介して
露光（ＤｅｅｐＵＶ、露光量２００ｍＪ／ｃｍ²）及
び、富士フイルムオーリン製「ＣＤ」の１０％希釈液を
使用し、１１０秒間シャワー現像を行い、現像後に得ら
れたガラス基板を、低圧水銀ランプによるＵＶ洗浄装置
に１分間通した以外は実施例１と同様にして、カラーフ
ィルタを作製した。同様に、ＵＶ洗浄装置に５分間通し
たカラーフィルタも作製した。ＵＶ洗浄装置内で、ガラ
ス基板の温度は１分間通したもので６０℃、５分間通し
たもので１１０℃であった。

【００９７】ポストベーク後のブラックマトリクスのＬ
₁、Ｌ₂、Ｔ₈₀を測定したところ、ＵＶ照射１分間の時、
Ｌ₁＝２１．２８μｍ、Ｌ₂＝２２．６０μｍ、Ｔ₈₀＝
１．６９μｍ、（Ｌ₂−Ｌ₁）／２＝０．６６μｍであっ
た。

【００９８】また、ＵＶ照射５分間の場合、Ｌ₁＝２
１．００μｍ、Ｌ₂＝２２．５５μｍ、Ｔ₈₀＝１．６９
μｍ、（Ｌ₂−Ｌ₁）／２＝０．７７５μｍであった。

【００９９】得られた全てのカラーフィルタで、白抜け
などの顕著に平坦性の損なったカラーフィルタは無かっ
た。また、開口部１個あたり３００ｐｌのインクを付与
したカラーフィルタについて着色部の平坦性を測定した
ところ、０．３μｍ以下であり非常に良好なものであっ
た。

【０１００】（実施例４）３６０ｍｍ×４６５ｍｍサイ
ズのガラス基板（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（新日鐵化学製
「Ｖ−２５９ＢＫＩＳレジスト」）をスピンナーを用い
て塗布し、９０℃のホットプレートで加熱処理を２分間
行い、その後、所定のフォトマスクを介して露光（Ｄｅ
ｅｐ−ＵＶ、露光量８００ｍＪ／ｃｍ²）及び、現像を
行った。現像液は新日鐵化学製「Ｖ−２４０１ＩＤ」の
１０％希釈液を使用し、６０秒間シャワー現像を行っ
た。

【０１０１】得られたガラス基板の表面及び裏面から、
８００ｍＪ／ｃｍ²、１６００ｍＪ／ｃｍ²で全面露光処
理した２サンプルを用意した。光照射時のガラス基板上
の温度はともに２５℃であった。その後、２２０℃のオ
ーブンで加熱硬化処理を３０分行い、７５μｍ×２２５
μｍの長方形の開口部を有するブラックマトリクスを形
成した。

【０１０２】その後は実施例１と同様にして、カラーフ
ィルタを作製した。

【０１０３】現像後ブラックマトリクスパターンの
Ｌ₁、Ｌ₂、Ｔ₈₀を測定したところ、Ｌ₁＝２１．２０μ
ｍ、Ｌ₂＝２２．１１μｍ、Ｔ＝１．８５μｍであり、
（Ｌ₂−Ｌ ₁）／２＝０．４５５μｍであった。

【０１０４】また、ポストベーク後のブラックマトリク
スは、光照射量が８００ｍＪ／ｃｍ ²のものが、Ｌ₁＝１
８．４０μｍ、Ｌ₂＝２１．４１μｍ、Ｔ₈₀＝１．６９
μｍ、（Ｌ₂−Ｌ₁）／２＝１．５０５μｍ、光照射量が
１６００ｍＪ／ｃｍ²のものが、Ｌ₁＝２０．１０μｍ、
Ｌ₂＝２１．４１μｍ、Ｔ₈₀＝１．６９μｍ、（Ｌ₂−Ｌ
₁）／２＝０．６５５μｍであった。

【０１０５】プラズマ処理後のブラックマトリクス表面
の平均粗さ（Ｒａ）は４．４ｎｍ、インク拡がり性改善
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：４° ブラックマトリクス表面：１２５° であった。

【０１０６】得られた全てのカラーフィルタで、白抜け
などの顕著に平坦性の損なったカラーフィルタは無かっ
た。開口部１個あたり３００ｐｌのインクを付与したカ
ラーフィルタについて着色部の平坦性を測定したとこ
ろ、８００ｍＪ／ｃｍ²の時は、０．５μｍ以下の平坦
性であった。また、この時、着色部は隔壁側面と一部で
接していた。１６００ｍＪ／ｃｍ²の時は、０．３μｍ
以下の非常に良い平坦性であった。この時、着色部は隔
壁側面と全体で接していた。

【０１０７】（実施例５）３６０ｍｍ×４６５ｍｍサイ
ズのガラス基板（コーニング製「１７３７」）上に、ポ
リエチレンテレフタラート仮支持体、下記処方の熱可塑
性樹脂層、下記処方の中間層、カーボンブラックを含有
する光硬化性樹脂からなるフィルムレジストをラミネー
タを用いて加圧、加熱（１３０℃）して貼り合わせた。

【０１０８】〔熱可塑性樹脂層〕メチルメタクリレート／２−エチルヘキシルアクリレート／ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体（共重合組成比（モル比）＝５５／１１．７／４．５／２８．８、重量平均分子量＝８００００）１５重量部新中村化学社製「ＢＰＥ−５００」７重量部フッ素系界面活性剤、大日本インキ社製「Ｆ１７７Ｐ」０．２６重量部メチルエチルケトン１８．６重量部メタノール３０．６重量部１−メトキシ−２−プロパノール９．３重量部

【０１０９】〔中間層〕ポリビニルアルコール１３重量部ポリビニルピロリドン６重量部メタノール１７３重量部水２１１．４重量部

【０１１０】続いて、仮支持体と熱可塑性樹脂層との界
面で剥離し、仮支持体を除去した。次に所定のフォトマ
スクを介して露光し（ＤｅｅｐＵＶ、露光量３００ｍＪ
／ｃｍ²）、その後、現像を行った。現像は、先ず、ト
リエタノールアミン１％溶液により中間層を除去した
後、富士フイルムオーリン製「ＣＤ」の１０％希釈液を
使用し、２５秒間シャワー現像を行った。その後、現像
残膜除去用液中でナイロン繊維ロールブラシで形成画像
表面を擦った後水洗した。

【０１１１】得られたガラス基板の表面及び裏面から、
１６００ｍＪ／ｃｍ²、２４００ｍＪ／ｃｍ²で全面露光
処理した２サンプルを用意した。光照射時のガラス基板
上の温度はともに２５℃であった。その後、２２０℃の
ホットプレートで加熱硬化処理を６０分行い、７５μｍ
×２２５μｍの長方形の開口部を有するブラックマトリ
クスを形成した。

【０１１２】その後は実施例１と同様にして、カラーフ
ィルタを作製した。

【０１１３】現像後のブラックマトリクスパターンのＬ
₁、Ｌ₂、Ｔ₈₀を測定したところ、Ｌ ₁＝２２．３０μ
ｍ、Ｌ₂＝２３．１０μｍ、Ｔ₈₀＝１．９０μｍとな
り、（Ｌ₂−Ｌ₁）／２＝０．４０μｍであった。また、
ポストベーク後のブラックマトリクスは、光照射量が１
６００ｍＪ／ｃｍ²のブラックマトリクスが、Ｌ₁＝１
９．５０μｍ、Ｌ₂＝２２．８０μｍ、Ｔ₈₀＝１．７２
μｍ、（Ｌ₂−Ｌ₁）／２＝１．６５μｍ、２４００ｍＪ
／ｃｍ²のブラックマトリクスが、Ｌ₁＝２１．３６μ
ｍ、Ｌ₂＝２２．８１μｍ、Ｔ₈₀＝１．７２μｍ、（Ｌ₂
−Ｌ₁）／２＝０．７２５μｍであった。

【０１１４】プラズマ処理後のブラックマトリクス表面
の平均粗さ（Ｒａ）は８．５ｎｍ、インク拡がり性改善
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：４° ブラックマトリクス表面：１２５° であった。

【０１１５】得られた全てのカラーフィルタで、白抜け
などの顕著に平坦性の損なったカラーフィルタは無かっ
た。開口部１個あたり３００ｐｌのインクを付与したカ
ラーフィルタについて着色部の平坦性を測定したとこ
ろ、１６００ｍＪ／ｃｍ²の時は、０．５μｍ以下の平
坦性であった。また、この時、着色部は隔壁側面と一部
で接していた。２４００ｍＪ／ｃｍ²の時は、０．３μ
ｍ以下の非常に良い平坦性であった。この時、着色部は
隔壁側面と全体で接していた。

【０１１６】（比較例１）ブラックマトリクスパターン
の現像後に光照射処理を行わない以外は実施例１と同様
にして、カラーフィルタを作製したところ、ブラックマ
トリクスの一部にしわが発生していた。

【０１１７】（比較例２）ブラックマトリクスパターン
の現像後にガラス基板の表面及び裏面から、１２００ｍ
Ｊ／ｃｍ²で全面露光処理した以外は実施例１と同様に
して、カラーフィルタを作製した。

【０１１８】ポストベーク後のブラックマトリクスのＬ
₁、Ｌ₂、Ｔ₈₀を測定したところ、Ｌ ₁＝１７．６１μ
ｍ、Ｌ₂＝２２．５５μｍ、Ｔ₈₀＝１．７０μｍであ
り、（Ｌ₂−Ｌ₁）／２＝２．４７μｍであった。得られ
た全てのカラーフィルタで、白抜けが発生していた。

【０１１９】（比較例３）現像時間を９６秒間にする以
外は実施例２と同様にして、カラーフィルタを作製し
た。

【０１２０】現像後のブラックマトリクスパターンのＬ
₁、Ｌ₂、Ｔ₈₀を測定したところ、Ｌ ₁＝２０．７０μ
ｍ、Ｌ₂＝２４．７０μｍ、Ｔ₈₀＝１．８７μｍであ
り、（Ｌ₂−Ｌ₁）／２＝２．００μｍであった。また、
ポストベーク後のブラックマトリクスは、Ｌ₁＝１９．
８０μｍ、Ｌ₂＝２３．８０μｍ、Ｔ₈₀＝１．７２μｍ
であり、（Ｌ₂−Ｌ₁）／２＝２．００μｍであった。得
られた全てのカラーフィルタで、白抜けが発生してい
た。

【０１２１】（比較例４）現像後のブラックマトリクス
パターン基板を、低圧水銀ランプによるＵＶ洗浄装置に
７分間通す以外は、実施例３と同様にして、カラーフィ
ルタを作製した。この時、ＵＶ洗浄装置内で、ガラス基
板の温度は１６０℃であった。その後、２３０℃のオー
ブンで加熱硬化処理を６０分間行ったところ、ブラック
マトリクスの一部にしわが発生していた。

【０１２２】（比較例５）現像後のブラックマトリクス
パターンに光照射処理を行わない以外は実施例４と同様
にして、カラーフィルタを作製したところ、ブラックマ
トリクスの一部にしわが発生していた。

【０１２３】（比較例６）ブラックマトリクスパターン
の現像後にガラス基板の表面及び裏面から、２００ｍＪ
／ｃｍ²で全面露光処理した以外は実施例４と同様にし
て、カラーフィルタを作製した。

【０１２４】ポストベーク後のブラックマトリクスのＬ
₁、Ｌ₂、Ｔ₈₀を測定したところ、Ｌ ₁＝１７．５０μ
ｍ、Ｌ₂＝２１．４０μｍ、Ｔ₈₀＝１．６８μｍとな
り、（Ｌ₂−Ｌ₁）／２＝１．９５μｍであった。得られ
た全てのカラーフィルタで、白抜けが発生していた。

【０１２５】（比較例７）現像後のブラックマトリクス
パターンに光照射を行わない以外は実施例５と同様にし
て、カラーフィルタを作製した。

【０１２６】ポストベーク後のブラックマトリクスのＬ
₁、Ｌ₂、Ｔ₈₀を測定したところ、Ｌ ₁＝１６．１０μ
ｍ、Ｌ₂＝２２．７９μｍ、Ｔ₈₀＝１．７３０μｍとな
り、（Ｌ ₂−Ｌ₁）／２＝３．３４５μｍであった。得ら
れた全てのカラーフィルタで、白抜けが発生していた。

【０１２７】上記実施例、比較例の結果を下記表１に示
す。

【０１２８】

【表１】

【０１２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
平坦性が良く、白抜け、混色のない着色部を備えたカラ
ーフィルタ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る。これによ
り、着色部及びカラーフィルタ内で色ムラがないカラー
フィルタをより安価に提供することが可能となり、該カ
ラーフィルタを用いて、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】本発明のカラーフィルタの製造方法の一実施形
態の工程図である。

【図２】本発明のカラーフィルタの製造方法の一実施形
態の工程図である。

【図３】本発明にかかる隔壁の断面形状の説明図であ
る。

【図４】本発明にかかる隔壁の断面形状と着色部の形状
との関係を示した説明図である。

【図５】本発明のカラーフィルタの一実施形態の断面模
式図である。

【図６】本発明の液晶素子の一実施形態の断面模式図で
ある。

【図７】本発明の実施例における着色部の平坦性の評価
方法の説明図である。

【符号の説明】

１透明基板２感光性樹脂組成物層３隔壁パターン４開口部５隔壁６インク７着色部５１透明基板５２ブラックマトリクス５３着色部５４保護層５７共通電極５８、６３配向膜５９液晶６１対向基板６２画素電極７１透明基板７２ブラックマトリクス７３着色部７４有効領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者芝昭二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 (72)発明者岡田健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 (72)発明者谷内洋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 (72)発明者国峯昇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 EA24 FA03 FB01 2H048 BA11 BA43 BA45 BA48 BA60 BA64 BB01 BB23 BB37 BB44 2H091 FA02Y FA35Y FB04 FC12 FC23 FC26 FC27 FD04 LA12 LA15 2H096 AA30 BA06 HA01 HA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に複数の着色部と、隣接する
着色部間に位置する隔壁とを少なくとも有するカラーフ
ィルタであって、上記着色部が、透明基板上に形成され
た樹脂組成物からなる隔壁の開口部内にインクジェット
方式によって付与されたインクを硬化してなり、上記隔
壁の膜厚方向における断面において、隔壁の最大膜厚の
８０％の高さにおける該隔壁の線幅をＬ₁、透明基板に
接する隔壁の線幅をＬ₂、隔壁の最大膜厚の８０％をＴ
₈₀とした時、下記式（１）を満たすことを特徴とするカ
ラーフィルタ。｜Ｌ₂−Ｌ₁｜／２≦Ｔ₈₀ …（１）
【請求項２】上記着色部において、全周縁部が隣接す
る隔壁の側面と少なくとも一部で接している請求項１に
記載のカラーフィルタ。
【請求項３】上記隔壁が、下記式（２）を満たし、各
着色部において、全周縁部が隣接する隔壁の側面と接し
ている請求項２に記載のカラーフィルタ。｜Ｌ₂−Ｌ₁｜≦Ｔ₈₀ …（２）
【請求項４】上記隔壁が遮光層である請求項１〜３の
いずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項５】上記着色部上に保護層を有する請求項１
〜４のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項６】表面に透明導電膜を有する請求項１〜５
のいずれかに記載のカラーフィルタ。
【請求項７】請求項１に記載のカラーフィルタの製造
方法であって、透明基板上に感光性樹脂組成物層を形成
し、パターン露光、現像して隔壁パターンを形成する工
程と、上記隔壁パターンに光を照射して光硬化させる工
程と、光硬化した隔壁パターンに加熱処理を施して本硬
化させ、隔壁を形成する工程と、インクジェット方式に
より上記隔壁で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
カラーフィルタの製造方法。
【請求項８】上記隔壁パターンの光硬化工程におい
て、少なくとも透明基板の隔壁パターン形成面側から光
を照射する請求項７に記載のカラーフィルタの製造方
法。
【請求項９】上記隔壁パターンの光硬化工程における
光照射量が、上記感光性樹脂組成物層のパターン露光時
の露光量より大きい請求項７または８に記載のカラーフ
ィルタの製造方法。
【請求項１０】上記隔壁パターンの光硬化工程におけ
る透明基板温度を１６０℃未満に制御する請求項７〜９
のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１１】上記着色部の形成工程に先立って、少
なくともフッ素原子を含有するガスを導入してプラズマ
照射を行うプラズマ処理を上記隔壁に施す請求項７〜１
０のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１２】上記プラズマ処理で導入するガスがＣ
Ｆ₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、ＳＦ₆、Ｃ₃Ｆ₈、Ｃ₅Ｆ₈から選
択される少なくとも一種のハロゲンガスである請求項１
１に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１３】上記プラズマ処理で導入するガスがＣ
Ｆ₄、ＳＦ₆、ＣＨＦ ₃、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
混合ガスである請求項１１に記載のカラーフィルタの製
造方法。
【請求項１４】上記プラズマ処理に先立って、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
ス雰囲気下でプラズマ照射するドライエッチング処理を
上記隔壁に施す請求項１１〜１３のいずれかに記載のカ
ラーフィルタの製造方法。
【請求項１５】上記プラズマ処理後の上記隔壁の表面
を、表面粗さ（Ｒａ）が３ｎｍ〜５０ｎｍになるように
処理する請求項１１〜１４のいずれかに記載のカラーフ
ィルタの製造方法。
【請求項１６】プラズマ処理後の隔壁表面の純水に対
する接触角が９０°以上、透明基板表面の純水に対する
接触角が２０°以下となるように処理する請求項１１〜
１５のいずれか記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１７】上記隔壁を黒色樹脂組成物で形成する
請求項７〜１６のいずれかに記載のカラーフィルタの製
造方法。
【請求項１８】上記インクが少なくとも着色剤、硬化
成分、水、有機溶剤を含有する請求項７〜１７のいずれ
かに記載のカラーフィルタの製造方法。
【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１〜６のいずれかに記載のカラーフ
ィルタを用いて構成したことを特徴とする液晶素子。