カラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、および該カラーフィルタを備える表示装置
【課題】 平坦性に優れた色画素層を形成することができて、色画素層の層厚の違いによる色むらが発生するのを防止することができるカラーフィルタの製造方法を提供する。
【解決手段】 ブラックマトリクス５ＢＭの開口部に色画素層を形成する色画素層形成工程は、第１充填工程、第１乾燥固化工程、第２充填工程および第２乾燥固化工程を含む。第１充填工程では、色画素層５２Ｂ，５１Ｇ，５１Ｒの厚みがブラックマトリクス５ＢＭの厚みに対して４０〜７０％となるような着色インクの全充填量のうちの、３０〜７０体積％の量である第１充填量の着色インクを開口部に充填し、第１乾燥固化工程では、開口部に充填された第１充填量の着色インクを乾燥固化させる。さらに第２充填工程では、第２充填量の着色インクを開口部に充填し、第２乾燥固化工程では、開口部に充填された第２充填量の着色インクを乾燥固化させる。
【解決手段】 ブラックマトリクス５ＢＭの開口部に色画素層を形成する色画素層形成工程は、第１充填工程、第１乾燥固化工程、第２充填工程および第２乾燥固化工程を含む。第１充填工程では、色画素層５２Ｂ，５１Ｇ，５１Ｒの厚みがブラックマトリクス５ＢＭの厚みに対して４０〜７０％となるような着色インクの全充填量のうちの、３０〜７０体積％の量である第１充填量の着色インクを開口部に充填し、第１乾燥固化工程では、開口部に充填された第１充填量の着色インクを乾燥固化させる。さらに第２充填工程では、第２充填量の着色インクを開口部に充填し、第２乾燥固化工程では、開口部に充填された第２充填量の着色インクを乾燥固化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置などに用いるカラーフィルタの製造方法に関し、特には着色インクを用いて色画素層を形成するカラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、および該カラーフィルタを備える表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーフィルタは、液晶表示装置に組み込まれて表示画像をカラー化するために用いられたり、固体撮像素子に組み込まれてカラー画像を得るために用いられたりする光学素子である。このようなカラーフィルタは、透明基板上の同一平面上に互いに隣接して形成された複数の色画素層からなる着色パターンを有するものが知られている。ここで、着色パターンは、たとえば、赤色の色画素層、緑色の色画素層および青色の色画素層の３原色の色画素層から構成されており、隣接する色画素層間には遮光層となるブラックマトリクスが形成されている。各色の色画素層は各色に着色された透明な層であり、ブラックマトリックスは黒色で可視光を実質的に透過しない遮光性を有する隔壁である。
【０００３】
カラーフィルタの各色画素層を形成する方法としては、フォトリソグラフィ法、印刷法およびインクジェットプリント法が知られている。
【０００４】
フォトリソグラフィ法は、たとえば液晶表示装置およびプラズマ表示装置などの平面ディスプレイの製造時、または電子回路の製造時など、数μｍ〜１００μｍの精密なパターンを形成することが要求される場合に採用される。フォトリソグラフィ法では、着色感光性樹脂組成物を基板表面に塗布したのち、フォトマスクを介して露光して不要部分を現像除去する工程を繰り返し行う必要があり、パターニング精度は良好であるが、製造工程が複雑であるとともに生産性に問題がある。さらに、フォトリソグラフィ法では、カラーフィルタの大型化に伴って、大型の露光設備が必要となり、設備コストが大きくなるという問題がある。また、カラーフィルタの仕様変更毎に、露光時に使用するフォトマスクを変更する必要があり、人工石英からなる高価なフォトマスクの費用負担が増大する。また、基板表面に塗布された着色感光性樹脂組成物の不要部分を現像除去することで色画素層を形成するので、高価な着色感光性樹脂組成物の費用負担も増大する。
【０００５】
印刷法としては、オフセット印刷法およびインクジェット印刷法が挙げられるが、オフセット印刷法は、カラーフィルタの大型化に伴って、大型の印刷装置および高精度の印刷版が必要となり、技術的なハードルが高い。
【０００６】
そこで、製造工程の簡略化および製造コスト削減などの目的で、フォトリソグラフィ法およびオフセット印刷法の代わりに、インクジェットプリント法による色画素層の形成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。インクジェットプリント法では、遮光性を有す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ジェットプリント用インクを印写することにより色画素層を形成する。このようなインクジェットプリント法では、ブラックマトリクスの開口部のみにインクジェットプリント用インクを印写して色画素層を形成するので、フォトマスクを必要とせず、フォトリソグラフィ法に比べてカラーフィルタの製造コストを削減することができる。
【０００７】
しかしながら、インクジェットプリント法では、ブラックマトリクスの開口部に対してインクジェットプリント用インクを印写するにあたり、インクジェットプリント用インクの固形分濃度に制約があるため、所望の層厚および着色濃度を得るには、ブラックマトリクスの開口部の容積（開口面積×隔壁高さ）に対して、数倍以上の体積のインクジェットプリント用インクを印写する必要がある。これにより、印写されたインクジェットプリント用インクが、開口部から溢れ、隔壁となるブラックマトリクスを超えて隣接する開口部に他色のインクジェットプリント用インクが侵入して「混色」が発生する。
【０００８】
この「混色」の問題に対しては、たとえば、４フッ化メタンなどのフッ素化合物の雰囲気中でプラズマ処理することで、隔壁表面のみをフッ素化し、インクジェットプリント用インクに対する撥液性を増大させる方法（たとえば、特許文献２）が、また、有機ケイ素化合物または有機フッ素化合物が添加されて、インクジェットプリント用インクに対する撥液性が付与された隔壁を形成する方法（たとえば、特許文献３，４）が、提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−２７１０２０号公報
【特許文献２】特許第３３２８２９７号公報
【特許文献３】特開平７−３５９１５号公報
【特許文献４】特開２００６−１６３２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献２〜４に開示される方法では、インクジェットプリント用インクに対する撥液性が付与されたブラックマトリクスを形成することができ、隣接する色画素層間における異色インクの混入により発生する混色を防止することができる。
【００１１】
しかしながら、従来技術のインクジェットプリント法では、ブラックマトリクス表面と、インクジェットプリント用インクと、基板表面とにおける表面エネルギーの違いにより、ブラックマトリクスの開口部内における色画素層の表面形状が凸状および凹状になりやすく、平坦化された色画素層を形成することが困難である。このように、平坦性が悪い色画素層が形成された場合には、色画素層の層厚の違いによる色むらが発生したカラーフィルタとなり、表示品質が劣化するという問題が発生する。
【００１２】
したがって本発明の目的は、平坦性に優れた色画素層を形成することができて、色画素層の層厚の違いによる色むらが発生するのを防止することができるカラーフィルタの製造方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、平坦性に優れた色画素層が形成されて、色画素層の層厚の違いによる色むらの発生が防止されたカラーフィルタ、および該カラーフィルタを備える表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、基板上に隔壁を形成する隔壁形成工程と、
溶剤中に着色剤が分散された着色インクを用いて、前記隔壁で囲まれた開口部に色画素層を形成する色画素層形成工程とを含み、
前記色画素層形成工程は、
前記開口部に充填すべき着色インクの量であって、前記色画素層の厚みが前記隔壁の高さに対して４０％以上７０％以下となるような着色インクの量である全充填量のうちの、３０体積％以上７０体積％以下の量である第１充填量の着色インクを、前記開口部に充填する第１充填工程と、
前記開口部に充填された前記第１充填量の着色インクを乾燥固化させる第１乾燥固化工程と、
前記全充填量から前記第１充填量を差し引いた残余の量である第２充填量の着色インクを、前記開口部に充填する第２充填工程と、
前記開口部に充填された前記第２充填量の着色インクを乾燥固化させる第２乾燥固化工程とを含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００１４】
また本発明のカラーフィルタの製造方法は、前記第１乾燥固化工程および前記第２乾燥固化工程では、熱、光および電子線から選ばれる少なくとも１つのエネルギーを利用して、含まれる全ての溶剤の沸点以上の温度下で着色インクを乾燥固化させることを特徴とする。
【００１５】
また本発明のカラーフィルタの製造方法は、前記第１充填量が、前記全充填量のうちの、３０体積％以上５０体積％以下の量であることを特徴とする。
【００１６】
また本発明のカラーフィルタの製造方法は、前記隔壁の高さが、２．０μｍ以上２．５μｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、基板と、
前記基板上に形成された隔壁と、
前記隔壁で囲まれた開口部に設けられる色画素層とを含み、
前記色画素層は、その厚みが前記隔壁の高さに対して４０％以上７０％以下であり、かつ高低差が０．５μｍ未満であることを特徴とするカラーフィルタである。
また本発明は、前記カラーフィルタを備えることを特徴とする表示装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、カラーフィルタの製造方法は、基板上に隔壁を形成する隔壁形成工程と、溶剤中に着色剤が分散された着色インクを用いて、隔壁で囲まれた開口部に色画素層を形成する色画素層形成工程とを含む。色画素層形成工程は、第１充填工程と、第１乾燥固化工程と、第２充填工程と、第２乾燥固化工程とを含む。
【００１９】
第１充填工程では、色画素層の厚みが隔壁の高さに対して４０％以上７０％以下となるような着色インクの量である全充填量のうちの、３０体積％以上７０体積％以下の量である第１充填量の着色インクを隔壁で囲まれた開口部に充填し、第１乾燥固化工程では、開口部に充填された第１充填量の着色インクを乾燥固化させる。さらに、第２充填工程では、全充填量から第１充填量を差し引いた残余の量である第２充填量の着色インクを開口部に充填し、第２乾燥固化工程では、開口部に充填された第２充填量の着色インクを乾燥固化させる。
【００２０】
色画素層を形成する色画素層形成工程が、上記のような第１充填工程、第１乾燥固化工程、第２充填工程および第２乾燥固化工程を含むことによって、平坦性に優れた色画素層を形成することができて、色画素層の層厚の違いによる色むらが発生するのを防止することができる。
【００２１】
また本発明によれば、第１乾燥固化工程および第２乾燥固化工程では、熱、光および電子線から選ばれる少なくとも１つのエネルギーを利用して、含まれる全ての溶剤の沸点以上の温度下で着色インクを乾燥固化させる。これによって、開口部に充填された着色インクの溶剤などの揮発成分を充分に除去することができ、そのため、充分に乾燥固化された色画素層を形成することができる。
【００２２】
また本発明によれば、第１充填工程において開口部に充填する着色インクの第１充填量は、全充填量のうちの、３０体積％以上５０体積％以下の量である。これによって、色画素層の平坦性を向上することができる。
【００２３】
また本発明によれば、基板上に形成する隔壁の高さが、２．０μｍ以上２．５μｍ以下である。これによって、隣接する色画素層間における異色インクの混入により発生する混色を防止することができる。
【００２４】
また本発明によれば、カラーフィルタは、基板と、基板上に形成された隔壁と、隔壁で囲まれた開口部に設けられる色画素層とを含む。そして、色画素層は、その厚みが隔壁の高さに対して４０％以上７０％以下であり、かつ高低差が０．５μｍ未満である。カラーフィルタは、高低差が０．５μｍ未満で平坦性に優れた色画素層を有しているので、色画素層の層厚の違いによる色むらの発生を防止することができる。
【００２５】
また本発明によれば、表示装置は、色画素層の層厚の違いによる色むらの発生が防止された上記のカラーフィルタを備えるので、表示むらのない均一な画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の一形態に係るカラーフィルタの製造方法を示す工程図である。
【図２】ブラックマトリクス基板作製工程の手順を示す図である。
【図３Ａ】色画素層形成工程の手順を示す図である。
【図３Ｂ】色画素層形成工程の手順を示す図である。
【図４】本発明の実施の一形態に係るカラーフィルタ６の構成を概略的に示す図である。
【図５】本発明の実施の他の形態に係るカラーフィルタ６０の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は、基板と、基板上に形成された隔壁と、隔壁で囲まれた開口部に設けられた色画素層とを有するカラーフィルタの製造方法であって、基板上に隔壁を形成する隔壁形成工程と、溶剤中に着色剤が分散された着色インクを用いて、隔壁で囲まれた開口部に色画素層を形成する色画素層形成工程とを含むカラーフィルタの製造方法である。そして、色画素層形成工程は、色画素層の厚みが隔壁の高さに対して４０％以上７０％以下となるような着色インクの量である全充填量のうちの、３０体積％以上７０体積％以下の量である第１充填量の着色インクを開口部に充填する第１充填工程と、開口部に充填された第１充填量の着色インクを乾燥固化させる第１乾燥固化工程と、全充填量から第１充填量を差し引いた残余の量である第２充填量の着色インクを開口部に充填する第２充填工程と、開口部に充填された第２充填量の着色インクを乾燥固化させる第２乾燥固化工程とを含む。
【００２８】
なお以下では、隔壁として遮光性を有するブラックマトリックスを用いる方法を例に本発明を説明するが、たとえば金属薄膜パターンをブラックマトリックスとして採用する場合には、別途樹脂製の隔壁パターンを形成することができる。
【００２９】
図１は、本発明の実施の一形態に係るカラーフィルタの製造方法を示す工程図である。本実施形態のカラーフィルタの製造方法は、基板上に感光性黒色樹脂組成物を用いてブラックマトリクスを形成する、隔壁形成工程であるブラックマトリクス基板作製工程と、ブラックマトリクスの開口部に色画素層を形成する色画素層形成工程とを有する。
【００３０】
（ブラックマトリクス基板作製工程）
ステップｓ１のブラックマトリクス基板作製工程では、たとえば以下のような手順でブラックマトリクス基板を作製する。図２は、ブラックマトリクス基板作製工程の手順を示す図である。ブラックマトリクス基板７の作製は、ブラックマトリクスを形成する基材となる基板２を準備して開始される。基板２は、透明性を有するものであり、たとえば、ガラス基板、シリコン基板などのほか、樹脂基板が挙げられる。
【００３１】
次に、基板２の厚み方向一表面に、感光性黒色樹脂組成物を塗布する。感光性黒色樹脂組成物は、特に限定されるものではなく、ネガ型であってもポジ型であってもよいが、遮光剤が添加されたネガ型の組成物を好適に用いることができる。遮光剤としては、カーボン、アニリンブラック、ペリレン化合物、チタンブラック、マグネタイトなどが挙げられる。
【００３２】
基板２上に感光性黒色樹脂組成物を塗布する塗布装置としては、たとえば、スピンコート装置、スピンレスコート装置（スリットコート装置）、ロールコート装置、ドライフィルムレジスト積層装置などのレジスト成膜装置が利用できる。スピンコート装置を用いた場合には、感光性黒色樹脂組成物を基板２上にスピン塗布し、乾燥させることで、図２（ａ）に示すように、基板２上に所定の膜厚を有する感光性黒色樹脂組成物層１を形成する。スピンレスコート装置を用いた場合には、スリット状に精密加工されたノズルから感光性黒色樹脂組成物を基板２上に噴射し、乾燥させ、必要に応じて熱処理することで、基板２上に感光性黒色樹脂組成物層１を形成する。
【００３３】
次に、図２（ｂ）に示すように、感光性黒色樹脂組成物層１にフォトマスク３を介して光線４を照射する。ここで、図２（ｂ）では、感光性黒色樹脂組成物層１は、ネガ型の感光性黒色樹脂組成物を用いて形成されたものとして説明する。
【００３４】
フォトマスク３は、たとえば、ガラス板３１などの表面に遮光層３２が設けられたものである。遮光層３２によって光線４は遮蔽される。ガラス板３１のうちの遮光層３２が設けられていない部分は透光部３３であって、光線４は透光部３３を透過して感光性黒色樹脂組成物層１に照射され、感光性黒色樹脂組成物層１は、透光部３３のパターンが転写されて露光される。光線４としては通常、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの紫外線が用いられる。
【００３５】
なお、フォトマスク３を用いた露光に限らず、感光性黒色樹脂組成物層１に直接露光パターンを描画する直描機を用いてもよく、また感光性黒色樹脂組成物層１をレーザー加工機で加工するようにしてもよい。
【００３６】
感光性黒色樹脂組成物層１に対する露光が終了すると、現像する。現像するには、露光後の感光性黒色樹脂組成物層１を現像液に接触させればよい。現像液としては、たとえば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水溶性アルカリ化合物の水溶液（アルカリ性水溶液）を用いることができる。
【００３７】
現像することによって、感光性黒色樹脂組成物層１のうちの光線４が照射されなかった光線未照射領域は現像液に溶解して除去される。その一方で、光線４が照射された感光性黒色樹脂組成物層１の光線照射領域は基板２上に残り、図２（ｃ）に示すように、基板２の表面上にブラックマトリクス（隔壁パターン）５ＢＭが形成されたブラックマトリクス基板７が作製できる。現像処理によって感光性黒色樹脂組成物層１が溶解除去された部分が、ブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａとなる。
【００３８】
現像処理して作製したブラックマトリクス基板７は、現像液としてアルカリ性水溶液を用いた場合には、現像処理後に水洗し、加熱処理される。加熱処理は、ブラックマトリクス５ＢＭがインクジェットプリント用インクに対して溶解や膨潤といった変形をおこさない充分な安定性を発現するように行なう。
【００３９】
なお、図２（ａ）に示した、感光性黒色樹脂組成物層１が形成された基板２上に、フォトレジストパターンを公知の方法で形成した後、感光性黒色樹脂組成物層１をエッチング処理することで、ブラックマトリクス基板７を作製することもできる。
【００４０】
本実施形態では、ブラックマトリクス基板７は、ブラックマトリクス５ＢＭの隔壁高さ（ブラックマトリクス５ＢＭの膜厚）Ａが、１．０μｍ以上５．０μｍ以下であり、好ましくは２．０μｍ以上２．５μｍ以下である。ブラックマトリクス５ＢＭの隔壁高さＡが１．０μｍ未満では、色再現に必要な色濃度を達成するのに充分な量の着色インクをブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａに充填することができず、好ましくない。隔壁高さＡが５．０μｍを超えると、高精度の隔壁パターンが形成されたブラックマトリクス基板７を作製するのが困難となるばかりでなく、該ブラックマトリクス基板７を用いてカラーフィルタを製造した場合、色画素層と隔壁との段差が大きくなるため液晶セルの設計が困難となり、好ましくない。
【００４１】
また、本実施形態では、ブラックマトリクス基板７のブラックマトリクス５ＢＭにおける隔壁の幅寸法Ｂは、１０μｍ以上３０μｍ以下に設定されている。また、隔壁に囲まれた領域であるブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａ、すなわち、色画素層が形成される光透過領域は、たとえば矩形状であり、その開口部７ａの短辺の長さＣは６０μｍ以上２５０μｍ以下、好ましくは６０μｍ以上２００μｍ以下に設定されている。
【００４２】
また、ブラックマトリクス基板７のブラックマトリクス５ＢＭが、撥インク性（色画素層形成時に用いる着色インクに対する撥液性）を有するようにしてもよい。撥インク性を有するブラックマトリクス５ＢＭが形成されたブラックマトリクス基板７は、長鎖アルキル基またはフルオロアルキル基を有する化合物が添加された感光性黒色樹脂組成物を用いることにより作製することができる。また、ブラックマトリクス基板７を、フッ素化合物の雰囲気中でプラズマ処理することにより、ブラックマトリクス５ＢＭに撥インク性を付与することができる。
【００４３】
（色画素層形成工程）
ステップｓ２の色画素層形成工程では、ブラックマトリクス基板７におけるブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａに、インクジェットプリント方式により着色インクを印写して色画素層を形成する。色画素層は、赤色の色画素層、緑色の色画素層および青色の色画素層の３原色の色画素層から構成されている。
【００４４】
図３Ａおよび図３Ｂは、色画素層形成工程の手順を示す図である。色画素層形成工程は、第１充填工程と、第１乾燥固化工程と、第２充填工程と、第２乾燥固化工程とを含む。
【００４５】
色画素層形成に使用する着色インクは、溶剤中に着色剤が分散されたものである。具体的には、着色インクは、溶剤、着色剤、重合性化合物、重合開始剤、さらに必要に応じてバインダー樹脂などの樹脂成分、その他の添加剤を混合して調整される。この混合物をロールミル、ボールミル、コロイドミル、ジェットミルおよびビーズミルなどの分散機を用いて分散させ、その後濾過を行うことによって着色インクを得ることができる。
【００４６】
以下、着色インクを構成する各成分について説明する。溶剤としては、たとえば、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルなどのジエチレングリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテルアセテートなどのジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル類などを例示することができる。溶剤は、比較的高い沸点、たとえば１８０℃以上の沸点を有することが好ましい。
【００４７】
着色剤は、染料であってもよいし顔料であってもよいが、高い色濃度と透過率、耐熱性および耐光性を有することが必要であり、顔料が好ましく用いられる。着色剤が顔料の場合、無機顔料であってもよいし、有機顔料であってもよい。具体的には、着色剤として、カラーインデックス（Ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｄｙｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ社発行）においてピグメント（Ｐｉｇｍｅｎｔ）に分類されている化合物が挙げられる。
【００４８】
黄色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー５３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８６、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１９４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２１４などが挙げられる。
【００４９】
オレンジ色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４０、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４２、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ５１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ５９、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ６１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ６４、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ６５、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７３などが挙げられる。
【００５０】
赤色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド９７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１０５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１９２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２４２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２６４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２６５などが挙げられる。
【００５１】
青色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０などが挙げられる。
【００５２】
紫色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２９、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット３２、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット３８などが挙げられる。
【００５３】
緑色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３７などが挙げられる。茶色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２５などが挙げられる。黒色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７などが挙げられる。
【００５４】
これら顔料の中でも、好ましい顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６などが挙げられる。
【００５５】
これらの有機顔料および無機顔料は、それぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。これらの有機顔料および無機顔料のうち、有機顔料は必要に応じて、ロジン処理、酸性基または塩基性基が導入された顔料誘導体などを用いた表面処理、高分子化合物などによる顔料表面へのグラフト処理、硫酸微粒化法などによる微粒化処理、あるいは不純物を除去するための有機溶剤や水などによる洗浄処理が施されていてもよい。
【００５６】
着色剤の使用量は、着色インクを構成する重合性化合物（反応性希釈剤を使用する場合はそれを含む）およびバインダー樹脂の合計量１００重量部に対して、５重量部以上４０重量部以下、好ましくは１０重量部以上３０重量部以下である。
【００５７】
次に、重合性化合物について説明する。重合性化合物とは、光重合開始剤または熱の作用で発生する活性ラジカルや酸などによって重合し得る化合物であって、たとえば重合性炭素−炭素不飽和結合を有する化合物が挙げられる。重合性化合物は、重合性の炭素−炭素不飽和結合を有するモノマーであってもよいし、これらのモノマーの重合物で未だ重合性が維持されているオリゴマーであってもよい。重合性化合物は、単官能の化合物であってもよいし、２官能以上の多官能化合物であってもよい。また、重合性化合物には、比較的低粘度の反応性モノマーを反応性希釈剤として配合することも可能である。
【００５８】
単官能重合性化合物としては、たとえば、ノニルフェニルカルビトールアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、Ｎ−ビニルピロリドンなどが挙げられる。２官能重合性化合物としては、たとえば、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡのビス（アクリロイロキシエチル）エーテル、３−メチルペンタンジオールジ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。３官能以上の重合性化合物としては、たとえば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。これらの中でも好ましい重合性化合物として、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートを挙げることができる。
【００５９】
これらの重合性化合物は、それぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができるが、２官能以上の重合性化合物が好ましく用いられ、２種以上の重合性化合物を用いる場合には、少なくとも１種は２官能以上の重合性化合物とすることが好ましい。重合性化合物の使用量は、着色インクを構成する重合性化合物（反応性希釈剤を使用する場合はそれを含む）およびバインダー樹脂の合計量１００重量部あたり、通常は０．１重量部以上９５重量部以下、好ましくは１重量部以上７０重量部以下である。
【００６０】
以上のような重合性化合物に加えて、反応性希釈剤を配合することもできる。反応性希釈剤とは、先にも述べたとおり、重合性炭素−炭素不飽和結合を有する比較的低粘度の化合物であって、一般には、二重結合からなる反応基を分子末端に１個以上持っている。
【００６１】
先の重合性化合物の例と一部重複するが、反応性希釈剤となりうる化合物の例を、以下に掲げる。単官能の反応性希釈剤として、たとえば、カプロラクトンアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、トリデシルアクリレート、イソデシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、イソミリスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、２−エチルヘキシル−ジグリコールアクリレート、２−ヒドロキシブチルアクリレート、２−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ネオペンチルグリコールアクリル酸安息香酸エステル、イソアミルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、エトキシ−ジエチレングリコールアクリレート、メトキシ−トリエチレングリコールアクリレート、メトキシ−ポリエチレングリコールアクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシ−ポリエチレングリコールアクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド付加物アクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボニルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−アクリロイロキシエチル−コハク酸、２−アクリロイロキシエチル−フタル酸、２−アクリロイロキシエチル−２−ヒドロキシエチル−フタル酸などが挙げられる。
【００６２】
２官能の反応性希釈剤として、たとえば、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンアクリル酸安息香酸エステル、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール（２００）ジアクリレート、ポリエチレングリコール（４００）ジアクリレート、ポリエチレングリコール（６００）ジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、１，３−ブタンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、１，１０−デカンジオールジアクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、ビスフェノールＡエチレンオキサイド付加物ジアクリレート、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド付加物ジアクリレートなどが挙げられる。
【００６３】
３官能の反応性希釈剤として、たとえば、トリメチロールプロパントリアクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート、プロポキシ化グリセリルトリアクリレートなどが挙げられる。
【００６４】
さらに、４官能の反応性希釈剤として、たとえば、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートなどが、５官能の反応性希釈剤として、たとえば、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタアクリレートなどが、６官能の反応性希釈剤として、たとえば、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどがそれぞれ挙げられる。
【００６５】
また、３官能以上の反応性希釈剤として、ポリエステルアクリレートを使用することもできる。ポリエステルアクリレート系の反応性希釈剤（オリゴマー）として、たとえば、アロニックス Ｍ−１７００、Ｍ−８０３０、Ｍ８０６０（いずれも商品名、東亞合成製）などを例示することができる。先に説明した重合性化合物が２官能以上であることが望ましいのと同様に、反応性希釈剤も２官能以上であることが望ましい。また、エチレンオキサイド付加物や、プロピレンオキサイド付加物の場合は、その重合モル数は任意に選択することが可能である。
【００６６】
次に重合開始剤について説明する。重合開始剤は、着色したカラーインクを硬化させるために、添加される。重合開始剤の例として、光または熱によって活性ラジカルを発生する活性ラジカル発生剤が挙げられ、たとえば、アセトフェノン系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、およびトリアジン系化合物などがこれに該当する。
【００６７】
アセトフェノン系化合物としては、たとえば、ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベンジルジメチルケタール、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−〔４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル〕プロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−２−モルホリノ−１−（４−メチルチオフェニル）プロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）ブタン−１−オン、および２−ヒドロキシ−２−メチル−１−〔４−（１−メチルビニル）フェニル〕プロパン−１−オンのオリゴマーなどが挙げられる。
【００６８】
ベンゾイン系化合物としては、たとえば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、およびベンゾインイソブチルエーテルなどが挙げられる。
【００６９】
ベンゾフェノン系化合物としては、たとえば、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド、３，３’，４，４’−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、および２，４，６−トリメチルベンゾフェノンなどが挙げられる。
【００７０】
チオキサントン系化合物としては、たとえば、２−イソプロピルチオキサントン、４−イソプロピルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジクロロチオキサントン、および１−クロロ−４−プロポキシチオキサントンなどが挙げられる。
【００７１】
トリアジン系化合物としては、たとえば、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（４−メトキシフェニル）−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（４−メトキシナフチル）−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−ピペロニル−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（４−メトキシスチリル）−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−〔２−（５−メチルフラン−２−イル）エテニル〕−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−〔２−（フラン−２−イル）エテニル〕−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−〔２−（４−ジエチルアミノ−２−メチルフェニル）エテニル〕−１，３，５−トリアジン、および２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−〔２−（３，４−ジメトキシフェニル）エテニル〕−１，３，５−トリアジンなどが挙げられる。
【００７２】
その他、たとえば、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール、１０−ブチル−２−クロロアクリドン、２−エチルアントラキノン、ベンジル、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、フェニルグリオキシル酸メチル、チタノセン化合物、１，２−オクタンジオン，１−［４−（フェニルチオフェニル）］−，２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）や、エタノン，１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−，１−（Ｏ−アセチルオキシム）などのオキシムエステルなどを、活性ラジカル発生剤として用いることもできる。好適な活性ラジカル発生剤として、アセトフェノン系光重合開始剤であるイルガキュア９０７、オキシムエステル系光重合開始剤であるイルガキュアＯＸＥ ０１（いずれも商品名、Ciba Specialty Chemicals社製）などが挙げられる。
【００７３】
加熱により硬化させるときは、熱重合開始剤を用いることもできる。熱重合開始剤としては、アゾ系化合物、およびパーオキサイド系化合物などが挙げられる。アゾ系化合物としては、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルヴァレロニトリル）、２，２’−アゾビス（４−メチル−２，４−ジメチルヴァレロニトリル）、ジメチル２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２’−アゾビス［Ｎ−２（プロペニル）−２−メチル−プロピオンアミド］、１−［（シアノ−１−メチルエチル）アゾ］フォルムアミド、２，２’−アゾビス（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス（Ｎ−シクロヘキシル−２−メチルプロピオンアミド）、ポリジメチルシロキサンユニット含有高分子アゾ重合開始剤（和光純薬工業から販売されているＶＰＳシリーズ）、およびポリエチレングリコールユニット含有高分子重合開始剤（和光純薬工業から販売されているＶＰＥシリーズ）などが挙げられる。
【００７４】
パーオキサイド化合物としては、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカルボネート、およびパーオキシエステルが挙げられる。パーオキシエステルとしては、ｔ−ブチル−パーオキシ−ラクテート（日本油脂製のパーブチルＬ）、ｔ−ブチル−パーオキシ−３，５，５−トリメチル−ヘキサノエート（日本油脂製のパーブチル３５５）、ｔ−ヘキシル−パーオキシ−イソプロピル−モノカルボネート（日本油脂製のパーヘキシルＩ）などが挙げられる。
【００７５】
これらの重合開始剤は、それぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。重合開始剤の使用量は、着色インクを構成する重合性化合物（反応性希釈剤を使用する場合はそれを含む）およびバインダー樹脂の合計量１００重量部に対して、通常１重量部以上３０重量部以下、好ましくは３重量部以上２０重量部以下である。
【００７６】
また、着色インクは、バインダー樹脂を含有するのが好ましい。上記した重合性化合物、あるいはそれに加えて反応性希釈剤の硬化により充分な硬化物を与える場合には、バインダー樹脂は必ずしも必要でないが、多くの場合、バインダー樹脂を配合することによって、より強固で、カラーフィルタとして好適な硬化物を与える。バインダー樹脂は、予め重合されたものであり、その例として、自ら重合性を有しない非重合性バインダー樹脂、または非重合性バインダー樹脂に重合性を有する置換基を導入した重合性バインダー樹脂が挙げられる。非重合性バインダー樹脂として、（メタ）アクリル樹脂、ポリエステル（メタ）アクリル樹脂、エポキシ（メタ）アクリル樹脂などを挙げることができる。ただし、カラーフィルタ用途として好適な硬化物を与えるバインダー樹脂であれば、上記例示に限定されるものではない。
【００７７】
バインダー樹脂の使用量は、着色インクを構成する重合性化合物（反応性希釈剤を使用する場合はそれを含む）およびバインダー樹脂の合計量１００重量部に対して、通常１０重量部以下、好ましくは５重量部以下である。
【００７８】
その他の添加剤としては、たとえば、充填剤、バインダー樹脂以外の高分子化合物、界面活性剤、密着促進剤、凝集防止剤、有機酸、および硬化剤などが挙げられる。界面活性剤としては、たとえば、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤および両性界面活性剤などが挙げられる。密着促進剤としては、たとえば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
【００７９】
＜第１充填工程＞
ステップｓ２−（ａ）の第１充填工程では、ブラックマトリクス基板７に形成されたブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａに充填すべき着色インクの量であって、色画素層の厚みがブラックマトリクス５ＢＭの隔壁高さに対して４０％以上７０％以下となるような着色インクの量である全充填量のうちの、３０体積％以上７０体積％以下、好ましくは３０体積％以上５０体積％以下の量である第１充填量の着色インクを、ブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａに充填する。
【００８０】
具体的には、図３Ａ（ａ）に示すように、形成する色画素層の各色に対応して、インクジェットプリント用ヘッド１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを用いて、第１充填量の各色の着色インク１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂをブラックマトリクス５ＢＭの所定の開口部７ａに印写する。インクジェットプリント用ヘッドとしては、特に限定されないが、ピエゾ方式、バブルジェット（登録商標）方式、静電方式などの公知のヘッドが用いられ、特にピエゾ方式が好ましい。
【００８１】
＜第１乾燥固化工程＞
ステップｓ２−（ｂ）の第１乾燥固化工程では、ブラックマトリクス５ＢＭの所定の開口部７ａに印写された第１充填量の各色の着色インク１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを乾燥固化させる。これによって、図３Ａ（ｂ）に示すように、各色インクが印写されたブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａに対応して、赤色の第１色画素層５Ｒ、緑色の第１色画素層５Ｇおよび青色の第１色画素層５Ｂが形成される。
【００８２】
着色インク１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを乾燥固化させる方法としては、特に限定されるものではなく、熱、光および電子線から選ばれる少なくとも１つのエネルギーを利用すればよい。また、第１乾燥固化工程では、着色インク１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに含まれる全ての溶剤の沸点以上の温度下で乾燥固化させるのが好ましい。これによって、ブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａに充填された着色インク１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに含有される揮発成分を充分に除去することができ、そのため、充分に乾燥固化された第１色画素層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂを形成することができる。したがって、後述の第２充填工程において、第１色画素層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ上に着色インクを印写したときに、印写の衝撃による着弾痕が発生するのを防止することができる。
【００８３】
また、ブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａに形成された第１色画素層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂは、第１充填量の各色の着色インクを乾燥固化して形成されたものである。着色インクの第１充填量を全量に対して３０％以上とすることによって、充填不足による白抜けなどの画素欠陥が発生するのを防止することができる。また、着色インクの第１充填量を全量に対して７０％以下、好ましくは５０％以下とすることによって、第１乾燥固化工程における着色インクの体積減量が大きくなり過ぎるのを防止することができ、平坦性に優れた第１色画素層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂを形成することができる。
【００８４】
＜第２充填工程＞
ステップｓ２−（ｃ）の第２充填工程では、着色インクの全充填量から第１充填量を差し引いた残余の量である第２充填量の着色インクを、第１色画素層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂが形成されたブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａに充填する。具体的には、図３Ｂ（ｃ）に示すように、インクジェットプリント用ヘッド１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを用いて、第２充填量の各色の着色インク１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを、第１色画素層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂが形成されたブラックマトリクス５ＢＭの所定の開口部７ａに印写する。
【００８５】
＜第２乾燥固化工程＞
ステップｓ２−（ｄ）の第２乾燥固化工程では、ブラックマトリクス５ＢＭの所定の開口部７ａに印写された第２充填量の各色の着色インク１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを乾燥固化させる。これによって、図３Ｂ（ｄ）に示すように、各色インクが印写されたブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａに対応して、赤色の色画素層５１Ｒ、緑色の色画素層５１Ｇおよび青色の色画素層５１Ｂが形成される。なお、第２乾燥固化工程では、第１乾燥固化工程と同様に、着色インク１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに含まれる全ての溶剤の沸点以上の温度下で乾燥固化させるのが好ましい。これによって、ブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａに充填された着色インク１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに含有される揮発成分を充分に除去することができ、そのため、充分に乾燥固化された色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂを形成することができる。
【００８６】
以上のように、色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂを形成する色画素層形成工程が、上記のような第１充填工程、第１乾燥固化工程、第２充填工程および第２乾燥固化工程を含むことによって、平坦性に優れた色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂを形成することができ、これによって色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂの層厚の違いによる色むらが発生するのを防止することができる。
【００８７】
第２乾燥固化工程の後、必要に応じて透明保護膜、透明電極などを形成し、さらに必要に応じてスペーサ構造を形成したのちカラーフィルタとして完成する。
【００８８】
なお、本実施形態のカラーフィルタの製造方法は、エレクトロルミネッサンス表示装置を製造する場合にも適用できる。エレクトロルミネッサンス表示装置は、基板上に、複数の色素子層と、隣接する色素子層間に位置する隔壁とを有する。この色素子層を形成するときに、インクを任意の比率で複数回に分けて、隔壁に囲まれた開口部に充填するようにすればよい。
【００８９】
図４は、本発明の実施の一形態に係るカラーフィルタ６の構成を概略的に示す図である。本実施形態のカラーフィルタ６は、前述したカラーフィルタの製造方法によって製造することができる。
【００９０】
カラーフィルタ６は、３原色の色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから構成される着色パターン５１と、隣接する色画素層間に位置する隔壁となるブラックマトリクス５ＢＭとが、基板２上に形成されたものである。なお、カラーフィルタ６は、正方形状に形成されたブラックマトリクス５ＢＭの開口部に対応して各色の色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂが形成されたものである。
【００９１】
本実施形態のカラーフィルタ６において、色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂは、図４（ｂ）に示すように、その厚みＤが、ブラックマトリクス５ＢＭの隔壁高さＡに対して４０％以上７０％以下であり、かつ高低差が０．５μｍ未満である。
【００９２】
色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂの厚みＤが、ブラックマトリクス５ＢＭの隔壁高さＡに対して４０％以上であることによって、白抜けなどの画素欠陥が発生するのを防止することができる。また、色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂの厚みＤが、ブラックマトリクス５ＢＭの隔壁高さＡに対して７０％以下であることによって、高低差が０．５μｍ未満の平坦性に優れた色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂとなる。
【００９３】
図５は、本発明の実施の他の形態に係るカラーフィルタ６０の構成を概略的に示す図である。本実施形態のカラーフィルタ６０は、前述したカラーフィルタの製造方法によって製造することができる。
【００９４】
カラーフィルタ６０は、上記カラーフィルタ６と類似した構成である。カラーフィルタ６０は、３原色の色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから構成される着色パターン５１と、隣接する色画素層間に位置する隔壁となるブラックマトリクス５ＢＭとが、基板２上に形成されたものである。カラーフィルタ６０では、長方形状に形成されたブラックマトリクス５ＢＭの開口部に対応して各色の色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂが形成されたものである。
【００９５】
本実施形態のカラーフィルタ６０において、色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂは、図５（ｂ）に示すように、その厚みＤが、ブラックマトリクス５ＢＭの隔壁高さＡに対して４０％以上７０％以下であり、かつ高低差が０．５μｍ未満である。これによって、カラーフィルタ６０は、白抜けなどの画素欠陥が発生するのを防止することができるとともに、色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂの層厚の違いによる色むらの発生を防止することができる。
【００９６】
また本発明のさらに他の実施の形態として、カラーフィルタ６，６０を備える表示装置を提供することも可能である。表示装置は、色画素層の層厚の違いによる色むらの発生が防止された本発明に係るカラーフィルタ６，６０を備えるので、表示むらのない均一な画像を表示することができる。表示装置としては、液晶表示装置、プラズマ表示装置、エレクトロルミネッサンス表示装置、蛍光表示装置、電解放射型表示装置を挙げることができる。
【００９７】
（実施例）
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００９８】
（実施例１）
＜ブラックマトリクス基板作製工程＞
ブラックマトリクス基板は、ネガ型樹脂ブラックマトリクス材料（商品名：ＸＫ−Ｌ３０４ＳＦ、住友化学株式会社製）を用いて、ガラスから成る透明基板上に、ポストベイク後の最終的な膜厚（隔壁高さ）が２．３μｍとなるようにスピンコート塗工する。次いで、フォトマスクを介して露光量２００ｍＪ／ｃｍ２でパターニング露光した後、９０℃で１１０秒間のプリベークを行う。その後、０．５％水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液からなる現像液を用いて温度２４℃で現像し、パターンを形成する。さらに、室温から２３０℃まで１時間で昇温し、同温度で２０分間維持するポストベイクを行うことで、ブラックマトリクスが形成される。ブラックマトリクスの開口部の寸法は、測長器（商品名：ＵＭＩＣ、ソキア社製）で測定することができ、短辺が１０８μｍ、長辺が４０７μｍの矩形とした。
【００９９】
色画素層形成に使用する着色インクは、以下に示す各成分（ａ１）〜（ａ４）を混合し、３本ロールとビーズミルを用いて分散させることにより調製した。
（ａ１）顔料 ５〜３０部
（ａ２）分散剤 １〜２０部
（ａ３）アクリル樹脂 ０〜２０部
（ａ４）溶剤 ０〜７０部
【０１００】
なお、溶剤は、ＤＰＭＡ、ＢＤＧ、ＥＤＧＡＣ、ＰＧＭＥおよびＮＢＡの混合物である。ＤＰＭＡはジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（沸点２０９℃）を示し、ＢＤＧはジエチレングリコールモノブチルエーテル（沸点２３０℃）を示し、ＥＤＧＡＣはジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート（沸点２１７℃）を示し、ＰＧＭＥはプロピレングリコールモノメチルエーテル（沸点１２１℃）を示し、ＮＢＡはｎ−ブチルアセテート（沸点１２６℃）を示す。
【０１０１】
＜第１充填工程＞
色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（２．３μｍ）に対して４３．５％となるような着色インクの全充填量のうちの、３０体積％の量である第１充填量の着色インクを、インクジェットプリント方式でブラックマトリクスの開口部に印写した。なお、着色インクの前記全充填量は、厚み１．０μｍの色画素層を形成可能な量である。
【０１０２】
＜第１乾燥固化工程＞
２３５℃の温度下で２０分間ポストベイク処理して溶剤を完全に除去し、ブラックマトリクスの開口部に充填された第１充填量の着色インクを乾燥固化させ、第１色画素層を形成した。
【０１０３】
＜第２充填工程＞
全充填量から第１充填量を差し引いた残余の第２充填量（全量に対して７０％の量）の着色インクを、インクジェットプリント方式で、第１色画素層が形成されたブラックマトリクスの開口部に印写した。
【０１０４】
＜第２乾燥固化工程＞
２３５℃の温度下で２０分間ポストベイク処理して溶剤を完全に除去し、ブラックマトリクスの開口部に充填された第２充填量の着色インクを乾燥固化させ、色画素層を形成した。
以上の各工程を経て、実施例１のカラーフィルタを得た。
【０１０５】
（実施例２）
第１充填工程において、色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（２．３μｍ）に対して５２．２％となるような着色インクの全充填量のうちの、３０体積％の量である第１充填量の着色インクを用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例２のカラーフィルタを得た。なお、この場合の着色インクの全充填量は、厚み１．２μｍの色画素層を形成可能な量である。
【０１０６】
（実施例３）
第１充填工程において、色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（２．３μｍ）に対して６０．９％となるような着色インクの全充填量のうちの、３０体積％の量である第１充填量の着色インクを用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例３のカラーフィルタを得た。なお、この場合の着色インクの全充填量は、厚み１．４μｍの色画素層を形成可能な量である。
【０１０７】
（実施例４）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して４５体積％とし、第２充填量を全充填量に対して５５体積％としたこと以外は実施例１と同様にして、実施例４のカラーフィルタを得た。
【０１０８】
（実施例５）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して４５体積％とし、第２充填量を全充填量に対して５５体積％としたこと以外は実施例２と同様にして、実施例５のカラーフィルタを得た。
【０１０９】
（実施例６）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して４５体積％とし、第２充填量を全充填量に対して５５体積％としたこと以外は実施例３と同様にして、実施例６のカラーフィルタを得た。
【０１１０】
（実施例７）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して５０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して５０体積％としたこと以外は実施例１と同様にして、実施例７のカラーフィルタを得た。
【０１１１】
（実施例８）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して５０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して５０体積％としたこと以外は実施例２と同様にして、実施例８のカラーフィルタを得た。
【０１１２】
（実施例９）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して５０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して５０体積％としたこと以外は実施例３と同様にして、実施例９のカラーフィルタを得た。
【０１１３】
（実施例１０）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して７０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して３０体積％としたこと以外は実施例１と同様にして、実施例１０のカラーフィルタを得た。
【０１１４】
（実施例１１）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して７０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して３０体積％としたこと以外は実施例２と同様にして、実施例１１のカラーフィルタを得た。
【０１１５】
（実施例１２）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して７０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して３０体積％としたこと以外は実施例３と同様にして、実施例１２のカラーフィルタを得た。
【０１１６】
（実施例１３）
ブラックマトリクス基板作製工程において、ブラックマトリクスの隔壁高さを２．０μｍとした。そして、色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（２．０μｍ）に対して５０％となるような着色インクの全充填量に対して、第１充填量が５０体積％、第２充填量が５０体積％とした。なお、この場合の着色インクの全充填量は、厚み１．０μｍの色画素層を形成可能な量である。これらのこと以外は実施例１と同様にして、実施例１３のカラーフィルタを得た。
【０１１７】
（実施例１４）
着色インクの全充填量を、色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（２．０μｍ）に対して６０％となる量としたこと以外は実施例１３と同様にして、実施例１４のカラーフィルタを得た。なお、この場合の着色インクの全充填量は、厚み１．２μｍの色画素層を形成可能な量である。
【０１１８】
（実施例１５）
着色インクの全充填量を、色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（２．０μｍ）に対して７０％となる量としたこと以外は実施例１３と同様にして、実施例１５のカラーフィルタを得た。なお、この場合の着色インクの全充填量は、厚み１．４μｍの色画素層を形成可能な量である。
【０１１９】
（実施例１６）
ブラックマトリクス基板作製工程において、ブラックマトリクスの隔壁高さを２．５μｍとした。そして、色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（２．５μｍ）に対して４０％となるような着色インクの全充填量に対して、第１充填量が５０体積％、第２充填量が５０体積％とした。なお、この場合の着色インクの全充填量は、厚み１．０μｍの色画素層を形成可能な量である。これらのこと以外は実施例１と同様にして、実施例１６のカラーフィルタを得た。
【０１２０】
（実施例１７）
着色インクの全充填量を、色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（２．５μｍ）に対して４８％となる量としたこと以外は実施例１６と同様にして、実施例１７のカラーフィルタを得た。なお、この場合の着色インクの全充填量は、厚み１．２μｍの色画素層を形成可能な量である。
【０１２１】
（実施例１８）
着色インクの全充填量を、色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（２．５μｍ）に対して５６％となる量としたこと以外は実施例１６と同様にして、実施例１８のカラーフィルタを得た。なお、この場合の着色インクの全充填量は、厚み１．４μｍの色画素層を形成可能な量である。
【０１２２】
（比較例１）
第１乾燥固化工程において、ポストベイク処理時の温度を７０℃としたこと以外は実施例７と同様にして、比較例１のカラーフィルタを得た。なお、第１乾燥固化工程後に得られた第１色画素層は、充分に乾燥固化されていなかった。
【０１２３】
（比較例２）
第１乾燥固化工程において、ポストベイク処理時の温度を７０℃としたこと以外は実施例８と同様にして、比較例２のカラーフィルタを得た。なお、第１乾燥固化工程後に得られた第１色画素層は、充分に乾燥固化されていなかった。
【０１２４】
（比較例３）
第１乾燥固化工程において、ポストベイク処理時の温度を７０℃としたこと以外は実施例９と同様にして、比較例３のカラーフィルタを得た。なお、第１乾燥固化工程後に得られた第１色画素層は、充分に乾燥固化されていなかった。
【０１２５】
（比較例４）
第１乾燥固化工程において、ポストベイク処理時の温度を１６０℃としたこと以外は実施例７と同様にして、比較例４のカラーフィルタを得た。なお、第１乾燥固化工程後に得られた第１色画素層は、充分に乾燥固化されていなかった。
【０１２６】
（比較例５）
第１乾燥固化工程において、ポストベイク処理時の温度を１６０℃としたこと以外は実施例８と同様にして、比較例５のカラーフィルタを得た。なお、第１乾燥固化工程後に得られた第１色画素層は、充分に乾燥固化されていなかった。
【０１２７】
（比較例６）
第１乾燥固化工程において、ポストベイク処理時の温度を１６０℃としたこと以外は実施例９と同様にして、比較例６のカラーフィルタを得た。なお、第１乾燥固化工程後に得られた第１色画素層は、充分に乾燥固化されていなかった。
【０１２８】
（比較例７）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して２０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して８０体積％としたこと以外は実施例１と同様にして、比較例７のカラーフィルタを得た。
【０１２９】
（比較例８）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して２０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して８０体積％としたこと以外は実施例２と同様にして、比較例８のカラーフィルタを得た。
【０１３０】
（比較例９）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して２０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して８０体積％としたこと以外は実施例３と同様にして、比較例９のカラーフィルタを得た。
【０１３１】
（比較例１０）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して８０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して２０体積％としたこと以外は実施例１と同様にして、比較例１０のカラーフィルタを得た。
【０１３２】
（比較例１１）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して８０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して２０体積％としたこと以外は実施例２と同様にして、比較例１１のカラーフィルタを得た。
【０１３３】
（比較例１２）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して８０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して２０体積％としたこと以外は実施例３と同様にして、比較例１２のカラーフィルタを得た。
【０１３４】
（比較例１３）
第１充填工程において用いた着色インクの量を全充填量とし、第２充填工程および第２乾燥固化工程を省略したこと以外は実施例１と同様にして、比較例１３のカラーフィルタを得た。
【０１３５】
（比較例１４）
第１充填工程において用いた着色インクの量を全充填量とし、第２充填工程および第２乾燥固化工程を省略したこと以外は実施例２と同様にして、比較例１４のカラーフィルタを得た。
【０１３６】
（比較例１５）
第１充填工程において用いた着色インクの量を全充填量とし、第２充填工程および第２乾燥固化工程を省略したこと以外は実施例３と同様にして、比較例１５のカラーフィルタを得た。
【０１３７】
（比較例１６）
着色インクの全充填量を、色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（２．３μｍ）に対して３０．４％となる量とした。そして、着色インクの第１充填量を全充填量に対して５０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して５０体積％とした。なお、この場合の着色インクの全充填量は、厚み０．７μｍの色画素層を形成可能な量である。これらのこと以外は実施例１と同様にして、比較例１６のカラーフィルタを得た。
【０１３８】
（比較例１７）
ブラックマトリクス基板作製工程において、ブラックマトリクスの隔壁高さを１．６μｍとした。そして、色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（１．６μｍ）に対して７５％となるような着色インクの全充填量に対して、第１充填量が５０体積％、第２充填量が５０体積％とした。なお、この場合の着色インクの全充填量は、厚み１．２μｍの色画素層を形成可能な量である。これらのこと以外は実施例１と同様にして、比較例１７のカラーフィルタを得た。
【０１３９】
実施例１〜１８および比較例１〜１７のカラーフィルタについて、白抜け、着弾痕、平坦性を評価した。
【０１４０】
＜白抜け＞
カラーフィルタの色画素層について目視観察および顕微鏡観察を行い、ブラックマトリクスの開口部に対する着色インクのインク充填状況、隣接する色画素層間の混色の有無を評価した。インク充填状況として、カラーフィルタの全面に対して白抜けの発生がない場合を良好「○」とし、白抜けの発生がある場合を不良「×」とした。
【０１４１】
＜着弾痕＞
カラーフィルタの色画素層について目視観察および顕微鏡観察を行い、着色インクの印写時の衝撃による着弾痕の有無を評価した。カラーフィルタの全面に対して着弾痕の発生がない場合を良好「○」とし、着弾痕の発生がある場合を不良「×」とした。
【０１４２】
＜平坦性＞
平坦性は、白色干渉型三次元顕微鏡（商品名：Ｎｅｗ Ｖｉｅｗ５０００、Ｚｙｇｏ社製）を用いて色画素層の表面状態を計測し、カラーフィルタ上面からみたときの色画素層の高低差（μｍ）として評価した。色画素層における高低差が０．５μｍ未満であれば平坦性は良好であり、高低差が０．５μｍ以上であれば平坦性は不良である。
【０１４３】
実施例１〜１８および比較例１〜１７のカラーフィルタについて、白抜け、着弾痕、平坦性の評価結果を表１に示す。
【０１４４】
【表１】
【０１４５】
表１から明らかなように、実施例１〜１８のカラーフィルタは、白抜けおよび着弾痕の発生がなく、かつ優れた平坦性を有する色画素層が形成されている。
【０１４６】
これに対して、比較例１〜６のカラーフィルタは、第１乾燥固化工程後に得られた第１色画素層が充分に乾燥固化されていなかったので、カラーフィルタの全面に着弾痕が発生し、平坦性についても測定不能なほど悪いものであった。
【０１４７】
比較例７〜９，１６のカラーフィルタは、第１充填工程における着色インクの第１充填量が不十分であるので、カラーフィルタの全面に白抜けが発生し、平坦性についても測定不能なほど悪いものであった。
【０１４８】
比較例１０〜１５，１７のカラーフィルタは、第１充填工程における着色インクの第１充填量が多過ぎるので、色画素層が大きな凸形状となり、良好な平坦性が得られなかった。
【符号の説明】
【０１４９】
１ 感光性黒色樹脂組成物層
２ 基板
３ フォトマスク
４ 光線
５ 第１着色パターン
５Ｂ，５Ｇ，５Ｒ 第１色画素層
５ＢＭ ブラックマトリクス
６，６０ カラーフィルタ
７ ブラックマトリクス基板
５１Ｂ，５１Ｇ，５１Ｒ 色画素層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置などに用いるカラーフィルタの製造方法に関し、特には着色インクを用いて色画素層を形成するカラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、および該カラーフィルタを備える表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーフィルタは、液晶表示装置に組み込まれて表示画像をカラー化するために用いられたり、固体撮像素子に組み込まれてカラー画像を得るために用いられたりする光学素子である。このようなカラーフィルタは、透明基板上の同一平面上に互いに隣接して形成された複数の色画素層からなる着色パターンを有するものが知られている。ここで、着色パターンは、たとえば、赤色の色画素層、緑色の色画素層および青色の色画素層の３原色の色画素層から構成されており、隣接する色画素層間には遮光層となるブラックマトリクスが形成されている。各色の色画素層は各色に着色された透明な層であり、ブラックマトリックスは黒色で可視光を実質的に透過しない遮光性を有する隔壁である。
【０００３】
カラーフィルタの各色画素層を形成する方法としては、フォトリソグラフィ法、印刷法およびインクジェットプリント法が知られている。
【０００４】
フォトリソグラフィ法は、たとえば液晶表示装置およびプラズマ表示装置などの平面ディスプレイの製造時、または電子回路の製造時など、数μｍ〜１００μｍの精密なパターンを形成することが要求される場合に採用される。フォトリソグラフィ法では、着色感光性樹脂組成物を基板表面に塗布したのち、フォトマスクを介して露光して不要部分を現像除去する工程を繰り返し行う必要があり、パターニング精度は良好であるが、製造工程が複雑であるとともに生産性に問題がある。さらに、フォトリソグラフィ法では、カラーフィルタの大型化に伴って、大型の露光設備が必要となり、設備コストが大きくなるという問題がある。また、カラーフィルタの仕様変更毎に、露光時に使用するフォトマスクを変更する必要があり、人工石英からなる高価なフォトマスクの費用負担が増大する。また、基板表面に塗布された着色感光性樹脂組成物の不要部分を現像除去することで色画素層を形成するので、高価な着色感光性樹脂組成物の費用負担も増大する。
【０００５】
印刷法としては、オフセット印刷法およびインクジェット印刷法が挙げられるが、オフセット印刷法は、カラーフィルタの大型化に伴って、大型の印刷装置および高精度の印刷版が必要となり、技術的なハードルが高い。
【０００６】
そこで、製造工程の簡略化および製造コスト削減などの目的で、フォトリソグラフィ法およびオフセット印刷法の代わりに、インクジェットプリント法による色画素層の形成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。インクジェットプリント法では、遮光性を有す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ジェットプリント用インクを印写することにより色画素層を形成する。このようなインクジェットプリント法では、ブラックマトリクスの開口部のみにインクジェットプリント用インクを印写して色画素層を形成するので、フォトマスクを必要とせず、フォトリソグラフィ法に比べてカラーフィルタの製造コストを削減することができる。
【０００７】
しかしながら、インクジェットプリント法では、ブラックマトリクスの開口部に対してインクジェットプリント用インクを印写するにあたり、インクジェットプリント用インクの固形分濃度に制約があるため、所望の層厚および着色濃度を得るには、ブラックマトリクスの開口部の容積（開口面積×隔壁高さ）に対して、数倍以上の体積のインクジェットプリント用インクを印写する必要がある。これにより、印写されたインクジェットプリント用インクが、開口部から溢れ、隔壁となるブラックマトリクスを超えて隣接する開口部に他色のインクジェットプリント用インクが侵入して「混色」が発生する。
【０００８】
この「混色」の問題に対しては、たとえば、４フッ化メタンなどのフッ素化合物の雰囲気中でプラズマ処理することで、隔壁表面のみをフッ素化し、インクジェットプリント用インクに対する撥液性を増大させる方法（たとえば、特許文献２）が、また、有機ケイ素化合物または有機フッ素化合物が添加されて、インクジェットプリント用インクに対する撥液性が付与された隔壁を形成する方法（たとえば、特許文献３，４）が、提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−２７１０２０号公報
【特許文献２】特許第３３２８２９７号公報
【特許文献３】特開平７−３５９１５号公報
【特許文献４】特開２００６−１６３２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献２〜４に開示される方法では、インクジェットプリント用インクに対する撥液性が付与されたブラックマトリクスを形成することができ、隣接する色画素層間における異色インクの混入により発生する混色を防止することができる。
【００１１】
しかしながら、従来技術のインクジェットプリント法では、ブラックマトリクス表面と、インクジェットプリント用インクと、基板表面とにおける表面エネルギーの違いにより、ブラックマトリクスの開口部内における色画素層の表面形状が凸状および凹状になりやすく、平坦化された色画素層を形成することが困難である。このように、平坦性が悪い色画素層が形成された場合には、色画素層の層厚の違いによる色むらが発生したカラーフィルタとなり、表示品質が劣化するという問題が発生する。
【００１２】
したがって本発明の目的は、平坦性に優れた色画素層を形成することができて、色画素層の層厚の違いによる色むらが発生するのを防止することができるカラーフィルタの製造方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、平坦性に優れた色画素層が形成されて、色画素層の層厚の違いによる色むらの発生が防止されたカラーフィルタ、および該カラーフィルタを備える表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、基板上に隔壁を形成する隔壁形成工程と、
溶剤中に着色剤が分散された着色インクを用いて、前記隔壁で囲まれた開口部に色画素層を形成する色画素層形成工程とを含み、
前記色画素層形成工程は、
前記開口部に充填すべき着色インクの量であって、前記色画素層の厚みが前記隔壁の高さに対して４０％以上７０％以下となるような着色インクの量である全充填量のうちの、３０体積％以上７０体積％以下の量である第１充填量の着色インクを、前記開口部に充填する第１充填工程と、
前記開口部に充填された前記第１充填量の着色インクを乾燥固化させる第１乾燥固化工程と、
前記全充填量から前記第１充填量を差し引いた残余の量である第２充填量の着色インクを、前記開口部に充填する第２充填工程と、
前記開口部に充填された前記第２充填量の着色インクを乾燥固化させる第２乾燥固化工程とを含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００１４】
また本発明のカラーフィルタの製造方法は、前記第１乾燥固化工程および前記第２乾燥固化工程では、熱、光および電子線から選ばれる少なくとも１つのエネルギーを利用して、含まれる全ての溶剤の沸点以上の温度下で着色インクを乾燥固化させることを特徴とする。
【００１５】
また本発明のカラーフィルタの製造方法は、前記第１充填量が、前記全充填量のうちの、３０体積％以上５０体積％以下の量であることを特徴とする。
【００１６】
また本発明のカラーフィルタの製造方法は、前記隔壁の高さが、２．０μｍ以上２．５μｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、基板と、
前記基板上に形成された隔壁と、
前記隔壁で囲まれた開口部に設けられる色画素層とを含み、
前記色画素層は、その厚みが前記隔壁の高さに対して４０％以上７０％以下であり、かつ高低差が０．５μｍ未満であることを特徴とするカラーフィルタである。
また本発明は、前記カラーフィルタを備えることを特徴とする表示装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、カラーフィルタの製造方法は、基板上に隔壁を形成する隔壁形成工程と、溶剤中に着色剤が分散された着色インクを用いて、隔壁で囲まれた開口部に色画素層を形成する色画素層形成工程とを含む。色画素層形成工程は、第１充填工程と、第１乾燥固化工程と、第２充填工程と、第２乾燥固化工程とを含む。
【００１９】
第１充填工程では、色画素層の厚みが隔壁の高さに対して４０％以上７０％以下となるような着色インクの量である全充填量のうちの、３０体積％以上７０体積％以下の量である第１充填量の着色インクを隔壁で囲まれた開口部に充填し、第１乾燥固化工程では、開口部に充填された第１充填量の着色インクを乾燥固化させる。さらに、第２充填工程では、全充填量から第１充填量を差し引いた残余の量である第２充填量の着色インクを開口部に充填し、第２乾燥固化工程では、開口部に充填された第２充填量の着色インクを乾燥固化させる。
【００２０】
色画素層を形成する色画素層形成工程が、上記のような第１充填工程、第１乾燥固化工程、第２充填工程および第２乾燥固化工程を含むことによって、平坦性に優れた色画素層を形成することができて、色画素層の層厚の違いによる色むらが発生するのを防止することができる。
【００２１】
また本発明によれば、第１乾燥固化工程および第２乾燥固化工程では、熱、光および電子線から選ばれる少なくとも１つのエネルギーを利用して、含まれる全ての溶剤の沸点以上の温度下で着色インクを乾燥固化させる。これによって、開口部に充填された着色インクの溶剤などの揮発成分を充分に除去することができ、そのため、充分に乾燥固化された色画素層を形成することができる。
【００２２】
また本発明によれば、第１充填工程において開口部に充填する着色インクの第１充填量は、全充填量のうちの、３０体積％以上５０体積％以下の量である。これによって、色画素層の平坦性を向上することができる。
【００２３】
また本発明によれば、基板上に形成する隔壁の高さが、２．０μｍ以上２．５μｍ以下である。これによって、隣接する色画素層間における異色インクの混入により発生する混色を防止することができる。
【００２４】
また本発明によれば、カラーフィルタは、基板と、基板上に形成された隔壁と、隔壁で囲まれた開口部に設けられる色画素層とを含む。そして、色画素層は、その厚みが隔壁の高さに対して４０％以上７０％以下であり、かつ高低差が０．５μｍ未満である。カラーフィルタは、高低差が０．５μｍ未満で平坦性に優れた色画素層を有しているので、色画素層の層厚の違いによる色むらの発生を防止することができる。
【００２５】
また本発明によれば、表示装置は、色画素層の層厚の違いによる色むらの発生が防止された上記のカラーフィルタを備えるので、表示むらのない均一な画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の一形態に係るカラーフィルタの製造方法を示す工程図である。
【図２】ブラックマトリクス基板作製工程の手順を示す図である。
【図３Ａ】色画素層形成工程の手順を示す図である。
【図３Ｂ】色画素層形成工程の手順を示す図である。
【図４】本発明の実施の一形態に係るカラーフィルタ６の構成を概略的に示す図である。
【図５】本発明の実施の他の形態に係るカラーフィルタ６０の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は、基板と、基板上に形成された隔壁と、隔壁で囲まれた開口部に設けられた色画素層とを有するカラーフィルタの製造方法であって、基板上に隔壁を形成する隔壁形成工程と、溶剤中に着色剤が分散された着色インクを用いて、隔壁で囲まれた開口部に色画素層を形成する色画素層形成工程とを含むカラーフィルタの製造方法である。そして、色画素層形成工程は、色画素層の厚みが隔壁の高さに対して４０％以上７０％以下となるような着色インクの量である全充填量のうちの、３０体積％以上７０体積％以下の量である第１充填量の着色インクを開口部に充填する第１充填工程と、開口部に充填された第１充填量の着色インクを乾燥固化させる第１乾燥固化工程と、全充填量から第１充填量を差し引いた残余の量である第２充填量の着色インクを開口部に充填する第２充填工程と、開口部に充填された第２充填量の着色インクを乾燥固化させる第２乾燥固化工程とを含む。
【００２８】
なお以下では、隔壁として遮光性を有するブラックマトリックスを用いる方法を例に本発明を説明するが、たとえば金属薄膜パターンをブラックマトリックスとして採用する場合には、別途樹脂製の隔壁パターンを形成することができる。
【００２９】
図１は、本発明の実施の一形態に係るカラーフィルタの製造方法を示す工程図である。本実施形態のカラーフィルタの製造方法は、基板上に感光性黒色樹脂組成物を用いてブラックマトリクスを形成する、隔壁形成工程であるブラックマトリクス基板作製工程と、ブラックマトリクスの開口部に色画素層を形成する色画素層形成工程とを有する。
【００３０】
（ブラックマトリクス基板作製工程）
ステップｓ１のブラックマトリクス基板作製工程では、たとえば以下のような手順でブラックマトリクス基板を作製する。図２は、ブラックマトリクス基板作製工程の手順を示す図である。ブラックマトリクス基板７の作製は、ブラックマトリクスを形成する基材となる基板２を準備して開始される。基板２は、透明性を有するものであり、たとえば、ガラス基板、シリコン基板などのほか、樹脂基板が挙げられる。
【００３１】
次に、基板２の厚み方向一表面に、感光性黒色樹脂組成物を塗布する。感光性黒色樹脂組成物は、特に限定されるものではなく、ネガ型であってもポジ型であってもよいが、遮光剤が添加されたネガ型の組成物を好適に用いることができる。遮光剤としては、カーボン、アニリンブラック、ペリレン化合物、チタンブラック、マグネタイトなどが挙げられる。
【００３２】
基板２上に感光性黒色樹脂組成物を塗布する塗布装置としては、たとえば、スピンコート装置、スピンレスコート装置（スリットコート装置）、ロールコート装置、ドライフィルムレジスト積層装置などのレジスト成膜装置が利用できる。スピンコート装置を用いた場合には、感光性黒色樹脂組成物を基板２上にスピン塗布し、乾燥させることで、図２（ａ）に示すように、基板２上に所定の膜厚を有する感光性黒色樹脂組成物層１を形成する。スピンレスコート装置を用いた場合には、スリット状に精密加工されたノズルから感光性黒色樹脂組成物を基板２上に噴射し、乾燥させ、必要に応じて熱処理することで、基板２上に感光性黒色樹脂組成物層１を形成する。
【００３３】
次に、図２（ｂ）に示すように、感光性黒色樹脂組成物層１にフォトマスク３を介して光線４を照射する。ここで、図２（ｂ）では、感光性黒色樹脂組成物層１は、ネガ型の感光性黒色樹脂組成物を用いて形成されたものとして説明する。
【００３４】
フォトマスク３は、たとえば、ガラス板３１などの表面に遮光層３２が設けられたものである。遮光層３２によって光線４は遮蔽される。ガラス板３１のうちの遮光層３２が設けられていない部分は透光部３３であって、光線４は透光部３３を透過して感光性黒色樹脂組成物層１に照射され、感光性黒色樹脂組成物層１は、透光部３３のパターンが転写されて露光される。光線４としては通常、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの紫外線が用いられる。
【００３５】
なお、フォトマスク３を用いた露光に限らず、感光性黒色樹脂組成物層１に直接露光パターンを描画する直描機を用いてもよく、また感光性黒色樹脂組成物層１をレーザー加工機で加工するようにしてもよい。
【００３６】
感光性黒色樹脂組成物層１に対する露光が終了すると、現像する。現像するには、露光後の感光性黒色樹脂組成物層１を現像液に接触させればよい。現像液としては、たとえば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水溶性アルカリ化合物の水溶液（アルカリ性水溶液）を用いることができる。
【００３７】
現像することによって、感光性黒色樹脂組成物層１のうちの光線４が照射されなかった光線未照射領域は現像液に溶解して除去される。その一方で、光線４が照射された感光性黒色樹脂組成物層１の光線照射領域は基板２上に残り、図２（ｃ）に示すように、基板２の表面上にブラックマトリクス（隔壁パターン）５ＢＭが形成されたブラックマトリクス基板７が作製できる。現像処理によって感光性黒色樹脂組成物層１が溶解除去された部分が、ブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａとなる。
【００３８】
現像処理して作製したブラックマトリクス基板７は、現像液としてアルカリ性水溶液を用いた場合には、現像処理後に水洗し、加熱処理される。加熱処理は、ブラックマトリクス５ＢＭがインクジェットプリント用インクに対して溶解や膨潤といった変形をおこさない充分な安定性を発現するように行なう。
【００３９】
なお、図２（ａ）に示した、感光性黒色樹脂組成物層１が形成された基板２上に、フォトレジストパターンを公知の方法で形成した後、感光性黒色樹脂組成物層１をエッチング処理することで、ブラックマトリクス基板７を作製することもできる。
【００４０】
本実施形態では、ブラックマトリクス基板７は、ブラックマトリクス５ＢＭの隔壁高さ（ブラックマトリクス５ＢＭの膜厚）Ａが、１．０μｍ以上５．０μｍ以下であり、好ましくは２．０μｍ以上２．５μｍ以下である。ブラックマトリクス５ＢＭの隔壁高さＡが１．０μｍ未満では、色再現に必要な色濃度を達成するのに充分な量の着色インクをブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａに充填することができず、好ましくない。隔壁高さＡが５．０μｍを超えると、高精度の隔壁パターンが形成されたブラックマトリクス基板７を作製するのが困難となるばかりでなく、該ブラックマトリクス基板７を用いてカラーフィルタを製造した場合、色画素層と隔壁との段差が大きくなるため液晶セルの設計が困難となり、好ましくない。
【００４１】
また、本実施形態では、ブラックマトリクス基板７のブラックマトリクス５ＢＭにおける隔壁の幅寸法Ｂは、１０μｍ以上３０μｍ以下に設定されている。また、隔壁に囲まれた領域であるブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａ、すなわち、色画素層が形成される光透過領域は、たとえば矩形状であり、その開口部７ａの短辺の長さＣは６０μｍ以上２５０μｍ以下、好ましくは６０μｍ以上２００μｍ以下に設定されている。
【００４２】
また、ブラックマトリクス基板７のブラックマトリクス５ＢＭが、撥インク性（色画素層形成時に用いる着色インクに対する撥液性）を有するようにしてもよい。撥インク性を有するブラックマトリクス５ＢＭが形成されたブラックマトリクス基板７は、長鎖アルキル基またはフルオロアルキル基を有する化合物が添加された感光性黒色樹脂組成物を用いることにより作製することができる。また、ブラックマトリクス基板７を、フッ素化合物の雰囲気中でプラズマ処理することにより、ブラックマトリクス５ＢＭに撥インク性を付与することができる。
【００４３】
（色画素層形成工程）
ステップｓ２の色画素層形成工程では、ブラックマトリクス基板７におけるブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａに、インクジェットプリント方式により着色インクを印写して色画素層を形成する。色画素層は、赤色の色画素層、緑色の色画素層および青色の色画素層の３原色の色画素層から構成されている。
【００４４】
図３Ａおよび図３Ｂは、色画素層形成工程の手順を示す図である。色画素層形成工程は、第１充填工程と、第１乾燥固化工程と、第２充填工程と、第２乾燥固化工程とを含む。
【００４５】
色画素層形成に使用する着色インクは、溶剤中に着色剤が分散されたものである。具体的には、着色インクは、溶剤、着色剤、重合性化合物、重合開始剤、さらに必要に応じてバインダー樹脂などの樹脂成分、その他の添加剤を混合して調整される。この混合物をロールミル、ボールミル、コロイドミル、ジェットミルおよびビーズミルなどの分散機を用いて分散させ、その後濾過を行うことによって着色インクを得ることができる。
【００４６】
以下、着色インクを構成する各成分について説明する。溶剤としては、たとえば、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルなどのジエチレングリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテルアセテートなどのジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどのプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル類などを例示することができる。溶剤は、比較的高い沸点、たとえば１８０℃以上の沸点を有することが好ましい。
【００４７】
着色剤は、染料であってもよいし顔料であってもよいが、高い色濃度と透過率、耐熱性および耐光性を有することが必要であり、顔料が好ましく用いられる。着色剤が顔料の場合、無機顔料であってもよいし、有機顔料であってもよい。具体的には、着色剤として、カラーインデックス（Ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｄｙｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏｌｏｕｒｉｓｔｓ社発行）においてピグメント（Ｐｉｇｍｅｎｔ）に分類されている化合物が挙げられる。
【００４８】
黄色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー５３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８６、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１９４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２１４などが挙げられる。
【００４９】
オレンジ色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４０、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４２、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ５１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ５９、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ６１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ６４、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ６５、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ７３などが挙げられる。
【００５０】
赤色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド９７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１０５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１９２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２４２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２６４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２６５などが挙げられる。
【００５１】
青色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０などが挙げられる。
【００５２】
紫色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２９、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット３２、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット３８などが挙げられる。
【００５３】
緑色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３７などが挙げられる。茶色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２５などが挙げられる。黒色顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７などが挙げられる。
【００５４】
これら顔料の中でも、好ましい顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６などが挙げられる。
【００５５】
これらの有機顔料および無機顔料は、それぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。これらの有機顔料および無機顔料のうち、有機顔料は必要に応じて、ロジン処理、酸性基または塩基性基が導入された顔料誘導体などを用いた表面処理、高分子化合物などによる顔料表面へのグラフト処理、硫酸微粒化法などによる微粒化処理、あるいは不純物を除去するための有機溶剤や水などによる洗浄処理が施されていてもよい。
【００５６】
着色剤の使用量は、着色インクを構成する重合性化合物（反応性希釈剤を使用する場合はそれを含む）およびバインダー樹脂の合計量１００重量部に対して、５重量部以上４０重量部以下、好ましくは１０重量部以上３０重量部以下である。
【００５７】
次に、重合性化合物について説明する。重合性化合物とは、光重合開始剤または熱の作用で発生する活性ラジカルや酸などによって重合し得る化合物であって、たとえば重合性炭素−炭素不飽和結合を有する化合物が挙げられる。重合性化合物は、重合性の炭素−炭素不飽和結合を有するモノマーであってもよいし、これらのモノマーの重合物で未だ重合性が維持されているオリゴマーであってもよい。重合性化合物は、単官能の化合物であってもよいし、２官能以上の多官能化合物であってもよい。また、重合性化合物には、比較的低粘度の反応性モノマーを反応性希釈剤として配合することも可能である。
【００５８】
単官能重合性化合物としては、たとえば、ノニルフェニルカルビトールアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−エチルヘキシルカルビトールアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、Ｎ−ビニルピロリドンなどが挙げられる。２官能重合性化合物としては、たとえば、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡのビス（アクリロイロキシエチル）エーテル、３−メチルペンタンジオールジ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。３官能以上の重合性化合物としては、たとえば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。これらの中でも好ましい重合性化合物として、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートを挙げることができる。
【００５９】
これらの重合性化合物は、それぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができるが、２官能以上の重合性化合物が好ましく用いられ、２種以上の重合性化合物を用いる場合には、少なくとも１種は２官能以上の重合性化合物とすることが好ましい。重合性化合物の使用量は、着色インクを構成する重合性化合物（反応性希釈剤を使用する場合はそれを含む）およびバインダー樹脂の合計量１００重量部あたり、通常は０．１重量部以上９５重量部以下、好ましくは１重量部以上７０重量部以下である。
【００６０】
以上のような重合性化合物に加えて、反応性希釈剤を配合することもできる。反応性希釈剤とは、先にも述べたとおり、重合性炭素−炭素不飽和結合を有する比較的低粘度の化合物であって、一般には、二重結合からなる反応基を分子末端に１個以上持っている。
【００６１】
先の重合性化合物の例と一部重複するが、反応性希釈剤となりうる化合物の例を、以下に掲げる。単官能の反応性希釈剤として、たとえば、カプロラクトンアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、トリデシルアクリレート、イソデシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、イソミリスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、２−エチルヘキシル−ジグリコールアクリレート、２−ヒドロキシブチルアクリレート、２−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ネオペンチルグリコールアクリル酸安息香酸エステル、イソアミルアクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、エトキシ−ジエチレングリコールアクリレート、メトキシ−トリエチレングリコールアクリレート、メトキシ−ポリエチレングリコールアクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシ−ポリエチレングリコールアクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド付加物アクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボニルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−アクリロイロキシエチル−コハク酸、２−アクリロイロキシエチル−フタル酸、２−アクリロイロキシエチル−２−ヒドロキシエチル−フタル酸などが挙げられる。
【００６２】
２官能の反応性希釈剤として、たとえば、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパンアクリル酸安息香酸エステル、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール（２００）ジアクリレート、ポリエチレングリコール（４００）ジアクリレート、ポリエチレングリコール（６００）ジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、１，３−ブタンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、１，１０−デカンジオールジアクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、ビスフェノールＡエチレンオキサイド付加物ジアクリレート、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド付加物ジアクリレートなどが挙げられる。
【００６３】
３官能の反応性希釈剤として、たとえば、トリメチロールプロパントリアクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート、プロポキシ化グリセリルトリアクリレートなどが挙げられる。
【００６４】
さらに、４官能の反応性希釈剤として、たとえば、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートなどが、５官能の反応性希釈剤として、たとえば、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタアクリレートなどが、６官能の反応性希釈剤として、たとえば、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどがそれぞれ挙げられる。
【００６５】
また、３官能以上の反応性希釈剤として、ポリエステルアクリレートを使用することもできる。ポリエステルアクリレート系の反応性希釈剤（オリゴマー）として、たとえば、アロニックス Ｍ−１７００、Ｍ−８０３０、Ｍ８０６０（いずれも商品名、東亞合成製）などを例示することができる。先に説明した重合性化合物が２官能以上であることが望ましいのと同様に、反応性希釈剤も２官能以上であることが望ましい。また、エチレンオキサイド付加物や、プロピレンオキサイド付加物の場合は、その重合モル数は任意に選択することが可能である。
【００６６】
次に重合開始剤について説明する。重合開始剤は、着色したカラーインクを硬化させるために、添加される。重合開始剤の例として、光または熱によって活性ラジカルを発生する活性ラジカル発生剤が挙げられ、たとえば、アセトフェノン系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、およびトリアジン系化合物などがこれに該当する。
【００６７】
アセトフェノン系化合物としては、たとえば、ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベンジルジメチルケタール、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−〔４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル〕プロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−２−モルホリノ−１−（４−メチルチオフェニル）プロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）ブタン−１−オン、および２−ヒドロキシ−２−メチル−１−〔４−（１−メチルビニル）フェニル〕プロパン−１−オンのオリゴマーなどが挙げられる。
【００６８】
ベンゾイン系化合物としては、たとえば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、およびベンゾインイソブチルエーテルなどが挙げられる。
【００６９】
ベンゾフェノン系化合物としては、たとえば、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド、３，３’，４，４’−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、および２，４，６−トリメチルベンゾフェノンなどが挙げられる。
【００７０】
チオキサントン系化合物としては、たとえば、２−イソプロピルチオキサントン、４−イソプロピルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジクロロチオキサントン、および１−クロロ−４−プロポキシチオキサントンなどが挙げられる。
【００７１】
トリアジン系化合物としては、たとえば、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（４−メトキシフェニル）−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（４−メトキシナフチル）−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−ピペロニル−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（４−メトキシスチリル）−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−〔２−（５−メチルフラン−２−イル）エテニル〕−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−〔２−（フラン−２−イル）エテニル〕−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−〔２−（４−ジエチルアミノ−２−メチルフェニル）エテニル〕−１，３，５−トリアジン、および２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−〔２−（３，４−ジメトキシフェニル）エテニル〕−１，３，５−トリアジンなどが挙げられる。
【００７２】
その他、たとえば、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール、１０−ブチル−２−クロロアクリドン、２−エチルアントラキノン、ベンジル、９，１０−フェナンスレンキノン、カンファーキノン、フェニルグリオキシル酸メチル、チタノセン化合物、１，２−オクタンジオン，１−［４−（フェニルチオフェニル）］−，２−（Ｏ−ベンゾイルオキシム）や、エタノン，１−［９−エチル−６−（２−メチルベンゾイル）−９Ｈ−カルバゾール−３−イル］−，１−（Ｏ−アセチルオキシム）などのオキシムエステルなどを、活性ラジカル発生剤として用いることもできる。好適な活性ラジカル発生剤として、アセトフェノン系光重合開始剤であるイルガキュア９０７、オキシムエステル系光重合開始剤であるイルガキュアＯＸＥ ０１（いずれも商品名、Ciba Specialty Chemicals社製）などが挙げられる。
【００７３】
加熱により硬化させるときは、熱重合開始剤を用いることもできる。熱重合開始剤としては、アゾ系化合物、およびパーオキサイド系化合物などが挙げられる。アゾ系化合物としては、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルヴァレロニトリル）、２，２’−アゾビス（４−メチル−２，４−ジメチルヴァレロニトリル）、ジメチル２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２’−アゾビス［Ｎ−２（プロペニル）−２−メチル−プロピオンアミド］、１−［（シアノ−１−メチルエチル）アゾ］フォルムアミド、２，２’−アゾビス（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス（Ｎ−シクロヘキシル−２−メチルプロピオンアミド）、ポリジメチルシロキサンユニット含有高分子アゾ重合開始剤（和光純薬工業から販売されているＶＰＳシリーズ）、およびポリエチレングリコールユニット含有高分子重合開始剤（和光純薬工業から販売されているＶＰＥシリーズ）などが挙げられる。
【００７４】
パーオキサイド化合物としては、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカルボネート、およびパーオキシエステルが挙げられる。パーオキシエステルとしては、ｔ−ブチル−パーオキシ−ラクテート（日本油脂製のパーブチルＬ）、ｔ−ブチル−パーオキシ−３，５，５−トリメチル−ヘキサノエート（日本油脂製のパーブチル３５５）、ｔ−ヘキシル−パーオキシ−イソプロピル−モノカルボネート（日本油脂製のパーヘキシルＩ）などが挙げられる。
【００７５】
これらの重合開始剤は、それぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。重合開始剤の使用量は、着色インクを構成する重合性化合物（反応性希釈剤を使用する場合はそれを含む）およびバインダー樹脂の合計量１００重量部に対して、通常１重量部以上３０重量部以下、好ましくは３重量部以上２０重量部以下である。
【００７６】
また、着色インクは、バインダー樹脂を含有するのが好ましい。上記した重合性化合物、あるいはそれに加えて反応性希釈剤の硬化により充分な硬化物を与える場合には、バインダー樹脂は必ずしも必要でないが、多くの場合、バインダー樹脂を配合することによって、より強固で、カラーフィルタとして好適な硬化物を与える。バインダー樹脂は、予め重合されたものであり、その例として、自ら重合性を有しない非重合性バインダー樹脂、または非重合性バインダー樹脂に重合性を有する置換基を導入した重合性バインダー樹脂が挙げられる。非重合性バインダー樹脂として、（メタ）アクリル樹脂、ポリエステル（メタ）アクリル樹脂、エポキシ（メタ）アクリル樹脂などを挙げることができる。ただし、カラーフィルタ用途として好適な硬化物を与えるバインダー樹脂であれば、上記例示に限定されるものではない。
【００７７】
バインダー樹脂の使用量は、着色インクを構成する重合性化合物（反応性希釈剤を使用する場合はそれを含む）およびバインダー樹脂の合計量１００重量部に対して、通常１０重量部以下、好ましくは５重量部以下である。
【００７８】
その他の添加剤としては、たとえば、充填剤、バインダー樹脂以外の高分子化合物、界面活性剤、密着促進剤、凝集防止剤、有機酸、および硬化剤などが挙げられる。界面活性剤としては、たとえば、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤および両性界面活性剤などが挙げられる。密着促進剤としては、たとえば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
【００７９】
＜第１充填工程＞
ステップｓ２−（ａ）の第１充填工程では、ブラックマトリクス基板７に形成されたブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａに充填すべき着色インクの量であって、色画素層の厚みがブラックマトリクス５ＢＭの隔壁高さに対して４０％以上７０％以下となるような着色インクの量である全充填量のうちの、３０体積％以上７０体積％以下、好ましくは３０体積％以上５０体積％以下の量である第１充填量の着色インクを、ブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａに充填する。
【００８０】
具体的には、図３Ａ（ａ）に示すように、形成する色画素層の各色に対応して、インクジェットプリント用ヘッド１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを用いて、第１充填量の各色の着色インク１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂをブラックマトリクス５ＢＭの所定の開口部７ａに印写する。インクジェットプリント用ヘッドとしては、特に限定されないが、ピエゾ方式、バブルジェット（登録商標）方式、静電方式などの公知のヘッドが用いられ、特にピエゾ方式が好ましい。
【００８１】
＜第１乾燥固化工程＞
ステップｓ２−（ｂ）の第１乾燥固化工程では、ブラックマトリクス５ＢＭの所定の開口部７ａに印写された第１充填量の各色の着色インク１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを乾燥固化させる。これによって、図３Ａ（ｂ）に示すように、各色インクが印写されたブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａに対応して、赤色の第１色画素層５Ｒ、緑色の第１色画素層５Ｇおよび青色の第１色画素層５Ｂが形成される。
【００８２】
着色インク１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを乾燥固化させる方法としては、特に限定されるものではなく、熱、光および電子線から選ばれる少なくとも１つのエネルギーを利用すればよい。また、第１乾燥固化工程では、着色インク１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに含まれる全ての溶剤の沸点以上の温度下で乾燥固化させるのが好ましい。これによって、ブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａに充填された着色インク１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに含有される揮発成分を充分に除去することができ、そのため、充分に乾燥固化された第１色画素層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂを形成することができる。したがって、後述の第２充填工程において、第１色画素層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ上に着色インクを印写したときに、印写の衝撃による着弾痕が発生するのを防止することができる。
【００８３】
また、ブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａに形成された第１色画素層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂは、第１充填量の各色の着色インクを乾燥固化して形成されたものである。着色インクの第１充填量を全量に対して３０％以上とすることによって、充填不足による白抜けなどの画素欠陥が発生するのを防止することができる。また、着色インクの第１充填量を全量に対して７０％以下、好ましくは５０％以下とすることによって、第１乾燥固化工程における着色インクの体積減量が大きくなり過ぎるのを防止することができ、平坦性に優れた第１色画素層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂを形成することができる。
【００８４】
＜第２充填工程＞
ステップｓ２−（ｃ）の第２充填工程では、着色インクの全充填量から第１充填量を差し引いた残余の量である第２充填量の着色インクを、第１色画素層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂが形成されたブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａに充填する。具体的には、図３Ｂ（ｃ）に示すように、インクジェットプリント用ヘッド１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを用いて、第２充填量の各色の着色インク１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを、第１色画素層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂが形成されたブラックマトリクス５ＢＭの所定の開口部７ａに印写する。
【００８５】
＜第２乾燥固化工程＞
ステップｓ２−（ｄ）の第２乾燥固化工程では、ブラックマトリクス５ＢＭの所定の開口部７ａに印写された第２充填量の各色の着色インク１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを乾燥固化させる。これによって、図３Ｂ（ｄ）に示すように、各色インクが印写されたブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａに対応して、赤色の色画素層５１Ｒ、緑色の色画素層５１Ｇおよび青色の色画素層５１Ｂが形成される。なお、第２乾燥固化工程では、第１乾燥固化工程と同様に、着色インク１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに含まれる全ての溶剤の沸点以上の温度下で乾燥固化させるのが好ましい。これによって、ブラックマトリクス５ＢＭの開口部７ａに充填された着色インク１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに含有される揮発成分を充分に除去することができ、そのため、充分に乾燥固化された色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂを形成することができる。
【００８６】
以上のように、色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂを形成する色画素層形成工程が、上記のような第１充填工程、第１乾燥固化工程、第２充填工程および第２乾燥固化工程を含むことによって、平坦性に優れた色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂを形成することができ、これによって色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂの層厚の違いによる色むらが発生するのを防止することができる。
【００８７】
第２乾燥固化工程の後、必要に応じて透明保護膜、透明電極などを形成し、さらに必要に応じてスペーサ構造を形成したのちカラーフィルタとして完成する。
【００８８】
なお、本実施形態のカラーフィルタの製造方法は、エレクトロルミネッサンス表示装置を製造する場合にも適用できる。エレクトロルミネッサンス表示装置は、基板上に、複数の色素子層と、隣接する色素子層間に位置する隔壁とを有する。この色素子層を形成するときに、インクを任意の比率で複数回に分けて、隔壁に囲まれた開口部に充填するようにすればよい。
【００８９】
図４は、本発明の実施の一形態に係るカラーフィルタ６の構成を概略的に示す図である。本実施形態のカラーフィルタ６は、前述したカラーフィルタの製造方法によって製造することができる。
【００９０】
カラーフィルタ６は、３原色の色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから構成される着色パターン５１と、隣接する色画素層間に位置する隔壁となるブラックマトリクス５ＢＭとが、基板２上に形成されたものである。なお、カラーフィルタ６は、正方形状に形成されたブラックマトリクス５ＢＭの開口部に対応して各色の色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂが形成されたものである。
【００９１】
本実施形態のカラーフィルタ６において、色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂは、図４（ｂ）に示すように、その厚みＤが、ブラックマトリクス５ＢＭの隔壁高さＡに対して４０％以上７０％以下であり、かつ高低差が０．５μｍ未満である。
【００９２】
色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂの厚みＤが、ブラックマトリクス５ＢＭの隔壁高さＡに対して４０％以上であることによって、白抜けなどの画素欠陥が発生するのを防止することができる。また、色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂの厚みＤが、ブラックマトリクス５ＢＭの隔壁高さＡに対して７０％以下であることによって、高低差が０．５μｍ未満の平坦性に優れた色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂとなる。
【００９３】
図５は、本発明の実施の他の形態に係るカラーフィルタ６０の構成を概略的に示す図である。本実施形態のカラーフィルタ６０は、前述したカラーフィルタの製造方法によって製造することができる。
【００９４】
カラーフィルタ６０は、上記カラーフィルタ６と類似した構成である。カラーフィルタ６０は、３原色の色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから構成される着色パターン５１と、隣接する色画素層間に位置する隔壁となるブラックマトリクス５ＢＭとが、基板２上に形成されたものである。カラーフィルタ６０では、長方形状に形成されたブラックマトリクス５ＢＭの開口部に対応して各色の色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂが形成されたものである。
【００９５】
本実施形態のカラーフィルタ６０において、色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂは、図５（ｂ）に示すように、その厚みＤが、ブラックマトリクス５ＢＭの隔壁高さＡに対して４０％以上７０％以下であり、かつ高低差が０．５μｍ未満である。これによって、カラーフィルタ６０は、白抜けなどの画素欠陥が発生するのを防止することができるとともに、色画素層５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂの層厚の違いによる色むらの発生を防止することができる。
【００９６】
また本発明のさらに他の実施の形態として、カラーフィルタ６，６０を備える表示装置を提供することも可能である。表示装置は、色画素層の層厚の違いによる色むらの発生が防止された本発明に係るカラーフィルタ６，６０を備えるので、表示むらのない均一な画像を表示することができる。表示装置としては、液晶表示装置、プラズマ表示装置、エレクトロルミネッサンス表示装置、蛍光表示装置、電解放射型表示装置を挙げることができる。
【００９７】
（実施例）
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００９８】
（実施例１）
＜ブラックマトリクス基板作製工程＞
ブラックマトリクス基板は、ネガ型樹脂ブラックマトリクス材料（商品名：ＸＫ−Ｌ３０４ＳＦ、住友化学株式会社製）を用いて、ガラスから成る透明基板上に、ポストベイク後の最終的な膜厚（隔壁高さ）が２．３μｍとなるようにスピンコート塗工する。次いで、フォトマスクを介して露光量２００ｍＪ／ｃｍ２でパターニング露光した後、９０℃で１１０秒間のプリベークを行う。その後、０．５％水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液からなる現像液を用いて温度２４℃で現像し、パターンを形成する。さらに、室温から２３０℃まで１時間で昇温し、同温度で２０分間維持するポストベイクを行うことで、ブラックマトリクスが形成される。ブラックマトリクスの開口部の寸法は、測長器（商品名：ＵＭＩＣ、ソキア社製）で測定することができ、短辺が１０８μｍ、長辺が４０７μｍの矩形とした。
【００９９】
色画素層形成に使用する着色インクは、以下に示す各成分（ａ１）〜（ａ４）を混合し、３本ロールとビーズミルを用いて分散させることにより調製した。
（ａ１）顔料 ５〜３０部
（ａ２）分散剤 １〜２０部
（ａ３）アクリル樹脂 ０〜２０部
（ａ４）溶剤 ０〜７０部
【０１００】
なお、溶剤は、ＤＰＭＡ、ＢＤＧ、ＥＤＧＡＣ、ＰＧＭＥおよびＮＢＡの混合物である。ＤＰＭＡはジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（沸点２０９℃）を示し、ＢＤＧはジエチレングリコールモノブチルエーテル（沸点２３０℃）を示し、ＥＤＧＡＣはジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート（沸点２１７℃）を示し、ＰＧＭＥはプロピレングリコールモノメチルエーテル（沸点１２１℃）を示し、ＮＢＡはｎ−ブチルアセテート（沸点１２６℃）を示す。
【０１０１】
＜第１充填工程＞
色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（２．３μｍ）に対して４３．５％となるような着色インクの全充填量のうちの、３０体積％の量である第１充填量の着色インクを、インクジェットプリント方式でブラックマトリクスの開口部に印写した。なお、着色インクの前記全充填量は、厚み１．０μｍの色画素層を形成可能な量である。
【０１０２】
＜第１乾燥固化工程＞
２３５℃の温度下で２０分間ポストベイク処理して溶剤を完全に除去し、ブラックマトリクスの開口部に充填された第１充填量の着色インクを乾燥固化させ、第１色画素層を形成した。
【０１０３】
＜第２充填工程＞
全充填量から第１充填量を差し引いた残余の第２充填量（全量に対して７０％の量）の着色インクを、インクジェットプリント方式で、第１色画素層が形成されたブラックマトリクスの開口部に印写した。
【０１０４】
＜第２乾燥固化工程＞
２３５℃の温度下で２０分間ポストベイク処理して溶剤を完全に除去し、ブラックマトリクスの開口部に充填された第２充填量の着色インクを乾燥固化させ、色画素層を形成した。
以上の各工程を経て、実施例１のカラーフィルタを得た。
【０１０５】
（実施例２）
第１充填工程において、色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（２．３μｍ）に対して５２．２％となるような着色インクの全充填量のうちの、３０体積％の量である第１充填量の着色インクを用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例２のカラーフィルタを得た。なお、この場合の着色インクの全充填量は、厚み１．２μｍの色画素層を形成可能な量である。
【０１０６】
（実施例３）
第１充填工程において、色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（２．３μｍ）に対して６０．９％となるような着色インクの全充填量のうちの、３０体積％の量である第１充填量の着色インクを用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例３のカラーフィルタを得た。なお、この場合の着色インクの全充填量は、厚み１．４μｍの色画素層を形成可能な量である。
【０１０７】
（実施例４）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して４５体積％とし、第２充填量を全充填量に対して５５体積％としたこと以外は実施例１と同様にして、実施例４のカラーフィルタを得た。
【０１０８】
（実施例５）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して４５体積％とし、第２充填量を全充填量に対して５５体積％としたこと以外は実施例２と同様にして、実施例５のカラーフィルタを得た。
【０１０９】
（実施例６）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して４５体積％とし、第２充填量を全充填量に対して５５体積％としたこと以外は実施例３と同様にして、実施例６のカラーフィルタを得た。
【０１１０】
（実施例７）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して５０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して５０体積％としたこと以外は実施例１と同様にして、実施例７のカラーフィルタを得た。
【０１１１】
（実施例８）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して５０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して５０体積％としたこと以外は実施例２と同様にして、実施例８のカラーフィルタを得た。
【０１１２】
（実施例９）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して５０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して５０体積％としたこと以外は実施例３と同様にして、実施例９のカラーフィルタを得た。
【０１１３】
（実施例１０）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して７０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して３０体積％としたこと以外は実施例１と同様にして、実施例１０のカラーフィルタを得た。
【０１１４】
（実施例１１）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して７０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して３０体積％としたこと以外は実施例２と同様にして、実施例１１のカラーフィルタを得た。
【０１１５】
（実施例１２）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して７０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して３０体積％としたこと以外は実施例３と同様にして、実施例１２のカラーフィルタを得た。
【０１１６】
（実施例１３）
ブラックマトリクス基板作製工程において、ブラックマトリクスの隔壁高さを２．０μｍとした。そして、色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（２．０μｍ）に対して５０％となるような着色インクの全充填量に対して、第１充填量が５０体積％、第２充填量が５０体積％とした。なお、この場合の着色インクの全充填量は、厚み１．０μｍの色画素層を形成可能な量である。これらのこと以外は実施例１と同様にして、実施例１３のカラーフィルタを得た。
【０１１７】
（実施例１４）
着色インクの全充填量を、色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（２．０μｍ）に対して６０％となる量としたこと以外は実施例１３と同様にして、実施例１４のカラーフィルタを得た。なお、この場合の着色インクの全充填量は、厚み１．２μｍの色画素層を形成可能な量である。
【０１１８】
（実施例１５）
着色インクの全充填量を、色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（２．０μｍ）に対して７０％となる量としたこと以外は実施例１３と同様にして、実施例１５のカラーフィルタを得た。なお、この場合の着色インクの全充填量は、厚み１．４μｍの色画素層を形成可能な量である。
【０１１９】
（実施例１６）
ブラックマトリクス基板作製工程において、ブラックマトリクスの隔壁高さを２．５μｍとした。そして、色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（２．５μｍ）に対して４０％となるような着色インクの全充填量に対して、第１充填量が５０体積％、第２充填量が５０体積％とした。なお、この場合の着色インクの全充填量は、厚み１．０μｍの色画素層を形成可能な量である。これらのこと以外は実施例１と同様にして、実施例１６のカラーフィルタを得た。
【０１２０】
（実施例１７）
着色インクの全充填量を、色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（２．５μｍ）に対して４８％となる量としたこと以外は実施例１６と同様にして、実施例１７のカラーフィルタを得た。なお、この場合の着色インクの全充填量は、厚み１．２μｍの色画素層を形成可能な量である。
【０１２１】
（実施例１８）
着色インクの全充填量を、色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（２．５μｍ）に対して５６％となる量としたこと以外は実施例１６と同様にして、実施例１８のカラーフィルタを得た。なお、この場合の着色インクの全充填量は、厚み１．４μｍの色画素層を形成可能な量である。
【０１２２】
（比較例１）
第１乾燥固化工程において、ポストベイク処理時の温度を７０℃としたこと以外は実施例７と同様にして、比較例１のカラーフィルタを得た。なお、第１乾燥固化工程後に得られた第１色画素層は、充分に乾燥固化されていなかった。
【０１２３】
（比較例２）
第１乾燥固化工程において、ポストベイク処理時の温度を７０℃としたこと以外は実施例８と同様にして、比較例２のカラーフィルタを得た。なお、第１乾燥固化工程後に得られた第１色画素層は、充分に乾燥固化されていなかった。
【０１２４】
（比較例３）
第１乾燥固化工程において、ポストベイク処理時の温度を７０℃としたこと以外は実施例９と同様にして、比較例３のカラーフィルタを得た。なお、第１乾燥固化工程後に得られた第１色画素層は、充分に乾燥固化されていなかった。
【０１２５】
（比較例４）
第１乾燥固化工程において、ポストベイク処理時の温度を１６０℃としたこと以外は実施例７と同様にして、比較例４のカラーフィルタを得た。なお、第１乾燥固化工程後に得られた第１色画素層は、充分に乾燥固化されていなかった。
【０１２６】
（比較例５）
第１乾燥固化工程において、ポストベイク処理時の温度を１６０℃としたこと以外は実施例８と同様にして、比較例５のカラーフィルタを得た。なお、第１乾燥固化工程後に得られた第１色画素層は、充分に乾燥固化されていなかった。
【０１２７】
（比較例６）
第１乾燥固化工程において、ポストベイク処理時の温度を１６０℃としたこと以外は実施例９と同様にして、比較例６のカラーフィルタを得た。なお、第１乾燥固化工程後に得られた第１色画素層は、充分に乾燥固化されていなかった。
【０１２８】
（比較例７）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して２０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して８０体積％としたこと以外は実施例１と同様にして、比較例７のカラーフィルタを得た。
【０１２９】
（比較例８）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して２０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して８０体積％としたこと以外は実施例２と同様にして、比較例８のカラーフィルタを得た。
【０１３０】
（比較例９）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して２０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して８０体積％としたこと以外は実施例３と同様にして、比較例９のカラーフィルタを得た。
【０１３１】
（比較例１０）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して８０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して２０体積％としたこと以外は実施例１と同様にして、比較例１０のカラーフィルタを得た。
【０１３２】
（比較例１１）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して８０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して２０体積％としたこと以外は実施例２と同様にして、比較例１１のカラーフィルタを得た。
【０１３３】
（比較例１２）
着色インクの第１充填量を全充填量に対して８０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して２０体積％としたこと以外は実施例３と同様にして、比較例１２のカラーフィルタを得た。
【０１３４】
（比較例１３）
第１充填工程において用いた着色インクの量を全充填量とし、第２充填工程および第２乾燥固化工程を省略したこと以外は実施例１と同様にして、比較例１３のカラーフィルタを得た。
【０１３５】
（比較例１４）
第１充填工程において用いた着色インクの量を全充填量とし、第２充填工程および第２乾燥固化工程を省略したこと以外は実施例２と同様にして、比較例１４のカラーフィルタを得た。
【０１３６】
（比較例１５）
第１充填工程において用いた着色インクの量を全充填量とし、第２充填工程および第２乾燥固化工程を省略したこと以外は実施例３と同様にして、比較例１５のカラーフィルタを得た。
【０１３７】
（比較例１６）
着色インクの全充填量を、色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（２．３μｍ）に対して３０．４％となる量とした。そして、着色インクの第１充填量を全充填量に対して５０体積％とし、第２充填量を全充填量に対して５０体積％とした。なお、この場合の着色インクの全充填量は、厚み０．７μｍの色画素層を形成可能な量である。これらのこと以外は実施例１と同様にして、比較例１６のカラーフィルタを得た。
【０１３８】
（比較例１７）
ブラックマトリクス基板作製工程において、ブラックマトリクスの隔壁高さを１．６μｍとした。そして、色画素層の厚みがブラックマトリクスの隔壁高さ（１．６μｍ）に対して７５％となるような着色インクの全充填量に対して、第１充填量が５０体積％、第２充填量が５０体積％とした。なお、この場合の着色インクの全充填量は、厚み１．２μｍの色画素層を形成可能な量である。これらのこと以外は実施例１と同様にして、比較例１７のカラーフィルタを得た。
【０１３９】
実施例１〜１８および比較例１〜１７のカラーフィルタについて、白抜け、着弾痕、平坦性を評価した。
【０１４０】
＜白抜け＞
カラーフィルタの色画素層について目視観察および顕微鏡観察を行い、ブラックマトリクスの開口部に対する着色インクのインク充填状況、隣接する色画素層間の混色の有無を評価した。インク充填状況として、カラーフィルタの全面に対して白抜けの発生がない場合を良好「○」とし、白抜けの発生がある場合を不良「×」とした。
【０１４１】
＜着弾痕＞
カラーフィルタの色画素層について目視観察および顕微鏡観察を行い、着色インクの印写時の衝撃による着弾痕の有無を評価した。カラーフィルタの全面に対して着弾痕の発生がない場合を良好「○」とし、着弾痕の発生がある場合を不良「×」とした。
【０１４２】
＜平坦性＞
平坦性は、白色干渉型三次元顕微鏡（商品名：Ｎｅｗ Ｖｉｅｗ５０００、Ｚｙｇｏ社製）を用いて色画素層の表面状態を計測し、カラーフィルタ上面からみたときの色画素層の高低差（μｍ）として評価した。色画素層における高低差が０．５μｍ未満であれば平坦性は良好であり、高低差が０．５μｍ以上であれば平坦性は不良である。
【０１４３】
実施例１〜１８および比較例１〜１７のカラーフィルタについて、白抜け、着弾痕、平坦性の評価結果を表１に示す。
【０１４４】
【表１】
【０１４５】
表１から明らかなように、実施例１〜１８のカラーフィルタは、白抜けおよび着弾痕の発生がなく、かつ優れた平坦性を有する色画素層が形成されている。
【０１４６】
これに対して、比較例１〜６のカラーフィルタは、第１乾燥固化工程後に得られた第１色画素層が充分に乾燥固化されていなかったので、カラーフィルタの全面に着弾痕が発生し、平坦性についても測定不能なほど悪いものであった。
【０１４７】
比較例７〜９，１６のカラーフィルタは、第１充填工程における着色インクの第１充填量が不十分であるので、カラーフィルタの全面に白抜けが発生し、平坦性についても測定不能なほど悪いものであった。
【０１４８】
比較例１０〜１５，１７のカラーフィルタは、第１充填工程における着色インクの第１充填量が多過ぎるので、色画素層が大きな凸形状となり、良好な平坦性が得られなかった。
【符号の説明】
【０１４９】
１ 感光性黒色樹脂組成物層
２ 基板
３ フォトマスク
４ 光線
５ 第１着色パターン
５Ｂ，５Ｇ，５Ｒ 第１色画素層
５ＢＭ ブラックマトリクス
６，６０ カラーフィルタ
７ ブラックマトリクス基板
５１Ｂ，５１Ｇ，５１Ｒ 色画素層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に隔壁を形成する隔壁形成工程と、
溶剤中に着色剤が分散された着色インクを用いて、前記隔壁で囲まれた開口部に色画素層を形成する色画素層形成工程とを含み、
前記色画素層形成工程は、
前記開口部に充填すべき着色インクの量であって、前記色画素層の厚みが前記隔壁の高さに対して４０％以上７０％以下となるような着色インクの量である全充填量のうちの、３０体積％以上７０体積％以下の量である第１充填量の着色インクを、前記開口部に充填する第１充填工程と、
前記開口部に充填された前記第１充填量の着色インクを乾燥固化させる第１乾燥固化工程と、
前記全充填量から前記第１充填量を差し引いた残余の量である第２充填量の着色インクを、前記開口部に充填する第２充填工程と、
前記開口部に充填された前記第２充填量の着色インクを乾燥固化させる第２乾燥固化工程とを含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記第１乾燥固化工程および前記第２乾燥固化工程では、熱、光および電子線から選ばれる少なくとも１つのエネルギーを利用して、含まれる全ての溶剤の沸点以上の温度下で着色インクを乾燥固化させ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。
【請求項３】
前記第１充填量が、前記全充填量のうちの、３０体積％以上５０体積％以下の量であることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
前記隔壁の高さが、２．０μｍ以上２．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項５】
基板と、
前記基板上に形成された隔壁と、
前記隔壁で囲まれた開口部に設けられる色画素層とを含み、
前記色画素層は、その厚みが前記隔壁の高さに対して４０％以上７０％以下であり、かつ高低差が０．５μｍ未満であることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項６】
請求項５に記載のカラーフィルタを備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１】
基板上に隔壁を形成する隔壁形成工程と、
溶剤中に着色剤が分散された着色インクを用いて、前記隔壁で囲まれた開口部に色画素層を形成する色画素層形成工程とを含み、
前記色画素層形成工程は、
前記開口部に充填すべき着色インクの量であって、前記色画素層の厚みが前記隔壁の高さに対して４０％以上７０％以下となるような着色インクの量である全充填量のうちの、３０体積％以上７０体積％以下の量である第１充填量の着色インクを、前記開口部に充填する第１充填工程と、
前記開口部に充填された前記第１充填量の着色インクを乾燥固化させる第１乾燥固化工程と、
前記全充填量から前記第１充填量を差し引いた残余の量である第２充填量の着色インクを、前記開口部に充填する第２充填工程と、
前記開口部に充填された前記第２充填量の着色インクを乾燥固化させる第２乾燥固化工程とを含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記第１乾燥固化工程および前記第２乾燥固化工程では、熱、光および電子線から選ばれる少なくとも１つのエネルギーを利用して、含まれる全ての溶剤の沸点以上の温度下で着色インクを乾燥固化させ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。
【請求項３】
前記第１充填量が、前記全充填量のうちの、３０体積％以上５０体積％以下の量であることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
前記隔壁の高さが、２．０μｍ以上２．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項５】
基板と、
前記基板上に形成された隔壁と、
前記隔壁で囲まれた開口部に設けられる色画素層とを含み、
前記色画素層は、その厚みが前記隔壁の高さに対して４０％以上７０％以下であり、かつ高低差が０．５μｍ未満であることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項６】
請求項５に記載のカラーフィルタを備えることを特徴とする表示装置。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１８０５３０（Ｐ２０１１−１８０５３０Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４７０５０（Ｐ２０１０−４７０５０）
【出願日】平成２２年３月３日（２０１０．３．３）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【出願人】（０００１０７９０７）セーレン株式会社 (462)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３日（２０１０．３．３）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【出願人】（０００１０７９０７）セーレン株式会社 (462)
【Ｆターム（参考）】
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