JP4641204B2 - カラーフィルタおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に使用可能なカラーフィルタおよびその製造方法に関するものである。

近年、パーソナルコンピューターの発達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴い、液晶表示装置、とりわけカラー液晶表示装置の需要が増加する傾向にある。このカラー液晶表示装置には、通常赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３原色の着色層とこれを仕切る遮光部を備えたカラーフィルタが設けられており、このカラーフィルタのＲ、Ｇ、およびＢのそれぞれの画素に対応する電極をＯＮ、ＯＦＦさせることで液晶がシャッタとして作動し、Ｒ、Ｇ、およびＢのそれぞれの画素を光が通過してカラー表示が行われる。

従来より行われているカラーフィルタの製造方法としては、例えば染色法や顔料分散法等が挙げられる。しかしながら、いずれの方法も、Ｒ、Ｇ、および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、コスト高になるという問題や、工程を繰り返すため歩留まりが低下するという問題がある。

そこで、例えば、基材上に着色層を形成する着色層形成用塗工液を留めるための遮光部（バンク）を形成し、この遮光部にフッ素化合物を導入ガスとしてプラズマ処理をし、遮光部を撥液性としてインクジェット法により着色層を形成する方法が提案されている（特許文献１）。しかしながら、この場合、遮光部が撥液性を有することから、着色層を形成する着色層形成用塗工液が遮光部端部で濡れ広がらず、着色層に白抜けが生じる、という問題があった。

特開２０００−１８７１１１号公報

そこで、製造効率がよく、着色層に白抜け等のない高品質なカラーフィルタの提供が望まれている。

本発明は、基材と、上記基材上にパターン状に形成された樹脂部と、上記樹脂部により区画された開口部上に形成された着色層と、上記樹脂部上に、上記樹脂部の幅より太くかつ上記着色層の端部を覆うように形成された遮光部とを有することを特徴とするカラーフィルタを提供する。

本発明によれば、上記遮光部が、着色層の端部を一部覆うように形成されていることから、遮光部と着色層との間で着色層に白抜け等生じることのないものとすることができる。また、本発明においては、上記樹脂部が形成されていることから、着色層が樹脂部に沿って吐出法等により形成されたものとすることができる。したがって、効率よく製造されたカラーフィルタとすることができるのである。

また、本発明は、基材上に、撥液性を有する樹脂部をパターン状に形成する樹脂部形成工程と、上記樹脂部により区画された開口部に着色層を形成する着色層形成工程と、上記着色層形成工程後、上記樹脂部上に上記樹脂部の幅より太く遮光部を形成する遮光部形成工程とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。

本発明によれば、上記樹脂部形成工程により形成される樹脂部が撥液性を有することから、この撥液性を利用して例えば吐出法等により、着色層を高精細に形成することが可能となる。また上記着色層形成工程後、上記遮光部形成工程により上記遮光部が形成されることから、遮光部が着色層の端部を一部覆うように形成することができる。したがって、製造されるカラーフィルタの着色層に白抜け等がないものとすることができ、また効率のよいカラーフィルタの製造方法とすることができるのである。

上記発明においては、上記樹脂部形成工程を、基材上にパターン状に樹脂部形成用層を形成し、上記樹脂部形成用層にフッ素化合物を導入ガスとしてプラズマを照射することにより上記樹脂部を形成する工程とすることができる。この場合、上記プラズマ照射によって、樹脂部形成用層にフッ素を導入することができ、容易に上記樹脂部を形成することができる。またこの際、基材として無機材料からなるものを用いることによって、上記基材にはフッ素が導入されないものとすることができる。これにより、樹脂部上を撥液性領域、基材上を親液性領域とすることができ、上記着色層形成工程において着色層を高精細に形成することも可能となる、という利点も有する。

また、上記発明においては、上記樹脂部形成工程を、基材上に撥液性材料を含有する樹脂部用組成物を用いて樹脂部を形成する工程としてもよい。この場合、上記樹脂部形成用組成部中に撥液性材料が含有されていることから、容易に撥液性を有する上記樹脂部を形成することができる。

本発明によれば、遮光部と着色層との間で着色層に白抜け等生じることのないものとすることができる。また、着色層が樹脂部に沿って吐出法等により形成されたものとすることができ、効率よく製造されたカラーフィルタとすることもできるという効果を奏する。

本発明は、液晶表示装置に使用可能なカラーフィルタおよびその製造方法に関するものである。以下、それぞれについてわけて説明する。

Ａ．カラーフィルタ
まず、本発明のカラーフィルタについて説明する。本発明のカラーフィルタは、基材と、上記基材上にパターン状に形成された樹脂部と、上記樹脂部により区画された開口部上に形成された着色層と、上記樹脂部上に、上記樹脂部の幅より太くかつ上記着色層の端部を覆うように形成された遮光部とを有することを特徴とするものである。

本発明のカラーフィルタは、例えば図１に示すように、基材１と、その基材１上にパターン状に形成された樹脂部２と、樹脂部２により区画された開口部（例えば図中、ａで示される領域）上に形成された着色層３と、上記樹脂部２上に形成された遮光部４とを有するカラーフィルタであり、上記遮光部４の幅ｔは、樹脂部２の幅ｓより太く形成されており、また上記遮光部４は着色層３の端部を覆うように形成されているものである。

ここで、上記遮光部が樹脂部の幅より太く形成されているとは、上記樹脂部の上底面の幅より上記遮光部の上底面の幅が太く形成されていることをいう。なお、上記樹脂部の上底面とは、基材と接している面と反対側の面をいうこととし、上記遮光部の上底面とは、上記樹脂部と接している面と反対側の面をいうこととする。上記樹脂部および上記遮光部の幅については、例えばカラーフィルタの断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等で撮影したもの等から測定することができる。

本発明においては、上記樹脂部が形成されていることから、上記着色層が上記樹脂部に沿って、例えば吐出法等により形成されたものとすることができ、高精細に効率よく形成されたものとすることができる。

また、上述したように、遮光部の撥液性等を利用して着色層を形成した場合、遮光部の端部近傍において着色層形成用塗工液が濡れ広がらず、白抜けが生じる場合がある。一方、本発明においては、上記樹脂部を利用して着色層が形成された後、上記遮光部が形成されたものとされる。したがって、例えば着色層形成の際、上記樹脂部と着色層との間に白抜けが生じていた場合であっても、その部分が遮光部により覆われたものとすることができ、最終的に着色層に白抜け等のない高品質なカラーフィルタとすることができるのである。
以下、本発明のカラーフィルタの各構成ごとに詳しく説明する。

１．樹脂部
まず、本発明のカラーフィルタに用いられる樹脂部について説明する。本発明に用いられる樹脂部は、後述する基材上にパターン状に形成されるものであり、通常、後述する遮光部と同一のパターン状に形成される。

このような樹脂部としてはその透明性等は特に限定されるものではなく、例えば遮光部と同様に遮光性を有するものや着色されたもの等であってもよいが、本発明においては、特に樹脂部が透明性を有するものであることが好ましい。一般的に、フォトリソグラフィー法等により樹脂部を形成する際、透明性を有するもののほうが、線幅を細く形成することが可能である。したがって、上記樹脂部を透明なものとすることにより、上記樹脂部の線幅を細くすることができ、後述する遮光部の線幅が細い、表示領域の広いカラーフィルタとすることが可能となるからである。ここで、上記樹脂部の幅として具体的には１μｍ〜２００μｍ程度、中でも５μｍ〜３０μｍ程度とされることが好ましい。

また、上記樹脂部の形状としては、着色層形成の際、隣接する開口部に塗布される着色層形成用塗工液どうしが混ざること等のないように区画することが可能なものであれば、特に限定されるものではなく、例えば断面形状が矩形状や三角形状、台形状等であってもよい。またこの際、上記樹脂部の平均膜厚としては、０.１μｍ〜５０μｍ程度、中でも０．５μｍ〜１０μｍ程度とされることが好ましい。

ここで、本発明においては、上記樹脂部が撥液性を有するものであることが好ましい。これにより、上記樹脂部の撥液性を利用して着色層が例えば吐出法等により高精細に形成されたものとすることができるからである。この際、上記樹脂部は、４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、１０°以上、中でも表面張力３０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以上、特に表面張力２０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以上であることが好ましい。これは、上記樹脂部の液体との接触角が小さい場合には、撥液性が十分でなく、後述する着色層を形成する際、着色層形成用塗工液が上記樹脂部にも付着してしまう場合があり、高精細に着色層を形成することが困難となる場合があるからである。

なお、ここでいう液体との接触角は、種々の表面張力を有する液体との接触角を接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）を用いて測定（マイクロシリンジから液滴を滴下して３０秒後）し、その結果から、もしくはその結果をグラフにして得られるものである。また、この測定に際して、種々の表面張力を有する液体としては、純正化学株式会社製のぬれ指数標準液を用いたものである。

また、本発明において、上記樹脂部の形成方法は、特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタにおける樹脂製の遮光部の形成方法と同様とすることができ、例えば印刷法やフォトリソグラフィー法等により形成されたものとすることができる。なお、上記樹脂部が撥液性を有するものである場合の樹脂部の形成方法としては、例えば撥液性を有しない樹脂部形成用層を上記方法によりパターン状に形成した後、樹脂部形成用層に撥液性化処理する方法や、撥液性を有する樹脂部形成用組成物を用いて上記方法により樹脂部を形成する方法等とすることができる。このような撥液性を有する樹脂部の形成方法については、「Ｂ．カラーフィルタの製造方法」の項で説明するので、ここでの詳しい説明は省略する。

また、上記樹脂部の形成に用いられる材料としては、上述したような樹脂部を形成可能なものであれば特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタにおいて遮光部の形成に用いられる材料と同様のものとすることができる。このような樹脂部に用いられる樹脂としては、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等の樹脂を１種または２種以上混合したものや、感光性樹脂、さらにはＯ／Ｗエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反応性シリコーンをエマルジョン化したもの等を用いることができる。

２．遮光部
次に、本発明のカラーフィルタに用いられる遮光部について説明する。本発明のカラーフィルタに用いられる遮光部は、上記樹脂部上に、上記樹脂部の幅より太く、かつ後述する着色層の端部を覆うように形成されるものである。上記着色層の端部とは、通常、樹脂部と着色層との境界部からそれぞれ０.１μｍ〜２０μｍ程度、中でも１μｍ〜５μｍ程度着色層側の領域をいうこととする。着色層の上記端部が覆われていることにより、遮光部周辺において着色層に白抜けが生じることを防止することができるからである。

また、本発明において、上記遮光部は上記樹脂部の幅より太く形成されるものであり、通常、上記樹脂部の幅を１とした際に、遮光部の幅が１．０１〜２の範囲内、中でも１．１〜１．５の範囲内となるように形成されていることが好ましい。

このような遮光部の幅として具体的には、カラーフィルタの種類等により適宜選択されるものであるが、通常５μｍ〜２４０μｍ程度、中でも５μｍ〜３０μｍ程度、特に１０μｍ〜２０μｍ程度とされていることが好ましい。これにより、表示領域の広いカラーフィルタとすることができるからである。

またさらに、上記遮光部の膜厚としては０.１μｍ〜５０μｍ程度、中でも０．５μｍ〜１０μｍ程度とされることが好ましい。

また、上記遮光部の形成に用いられる材料としては、上記遮光部の形成方法等により適宜選択されるものとすることができ、一般的なカラーフィルタにおける遮光部の形成に用いられるものと同様とすることができる。このような遮光部の形成に用いられる材料としては、例えば樹脂バインダと、カーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子とを含有させたもの等とすることができる。上記樹脂バインダとしては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等の樹脂を１種または２種以上混合したものや、感光性樹脂、さらにはＯ／Ｗエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反応性シリコーンをエマルジョン化したもの等を用いることができる。

なお、本発明において、上述したような遮光部は、例えばフォトリソグラフィー法や印刷法で形成されたものであってもよく、またインクジェット法等の吐出法で形成されたもの等であってもよい。

３．着色層
次に、本発明に用いられる着色層について説明する。本発明に用いられる着色層は、後述する基材上であって、上記樹脂部により区画された開口部に形成されたものである。

このような着色層としては、通常、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３色で形成されるものであるが、４色以上で形成されるものであってもよい。またさらに、上記着色層の配列は、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等の公知の配列とすることができ、形成面積等は、カラーフィルタの種類等により適宜選択されるものとすることができる。

本発明において、上記着色層の形成方法は特に限定されるものではないが、上記着色層が上記樹脂部を利用して、インクジェット法により形成されたものであることが好ましい。これにより、複雑な工程を経ることなく、高精細に着色層が形成されたものとすることができ、製造効率等の面からも好ましいものとすることができるからである。このような着色層の形成方法や形成材料としては、一般的なカラーフィルタにおける着色層の形成方法や形成材料等と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。

４．基材
次に、本発明に用いられる基材について説明する。本発明に用いられる基材は、上記樹脂部および着色層を形成可能なものであれば、特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタに用いられる基材と同様とすることができる。このような基材としては、例えば石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。

本発明においては、上記の中でも特に親液性を有するもの、または親液化処理されたものであることが好ましい。これにより、上記着色層が形成される際、上記樹脂部の開口部において着色層形成用塗工液が濡れ広がることができ、着色層に白抜け等が生じることがないものとすることができるからである。

このような親液性を有する基材の液体との接触角としては、４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が９°未満、好ましくは表面張力５０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以下、特に表面張力６０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以下であることが好ましい。上記基材の液体との接触角が高い場合には、上記着色層形成の際、上記樹脂部により区画された開口部においても着色層を形成する着色層形成用塗工液をはじいてしまう可能性があり、上記着色層を高精細に形成することが困難となる場合があるからである。
なお、ここでいう液体との接触角は、上述した方法により測定された値である。

５．カラーフィルタ
次に、本発明のカラーフィルタについて説明する。本発明のカラーフィルタは、上記基材、樹脂部、着色層、および遮光部を有するものであれば特に限定されるものではなく、必要に応じて、例えば配向膜や透明電極層等、他の部材を有するものであってもよい。
このような部材としては、一般的なカラーフィルタに用いられるものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。

Ｂ．カラーフィルタの製造方法
次に、本発明のカラーフィルタの製造方法について説明する。本発明のカラーフィルタの製造方法は、基材上に、撥液性を有する樹脂部をパターン状に形成する樹脂部形成工程と、上記樹脂部により区画された開口部に着色層を形成する着色層形成工程と、上記着色層形成工程後、上記樹脂部上に上記樹脂部の幅より太く遮光部を形成する遮光部形成工程とを有することを特徴とするものである。

本発明のカラーフィルタの製造方法は、例えば図２に示すように、基材１上に撥液性を有する樹脂部２をパターン状に形成する樹脂部形成工程（図２（ａ））と、上記樹脂部により区画された開口部（例えば、図中ａで示される領域）に着色層３を形成する着色層形成工程（図２（ｂ））と、上記着色層形成工程後、上記樹脂部２上に、樹脂部２の幅ｓより太く遮光部４を形成する遮光部形成工程とを有することを特徴とするものである。ここで、上記遮光部を樹脂部の幅より太く形成するとは、上記樹脂部の上底面の幅より上記遮光部の上底面の幅が太くなるように形成することをいう。なお、上記樹脂部の上底面とは、基材と接している側と反対側の面をいうこととし、上記遮光部の上底面とは、上記樹脂部と接している側と反対側の面をいうこととする。

本発明においては、樹脂部を形成した後、着色層を形成することから、樹脂部の撥液性を利用して、吐出法等により容易に上記着色層を高精細に形成することが可能となる。また、上記着色層形成工程後に、遮光部を形成する遮光部形成工程を行うことから、例えば着色層形成の際、上記樹脂部と着色層との間に白抜けが生じていた場合であっても、その部分を遮光部によって覆うことができ、最終的に着色層に白抜け等のない高品質なカラーフィルタを製造することができるのである。
以下、本発明のカラーフィルタの製造方法について、各工程ごとに詳しく説明する。

１．樹脂部形成工程
まず、本発明の樹脂部形成工程について説明する。本発明の樹脂部形成工程は、基材上に、撥液性を有する樹脂部をパターン状に形成する工程であり、上記樹脂部は通常、後述する遮光部形成工程により形成される遮光部と同様のパターン状に形成される。

ここで、本工程により形成される樹脂部は、撥液性を有するものであり、上記樹脂部の撥液性として具体的には、液体との接触角が４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、１０°以上、中でも表面張力３０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以上、特に表面張力２０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以上であることが好ましい。これは、上記樹脂部の液体との接触角が小さい場合は、撥液性が十分でなく、後述する着色層形成工程において、着色層形成用塗工液が樹脂部に付着してしまい、高精細に着色層を形成することが困難となる場合があるからである。なお、ここでいう液体との接触角は、上述した方法により測定される値である。

また、本工程における上記樹脂部の形成方法としては、上記樹脂部が形成可能な方法であれば特に限定されるものではなく、例えば撥液性を有する材料を用いて樹脂部を形成する方法であってもよく、また、撥液性を有しない樹脂部形成用層を形成した後、その樹脂部形成用層を撥液化処理して樹脂部を形成する方法等であってもよい。

本発明においては、特に、基材上に樹脂部を形成するパターン状に、樹脂部形成用層を形成し、その樹脂部形成用層にフッ素化合物を用いてプラズマを照射して樹脂部を形成する方法（以下、第１の態様とする。）、または撥液性材料を含有する樹脂部形成用組成物を用いて樹脂部を形成する方法（以下、第２の態様とする。）であることが好ましい。これらの方法によれば、効率よく上記樹脂部を形成することが可能となるからである。以下、上記各態様ごとに説明する。

なお、本工程により形成される樹脂部の形状等については、上述した「Ａ．カラーフィルタ」の樹脂部の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。

ａ．第１の態様
まず、本発明の樹脂部形成工程の第１の態様について説明する。第１の態様における樹脂部の形成方法としては、基材上に、パターン状に樹脂部形成用層を形成し、上記樹脂部形成用層にフッ素化合物を導入ガスとしてプラズマを照射することにより、樹脂部を形成する方法である。

フッ素化合物を導入ガスとしてプラズマ照射をした場合、有機物にフッ素を導入することができる。本発明においては、上記樹脂部形成用層に対して上記プラズマ照射をすることから、樹脂部形成用層にフッ素を導入することができ、撥液性を有する樹脂部とすることができるのである。またこの際、上記基材として無機材料からなるものを用いることにより、基材にはフッ素が導入されないものとすることができる。これにより、上記樹脂部上を撥液性領域、樹脂部により区画された領域、すなわち基材が露出した領域を親液性領域とすることができ、後述する着色層形成工程において、この濡れ性の差を利用して高精細に遮光部を形成することが可能となる、という利点も有する。

ここで、本工程により形成される樹脂部形成用層としては、撥液性を有する必要はなく、一般的な樹脂からなる層と同様とすることができる。また、上記樹脂部形成用層をパターン状に形成する方法についても特に限定されるものではなく、例えば印刷法やフォトリソグラフィー法等を用いた方法とすることができる。

また、本態様に用いられる基材としては、一般的なカラーフィルタに用いられるものと同様とすることができ、例えば石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のない透明なリジッド材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂板等の可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。本態様においては、上記の中でも特に、無機材料からなるものを用いることが好ましい。上述したように、上記基材として無機材料からなるものを用いることにより、フッ素化合物を導入ガスとして用いたプラズマ照射によっても、フッ素が導入されないものとすることができ、基材が露出した領域を親液性領域として用いることが可能となるからである。

また、上記樹脂部形成用層に、フッ素化合物を導入ガスとしてプラズマを照射する方法としては、樹脂部形成用層にフッ素を導入することが可能な方法であれば、特に限定されるものではなく、例えば真空中でプラズマ照射する方法であってもよく、また大気圧下でプラズマ照射する方法であってもよい。また、例えば上記樹脂部形成用層のみにプラズマ照射してもよく、上記樹脂部形成用層および露出した基材にプラズマを照射してもよい。

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

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

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

ｂ．第２の態様
次に、樹脂部形成工程の第２の態様について説明する。第２の態様における樹脂部の形成方法としては、撥液性材料を含有する樹脂部形成用組成物を用いて樹脂部を形成する方法である。本態様によれば、撥液性材料を含有する樹脂部形成用組成物を用いて樹脂部を形成することから、形成される樹脂部が撥液性を有するものとすることができるのである。

上記樹脂部形成用組成物としては、撥液性材料を含有しており、かつ目的とするパターン状に樹脂部を形成可能なものであれば、特に限定されるものではなく、例えば一般的なカラーフィルタにおける遮光部の形成に用いられる樹脂に撥液性材料を添加したもの等とすることができる。なお、上記樹脂としては、「Ａ．カラーフィルタ」の樹脂部の項で説明した樹脂と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。

また、上記撥液性材料としては、樹脂部とされた際、撥液性を示すものであれば、特に限定されるものではなく、例えば重合性を有するものであってもよく、また重合性を有しないもの等であってもよい。このような撥液性材料としては、例えば撥液性を有する界面活性剤等が挙げられる。このような界面活性剤としては、例えば、日光ケミカルズ（株）製ＮＩＫＫＯＬ ＢＬ、ＢＣ、ＢＯ、ＢＢの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ＺＯＮＹＬ ＦＳＮ、ＦＳＯ、旭硝子（株）製サーフロンＳ−１４１、１４５、大日本インキ化学工業（株）製メガファックＦ−１４１、１４４、ネオス（株）製フタージェントＦ−２００、Ｆ２５１、ダイキン工業（株）製ユニダインＤＳ−４０１、４０２、スリーエム（株）製フロラードＦＣ−１７０、１７６等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることができ、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。

また、上記撥液性材料は、樹脂部形成用組成物中に０．０１重量％〜１０重量％程度、中でも０．５重量％〜５重量％程度含有されていることが好ましい。このような範囲内、上記撥液性材料が含有されていることにより、形成される樹脂部が、上述したような撥液性を有するものとすることができるからである。

上記樹脂部形成用組成物を用いた樹脂部の形成方法としては、上述した第１の態様の樹脂部形成用層の形成方法と同様とすることができ、例えばフォトリソグラフィー法や印刷法であってもよく、また上記半導体光触媒含有層を用いた方法等であってもよい。また、本態様に用いられる基材としては、上述した第１の態様と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。なお、本態様においては、上記基材が親液性を有するものであることが好ましく、上記基材が親液化処理されたものであってもよい。これにより、樹脂部により区画された開口部、すなわち基材が露出した領域を親液性領域とすることができ、後述する着色層形成工程において、より高精細に着色層を形成することが可能となるからである。

２．着色層形成工程
次に、本発明における着色層形成工程について説明する。本発明における着色層形成工程は、上記樹脂部により区画された開口部に着色層を形成する工程である。本発明においては、上記樹脂部の撥液性を利用して、上記開口部にのみ高精細な着色層を形成することが可能となるのである。

本工程における着色層の形成方法としては、一般的なカラーフィルタにおける着色層の形成方法と同様とすることができるが、本発明においては、中でもディスペンサーや、インクジェット装置を用いた吐出法により着色層を形成することが好ましく、特にインクジェット法により着色層を形成することが好ましい。これにより、複雑な工程や装置等が必要なく、製造効率やコスト等の面からも好ましいものとすることができるからである。

また、着色層の形成に用いられる材料としては、一般的なカラーフィルタにおける着色層の形成に用いられるものと同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。

なお、本工程により形成される着色層としては、通常赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の３色で形成されるが、４色以上で形成されるものであってもよい。また、本工程により形成される上記着色層の配列は、ストライプ型、モザイク型、トライアングル型、４画素配置型等の公知の配列とすることができ、形成面積等は、製造されるカラーフィルタの種類等により適宜選択されるものとすることができる。

３．遮光部形成工程
次に、本発明の遮光部形成工程について説明する。本発明における遮光部形成工程は、上記着色層形成工程後、上記樹脂部上に、上記樹脂部の幅より太く遮光部を形成する工程である。

本工程において遮光部を形成する方法としては、上記樹脂部の幅より太く形成することが可能な方法であれば特に限定されるものではなく、一般的なカラーフィルタにおける遮光部の形成方法と同様とすることができる。例えばインクジェット法や印刷法等であってもよく、またフォトリソグラフィー法等であってもよい。

また、本工程により形成される遮光部の幅としては、上記樹脂部の幅を１とした際に、遮光部の幅が１．０１〜２の範囲内、中でも１．１〜１．５の範囲内となるように遮光部を形成することが好ましい。またこの際、遮光部が着色層の端部を覆うように遮光部を形成することが好ましく、具体的には、樹脂部と着色層との境界部からそれぞれ０．１μｍ〜２０μｍ程度、中でも１μｍ〜５μｍ程度着色層側の領域までを覆うように遮光部を形成することが好ましい。これにより、着色層に白抜けが生じることを防止することができるからである。

また、本工程により形成される遮光部の幅として具体的には、５μｍ〜２４０μｍ程度、中でも５μｍ〜３０μｍ程度、特に１０μｍ〜２０μｍ程度とされることが好ましく、遮光部の膜厚としては、０．１μｍ〜５０μｍ程度、中でも０．５μｍ〜１０μｍ程度とされることが好ましい。これにより、遮光部の遮光性を高いものとすることができ、また表示領域の広い、高品質なカラーフィルタとすることができるからである。

なお、上記遮光部の形成に用いられる材料等については、上述した「Ａ．カラーフィルタ」の項で説明したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。

４．その他
本発明におけるカラーフィルタの製造方法においては、上記樹脂部形成工程、着色層形成工程、および遮光部形成工程以外にも、例えば透明電極層を形成する透明電極層形成工程や、配向膜を形成する配向膜形成工程等、必要に応じて適宜他の工程を有していてもよい。このような各工程については、一般的なカラーフィルタの製造方法における各工程と同様とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。

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

［実施例１］
＜樹脂部の形成＞
ガラス基板上にポリメチルメタクリレートベースの樹脂部を、線幅７μｍで開口部が９３×２９３μｍになるように形成した。
＜プラズマ処理＞
開口部とその周辺の樹脂部を含む領域に、以下の条件で、大気圧プラズマを照射した。その結果、樹脂部のみ撥液性（表面張力３０ｍＮ／ｍの濡れ指数標準液との接触角を測定した結果、５１°）を示し、ガラスが露出している開口部は親液性（表面張力３０ｍＮ／ｍの濡れ指数標準液との接触角を測定した結果、５°）であった。
・導入ガス ： ＣＦ_４ …１５（ｌ／min.）
・電極と基板の間隔 ： ２ｍｍ
・ 電源出力 ： ２００Ｖ‐５Ａ
＜着色層の形成＞
インクジェット装置を用いて、顔料５重量部、溶剤２０重量部、重合開始剤５重量部、ＵＶ硬化樹脂７０重量部を含むＲＧＢ各色のＵＶ硬化型多官能アクリレートモノマーインクを、上記大気圧プラズマによって親液性としたガラスが露出している開口部端部に付着させ着色し、これにＵＶ処理を行い硬化させ、着色層を形成した。
＜遮光部の形成＞
カーボンブラック５重量部、溶剤２０重量部、重合開始剤５重量部、ＵＶ硬化樹脂７０重量部を含むブラックマトリックス用のＵＶ硬化型多官能アクリレートモノマーインクを用いてフォトレジスト法にて、着色層及び樹脂部の一部に被るように２０μｍの線幅で遮光部を形成した。

［実施例２］
＜撥水性樹脂部の形成＞
ガラス基板上にフッ素系界面活性剤（ＺＯＮＹＬ FSN-100 DuPont製）含有のポリメチルメタクリレートベースの樹脂部を、線幅７μｍで開口部が９３×２９３μｍになるように形成した。樹脂部の撥液性は、表面張力３０ｍＮ／ｍの濡れ指数標準液との接触角を測定した結果、４５°であった。
＜着色層の形成＞
インクジェット装置を用いて、顔料５重量部、溶剤２０重量部、重合開始剤５重量部、ＵＶ硬化樹脂７０重量部を含むＲＧＢ各色のＵＶ硬化型多官能アクリレートモノマーインクを、ガラスが露出している開口部端部に付着させ着色し、これにＵＶ処理を行い硬化させ、着色層を形成した。
＜遮光部の形成＞
カーボンブラック５重量部、溶剤２０重量部、重合開始剤５重量部、ＵＶ硬化樹脂７０重量部を含むブラックマトリックス用のＵＶ硬化型多官能アクリレートモノマーインクを用いてフォトレジスト法にて、着色層及び樹脂部の一部に被るように２０μｍの線幅で遮光部を形成した。

本発明のカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。 本発明のカラーフィルタの製造方法の一例を示す工程図である。

符号の説明

１ …基材
２ …樹脂部
３ …着色層
４ …遮光部

Claims (2)

1. 基材上に、撥液性を有する樹脂部をパターン状に形成する樹脂部形成工程と、
   前記樹脂部により区画された開口部に着色層を形成する着色層形成工程と、
   前記着色層形成工程後、インクジェット法により、前記樹脂部上に前記樹脂部の幅より太く遮光部を形成する遮光部形成工程と
   を有するカラーフィルタの製造方法であって、
   前記樹脂部形成工程が、基材上にパターン状に樹脂部形成用層を形成し、前記樹脂部形成用層にフッ素化合物を導入ガスとしてプラズマを照射することにより前記樹脂部を形成する工程であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
2. 前記樹脂部形成工程が、基材上に撥液性材料を含有する樹脂部用組成物を用いて樹脂部を形成する工程であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。

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