JP4612773B2 - Optical element manufacturing method - Google Patents
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Description
【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、及び、複数の発光層を備えたフルカラー表示のエレクトロルミネッセンス素子といった光学素子を、インクジェット方式を利用して製造する製造方法に関し、さらには、該製造方法により製造される光学素子、及び該光学素子の一つである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色の着色部からなる着色層を形成する。
【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感光性樹脂層を形成し、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色の着色部からなる着色層を形成する。
【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色の着色部からなる着色層を形成し、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、着色層を形成するものである。いずれの方法においても、着色層の上に保護層を形成するのが一般的である。
【０００８】
これらの方法に共通している点は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色を着色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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
一方、インクジェット方式はカラーフィルタの製造に限らず、エレクトロルミネッセンス素子（以下、「ＥＬ素子」と記す）の製造にも応用が可能である。
【００１２】
ＥＬ素子は、蛍光性の無機及び有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、上記薄膜に電子及び正孔（ホール）を注入して再結合させることにより励起子を生成させ、この励起子が失活する際の蛍光或いは燐光の放出を利用して発光させる素子である。このようなＥＬ素子に用いられる蛍光性材料を、例えばＴＦＴ等素子を作り込んだ基板上にインクジェット方式により付与して発光層を形成し、素子を構成することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、インクジェット方式は製造プロセスの簡略化及びコスト削減を図ることができることから、カラーフィルタやＥＬ素子といった光学素子の製造へ応用されている。しかしながら、このような光学素子の製造において、インクジェット方式特有の問題として、「混色」及び「白抜け」と言った問題がある。以下、カラーフィルタを製造する場合を例に挙げて説明する。
【００１４】
「混色」は、隣接する異なる色の画素（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。ブラックマトリクスを隔壁として、該ブラックマトリクスの開口部にインクを付与して着色部を形成するカラーフィルタの製造方法においては、ブラックマトリクスの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、ブラックマトリクスが十分に隔壁として機能し、該ブラックマトリクスの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ブラックマトリクスを乗り越えて、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、隔壁となるブラックマトリクス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。特に、インクジェットヘッドのノズルより安定して吐出可能なインクの粘度には限界があり、インク中に含有される固形分の濃度にも限界があるため、混色を回避するための技術が必要である。
【００１５】
そこで、着色部と隔壁との間におけるインクの濡れ性の差を利用して混色を防止する方法が提案されている。例えば、特開昭５９−７５２０５号においては、インクが目的領域外へ広がることを防止するため、濡れ性の悪い物質で拡散防止パターンを形成する方法が提案されているが、具体的な技術は開示されていない。一方、特開平４−１２３００５号においては、具体的な手法として、撥水、撥油作用の大きなシリコーンゴム層をパターニングして混色防止用の仕切壁とする方法が提案されている。さらに、特開平５−２４１０１１号や特開平５−２４１０１２号においても同様に、遮光層となるブラックマトリクス上にシリコーンゴム層を形成し、混色防止用の隔壁として用いる手法が開示されている。
【００１６】
これらの方法によれば、隔壁の高さをはるかに超える量のインクを付与した場合においても、隔壁の表面層が撥インク性を示すためにインクがはじかれ、隔壁を超えて隣接する着色部にまで及ぶことがなく、有効に混色を防止することができる。
【００１７】
図７にその概念図を示す。図中、７１は透明基板、７３は隔壁を兼ねたブラックマトリクス、７６はインクである。ブラックマトリクス７３の上面が撥インク性を有する場合には、図７（ｂ）に示すように、付与されたインク７６がブラックマトリクス７３の開口部中に保持され、隣接する着色部にまで達することはない。しかしながら、ブラックマトリクス７３の上面の撥インク性が低い場合には、図７（ａ）に示すように、付与されたインク７６がブラックマトリクス７３上にまで濡れ広がり、隣接する開口部に付与されたインクと混じり合ってしまう。
【００１８】
また、一般的にはシリコン化合物を用いるよりも、フッ素化合物を用いる方がより優れた撥インク性を得ることができる。例えば、特開２０００−３５５１１号において、遮光部上にポジ型のレジストパターンを形成し、さらに該パターン上に撥インク処理剤を塗布する方法が開示されており、撥インク処理剤としては、フッ素化合物を用いることが開示されている。しかしながら、この方法の場合、遮光部上に設けられたポジ型レジストパターンを着色部形成後に除去する必要があるが、レジストパターンを除去する際に画素の溶解、剥離、膨潤といった問題を生じる場合がある。
【００１９】
また、樹脂層の表面をフッ素化する手法としては、日本化学会誌、１９８５（１０）ｐ．１９１６〜１９２３において、フッ素化合物の反応ガスをプラズマ化して処理する方法が提案されている。さらに、この技術をカラーフィルタに適用した例としては、特開平１１−２７１７５３号において、隔壁をインクに対して親和性を有する下層と、非親和性を有する上層の多層構造とし、上層をインクに対して非親和性とする手法として、フッ素化合物を含むガスによりプラズマ処理する方法が開示されている。
【００２０】
しかしながら、上述した手法はいずれも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。
【００２１】
一方、「白抜け」は、主に付与されたインクが隔壁によって囲まれた領域内に十分且つ均一に拡散することができないことに起因して発生する障害であり、色ムラやコントラストの低下といった表示不良の原因となる。
【００２２】
図８に、白抜けの概念図を示す。図８（ａ）は平面模式図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ｂ断面模式図である。図中、図７と同じ部材には同じ符号を付した。また、７８は白抜け部分である。
【００２３】
近年、ＴＦＴ型液晶素子用のカラーフィルタにおいては、ＴＦＴを外光から保護する目的で、或いは、開口率を大きくして明るい表示を得る目的で、ブラックマトリクス７３の開口部形状が複雑になっており、複数のコーナー部を有するものが一般的に使用されているため、図８（ａ）に示すように、該コーナー部に対してインク７６が十分に拡散しないという問題が発生する。また、ブラックマトリクス７３を形成する際には、一般的に液状レジストやドライレジストを用いたフォトリソグラフィ工程が使用されており、レジストに含まれる種々の成分により透明基板７１の表面に汚染物が付着して、インク７６の拡散の妨げとなる場合がある。さらに、透明基板７１の表面に比べて、ブラックマトリクス７３の側面の撥インク性が極端に高い場合、図８（ｂ）に示すように、ブラックマトリクス７３の側面でインク７６がはじかれてしまうため、インク７６とブラックマトリクス７３が接する部分で色が薄くなるという問題が発生する場合もある。
【００２４】
このような混色や白抜けの問題を解決する手法として、特開平９−２０３８０３号においては、ブラックマトリクス（凸部）に囲まれた領域（凹部）が、水に対して２０°以下の接触角となるよう親インク化処理された基板を用いることが提案されている。親インク性を付与する方法としては、水溶性のレベリング剤や水溶性の界面活性剤が例示されている。さらに、上述した混色に対する問題を同時に解決するために、凸部の表面を予め撥インク処理剤で処理して撥インク性を付与する手法が開示されており、撥インク処理剤としてフッ素含有シランカップリング剤を用い、フッ素系の溶剤でコートする方法が例示されている。また、この際、凸部の表面層のみを選択的に撥インク化し、凸部の側面を撥インク化しないための手法として、
▲１▼凸部自体がそのような性質を生じるよう２種類の材料を積層する、
▲２▼凸部以外の部分をレジストで覆って、凸部の上面のみを撥インク化処理する、▲３▼透明基板上にレジスト層を形成し、全面を撥インク化処理した後、フォトリソ工程によりレジスト層をパターニングして凸部を形成する、等の方法が例示されている。
【００２５】
また、特開平９−２３０１２９号においては、同様に、凹部を親インク化処理する方法として、エネルギー線を照射する方法が開示されている。この場合にも、凸部の表面層のみを撥インク化処理する方法として、ガラス基板上に凸部形成用の感光性材料を塗布し、全面を撥インク処理剤にて処理した後、フォトリソグラフィ工程により感光性材料をパターニングする手法が例示されている。その後、エネルギー線の照射により凸部と凹部を同時に、もしくはどちらかを選択的に親インク化処理するものである。
【００２６】
しかしながら、これらの方法はいずれも凸部の表面を撥インク化処理した後に凹部を親インク化処理するものであることから、親インク化処理を行う際に撥インク化処理された凸部の表面の撥インク性を低下させてしまうという問題がある。そのため、透明基板表面及びブラックマトリクスの側面においては十分な親インク性を、ブラックマトリクスの上面においては十分な撥インク性をそれぞれ得ることは困難である。
【００２７】
上記問題は、インクジェット方式によりＥＬ素子を製造する場合にも同様に生じる。即ち、ＥＬ素子において、例えばＲ、Ｇ、Ｂの各光を発光する有機半導体材料をインクとして用い、隔壁で囲まれた領域に該インクを付与して画素（発光層）を形成する際に、隣接する発光層間でインクが混じり合った場合、当該発光層では所望の色、輝度の発光が得られないという問題が生じる。また、単一色の発光層であっても、隔壁内に充填するインク量を均一化しているため、隣接画素へインクが流入すると、インク量に不均一性が生じ、輝度ムラとして認識され、問題となる。また、隔壁で囲まれた領域内に十分にインクが拡散しなかった場合には、発光層と隔壁との境界部分で十分な発光輝度が得られないという問題を生じる。尚、以下の記述においては、便宜上、ＥＬ素子を製造する場合においても、隣接する発光層間でのインクの混じり合いを「混色」、発光層と隔壁の境界部でのインクの反発による発光輝度ムラの発生を「白抜け」と記す。
【００２８】
本発明の課題は、カラーフィルタやＥＬ素子といった光学素子を、インクジェット方式を利用して簡易なプロセスで安価に製造するに際して、上記問題を解決し、信頼性の高い光学素子を歩留まり良く提供することにある。具体的には、隔壁で囲まれた領域内にインクを付与する際に、隣接する画素間での混色を防止し、且つ、該領域内でインクを十分に拡散させて表面が平坦な画素を形成することにある。本発明ではさらに、該製造方法によって得られた光学素子を用いて、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。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一は、支持基板上に複数の画素と、隣接する画素間に位置する隔壁とを少なくとも有する光学素子の製造方法であって、
支持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照射処理を施す工程と、光照射した隔壁パターンに加熱処理を施して硬化させ、隔壁を形成する工程と、上記支持基板に親インク化処理を施す工程と、上記隔壁及び支持基板にフッ素化処理を施す工程と、上記支持基板表面に水を接触させるインク拡がり性改善処理を施す工程と、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、を少なくともこの順に有し、
上記フッ素化処理が、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であることを特徴とする光学素子の製造方法である。
【００３０】
上記本発明の光学素子の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形成工程が、液状レジスト或いはフィルムレジストを用い、フォトリソグラフィ法による工程である。上記隔壁パターンの光照射処理が、支持基板の両面から光を照射する。上記親インク化処理が、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支持基板にプラズマ照射を行うドライエッチング処理である。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り、Ｏ2の混合比率が３０％以下である。上記インク拡がり性改善処理が、支持基板に水を接触させながら、超音波を照射する処理である。上記隔壁を黒色感光性樹脂組成物で形成する。上記インクが少なくとも硬化成分、水、有機溶剤を含有する。上記インクが着色剤を含有し、画素が着色部であるカラーフィルタを製造する。上記インクが発光材料を含有し、画素が発光層であるエレクトロルミネッセンス素子を製造する。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明の光学素子の製造方法は、支持基板上に感光性樹脂組成物層を形成し、露光、現像処理をして所定の隔壁パターンを形成し、光照射処理、加熱処理（ポストベーク処理）、親インク化処理、フッ素化処理、及びインク拡がり性改善処理を施した後、該隔壁で囲まれた領域にインクジェット方式によりインクを付与して画素を形成することに特徴を有する。本発明の製造方法においては、隔壁形成時に、ポストベーク処理に先立って光照射処理を施すことによって、該ポストベーク処理における隔壁パターンの熱収縮による形状の歪みの発生を抑え、隔壁パターンの基板の法線方向における断面形状をより矩形に近いものとして、白抜けの発生を抑えることができる。また、本発明においては、フッ素化処理による撥インク化処理の後に支持基板を水に接触させるインク拡がり性改善処理を施すことによって、後工程において付与したインクが支持基板上で良好に拡がり、白抜けの発生をより良く防止することができる。
【００３５】
尚、本発明において上記「インク」とは、乾燥硬化した後に、例えば光学的、電気的に機能性を有する液体を総称し、従来用いられていた着色材料に限定されるものではない。
【００３６】
本発明の製造方法で製造される本発明の光学素子としては、カラーフィルタ及びエレクトロルミネッセンス（ＥＬ素子）が挙げられる。先ず、本発明の光学素子について実施形態を挙げて説明する。
【００３７】
図４に、本発明の光学素子の一実施形態であるカラーフィルタの一例の断面を模式的に示す。図中、４１は支持基板としての透明基板、４２は隔壁を兼ねたブラックマトリクス、４３は画素である着色部、４４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４３上或いは、着色部４３上に保護層４４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。
【００３８】
図５に、図４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、４７は共通電極（透明導電膜）、４８は配向膜、４９は液晶、５１は対向基板、５２は画素電極、５３は配向膜であり、図４と同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。
【００３９】
カラー液晶素子は、一般的にカラーフィルタ側の基板４１と対向基板５１とを合わせ込み、液晶４９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５１の内側に、ＴＦＴ（不図示）と画素電極５２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４１の内側には、画素電極５２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４３が形成され、その上に透明な共通電極４７が形成される。さらに、両基板の面内には配向膜４８，５３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４９が充填される。
【００４０】
上記液晶素子は、透過型の場合には、基板５１及び画素電極５２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う。また、反射型の場合には、基板５１或いは画素電極５２を反射機能を備えた素材で形成するか、或いは、基板５１上に反射層を設け、透明基板４１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う。
【００４１】
また、図６に、本発明の光学素子の他の実施形態である、有機ＥＬ素子の一例の断面模式図を示す。図中、６１は駆動基板、６２は隔壁、６３は画素である発光層、６４は透明電極、６６は金属層である。この図では、簡略化のために一つの画素領域のみを示している。
【００４２】
駆動基板６１には、ＴＦＴ（不図示）、配線膜及び絶縁膜等が多層に積層されており、金属層６６及び発光層６３毎に配置した透明電極６４間に発光層単位で電圧を印加可能に構成されている。駆動基板６１は公知の薄膜プロセスによって製造される。
【００４３】
本発明において有機ＥＬ素子を構成する場合、その構造については、少なくとも一方が透明または半透明である一対の陽極及び陰極からなる電極間に、樹脂組成物からなる隔壁内に少なくとも発光材料を含有するインクを充填して画素を形成した構成であれば、特に制限はなく、その構造は公知のものを採用することができ、また本発明の主旨を逸脱しない限りにおいて各種の改変を加えることができる。
【００４４】
その積層構造は、例えば、
（１）電極（陰極）／発光層／正孔注入層／電極（陽極）
（２）電極（陽極）／発光層／電子注入層／電極（陰極）
（３）電極（陽極）／正孔注入層／発光層／電子注入層／電極（陰極）
（４）電極（陽極または陰極）／発光層／電極（陰極または陽極）
があるが、本発明は上記のいずれの構成の有機化合物層を設けた積層構造体を有するＥＬ素子に対しても適用することができる。
【００４５】
上記（１）及び（２）は２層構造、（３）は３層構造、（４）は単層構造と称されるものである。本発明における有機ＥＬ素子はこれらの積層構造を基本とするが、これら以外の（１）から（４）を組み合わせた構造やそれぞれの層を複数有していてもよい。また、カラーフィルタと組み合わせることによって、フルカラー表示を実現しても良い。これらの積層構造からなる有機ＥＬ素子の形状、大きさ、材質、隔壁と画素以外の部材の形成工程等は該有機ＥＬ素子の用途等に応じて適宜選択され、特に制限はない。
【００４６】
本発明において、有機ＥＬ素子の発光層に用いられる発光材料としては種々のものを適用することができ、例えば、蛍光性を有する有機化合物が挙げられる。蛍光性の有機化合物としては、低分子蛍光体、高分子蛍光体のいずれもが好ましく用いられ、インクジェット方式への適用が簡単であることから、高分子蛍光体がさらに好ましい。
【００４７】
例えば、低分子蛍光体としては、特に限定はないが、ナフタレン及びその誘導体、アントラセン及びその誘導体、ペリレン及びその誘導体、ポリメチン系、キサンテン系、クマリン系、シアニン系などの色素類、８−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、芳香族アミン、テトラフェニルシクロペンタジエン及びその誘導体、テトラフェニルブタジエン及びその誘導体等を用いることができる。具体的には、例えば、特開昭５７−４１７８１号、特開昭５９−１８４３８３号公報に記載されているもの等、公知のものが使用可能である。
【００４８】
また、発光材料として使用可能な高分子蛍光体としては、特に限定はないが、ポリフェニレンビニレン、ポリアリレン、ポリアルキルチオフェン、ポリアルキルフルオレン等を挙げることができる。
【００４９】
尚、本発明において有機ＥＬ素子に用いる高分子蛍光体は、ランダム、ブロックまたはグラフト共重合体であってもよいし、それらの中間的な構造を有する高分子、例えばブロック性を帯びたランダム共重合体であってもよい。蛍光の量子収率の高い高分子蛍光体を得る観点からは完全なランダム共重合体よりブロック性を帯びたランダム共重合体やブロックまたはグラフト共重合体が好ましい。また本発明の有機ＥＬ素子は、薄膜からの発光を利用するので該高分子蛍光体は、固体状態で蛍光を有するものが用いられる。
【００５０】
該高分子蛍光体に対する良溶媒としては、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレンなどが例示される。高分子蛍光体の構造や分子量にもよるが、通常はこれらの溶媒に０．１重量％以上溶解させることができる。
【００５１】
本発明における有機ＥＬ素子において、発光層と陰極との間にさらに電子輸送層を設ける場合の電子輸送層中に使用する、或いは正孔輸送性材料及び発光材料と混合使用する電子輸送性材料は、陰極より注入された電子を発光材料に伝達する機能を有している。このような電子輸送性材料について特に制限はなく、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
【００５２】
該電子輸送性材料の好ましい例としては、ニトロ置換フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、複素環テトラカルボン酸無水物、或いはカルボジイミド等を挙げることができる。
【００５３】
さらに、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン誘導体及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等を挙げることができる。また、発光層を形成する材料として開示されているが、８−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体等も電子輸送性材料として用いることができる。
【００５４】
本発明におけるＥＬ素子において、発光層は一般には適当な結着性樹脂と組み合わせて薄膜状に形成する。上記結着性樹脂としては広範囲な樹脂材料より選択でき、例えばポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂、尿素樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは単独または共重合体ポリマーとして１種または２種以上混合して用いても良い。
【００５５】
また、陽極材料としては仕事関数がなるべく大きなものが良く、例えば、ニッケル、金、白金、パラジウム、セレン、レニウム、イリジウムやこれらの合金、或いは酸化錫、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、ヨウ化銅が好ましい。またポリ（３−メチルチオフェン）、ポリフェニレンスルフィド或いはポリピロール等の導電性ポリマーも使用できる。一方、陰極材料としては仕事関数が小さな銀、鉛、錫、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、マンガン、インジウム、クロム或いはこれらの合金が用いられる。
【００５６】
ＥＬ素子は、発光層における発光を観察する側を透明或いは半透明にする必要があり、例えば図６の構成においては、透明電極６４を形成した駆動基板６１が透明或いは半透明になるように構成される。また、透明電極６４は陰極、陽極のいずれでもかまわないが、通常、ＩＴＯが用いられるため、陽極となるのが一般的である。
【００５７】
以下に、図面を参照して本発明の光学素子の製造方法について説明する。
【００５８】
図１〜図３は本発明の光学素子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）〜（ｊ）は図１〜図３の（ａ）〜（ｊ）に対応する。また、図１〜図３の各工程において紙面左側の（ａ−１）〜（ｊ−１）は平面模式図、紙面右側の（ａ−２）〜（ｊ−２）は（ａ−１）〜（ｊ−１）のＡ−Ｂ断面模式図である。図中、１は支持基板、２は感光樹脂組成物層、３は隔壁パターン、４は隔壁パターン３の開口部、５は隔壁、６はインク、７は画素である。
【００５９】
工程（ａ）
支持基板１を用意する。支持基板１は、図４に例示したカラーフィルタを製造する場合には透明基板４１であり、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。
【００６０】
また、図６に例示したＥＬ素子を製造する場合には、支持基板１は透明電極６４を形成した駆動基板６１であり、図６の如く当該基板側から光を照射する場合には、駆動基板６１にガラス基板などの透明基板を用いる。
【００６１】
工程（ｂ）
支持基板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。本発明にかかる隔壁５は、図４のカラーフィルタの場合にはブラックマトリクス４２に、図６のＥＬ素子の場合には隔壁６２に相当する。該隔壁５は、特にカラーフィルタを製造する場合には、図４の４２で示したように、隣接する画素間を遮光する遮光層とすることが好ましく、その場合、図４の如くブラックマトリクス４２とするか、或いは、ブラックストライプとすることもできる。また、ＥＬ素子を製造する場合にも遮光層とすることが可能である。
【００６２】
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感光性の樹脂材料を用いることができるが、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。また、形態としては液状材料、ドライのフィルム材料など、形態に拘らず使用することができる。
【００６３】
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感光性樹脂組成物を用いて感光性樹脂組成物層２を形成する。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。
【００６４】
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、スリットコート、或いは印刷法等の方法により形成することができる。
【００６５】
工程（ｃ）
感光性樹脂組成物層２を通常のフォトリソグラフィ法で露光、現像しパターニングすることで複数の開口部４を有する隔壁パターン３を形成する。
【００６６】
工程（ｄ）
隔壁パターン３を形成した支持基板１に対して光照射処理を施す。当該処理は、引き続き行う加熱処理（ポストベーク処理）における熱収縮による隔壁表面のしわの発生や隔壁断面のダレ、さらには、断面形状の歪みに起因する白抜けを防止するための処理である。本工程において好ましくは、基板１の表面（隔壁パターン３形成側）及び裏面の両側より全面露光する。
【００６７】
工程（ｅ）
露光した隔壁パターン３に加熱処理を施し、硬化させて隔壁５を形成する。本発明では、先の工程で光照射処理を施しているため、得られる隔壁５の基板１法線方向の断面形状は工程（ｃ）におけるパターニング直後の隔壁パターン３の断面形状をほぼ保持したものとなり、側面が立ったものであるため、後工程において開口部４にインク６を付与した際に、インク６と隔壁５の側面が良好に接触して白抜けが防止される。
【００６８】
本発明における隔壁５の基板１法線方向における断面形状としては、上面のパターン線幅Ｌ1、下面のパターン線幅Ｌ2と隔壁の高さＴが、Ｔ≧｜Ｌ2−Ｌ1｜／２のような関係であって、隔壁側面の少なくとも一部と画素７とが接触していることが好ましい。隔壁５の断面形状がＴ＜｜Ｌ2−Ｌ1｜／２の場合には画素を形成した後に白抜けが生じやすく、外観不良になり易い。
【００６９】
工程（ｆ）
隔壁５を形成した支持基板１に親インク化処理を施す。親インク化処理としては、ドライエッチング処理が好ましく、具体的には、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支持基板１にプラズマ照射を行う減圧プラズマ処理や大気圧プラズマ処理を行う。
【００７０】
当該ドライエッチング処理を行うことによって、隔壁５の形成工程において支持基板１表面に付着した汚染物を除去し、該表面を清浄化して後工程におけるインク６の濡れ性（親インク性）を向上し、開口部４内でインク６を良好に拡散させることができるようになる。さらに、当該ドライエッチング処理によって、隔壁５の表層が粗面化され、撥インク性が向上する。
【００７１】
工程（ｇ）
隔壁５に対してフッ素化処理、好ましくは、少なくともフッ素原子を含有するガスを導入して隔壁５にプラズマ照射するプラズマ処理を行う。当該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。
【００７２】
特に、隔壁５をカーボンブラックを含む感光性樹脂組成物で構成した場合には、非常に高い撥インク性が発現する。その理由としては、先の工程（ｆ）における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、本工程の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。よって、本発明においては、隔壁５にカーボンブラックを含ませておくことが望ましい。
【００７３】
本工程において導入する、少なくともフッ素原子を含有するガスとしては、ＣＦ4、ＣＨＦ3、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、Ｃ5Ｆ8（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（ＣＦ4：６５００、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り、本発明で使用する上で望ましい。
【００７４】
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。本発明においては、上記ＣＦ4、ＣＨＦ3、Ｃ2Ｆ6、ＳＦ6、Ｃ3Ｆ8、Ｃ5Ｆ8から選択されるハロゲンガスを１種以上とＯ2との混合ガスを用いると、本工程による撥インク性の程度を制御することが可能になる。但し、当該混合ガスにおいて、Ｏ2の混合比率が３０％を超えるとＯ2による酸化反応が支配的になり、撥インク性向上効果が妨げられるため、また、Ｏ2混合比率が３０％を超えると樹脂に対するダメージが顕著になるため、当該混合ガスを用いる場合にはＯ2の混合比率が３０％以下の範囲で使用する必要がある。
【００７５】
本工程及び先のドライエッチング処理工程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。
【００７６】
本発明にかかる隔壁５表面の、フッ素化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。当該接触角が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。特に、カラーフィルタを製造する場合には、色純度の高いカラーフィルタの製造が難しくなる。従来の方法においては、隔壁５表面の撥インク性を１１０°以上にすることは難しく、高撥インク性の材料として用いられているＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）においても１１０°弱であった。
【００７７】
本発明においては、隔壁５をカーボンブラックを含む感光性樹脂組成物で形成し、ドライエッチング処理を施した上でプラズマ処理を施すことによって、前記した理由により、隔壁５表面の撥インク性を１１０°以上と高くすることが可能であり、好ましくは、１２０°以上１３５°以下である。隔壁５表面の撥インク性は１３５°以下とすることで、インク量が少ない場合の白抜けを防止することができる。
【００７８】
また、支持基板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、支持基板１表面にインクが良好に濡れ広がり、隔壁５表面の撥インク性が高くとも、白抜けが生じることがない。特に、１０°以下とすることが望ましい。
【００７９】
工程（ｈ）
プラズマ処理を施した支持基板１を水と接触させることによりインク拡がり性改善処理を行なう。インク拡がり性改善処理を行なうことにより、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。
【００８０】
本工程において使用する水としては、純水であることが好ましい。支持基板１を水と接触させる方法としては、水への浸漬、水のシャワーリング等、水と支持基板１を完全に接触させる方法であれば特に制約はない。しかし、支持基板１上の隔壁５が複雑なパターン形状の場合、或いは、隔壁５と開口部４の境界部、コーナー部といった微細な箇所での水との接触を十分に行なうといった観点より、超音波浴中への浸漬、もしくは微細で高圧な水滴によるシャワーリングが好ましい。
【００８１】
さらには、インク拡がり性改善処理に用いる水の温度としては、開口部４の表面改質を効果的に行なう観点より２０〜６０℃であることが好ましい。
【００８２】
工程（ｉ）
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、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、カラーフィルタの場合には硬化後にＲ、Ｇ、Ｂの着色部を形成するように各色の着色剤を含むもの、ＥＬ素子の場合には、硬化後に電圧印加によって発光する発光層を形成する発光材料を含むものを用いる。いずれの場合も、インク６は硬化成分、水、溶剤を少なくとも含むものが好ましい。以下に、本発明の製造方法によってカラーフィルタを製造する場合に用いるインクの組成についてさらに詳細に説明する。
【００８３】
〔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。
【００８４】
〔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、アミド基等の官能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。
【００８５】
〔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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
工程（ｊ）
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、画素７を形成する。
【００８９】
さらに、カラーフィルタの場合には、前記したように、必要に応じて保護層や透明導電膜を形成する。この場合の保護層としては、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。
【００９０】
また、有機ＥＬ素子を製造する場合には、上記着色部７上に、陰極となる金属層等必要な部材を形成する。
【００９１】
【実施例】
（実施例１）
〔ブラックマトリクスの形成〕
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（富士フイルムオーリン製「ＣＫ−Ｓ１７１レジスト」）を塗布し、所定の露光、現像を行った後、基板の表面及び裏面から全面光照射処理を行った。光源はＤｅｅｐＵＶで照射量は３２０００ｍＪ／ｃｍ2で実施した。尚、光源は２００ｎｍから５５０ｎｍの範囲の波長を含む光を発生できるものであれば使用可能である。その後ポストベーク処理を行って、膜厚２μｍ、７５μｍ×２２５μｍの長方形の開口部を有するブラックマトリクス（隔壁）を作製した。
【００９２】
〔断面形状の評価〕
光学顕微鏡を用いて上記ポストベーク後のブラックマトリクス基板について、パターンの断面形状を評価した。隔壁の上面のパターン線幅Ｌ1を顕微鏡の反射光で、下面のパターン線幅Ｌ2を透過光で観察し、高さＴをＴｅｃｎｏｒ社製触針式表面粗さ計を用いて測定した。
Ｌ1＝２１．３０μｍ、Ｌ2＝２２．５５μｍ、Ｔ＝１．６９μｍ、
｜Ｌ2−Ｌ1｜／２＝０．６２５＜Ｔであった。
【００９３】
〔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。
【００９４】
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
Ｒインク
Ｃ．Ｉ．アシッドオレンジ１４８ ３．５重量部
Ｃ．Ｉ．アシッドレッド２８９ ０．５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
Ｇインク
Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー２３ ２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
Ｂインク
Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１９９ ４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
【００９５】
〔親インク化処理〕
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、以下の条件にてドライエッチング処理を行った。
【００９６】
使用ガス ：Ｏ2
ガス流量 ：８０ｓｃｃｍ
圧力 ：８Ｐａ
ＲＦパワー ：１５０Ｗ
処理時間 ：３０ｓｅｃ
【００９７】
〔フッ素化処理〕
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。
【００９８】
使用ガス ：ＣＦ4
ガス流量 ：８０ｓｃｃｍ
圧力 ：５０Ｐａ
ＲＦパワー ：１５０Ｗ
処理時間 ：３０ｓｅｃ
【００９９】
〔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該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：６°
ブラックマトリクス表面：１２６°
であった。
【０１００】
〔表面粗さの評価〕
ブラックマトリクス表面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５ｍｍ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４．４ｎｍであった。
【０１０１】
〔インク拡がり性の評価〕
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った。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、インク液滴の直径は５０μｍとなった。しばらく基板を放置したが、インク液滴が濡れ拡がることはなかった。
【０１０２】
〔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を超音波純水浴中に浸漬し、インク拡がり性改善処理を行なった。処理条件は以下の通りとした。
【０１０３】
純水温度：３０℃
超音波周波数：４０ｋＨｚ
処理時間：２ｍｉｎ
【０１０４】
〔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ために、インク拡がり性改善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。
【０１０５】
〔インク拡がり性の評価〕
上記インク拡がり性改善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った。評価方法は、インク拡がり性改善処理前の測定と同じ方法で行なった。付与したインク液滴の径を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。
【０１０６】
〔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、上記手順で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硬化させて着色部（画素）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。
【０１０７】
〔混色、白抜け、着色部表面の平坦性の評価〕
得られたカラーフィルタの白抜けの評価は、光学顕微鏡による観察によって行った。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場合について、上記表面粗さの評価で用いた表面粗さ計を用い、各色の着色部中央部のガラス表面からの高さｄtと着色部の端部のブラックマトリクスと接する部分のガラス基板表面からの高さｄbの差（ｄt−ｄb）を測定し、−０．５μｍ≦（ｄt−ｄb）≦０．５μｍであれば平坦、（ｄt−ｄb）＜−０．５μｍであれば凹形状、（ｄt−ｄb）＞０．５μｍであれば凸形状として評価した。
【０１０８】
その結果、本例の全てのカラーフィルタにおいて混色、白抜けは観察されず、着色部表面も平坦であった。
【０１０９】
（実施例２）
カーボンブラックを含有する黒色レジストとしてフィルムタイプのドライレジストを用いた以外は実施例１と同様にして、カラーフィルタを作製した。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：５°
ブラックマトリクス表面：１２８°
であった。インク拡がり性についても評価したところ、２０ｐｌのインクで開口部内に十分に濡れ拡がっていた。また、該ブラックマトリクス表面の平均粗さ（Ｒａ）は１０．３ｎｍであった。本例で得られた全てのカラーフィルタについて、混色、白抜けは観察されず、着色部表面も平坦であった。
【０１１０】
（実施例３）
プラズマ処理においてＣＦ4とＯ2との混合ガスをそれぞれガス流量で６４ｓｃｃｍ、１６ｓｃｃｍで導入する以外は実施例１と同様にして、カラーフィルタを作製した。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：７°
ブラックマトリクス表面：１３３°
であった。インク拡がり性についても評価したところ、２０ｐｌのインクで開口部内に十分に濡れ拡がっていた。また、該ブラックマトリクス表面の平均粗さ（Ｒａ）は５．２ｎｍであった。本例で得られた全てのカラーフィルタについて、混色、白抜けは観察されず、着色部表面も平坦であった。
【０１１１】
（実施例４）
実施例１で用いた黒色レジストの替わりに、カーボンブラックを含まない透明感光性樹脂である富士フイルムオーリン製「ＣＴ−２０００Ｌ」を用い、その他は実施例１と同様にしてカラーフィルタを作製した。インク拡がり性改善処理後の透明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：６°
透明マトリクス表面：１０２°
であった。インク拡がり性についても評価したところ、２０ｐｌのインクで開口部内に十分に濡れ拡がっていた。また、該透明マトリクス表面の平均粗さ（Ｒａ）は１．５ｎｍであった。
【０１１２】
本例で得られた全てのカラーフィルタについて、混色、白抜けは観察されなかった。また、着色部表面が凸形状であったため、着色部と透明マトリクスとの境界部で若干濃度が薄くなっていた。
【０１１３】
（実施例５）
実施例１と同様の方法によりプラズマ処理まで実施した基板に、インク拡がり性改善処理に使用する純水温度を５０℃とし、処理時間を３０ｓｅｃとする以外は、実施例１と同様にしてカラーフィルタを作製した。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：８°
ブラックマトリクス表面：１２４°
であった。インク拡がり性についても評価したところ、２０ｐｌのインクで開口部内に十分に濡れ拡がっていた。また、該ブラックマトリクス表面の平均粗さ（Ｒａ）は１０．５ｎｍであった。本例で得られた全てのカラーフィルタについて、混色、白抜けは観察されず、着色部表面も平坦であった。
【０１１４】
（実施例６）
実施例１と同様の方法によりプラズマ処理まで実施した基板に、高圧スプレー洗浄装置を用いてインク拡がり性改善処理を行ないカラーフィルタを作製した。高圧スプレーには純水を使用し、スプレー圧は６．８６×１０6Ｐａに設定した。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：５°
ブラックマトリクス表面：１２４°
であった。インク拡がり性についても評価したところ、２０ｐｌのインクで開口部内に十分に濡れ拡がっていた。また、該ブラックマトリクス表面の平均粗さ（Ｒａ）は９．９ｎｍであった。本例で得られた全てのカラーフィルタについて、混色、白抜けは観察されず、着色部表面も平坦であった。
【０１１５】
（実施例７）
実施例１の光照射処理をそれぞれ２２０００ｍＪ/ｃｍ2にした以外は実施例１と同様にカラーフィルタを作成した。ブラックマトリクスの断面形状の評価では、
Ｌ1＝２０．８２μｍ、Ｌ2＝２２．５２μｍ、Ｔ＝１．７０μｍ
｜Ｌ2−Ｌ1｜／２＝０．８５＜Ｔであった。
【０１１６】
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：８°
ブラックマトリクス表面：１２２°
であった。インク拡がり性についても評価したところ、２０ｐｌのインクで開口部内に十分に濡れ拡がっていた。また、該ブラックマトリクス表面の平均粗さ（Ｒａ）は４．６ｎｍであった。また、着色部表面が凸形状であったため、着色部とブラックマトリクスとの境界部で若干濃度が薄くなっていた。
【０１１７】
（実施例８）
薄膜プロセスによって形成された、配線膜及び絶縁膜等が多層に積層されてなるＴＦＴ駆動基板上に画素（発光層）単位に、透明電極としてＩＴＯをスパッタリングにより厚さ４０ｎｍに形成し、フォトリソ法により、画素形状に従ってパターニングを行った。
【０１１８】
次に発光層を充填する隔壁を形成した。透明感光性樹脂（富士フイルムオーリン製「ＣＴ−２０００Ｌ」）を塗布し、実施例１と同様に露光、現像処理を行った後、光照射処理、ポストベーク処理を行って、上記のＩＴＯ透明電極上に膜厚０．４μｍ、７５μｍ×２２５μｍの長方形の開口部を有する透明なマトリクスを作製した。次いで、該基板を実施例１と同様な条件でＯ2を用いたドライエッチング処理とＣＦ4を用いたプラズマ処理を行った。続いて、高圧スプレー洗浄装置を用いてインク拡がり性改善処理を行なった。ＩＴＯ透明電極上と透明マトリクス上それぞれの純水に対する接触角を測定したところ、
ＩＴＯ透明電極上：１７°
透明マトリクス上：１０１°
であった。ＩＴＯ透明電極上のインク拡がり性を評価するために、２０ｐｌのインクを付与したところ、インクは十分に濡れ拡がりインク液滴径を測定することは困難であった。
【０１１９】
次に前記基板の隔壁内に発光層を形成した。インクとしては、電子輸送性２，５−ビス（５−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾオキサゾルイル）−チオフェン〔蛍光ピーク４５０ｎｍをもつ電子輸送性青色発光色素であり、発光中心形成化合物の１つである。以下、「ＢＢＯＴ」と記す〕を、３０重量％の濃度でポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール〔分子量１５０，０００、関東化学社製、以下、「ＰＶＫ」と記す〕よりなるホール輸送性ホスト化合物中に分子分散させることができるよう、両者をジクロロエタン溶液に溶解した。もう１つの発光中心形成化合物であるナイルレッドを前記ＰＶＫ−ＢＢＯＴのジクロロエタン溶液に０．０１５モル％で溶解してインクとし、インクジェット法により上記透明マトリクスの開口部に充填、乾燥し、厚さ２００ｎｍの発光層を形成した。このとき、各画素（発光層）は独立し、上記インクが隣接画素間で混ざることはなかった。さらにこの上に、Ｍｇ：Ａｇ（１０：１）を真空蒸着させて厚さ２００ｎｍのＭｇ：Ａｇ陰極を形成し、有機ＥＬ素子を得た。
【０１２０】
得られたＥＬ素子の各画素に１８Ｖの電圧を印加したところ、４８０ｃｄ／ｍ2の均一な白色発光が得られた。
【０１２１】
（比較例１）
インク拡がり性改善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。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：６°
ブラックマトリクス表面：１２９°
であった。インク拡がり性についても評価したところ、２０ｐｌのインクでインクは濡れ拡がることなく、インク液滴径５３μｍとなった。また、該ブラックマトリクス表面の平均粗さ（Ｒａ）は５．５ｎｍであった。本例で得られた全てのカラーフィルタにおいて全着色部に白抜けが観察された。また、インクの付与量が４００ｐｌ以上のカラーフィルタについても、白抜けが観察された。着色部表面の平坦性は白抜けが発生したため、評価できなかった。
【０１２２】
（比較例２）
ドライエッチング処理及びプラズマ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。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：６２°
ブラックマトリクス表面：７８°
であった。また、該ブラックマトリクス表面の平均粗さ（Ｒａ）は２．０ｎｍであった。本例で得られた全てのカラーフィルタにおいて全着色部に白抜けが観察された。また、インクの付与量が４００ｐｌ以上のカラーフィルタについては、混色が観察された。着色部表面の平坦性は白抜けが発生したため、評価できなかった。
【０１２３】
（比較例３）
ブラックマトリクスパターン形成後の光照射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た。
【０１２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、混色や白抜けのない画素を備えた光学素子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、着色部内で濃度ムラのないカラーフィルタ、発光層内で発光輝度ムラのないＥＬ素子を歩留まり良く提供することができる。よって、上記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】本発明の光学素子の製造方法の一実施形態の工程図である。
【図２】本発明の光学素子の製造方法の一実施形態の工程図である。
【図３】本発明の光学素子の製造方法の一実施形態の工程図である。
【図４】本発明の光学素子の実施形態であるカラーフィルタの一例の断面模式図である。
【図５】本発明の液晶素子の一実施形態の断面模式図である
【図６】本発明の光学素子の一実施形態であるＥＬ素子の一例の断面模式図である。
【図７】インクジェット方式による光学素子の製造方法において発生する混色の概念図である。
【図８】インクジェット方式による光学素子の製造方法において発生する白抜けの概念図である。
【符号の説明】
１ 支持基板
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 画素
４１ 透明基板
４２ ブラックマトリクス
４３ 画素
４４ 保護層
４７ 共通電極
４８ 配向膜
４９ 液晶
５１ 対向基板
５２ 画素電極
５３ 配向膜
６１ 駆動基板
６２ 隔壁
６３ 発光層
６４ 透明電極
６６ 金属層
７１ 支持基板
７３ ブラックマトリクス
７６ インク
７８ 白抜け[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical element such as a color filter, which is a constituent member of a color liquid crystal element used in a color television, a personal computer, or a pachinko game machine, and an electroluminescent element for full color display having a plurality of light emitting layers. More particularly, the present invention relates to an optical element manufactured by the manufacturing method and a liquid crystal element using a color filter which is one of the optical elements.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the development of personal computers, especially portable personal computers, the demand for liquid crystal displays, particularly color liquid crystal displays, has been increasing. However, cost reduction is necessary for further dissemination, and there is an increasing demand for cost reduction of color filters that are particularly heavy in terms of cost.
[0003]
Conventionally, various methods have been tried to meet the above-described requirements while satisfying the required characteristics of the color filter, but a method that satisfies all the required characteristics has not yet been established. Each method will be described below.
[0004]
The first method is a staining method. In the dyeing method, first, a water-soluble polymer material layer, which is a dyeing material, is formed on a transparent substrate, patterned into a desired shape by a photolithography process, and then the obtained pattern is immersed in a dyeing bath. To obtain a colored pattern. By repeating this step three times, a colored layer composed of three colored portions of R (red), G (green), and B (blue) is formed.
[0005]
The second method is a pigment dispersion method, which has been most actively performed in recent years. In this method, first, a photosensitive resin layer in which a pigment is dispersed is formed on a transparent substrate, and this is patterned to obtain a monochromatic pattern. By repeating this process three times, a colored layer composed of colored portions of R, G, and B is formed.
[0006]
There is an electrodeposition method as a third method. In this method, first, a transparent electrode is patterned on a transparent substrate, and immersed in an electrodeposition coating solution containing a pigment, a resin, an electrolytic solution, etc., and the first color is electrodeposited. This process is repeated three times to form a colored layer composed of three colored portions of R, G, and B, and finally fired.
[0007]
As a fourth method, a pigment is dispersed in a thermosetting resin, and printing is repeated three times to separate R, G, and B, and then the resin is thermally cured to form a colored layer. Is. In any method, a protective layer is generally formed on the colored layer.
[0008]
The point common to these methods is that it is necessary to repeat the same process three times in order to color the three colors of R, G, and B, resulting in high costs. Further, there is a problem that the yield decreases as the number of steps increases. Furthermore, in the electrodeposition method, the shape of the pattern that can be formed is limited, so that it is difficult to apply to the structure of a TFT type (active matrix driving method using a TFT, ie, a thin film transistor as a switching element) with the current technology. It is.
[0009]
Also, since the printing method has poor resolution, it is not suitable for forming a fine pitch pattern.
[0010]
In order to compensate for the above drawbacks, in recent years, a method for producing a color filter using an inkjet method has been actively studied. The method using the ink jet method has an advantage that the manufacturing process is simple and the cost is low.
[0011]
On the other hand, the inkjet method is not limited to the manufacture of color filters, but can also be applied to the manufacture of electroluminescence elements (hereinafter referred to as “EL elements”).
[0012]
The EL element has a structure in which a thin film containing a fluorescent inorganic and organic compound is sandwiched between a cathode and an anode, and excitons are formed by injecting electrons and holes into the thin film and recombining them. It is an element that generates and emits light by using emission of fluorescence or phosphorescence when the exciton is deactivated. A fluorescent material used for such an EL element can be applied to a substrate on which an element such as a TFT is formed by an inkjet method to form a light emitting layer, whereby the element can be configured.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, since the ink jet system can simplify the manufacturing process and reduce the cost, it is applied to the manufacture of optical elements such as color filters and EL elements. However, in the manufacture of such an optical element, there are problems such as “color mixing” and “white spot” as problems peculiar to the ink jet system. Hereinafter, a case where a color filter is manufactured will be described as an example.
[0014]
“Mixed color” is a failure that occurs when ink is mixed between adjacent pixels (colored portions) of different colors. In the manufacturing method of the color filter in which the black matrix is used as a partition and ink is applied to the opening of the black matrix to form a colored portion, the volume is several to several tens of times the volume of the opening of the black matrix. It is necessary to apply an ink having When the solid content concentration of the colorant or the curing component contained in the ink is high, that is, when the volume of the applied ink is relatively small, the black matrix functions sufficiently as a partition wall, and the inside of the opening of the black matrix Since the ink can be held, the applied ink does not go over the black matrix and reach the colored portions of different colors adjacent to each other. However, when the solid concentration in the ink is low, that is, when it is necessary to apply a large amount of ink, the ink overflows beyond the black matrix serving as the partition wall, and color mixing occurs between adjacent colored portions. Resulting in. In particular, there is a limit to the viscosity of ink that can be stably ejected from the nozzles of an inkjet head, and there is also a limit to the concentration of solids contained in the ink, so a technique for avoiding color mixing is necessary. .
[0015]
In view of this, a method for preventing color mixing by utilizing a difference in wettability of ink between the colored portion and the partition wall has been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-75205 proposes a method of forming a diffusion prevention pattern with a substance having poor wettability in order to prevent the ink from spreading outside the target area. Not disclosed. On the other hand, JP-A-4-123005 proposes a method of patterning a silicone rubber layer having a large water and oil repellency to form a partition wall for preventing color mixing. Further, JP-A-5-241011 and JP-A-5-241012 similarly disclose a method in which a silicone rubber layer is formed on a black matrix serving as a light shielding layer and used as a partition for preventing color mixing.
[0016]
According to these methods, even when an amount of ink far exceeding the height of the partition is applied, the surface layer of the partition shows ink repellency so that the ink is repelled, and the adjacent colored portion beyond the partition. Therefore, it is possible to effectively prevent color mixing.
[0017]
FIG. 7 shows a conceptual diagram thereof. In the figure, 71 is a transparent substrate, 73 is a black matrix that also serves as a partition, and 76 is ink. When the upper surface of the
[0018]
In general, it is possible to obtain better ink repellency by using a fluorine compound than by using a silicon compound. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-35511 discloses a method of forming a positive resist pattern on a light-shielding portion, and further applying an ink repellent treatment agent on the pattern. The use of compounds is disclosed. However, in this method, it is necessary to remove the positive resist pattern provided on the light-shielding portion after forming the colored portion. However, when the resist pattern is removed, problems such as dissolution, peeling, and swelling of pixels may occur. is there.
[0019]
As a method for fluorinating the surface of the resin layer, the Chemical Society of Japan, 1985 (10) p. In 1916 to 1923, a method is proposed in which a reaction gas of a fluorine compound is converted into plasma. Further, as an example in which this technique is applied to a color filter, in Japanese Patent Laid-Open No. 11-271753, the partition wall has a multilayer structure of a lower layer having affinity for ink and an upper layer having non-affinity, and the upper layer is used for ink. As a technique for making it non-affinity, a plasma treatment method using a gas containing a fluorine compound is disclosed.
[0020]
However, any of the above-described methods is to multi-layer the partition walls, and it is necessary to carry out the photolithography process a plurality of times. Therefore, there is a problem that the process is complicated, the cost is increased, and the yield is lowered.
[0021]
On the other hand, “blank” is a failure that occurs mainly because the applied ink cannot be sufficiently and uniformly diffused in the area surrounded by the partition walls, such as color unevenness and a decrease in contrast. It causes display failure.
[0022]
FIG. 8 shows a conceptual diagram of white spots. FIG. 8A is a schematic plan view, and FIG. 8B is a schematic cross-sectional view taken along the line AB of FIG. In the figure, the same members as those in FIG.
[0023]
In recent years, in color filters for TFT-type liquid crystal elements, the shape of the opening of the
[0024]
As a technique for solving such problems of color mixture and white spots, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-203803, a region (concave portion) surrounded by a black matrix (convex portion) has a contact angle of 20 ° or less with respect to water. It has been proposed to use a substrate that has been subjected to ink-philic treatment so that Examples of methods for imparting ink affinity include water-soluble leveling agents and water-soluble surfactants. Furthermore, in order to simultaneously solve the above-mentioned problem with respect to color mixing, a method for imparting ink repellency by treating the surface of the convex portion with an ink repellent treatment agent in advance is disclosed, and a fluorine-containing silane cup is used as the ink repellent treatment agent. A method of coating with a fluorine-based solvent using a ring agent is exemplified. At this time, as a method for selectively repelling only the surface layer of the convex portion and not repelling the side surface of the convex portion,
(1) Two kinds of materials are laminated so that the convex part itself has such a property.
(2) Cover portions other than the convex portion with a resist, and apply an ink repellency treatment only to the upper surface of the convex portion. (3) Form a resist layer on the transparent substrate, and perform an ink repellency treatment on the entire surface, followed by a photolithography process. The method of patterning a resist layer by, for example, forming a convex part is illustrated.
[0025]
Similarly, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-230129 discloses a method of irradiating energy rays as a method of making a concave portion an ink-philic process. Also in this case, as a method of making the surface layer of the convex portion ink repellent, a photosensitive material for forming the convex portion is applied on a glass substrate, and the entire surface is treated with an ink repellent treatment agent, and then photolithography is performed. A technique for patterning a photosensitive material by a process is illustrated. Thereafter, the convex portion and the concave portion are simultaneously or selectively subjected to ink-inking treatment by irradiation with energy rays.
[0026]
However, all of these methods are such that the surface of the convex portion is subjected to the ink repellent treatment and then the concave portion is subjected to the ink repellent treatment. There is a problem that the ink repellency is lowered. Therefore, it is difficult to obtain sufficient ink affinity on the transparent substrate surface and the side surface of the black matrix, and sufficient ink repellency on the upper surface of the black matrix.
[0027]
The above problem also occurs when an EL element is manufactured by an inkjet method. That is, in an EL element, for example, when an organic semiconductor material that emits light of R, G, and B is used as an ink, and the ink is applied to a region surrounded by a partition wall to form a pixel (light emitting layer), When ink is mixed between adjacent light emitting layers, there is a problem that light emission of a desired color and luminance cannot be obtained in the light emitting layer. Even in the case of a single color light emitting layer, the amount of ink filled in the partition is made uniform, so when ink flows into adjacent pixels, the amount of ink becomes non-uniform, which is recognized as luminance unevenness, which is a problem. It becomes. Further, when the ink is not sufficiently diffused in the region surrounded by the partition walls, there is a problem that sufficient light emission luminance cannot be obtained at the boundary portion between the light emitting layer and the partition walls. In the following description, for the sake of convenience, even in the case of manufacturing an EL element, the mixture of ink between adjacent light emitting layers is “color mixing”, and the luminance unevenness due to the repulsion of ink at the boundary between the light emitting layer and the partition wall. Occurrence of the occurrence is described as “white”.
[0028]
An object of the present invention is to solve the above problems and provide a highly reliable optical element with a high yield when an optical element such as a color filter or an EL element is manufactured at low cost by a simple process using an inkjet method. It is in. Specifically, when ink is applied to an area surrounded by a partition wall, color mixing between adjacent pixels is prevented, and ink is sufficiently diffused in the area to form a pixel with a flat surface. It is to form. A further object of the present invention is to provide a liquid crystal element excellent in color display characteristics at a lower cost by using the optical element obtained by the production method.
[0029]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect of the present invention is a method of manufacturing an optical element having at least a plurality of pixels on a support substrate and a partition wall positioned between adjacent pixels,
Forming a photosensitive resin composition layer on a support substrate, pattern exposure and development to form a partition pattern, a step of subjecting the partition pattern to light irradiation, and a heat treatment to the partition pattern irradiated with light. A step of forming a partition wall, a step of subjecting the support substrate to an ink-philic treatment, and the partition wallAnd support substrateA step of applying a fluorination treatment to the substrate, a step of performing an ink spreading property improving process for bringing water into contact with the surface of the support substrate, and a step of forming a pixel by applying ink to a region surrounded by the partition wall by an ink jet method. , At leastIn this order,
The fluorination treatment is a plasma treatment in which plasma irradiation is performed by introducing a gas containing at least fluorine atoms.This is a method for manufacturing an optical element.
[0030]
The optical element manufacturing method of the present invention includes the following configuration as a preferred embodiment. The partition pattern forming step is a step by photolithography using a liquid resist or a film resist. The light irradiation treatment of the partition pattern irradiates light from both surfaces of the support substrate. The ink-repellent treatment is a dry etching treatment in which a gas containing at least one selected from oxygen, argon, and helium is introduced, and the support substrate is irradiated with plasma in a reduced pressure atmosphere or an atmospheric pressure atmosphere.. UpThe gas introduced in the plasma treatment is CFFour, SF6, CHFThree, C2F6, CThreeF8, CFiveF8At least one halogen gas selected from2It is a mixed gas with gas and O2The mixing ratio is 30% or less. The ink spreading property improving process is a process of irradiating ultrasonic waves while bringing water into contact with the support substrate. The said partition is formed with a black photosensitive resin composition. The ink contains at least a curing component, water, and an organic solvent. A color filter in which the ink contains a colorant and the pixel is a colored portion is manufactured. The electroluminescent element in which the ink contains a light emitting material and the pixel is a light emitting layer is manufactured.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the method for producing an optical element of the present invention, a photosensitive resin composition layer is formed on a support substrate, and exposure and development treatment are performed to form a predetermined partition pattern, light irradiation treatment, heat treatment (post-bake treatment). In addition, after performing the ink-repellent treatment, the fluorination treatment, and the ink spreading property improving treatment, ink is applied to the region surrounded by the partition wall to form a pixel. In the manufacturing method of the present invention, at the time of forming the partition wall, by performing a light irradiation process prior to the post-baking process, generation of distortion of the shape due to thermal contraction of the partition wall pattern in the post-baking process is suppressed, and the partition pattern substrate By making the cross-sectional shape in the normal direction closer to a rectangle, the occurrence of white spots can be suppressed. In the present invention, after the ink repellency treatment by the fluorination treatment, the ink spreading property improving treatment in which the supporting substrate is brought into contact with water is performed, so that the ink applied in the subsequent step spreads well on the supporting substrate, and the white Occurrence of omission can be better prevented.
[0035]
In the present invention, the above “ink” is a generic term for, for example, optically and electrically functional liquids after being dried and cured, and is not limited to conventionally used coloring materials.
[0036]
Examples of the optical element of the present invention manufactured by the manufacturing method of the present invention include a color filter and electroluminescence (EL element). First, embodiments of the optical element of the present invention will be described.
[0037]
FIG. 4 schematically shows a cross section of an example of a color filter which is an embodiment of the optical element of the present invention. In the figure, 41 is a transparent substrate as a support substrate, 42 is a black matrix that also serves as a partition, 43 is a colored portion that is a pixel, and 44 is a protective layer that is formed as necessary. When the liquid crystal element is configured using the color filter of the present invention, ITO (indium tin) for driving the liquid crystal is further formed on the
[0038]
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of the liquid crystal element of the present invention, which is configured using the color filter of FIG. In the figure, 47 is a common electrode (transparent conductive film), 48 is an alignment film, 49 is a liquid crystal, 51 is a counter substrate, 52 is a pixel electrode, and 53 is an alignment film. Therefore, the description is omitted.
[0039]
A color liquid crystal element is generally formed by combining a
[0040]
When the liquid crystal element is a transmissive type, the
[0041]
FIG. 6 shows a schematic cross-sectional view of an example of an organic EL element which is another embodiment of the optical element of the present invention. In the figure, 61 is a drive substrate, 62 is a partition, 63 is a light emitting layer as a pixel, 64 is a transparent electrode, and 66 is a metal layer. In this figure, only one pixel region is shown for simplification.
[0042]
The driving
[0043]
In the case of constituting an organic EL device in the present invention, the structure includes at least a light emitting material in a partition made of a resin composition between a pair of anodes and cathodes, at least one of which is transparent or translucent. As long as the pixel is formed by filling ink, there is no particular limitation, and a known structure can be adopted, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. .
[0044]
The laminated structure is, for example,
(1) Electrode (cathode) / light emitting layer / hole injection layer / electrode (anode)
(2) Electrode (anode) / light emitting layer / electron injection layer / electrode (cathode)
(3) Electrode (anode) / hole injection layer / light emitting layer / electron injection layer / electrode (cathode)
(4) Electrode (anode or cathode) / light emitting layer / electrode (cathode or anode)
However, the present invention can also be applied to an EL element having a stacked structure in which an organic compound layer having any one of the above structures is provided.
[0045]
The above (1) and (2) are referred to as a two-layer structure, (3) as a three-layer structure, and (4) as a single-layer structure. The organic EL element in the present invention is based on these laminated structures, but may have a structure in which (1) to (4) other than these are combined or a plurality of layers. Further, a full color display may be realized by combining with a color filter. The shape, size, material, formation process of members other than the partition walls and pixels, and the like of the organic EL element having the laminated structure are appropriately selected according to the use of the organic EL element and are not particularly limited.
[0046]
In the present invention, various materials can be used as the light emitting material used for the light emitting layer of the organic EL element, and examples thereof include fluorescent organic compounds. As the fluorescent organic compound, both a low molecular fluorescent substance and a high molecular fluorescent substance are preferably used, and a polymeric fluorescent substance is more preferable because it can be easily applied to an ink jet system.
[0047]
For example, the low-molecular phosphor is not particularly limited, but naphthalene and derivatives thereof, anthracene and derivatives thereof, perylene and derivatives thereof, polymethine dyes, xanthene dyes, coumarin dyes, cyanine dyes, 8-hydroxyquinoline, and the like. And metal complexes of the derivatives thereof, aromatic amines, tetraphenylcyclopentadiene and derivatives thereof, tetraphenylbutadiene and derivatives thereof, and the like can be used. Specifically, for example, known ones such as those described in JP-A-57-41781 and JP-A-59-184383 can be used.
[0048]
The polymeric fluorescent substance that can be used as the light emitting material is not particularly limited, and examples thereof include polyphenylene vinylene, polyarylene, polyalkylthiophene, and polyalkylfluorene.
[0049]
In the present invention, the polymeric fluorescent substance used in the organic EL device may be a random, block or graft copolymer, or a polymer having an intermediate structure thereof, for example, a random copolymer having a block property. It may be a polymer. From the viewpoint of obtaining a polymer fluorescent substance having a high fluorescence quantum yield, a random copolymer having a block property and a block or graft copolymer are preferable to a complete random copolymer. In addition, since the organic EL element of the present invention utilizes light emission from a thin film, the polymer fluorescent substance having fluorescence in a solid state is used.
[0050]
Examples of the good solvent for the polymeric fluorescent substance include chloroform, methylene chloride, dichloroethane, tetrahydrofuran, toluene, xylene and the like. Although depending on the structure and molecular weight of the polymeric fluorescent substance, it can usually be dissolved in these solvents in an amount of 0.1% by weight or more.
[0051]
In the organic EL device of the present invention, the electron transport material used in the electron transport layer in the case where an electron transport layer is further provided between the light emitting layer and the cathode, or mixed with the hole transport material and the light emitting material is used. And has a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting material. There is no restriction | limiting in particular about such an electron transport material, Arbitrary things can be selected and used from a conventionally well-known compound.
[0052]
Preferable examples of the electron transporting material include nitro-substituted fluorenone derivatives, anthraquinodimethane derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, heterocyclic tetracarboxylic acid anhydrides, and carbodiimides.
[0053]
Further examples include fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane derivatives and anthrone derivatives, oxadiazole derivatives, and the like. Further, although disclosed as a material for forming a light emitting layer, 8-hydroxyquinoline and metal complexes of derivatives thereof can also be used as an electron transporting material.
[0054]
In the EL device of the present invention, the light emitting layer is generally formed in a thin film shape in combination with an appropriate binder resin. The binder resin can be selected from a wide range of resin materials, such as polyvinyl carbazole resin, polycarbonate resin, polyester resin, polyarylate resin, butyral resin, polystyrene resin, polyvinyl acetal resin, diallyl phthalate resin, acrylic resin, methacrylic resin, Examples thereof include, but are not limited to, phenol resins, epoxy resins, silicone resins, polysulfone resins, urea resins, and the like. These may be used alone or in combination as a copolymer polymer.
[0055]
Also, the anode material should have a work function as large as possible. For example, nickel, gold, platinum, palladium, selenium, rhenium, iridium and their alloys, or tin oxide, indium tin oxide (ITO), and copper iodide can be used. preferable. Further, conductive polymers such as poly (3-methylthiophene), polyphenylene sulfide, or polypyrrole can also be used. On the other hand, silver, lead, tin, magnesium, aluminum, calcium, manganese, indium, chromium, or alloys thereof having a small work function are used as the cathode material.
[0056]
The EL element needs to be transparent or translucent on the side of the light emitting layer where light emission is observed. For example, in the configuration of FIG. 6, the
[0057]
Hereinafter, a method for producing an optical element of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0058]
1 to 3 are process diagrams schematically showing a method for producing an optical element of the present invention. Each step will be described below. The following steps (a) to (j) correspond to (a) to (j) in FIGS. 1 to 3, (a-1) to (j-1) on the left side of the drawing are schematic plan views, and (a-2) to (j-2) on the right side of the drawing are (a-1). It is AB sectional schematic drawing of (j-1). In the figure, 1 is a support substrate, 2 is a photosensitive resin composition layer, 3 is a partition pattern, 4 is an opening of the
[0059]
Step (a)
A
[0060]
Further, when the EL element illustrated in FIG. 6 is manufactured, the
[0061]
Step (b)
A photosensitive
[0062]
In the present invention, the photosensitive resin composition used to form the
[0063]
Moreover, when making this
[0064]
The photosensitive
[0065]
Step (c)
The photosensitive
[0066]
Step (d)
The
[0067]
Step (e)
The exposed
[0068]
As a cross-sectional shape in the normal direction of the
[0069]
Step (f)
The supporting
[0070]
By performing the dry etching process, contaminants adhering to the surface of the
[0071]
Step (g)
The
[0072]
In particular, when the
[0073]
The gas introduced at this step containing at least fluorine atoms is CF.Four, CHFThree, C2F6, SF6, CThreeF8, CFiveF8It is preferable to use at least one halogen gas selected from In particular, CFiveF8(Octafluorocyclopentene) has zero ozone depletion ability and has an atmospheric lifetime (CF less than that of conventional gas).Four: 50,000 years, CFourF8: 3200) 0.98, very short. Therefore, the global warming potential is 90 (CO2= 100 years integrated value = 2) and (CF) compared with conventional gasFour: 6500, CFourF8: 8700) Very small, extremely effective for protecting the ozone layer and the global environment, and desirable for use in the present invention.
[0074]
Further, as the introduced gas, a gas such as oxygen, argon, or helium may be used in combination as necessary. In the present invention, the CFFour, CHFThree, C2F6, SF6, CThreeF8, CFiveF8At least one halogen gas selected from2When the mixed gas is used, the degree of ink repellency in this step can be controlled. However, in the mixed gas, O2If the mixing ratio exceeds 30%, O2Oxidation reaction due to becomes dominant and the effect of improving ink repellency is hindered.2When the mixing ratio exceeds 30%, damage to the resin becomes significant.2It is necessary to use in a range where the mixing ratio is 30% or less.
[0075]
As a method of generating plasma in this process and the previous dry etching process, methods such as low frequency discharge, high frequency discharge, and microwave discharge can be used. Pressure, gas flow rate, discharge frequency, and processing during plasma irradiation can be used. Conditions such as time can be arbitrarily set.
[0076]
The degree of ink repellency after the fluorination treatment on the surface of the
[0077]
In the present invention, the
[0078]
The ink affinity on the surface of the
[0079]
Step (h)
The ink spreading property improving process is performed by bringing the supporting
[0080]
The water used in this step is preferably pure water. The method for bringing the
[0081]
Furthermore, the temperature of water used for the ink spreading property improving process is preferably 20 to 60 ° C. from the viewpoint of effectively modifying the surface of the opening 4.
[0082]
Step (i)
The ink 6 is applied to the region (opening 4) surrounded by the
[0083]
[1] Colorant
As the colorant to be contained in the ink in the present invention, both dyes and pigments can be used. However, when a pigment is used, it is necessary to add a separate dispersant in order to uniformly disperse in the ink. A dye-based colorant is preferably used because the ratio of the colorant in the total solid content becomes low. Moreover, it is preferable that it is the same amount or less as the addition amount of a coloring agent with the hardening component mentioned later.
[0084]
[2] Curing component
In consideration of process resistance, reliability, and the like in the subsequent step, it is preferable to contain a component that is cured by a heat treatment or light irradiation and immobilizes the colorant, that is, a crosslinkable monomer or polymer. In particular, it is preferable to use a curable resin composition in consideration of heat resistance in the subsequent process. Specifically, for example, as a base resin, acrylic resin having a functional group such as hydroxyl group, carboxyl group, alkoxy group, amide group, silicone resin; or cellulose derivatives such as hydroxypropylcellulose, hydroxyethylcellulose, methylcellulose, carboxymethylcellulose, or These modified products; or vinyl polymers such as polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, and polyvinyl acetal. Furthermore, it is possible to use a crosslinking agent and a photoinitiator for curing these base resins by light irradiation or heat treatment. Specifically, melamine derivatives such as methylolated melamine are used as crosslinking agents, and dichromate, bisazide compounds, radical initiators, cationic initiators, anionic initiators, etc. are used as photoinitiators. Is possible. Moreover, these photoinitiators can also be used by mixing multiple types or combining with another sensitizer.
[0085]
[3] Solvent
As the ink medium used in the present invention, a mixed solvent of water and an organic solvent is preferably used. As water, it is preferable to use ion-exchanged water (deionized water) instead of general water containing various ions.
[0086]
Examples of the organic solvent include alkyl alcohols having 1 to 4 carbon atoms such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol; dimethylformamide, dimethylacetamide Amides such as acetone, ketones such as acetone and diacetone alcohol, or ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol, ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, and triethylene Alkylene glycols containing 2 to 4 carbons such as glycol, thiodiglycol, hexylene glycol, diethylene glycol, etc. Glycerins; Lower alkyl ethers of polyhydric alcohols such as ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol methyl ether, triethylene glycol monomethyl ether; N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, etc. Is preferred.
[0087]
In addition to the above components, two or more kinds of organic solvents having different boiling points may be used in combination to obtain an ink having a desired physical property value, if necessary, or a surfactant, antifoaming agent, preservative. Etc. may be added.
[0088]
Step (j)
The pixel 7 is formed by performing necessary processing such as heat treatment and light irradiation, removing the solvent component in the ink 6 and curing it.
[0089]
Furthermore, in the case of a color filter, as described above, a protective layer and a transparent conductive film are formed as necessary. As the protective layer in this case, a photocuring type, a thermosetting type, or a photothermal combined curing type resin material, or an inorganic film formed by vapor deposition, sputtering, or the like can be used. Any material can be used as long as it has transparency and can withstand a subsequent transparent conductive film formation process, alignment film formation process, and the like. Moreover, you may form a transparent conductive film directly on a coloring part, without passing through a protective layer.
[0090]
When manufacturing an organic EL element, a necessary member such as a metal layer serving as a cathode is formed on the colored portion 7.
[0091]
【Example】
Example 1
[Formation of black matrix]
After applying a black resist containing carbon black (“CK-S171 resist” manufactured by Fujifilm Orin) on a glass substrate (Corning “1737”), and performing predetermined exposure and development, the front and back surfaces of the substrate The whole surface was irradiated with light. The light source is Deep UV and the irradiation amount is 32000mJ / cm.2It carried out in. The light source can be used as long as it can generate light including a wavelength in the range of 200 nm to 550 nm. Thereafter, a post-bake treatment was performed to produce a black matrix (partition) having a rectangular opening with a film thickness of 2 μm and 75 μm × 225 μm.
[0092]
(Evaluation of cross-sectional shape)
The cross-sectional shape of the pattern was evaluated for the black matrix substrate after the post-baking using an optical microscope. Pattern line width L on the upper surface of the partition wall1Is reflected by the microscope, and the pattern line width L on the bottom surface2Was observed with transmitted light, and the height T was measured using a stylus type surface roughness meter manufactured by Tecnor.
L1= 21.30 μm, L2= 22.55 μm, T = 1.69 μm,
｜ L2-L1| /2=0.625 <T.
[0093]
[Ink adjustment]
Using an acrylic copolymer having the composition shown below as a thermosetting component, R, G, and B inks were prepared with the following compositions.
[0094]
Curing component
50 parts by weight of methyl methacrylate
30 parts by weight of hydroxyethyl methacrylate
N-methylolacrylamide 20 parts by weight
R ink
C. I. Acid Orange 148 3.5 parts by weight
C. I. Acid Red 289 0.5 parts by weight
30 parts by weight of diethylene glycol
20 parts by weight of ethylene glycol
40 parts by weight of ion exchange water
6 parts by weight of the above curing component
G ink
C. I. Acid Yellow 23 2 parts by weight
2 parts by weight of zinc phthalocyanine sulfoamide
30 parts by weight of diethylene glycol
20 parts by weight of ethylene glycol
40 parts by weight of ion exchange water
6 parts by weight of the above curing component
B ink
C. I. Direct Blue 199 4 parts by weight
30 parts by weight of diethylene glycol
20 parts by weight of ethylene glycol
40 parts by weight of ion exchange water
6 parts by weight of the above curing component
[0095]
[Parent ink processing]
The glass substrate (black matrix substrate) on which the black matrix was formed was dry-etched under the following conditions using a cathode coupling parallel plate plasma processing apparatus.
[0096]
Gas used: O2
Gas flow rate: 80sccm
Pressure: 8Pa
RF power: 150W
Processing time: 30 sec
[0097]
[Fluorination treatment]
After the dry etching process was completed, a plasma process was performed on the black matrix substrate under the following conditions in the same apparatus.
[0098]
Gas used: CFFour
Gas flow rate: 80sccm
Pressure: 50Pa
RF power: 150W
Processing time: 30 sec
[0099]
[Evaluation of ink repellency]
Using a liquid crystal glass cleaning / processing inspection device “LCD-400S” manufactured by Kyowa Interface Co., Ltd., the contact angle with pure water was measured for the black matrix substrate after the plasma treatment. The black matrix surface was measured on a frame having a width of 5 mm provided around the fine pattern, and the glass substrate surface was measured at a location where the black matrix further outside the frame was not provided. The contact angle for each pure water is
Glass substrate surface: 6 °
Black matrix surface: 126 °
Met.
[0100]
[Evaluation of surface roughness]
The surface roughness of the black matrix surface was evaluated by measuring the average roughness (Ra) on a frame with a width of 5 mm in the same manner as the contact angle with pure water using a stylus type surface roughness meter “FP-20” manufactured by Tecnor did. As a result, the average roughness (Ra) of the black matrix surface was 4.4 nm.
[0101]
[Evaluation of ink spreading properties]
The ink spreading property of the black matrix substrate after the plasma treatment was evaluated. When ink was applied to the opening in the 20 pl fine pattern from the ink head and observed with an optical microscope, the diameter of the ink droplet was 50 μm. Although the substrate was left for a while, the ink droplets did not spread out.
[0102]
[Ink spreadability improvement processing]
The black matrix substrate after the plasma treatment was immersed in an ultrasonic pure water bath, and an ink spreading property improving treatment was performed. The processing conditions were as follows.
[0103]
Pure water temperature: 30 ° C
Ultrasonic frequency: 40 kHz
Processing time: 2 min
[0104]
[Evaluation of ink repellency]
In order to confirm whether the ink repellency on the black matrix surface was not impaired by the ink spreading property improving process, the contact angle with respect to pure water was measured for the black matrix substrate after the ink spreading property improving process. The measurement location was the same as the location measured before the ink spreading property improving treatment. The contact angle for each pure water is
Glass substrate surface: 7 °
Black matrix surface: 124 °
Met.
[0105]
[Evaluation of ink spreading properties]
The ink spreading property was evaluated for the black matrix substrate after the ink spreading property improving process. The evaluation method was the same as the measurement before the ink spreading property improving process. When the diameter of the applied ink droplet was observed with an optical microscope, the ink was sufficiently spread in the opening and it was difficult to find the end of the droplet.
[0106]
(Preparation of colored part)
Using an ink jet recording apparatus equipped with an ink jet head having a discharge amount of 20 pl, the R, G, and B inks are applied at 200 to 800 pl per opening on the black matrix substrate that has been subjected to the ink spreading property improvement process according to the above procedure. The amount was changed every 100 pl in the range. Next, heat treatment was performed at 90 ° C. for 10 minutes and subsequently at 230 ° C. for 30 minutes to cure the ink to form colored portions (pixels), and seven types of color filters with different ink application amounts were produced.
[0107]
[Evaluation of color mixing, white spots, and flatness of colored areas]
The white spots of the obtained color filters were evaluated by observation with an optical microscope. In addition, for the evaluation of flatness, in the case where 300 pl of ink was applied per opening, the surface roughness meter used in the evaluation of the surface roughness was used, and the high color from the glass surface of the colored portion central portion of each color DtAnd the height d from the surface of the glass substrate at the part of the colored part in contact with the black matrixbDifference (dt-Db) And -0.5 μm ≦ (dt-Db) ≦ 0.5 μm, flat, (dt-Db) <-0.5 μm if concave, (dt-Db)> 0.5 μm, it was evaluated as a convex shape.
[0108]
As a result, no color mixing or white spots were observed in all the color filters of this example, and the colored portion surface was flat.
[0109]
(Example 2)
A color filter was produced in the same manner as in Example 1 except that a film-type dry resist was used as a black resist containing carbon black. The contact angle for pure water of the black matrix substrate after the ink spreading property improvement treatment is
Glass substrate surface: 5 °
Black matrix surface: 128 °
Met. When the ink spreading property was also evaluated, the ink was sufficiently spread in the opening with 20 pl of ink. The average roughness (Ra) of the black matrix surface was 10.3 nm. For all the color filters obtained in this example, no color mixing or white spots were observed, and the colored portion surface was flat.
[0110]
Example 3
CF in plasma processingFourAnd O2A color filter was produced in the same manner as in Example 1 except that the mixed gas was introduced at a gas flow rate of 64 sccm and 16 sccm, respectively. The contact angle for pure water of the black matrix substrate after the ink spreading property improvement treatment is
Glass substrate surface: 7 °
Black matrix surface: 133 °
Met. When the ink spreading property was also evaluated, the ink was sufficiently spread in the opening with 20 pl of ink. The average roughness (Ra) of the black matrix surface was 5.2 nm. For all the color filters obtained in this example, no color mixing or white spots were observed, and the colored portion surface was flat.
[0111]
(Example 4)
A color filter was produced in the same manner as in Example 1 except that “CT-2000L” manufactured by Fuji Film Orin, which is a transparent photosensitive resin not containing carbon black, was used instead of the black resist used in Example 1. The contact angle with pure water of the transparent matrix substrate after the ink spreading property improving process is
Glass substrate surface: 6 °
Transparent matrix surface: 102 °
Met. When the ink spreading property was also evaluated, the ink was sufficiently spread in the opening with 20 pl of ink. The average roughness (Ra) of the transparent matrix surface was 1.5 nm.
[0112]
For all the color filters obtained in this example, no color mixing or white spot was observed. Moreover, since the colored part surface was convex shape, the density was slightly reduced at the boundary part between the colored part and the transparent matrix.
[0113]
(Example 5)
A color filter was prepared in the same manner as in Example 1 except that the substrate that had been subjected to plasma treatment by the same method as in Example 1 had a pure water temperature of 50 ° C. and a processing time of 30 sec. Was made. The contact angle for pure water of the black matrix substrate after the ink spreading property improvement treatment is
Glass substrate surface: 8 °
Black matrix surface: 124 °
Met. When the ink spreading property was also evaluated, the ink was sufficiently spread in the opening with 20 pl of ink. The average roughness (Ra) of the black matrix surface was 10.5 nm. For all the color filters obtained in this example, no color mixing or white spots were observed, and the colored portion surface was flat.
[0114]
(Example 6)
A substrate subjected to plasma treatment by the same method as in Example 1 was subjected to an ink spreading property improving process using a high-pressure spray cleaning device to produce a color filter. Pure water is used for the high-pressure spray, and the spray pressure is 6.86 × 10.6Pa was set. The contact angle for pure water of the black matrix substrate after the ink spreading property improvement treatment is
Glass substrate surface: 5 °
Black matrix surface: 124 °
Met. When the ink spreading property was also evaluated, the ink was sufficiently spread in the opening with 20 pl of ink. The average roughness (Ra) of the black matrix surface was 9.9 nm. For all the color filters obtained in this example, no color mixing or white spots were observed, and the colored portion surface was flat.
[0115]
(Example 7)
The light irradiation treatment of Example 1 was 22000 mJ / cm, respectively.2A color filter was prepared in the same manner as in Example 1 except that. In evaluating the cross-sectional shape of the black matrix,
L1= 20.82 μm, L2= 22.52 μm, T = 1.70 μm
｜ L2-L1| /2=0.85 <T.
[0116]
The contact angle for pure water of the black matrix substrate after the ink spreading property improvement treatment is
Glass substrate surface: 8 °
Black matrix surface: 122 °
Met. When the ink spreading property was also evaluated, the ink was sufficiently spread in the opening with 20 pl of ink. The average roughness (Ra) of the black matrix surface was 4.6 nm. Further, since the colored portion surface was convex, the density was slightly reduced at the boundary between the colored portion and the black matrix.
[0117]
(Example 8)
On the TFT driving substrate formed by a thin film process, in which multiple layers of wiring films and insulating films are laminated, ITO (transparent electrode) is formed to a thickness of 40 nm as a transparent electrode on a pixel (light emitting layer) unit basis, and by photolithography Patterning was performed according to the pixel shape.
[0118]
Next, partition walls filling the light emitting layer were formed. After applying a transparent photosensitive resin ("CT-2000L" manufactured by Fuji Film Orin) and performing exposure and development processes in the same manner as in Example 1, the above-mentioned ITO transparent electrode was subjected to a light irradiation process and a post-bake process. A transparent matrix having a rectangular opening with a film thickness of 0.4 μm and 75 μm × 225 μm was prepared. Next, the substrate was subjected to O under the same conditions as in Example 1.2Etching using CF and CFFourPlasma treatment using was performed. Subsequently, an ink spreading property improving process was performed using a high-pressure spray cleaning device. When measuring the contact angle for pure water on the ITO transparent electrode and on the transparent matrix,
On ITO transparent electrode: 17 °
On transparent matrix: 101 °
Met. In order to evaluate the ink spreading property on the ITO transparent electrode, when 20 pl of ink was applied, the ink was sufficiently wet spread and it was difficult to measure the ink droplet diameter.
[0119]
Next, a light emitting layer was formed in the partition wall of the substrate. As the ink, an electron transporting 2,5-bis (5-tert-butyl-2-benzoxazolyl) -thiophene [electron transporting blue light-emitting dye having a fluorescence peak of 450 nm and one of the emission center forming compounds is used. It is. Hereinafter referred to as “BBOT”) in a hole transporting host compound comprising poly-N-vinylcarbazole (molecular weight: 150,000, manufactured by Kanto Chemical Co., Inc., hereinafter referred to as “PVK”) at a concentration of 30% by weight. Both were dissolved in a dichloroethane solution so that the molecules could be dispersed. Nile red, another luminescent center forming compound, was dissolved in the dichloroethane solution of PVK-BBOT at 0.015 mol% to form an ink, filled in the opening of the transparent matrix by an ink jet method, dried, and 200 nm in thickness. The light emitting layer was formed. At this time, each pixel (light emitting layer) was independent, and the ink was not mixed between adjacent pixels. Further, Mg: Ag (10: 1) was vacuum deposited thereon to form a Mg: Ag cathode having a thickness of 200 nm to obtain an organic EL device.
[0120]
When a voltage of 18 V was applied to each pixel of the obtained EL element, 480 cd / m2Uniform white light emission was obtained.
[0121]
(Comparative Example 1)
A color filter was produced in the same manner as in Example 1 except that the ink spreading property improvement process was not performed. The contact angle of pure water on the black matrix substrate is
Glass substrate surface: 6 °
Black matrix surface: 129 °
Met. The ink spreading property was also evaluated. As a result, the ink droplet diameter was 53 μm without wet spreading with 20 pl of ink. The average roughness (Ra) of the black matrix surface was 5.5 nm. In all the color filters obtained in this example, white spots were observed in all the colored portions. In addition, white spots were also observed in the color filter having an ink application amount of 400 pl or more. The flatness of the colored portion surface could not be evaluated because white spots occurred.
[0122]
(Comparative Example 2)
A color filter was produced in the same manner as in Example 1 except that the dry etching treatment and the plasma treatment were not performed. The contact angle of pure water on the black matrix substrate is
Glass substrate surface: 62 °
Black matrix surface: 78 °
Met. The average roughness (Ra) of the black matrix surface was 2.0 nm. In all the color filters obtained in this example, white spots were observed in all the colored portions. In addition, color mixing was observed for the color filter having an ink application amount of 400 pl or more. The flatness of the colored portion surface could not be evaluated because white spots occurred.
[0123]
(Comparative Example 3)
When a color filter was produced in the same manner as in Example 1 except that the light irradiation after the black matrix pattern was not formed, wrinkles occurred in a part of the black matrix.
[0124]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an optical element having pixels with no color mixture or white spots can be manufactured with a simple process by an inkjet method with a high yield, and a color filter without density unevenness in the colored portion, It is possible to provide an EL element with no uneven luminance in the light emitting layer with a high yield. Therefore, a liquid crystal element having excellent color display characteristics can be provided at a lower cost by using the color filter.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram of an embodiment of a method for producing an optical element of the present invention.
FIG. 2 is a process diagram of an embodiment of a method for producing an optical element of the present invention.
FIG. 3 is a process diagram of an embodiment of a method for producing an optical element of the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an example of a color filter that is an embodiment of the optical element of the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of a liquid crystal element of the present invention.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an example of an EL element that is an embodiment of the optical element of the present invention.
FIG. 7 is a conceptual diagram of color mixing that occurs in a method of manufacturing an optical element by an ink jet method.
FIG. 8 is a conceptual diagram of white spots that occur in a method of manufacturing an optical element by an ink jet method.
[Explanation of symbols]
1 Support substrate
2 Photosensitive resin composition layer
3 Bulkhead pattern
4 openings
5 Bulkhead
6 Ink
7 pixels
41 Transparent substrate
42 Black Matrix
43 pixels
44 protective layer
47 Common electrode
48 Alignment film
49 LCD
51 Counter substrate
52 Pixel electrode
53 Alignment film
61 Driving board
62 Bulkhead
63 Light emitting layer
64 Transparent electrode
66 Metal layer
71 Support substrate
73 Black Matrix
76 ink
78
Claims (10)
支持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照射処理を施す工程と、光照射した隔壁パターンに加熱処理を施して硬化させ、隔壁を形成する工程と、上記支持基板に親インク化処理を施す工程と、上記隔壁及び支持基板にフッ素化処理を施す工程と、上記支持基板表面に水を接触させるインク拡がり性改善処理を施す工程と、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、を少なくともこの順に有し、
上記フッ素化処理が、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であることを特徴とする光学素子の製造方法。A method of manufacturing an optical element having at least a plurality of pixels on a support substrate and a partition wall positioned between adjacent pixels,
Forming a photosensitive resin composition layer on a support substrate, pattern exposure and development to form a partition pattern, a step of subjecting the partition pattern to light irradiation, and a heat treatment to the partition pattern irradiated with light. A step of forming a partition wall, a step of subjecting the support substrate to an ink repellency treatment, a step of subjecting the partition wall and the support substrate to a fluorination treatment, and an ink spreading property for bringing water into contact with the surface of the support substrate. A step of performing an improvement process, and a step of applying ink to a region surrounded by the partition wall by an inkjet method to form a pixel, at least in this order,
The method for producing an optical element, wherein the fluorination treatment is plasma treatment in which a gas containing at least fluorine atoms is introduced to perform plasma irradiation .
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