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WO2007148689A1 - 隔壁パターン付き基板およびその製造方法 - Google Patents

隔壁パターン付き基板およびその製造方法 Download PDF

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WO2007148689A1
WO2007148689A1 PCT/JP2007/062321 JP2007062321W WO2007148689A1 WO 2007148689 A1 WO2007148689 A1 WO 2007148689A1 JP 2007062321 W JP2007062321 W JP 2007062321W WO 2007148689 A1 WO2007148689 A1 WO 2007148689A1
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WO
WIPO (PCT)
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substrate
partition
pattern
partition wall
forming
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2007/062321
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English (en)
French (fr)
Inventor
Junichi Kaminaga
Hiroyuki Miura
Takeshi Ikeda
Yuji Kubo
Eishi Aoki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
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Priority to JP2008522472A priority patent/JP5526543B2/ja
Priority to US12/305,938 priority patent/US20100015398A1/en
Publication of WO2007148689A1 publication Critical patent/WO2007148689A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G—PHYSICS
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24479—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including variation in thickness
    • Y10T428/24562—Interlaminar spaces

Definitions

  • the present invention relates to a substrate with a partition pattern used for a liquid crystal display device, an electoluminescence display device, and the like, and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a substrate with a partition pattern on which each pixel is printed by an ink jet method and a manufacturing method thereof.
  • a color filter used in a color liquid crystal display device or the like is an indispensable member for a color liquid crystal display device and the like, and plays a role of improving the image quality of the liquid crystal display device and giving each pixel a color of each primary color.
  • Various methods for producing this color filter have been studied in the past, and a photolithography method, an ink jet method, and the like are known as typical methods.
  • a photolithography method a coating film of a photosensitive resin layer of each color is formed on the entire substrate, and unnecessary portions of the coating film are removed later, and the remaining pattern is used as each color pixel.
  • a large amount of coating film is not required, and a large amount of materials such as pigments are wasted during the production of the color filter.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 6-347637
  • Patent Document 2 JP-A-7-035915
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 7-035917
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 7-248413 A method described in Patent Documents 1 to 4 has been proposed as a method of manufacturing a color filter substrate using an ink jet method.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-347637 describes a region outside a desired colored layer region on a glass substrate.
  • the black partition wall (black matrix) separating each pixel contains a hydrofluoric acid-based water / oil repellent so that the critical surface tension of the partition wall is less than 35 dynes.
  • Patent Document 2 JP-A-7-35915
  • Patent Document 3 JP-A-7-35917
  • Patent Document 4 JP-A-7-248413
  • the partition wall used as a partition wall for preventing color mixing is a black resin layer containing a fluorine-containing compound and Z or a silicon-containing compound, and its receding contact angle with respect to water is 40 ° or more, or a pixel. It is described that the receding contact angle with respect to the colored ink for forming the ink should be 20 ° or more.
  • the partition walls are formed using a black resin composition containing a fluorine compound having ink repellency, a step of imparting ink repellency to the formed partition pattern, A process for imparting ink-philicity to the ink is unnecessary, and it can be said that this is a very preferable method that can reduce the environmental burden and the manufacturing cost with a small number of processes.
  • partition walls without ink repellency. In that case, the adhesion between the partition walls and the functional layer is sufficient, but color mixing and white spots are not observed. And flat pixels cannot be formed.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to form a flat and uniform colored layer on each pixel without color mixture or white spot defect.
  • An object of the present invention is to provide a substrate with a partition pattern and a method for manufacturing the same.
  • Another object of the present invention is to provide a substrate with a partition pattern in which a functional layer is provided on a partition wall and the functional layer is not uneven and has high adhesion to the functional layer and a method for manufacturing the same.
  • a first invention is a substrate with a partition pattern having a substrate and a partition pattern having a material force including a fluorine compound formed at a predetermined position on the substrate, wherein the upper surface of the partition is flying
  • a second invention is a substrate with a partition pattern according to the first invention, wherein the surface of the substrate surrounded by the partition wall is negatively measured by a time-of-flight secondary ion mass spectrometer (TOF-SIMS).
  • TOF-SIMS time-of-flight secondary ion mass spectrometer
  • a third invention is a substrate with a partition pattern having a partition pattern including a substrate and a fluorine compound formed at a predetermined position on the substrate and also having a material force, and the substrate side force is included in the partition.
  • F—Fragment ions (MZZ 19) of the total negative ion detection intensity when the negative ion analysis is performed with a time-of-flight secondary ion mass spectrometer (TOF-SIMS), where the height is 90% or less
  • TOF-SIMS time-of-flight secondary ion mass spectrometer
  • a fourth invention is the substrate with a partition pattern according to the third invention, wherein the surface of the substrate surrounded by the partition wall is negatively measured by a time-of-flight secondary ion mass spectrometer (TOF-SIMS).
  • TOF-SIMS time-of-flight secondary ion mass spectrometer
  • a fifth invention provides a substrate, a partition pattern having a material force including a fluorine compound formed at a predetermined position on the substrate, and a colored layer formed with colored ink in a region surrounded by the partition pattern.
  • the upper surface of the partition wall occupies the detection intensity of all negative ions when negative ion analysis is performed by a time-of-flight secondary ion mass spectrometer (TOF—SIMS).
  • TOF—SIMS time-of-flight secondary ion mass spectrometer
  • a sixth invention is the substrate with a partition pattern according to the fifth invention, wherein the substrate with the partition pattern has a functional layer on the partition and the colored layer.
  • a substrate a partition wall pattern having a material force including a fluorine compound formed at a predetermined position on the substrate, and a colored layer formed with colored ink in a region surrounded by the partition wall pattern
  • a portion of the partition wall having a height of 90% or less from the substrate side is subjected to negative ion analysis by a time-of-flight secondary ion mass spectrometer (TOF-SIMS).
  • TOF-SIMS time-of-flight secondary ion mass spectrometer
  • An eighth invention is the substrate with a partition pattern according to the seventh invention, wherein a functional layer is further provided on the partition wall and the colored layer.
  • a ninth invention is a method for manufacturing a substrate with a partition pattern, which includes the following steps.
  • the process of forming the barrier ribs by heating and curing the barrier rib material pattern irradiated with ionizing radiation at 180 ° C or lower.
  • a tenth invention is the manufacturing method according to the ninth invention, wherein the upper surface of the partition wall formed is subjected to negative ion analysis by a time-of-flight secondary ion mass spectrometer (TOF-SIMS).
  • TOF-SIMS time-of-flight secondary ion mass spectrometer
  • a twelfth invention is a method for manufacturing a substrate with a barrier rib pattern according to the ninth invention, characterized by having a step of forming a colored layer with colored ink after the step of forming the barrier rib. It is a manufacturing method of the board
  • a thirteenth invention is a method for manufacturing a substrate with a partition wall pattern according to the ninth invention, comprising a step of forming a colored layer with colored ink after the step of forming the partition wall, and A method for producing a substrate with a partition pattern, characterized in that colored ink does not adhere to the partition pattern.
  • a fourteenth invention is a method for manufacturing a substrate with a barrier rib pattern according to the ninth invention, wherein a step of forming a colored layer with colored ink is formed after the step of forming the barrier rib, and the colored layer is formed. And a step of performing a surface cleaning treatment after forming the partition and the colored layer.
  • a fifteenth aspect of the invention is a method for manufacturing a substrate with a barrier rib pattern according to the ninth aspect of the invention, wherein the step of forming a colored layer with a colored ink after the step of forming the barrier rib; the colored layer is formed And a step of performing a surface cleaning treatment after forming the partition walls and the colored layer, and
  • a sixteenth aspect of the invention is a method for manufacturing a substrate with a partition pattern according to the ninth aspect of the invention, the step of forming a colored layer with colored ink after the step of forming the partition; forming the colored layer And a step of performing a surface cleaning treatment after forming the partition walls and the colored layer, and
  • the portion where the height of the substrate side force is 90% or less is the total negative when the negative ion analysis is performed by the time-of-flight secondary ion mass spectrometer (TOF-SIMS).
  • TOF-SIMS time-of-flight secondary ion mass spectrometer
  • a seventeenth aspect of the invention is a method for manufacturing a substrate with a partition wall pattern including the following steps.
  • An eighteenth aspect of the invention is a method for manufacturing a substrate with a partition pattern described in the seventeenth aspect of the invention, wherein the colored ink does not adhere to the partition pattern after the step of forming the colored layer with the colored ink. It is a manufacturing method of the board
  • a nineteenth aspect of the invention is a method for manufacturing a substrate with a barrier rib pattern according to the seventeenth aspect of the invention, wherein the upper surface of the barrier rib after the surface cleaning treatment step is subjected to time-of-flight secondary ion mass analysis.
  • a twentieth invention is a method for manufacturing a substrate with a partition pattern according to the seventeenth invention, wherein the height of the substrate side force is 90% or less of the partition after the surface cleaning treatment step.
  • TOF—SIMS time-of-flight secondary ion mass spectrometer
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a cross-section of a substrate with a partition pattern of the present invention.
  • a protective layer 1, a partition wall 2, a substrate 3, and a colored layer (pixel) 4 are shown.
  • FIG. 2 shows an example of a method for forming a substrate with a partition wall pattern according to the present invention.
  • a step of providing a partition material on the entire surface of the substrate (b) a step of patterning the partition, and (c) a step of providing a colored layer at the opening of the partition when providing a colored layer ,
  • each of the colored layers provided in each opening between the partition walls is a pixel.
  • the upper surface of the formed partition wall is F-fragment ions that account for the total negative ion detection intensity when negative ion analysis is performed with a time-of-flight secondary ion mass spectrometer (T OF-SIMS).
  • T OF-SIMS time-of-flight secondary ion mass spectrometer
  • substrate falls when the ink repellency inside a partition is high, it is preferable that it is in the above-mentioned range also from the point.
  • the ratio is preferably 0.1% to 5%.
  • One method of confirming the force that does not cause color mixing within this range is confirmation of adhesion of colored ink on the partition wall.
  • a component contained in the colored ink but not in the partition may be analyzed at the upper part of the partition.
  • Ingredients include elements and organic functional groups, but are not limited thereto.
  • Any analysis method can be used as long as the component can be confirmed. Examples thereof include TOF-SIMS, EDX (energy dispersive X-ray fluorescence analysis), XPS (X-ray electron spectroscopy), and ICP emission analysis.
  • the partition wall does not contain Cu element and colored ink containing Cu element is used, the partition wall This can be confirmed by elemental analysis of the upper Cu.
  • a partition wall does not contain a benzene ring and a colored ink containing a benzene ring is used, it can be confirmed by analyzing the presence or absence of the benzene ring.
  • the upper surface of the partition wall has a certain degree of ink repellency, but the ink repellency of the upper surface of the partition wall after forming the colored layer is preferably low. Yes.
  • a functional layer such as an overcoat layer or a conductive layer is provided on the partition wall layer, if the ink repellency on the upper surface of the partition wall is high, the functional layer may become uneven or the adhesion between the partition wall and the functional layer will decrease. The film peels off.
  • the upper surface of the partition wall after forming the colored layer occupies the detection intensity of all negative ions when negative ion analysis is performed by a time-of-flight secondary ion mass spectrometer (TOF-SIMS).
  • a portion of the partition wall having a height of 90% or less from the substrate side is all negative when a negative ion analysis is performed by a time-of-flight secondary ion mass spectrometer (TOF-SIMS).
  • TOF-SIMS time-of-flight secondary ion mass spectrometer
  • % Or less preferably in the range of 0.1 to 5%. If the internal ink repellency is too high, the adhesion between the partition walls and the substrate will be reduced.
  • the colored layer may be formed of an ink having coloring material power such as red (R), green (G), and blue (B), and may be red (R), green (G), Even a light-emitting material such as blue (B) can be used.
  • an ink having a coloring material strength it can be used as a color filter used in a liquid crystal display device or an electo-luminance display device.
  • the coloring material and the light emitting material may be other colors such as cyan, magenta, yellow, purple other than red (R), green (G), and blue (B). You may combine.
  • a transparent conductive layer and an alignment film layer can be sequentially laminated on the partition walls and the colored layer. For example, it is opposed to a counter substrate on which an electrode such as a thin film transistor is formed.
  • the liquid crystal display device is configured through the liquid crystal layer.
  • a protective layer 4 can be provided on the color filter as necessary.
  • a conductive layer, a protective layer, and the like can be laminated on the partition and the colored layer.
  • the substrate a known substrate material such as a glass substrate, a quartz substrate, or a plastic substrate can be used. While it is preferable to use a transparent substrate, the glass substrate is excellent in transparency, strength, heat resistance, and weather resistance.
  • the partition wall and a method for forming the partition wall will be described in detail.
  • the film thickness (height) of the partition walls is preferably 1.0 m or more. Further, a force of 1.5 m to 5 m is preferable. If the partition wall height is less than 1.0 m, color mixing occurs, and if the partition wall height is too high, it is difficult to form a fine partition wall and the step with the colored layer becomes large. .
  • the partition wall is made of a resin composition containing an ink repellent agent.
  • the ink repellent include a silicon-based material and a fluorine-based material, but it is preferable to use a fluorine compound.
  • the barrier rib when the barrier rib is formed by a photolithography method described later, it can be formed using a photosensitive resin composition.
  • the light shielding property can be provided by mixing a light shielding material into the material of the partition wall.
  • the method for forming the partition wall includes a photolithography method, a printing method, a transfer method, and the like.
  • a photolithography method is also preferable in terms of productivity, partition wall formation, and the like.
  • the partition wall 2 may have a single layer or a multilayer structure of two or more layers.
  • a single layer is preferred because it requires only one process and does not require alignment.
  • Adjustment of the detection intensity of F-fragment ions in the partition walls is also shown in the following examples. This can be done by adjusting the amount of the fluorine-containing compound in the wall-forming composition, adjusting the degree of pressure reduction and oxygen concentration during the firing step when forming the partition walls, or the firing temperature.
  • the degree of pressure reduction or firing temperature during the firing process during the formation of the partition walls is adjusted; the firing atmosphere is set to an inert atmosphere; and an ultraviolet ray curing step is provided.
  • a method of adjusting conditions such as a washing step may be mentioned.
  • a negative photosensitive material containing an ink repellant described later is applied to the substrate that has been washed appropriately.
  • the water-soluble resin composition is uniformly coated using a known coating apparatus such as a slit die coater or a spin coater (see FIG. 3 (a)). Thereafter, a vacuum drying treatment or a pre-beta treatment can be performed as necessary to remove the solvent component.
  • the ink repellent dispersed in the coating has the property of gradually segregating on the surface of the coating, and the coating power solvent volatilizes and the coating
  • the segregation state of the ink repellent agent changes depending on the time until the ink is completely solidified and the conditions. Therefore, in order to obtain a partition wall with uniform performance, it is desirable to keep the coating force, reduced pressure drying in this step, or the time interval until pre-beta and those conditions uniform.
  • the barrier rib pattern can be formed by a conventionally known exposure and development method using an exposure apparatus and a photomask (see FIG. 3B).
  • the partition in the step of curing the partition pattern by irradiating with ultraviolet rays, can be cured by ionizing radiation from the upper surface of the substrate and then thermally cured (see FIG. 3 (c)).
  • the ionizing radiation for example, the partition walls can be cured by irradiating ultraviolet rays of 200 to 500 nm.
  • a light source to be irradiated since most photosensitive resins have photosensitivity in a wavelength range of 200 to 400 nm, it is particularly preferable to have at least one spectral peak in the wavelength range.
  • those containing a wavelength that promotes the decomposition of the ink repellent agent are not preferable because the ink repellent property of the partition wall surface is lowered and the decomposed ink repellent agent contaminates the substrate surface of the opening.
  • a high pressure mercury lamp or a metal halide lamp is particularly preferred as the light source.
  • the exposure amount to be irradiated if the ultraviolet crosslinking of the partition walls is insufficient, the resistance to the solvent of the colored ink when forming the colored layer is insufficient. Since the surface of the partition wall may be roughened, it is desirable that 100 mjZcm2 or more at 254 nm and 500 miZcn2 or more at 365 nm.
  • this step when the colored layer is formed by suppressing scattering and bleed-out due to thermal decomposition of the ink repellent as much as possible, by sufficiently curing the partition walls until the partition wall surface is not roughened, when a colored layer is formed by a jet, it is possible to prevent pixel color mixing, white spots, and color unevenness.
  • the partition formed by the photosensitive resin composition containing the ink repellant is a light-shielding light-shielding layer
  • the surface of the partition is cured by ultraviolet irradiation with the high-pressure mercury lamp or metal halide lamp.
  • it may not harden to the inside due to light shielding.
  • a heating method such as a competition oven, a hot plate, a halogen heater, or an IR oven can be used as the heating method, and it is not particularly limited.
  • an ultraviolet irradiation step is not included, although it depends on the composition of the resin, it is necessary to heat at a high temperature of 180 ° C or higher in order to be cured. Dispersion or bleed-out may occur due to disassembly.
  • the photosensitive resin composition for example, a negative photosensitive resin composition can be used, and the following components are appropriately combined and designed so as to have photosensitivity in the wavelength range of irradiated light.
  • the main components include a binder resin, a radically polymerizable compound, a photopolymerization initiator, a solvent, an ink repellent agent, and, if necessary, a light shielding material.
  • alkane-soluble thermosetting resin is preferred, and specifically, Crezo-Lunovolak resin, polybutanol resin, acrylic resin, methacrylic resin, and the like. Can be mentioned. These binder resins may be used alone or in combination of two or more. In addition, in order to promote curability at low temperatures, melamine is attracted in addition to these oils. A conductor and a photoacid generator can also be contained.
  • the melamine derivative is preferably a compound having a methylol group or a methoxymethyl group and having a particularly high solubility in a solvent.
  • the photoacid generator promotes the dehydration reaction and the crosslinking reaction between the melamine derivative and the binder resin by the action of an acid generated upon exposure, and is particularly among photoacid generators. Those having high solubility in a solvent are preferred.
  • the compound having radical polymerizability for example, a monomer or oligomer having a bull group or aryl group, or a polymer having a bull group or a aryl group at the terminal or side chain can be used.
  • a monomer or oligomer having a bull group or aryl group or a polymer having a bull group or a aryl group at the terminal or side chain can be used.
  • (meth) acrylic acid and its salts for example, (meth) acrylic acid esters, (meth) acrylamides, maleic anhydride, maleic acid esters, itaconic acid esters, styrenes, butyl ethers, butyl esterskind, N
  • Suitable compounds include, for example, pentaerythritol tritalylate, trimethylolpropane tritalylate, pentaerythritol tetratalylate, ditrimethylolpropane tetratalylate, dipentaerythritol penta and hexaatalylate. Examples include, but are not limited to, functional acrylates. These radically polymerizable compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the compound having radical polymerizability can be in the range of 1 to 200 parts by weight, preferably 10 to 150 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin.
  • the photopolymerization initiator generates radicals by exposure and crosslinks the binder resin through a compound having radical polymerizability.
  • photopolymerization initiators include benzophenone, 4,4,1bis (dimethylamino) benzophenone, benzophenone compounds such as 4,4,1bis (jetylamino) benzophenone, 1-hydroxy cyclohexylacetophenone, 2 , 2-dimethoxy-1-2-phenylacetophenone, and 2-methyl-1- [4 (methylthio) phenol] 2 morpholinopropane 1-one etc.
  • photopolymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the photopolymerization initiator can be in the range of 0.1 to 50 parts by weight, preferably 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
  • the light-shielding material imparts light-shielding properties to the partition walls and improves the display device.
  • Examples of light-shielding materials include black pigments, black dyes, carbon black, erlin black, Graphite, iron black, titanium oxide, inorganic pigments, and organic pigments can be used. These light shielding materials may be used alone or in combination of two or more.
  • the ink repellent used in the present invention imparts ink repellency to the color ink on the partition walls.
  • the ink repellent agent can be added in advance to the resin composition used for the partition formation.
  • a fluorine compound or a silicon compound can be used, and it is particularly preferable to use a fluorine compound.
  • a fluorine-based compound a fluorine-containing copolymer having a mass average molecular weight of 10,000 to 100,000 is an ink repellency on the partition wall surface and an ink affinity on the surface of the opening base material in the present invention. It is particularly preferable in order to achieve both.
  • the resin composition used for forming the partition walls may have compatible additives, such as leveling agents, chain transfer agents, stabilizers, sensitizing dyes, surfactants, cups, if necessary.
  • compatible additives such as leveling agents, chain transfer agents, stabilizers, sensitizing dyes, surfactants, cups, if necessary.
  • a ring agent etc. can be covered.
  • a time-of-flight secondary ion mass spectrometer (TOF—SIMS) is preferably performed using a TRIFT-II apparatus manufactured by PHIZEVANS, and measurement conditions are performed using Ga + as a primary ion.
  • the negative ion analysis of the portion of the partition wall where the height of the substrate side force is 90% or less is performed by polishing the upper 10% portion (or more than 10% portion) of the entire partition wall. After the removal, measurement and calculation were performed in the same manner as described above.
  • the line width of the partition wall corresponds to the line width of the partition wall used in a general color filter or EL element, and is specifically 5 to: LOO / zm. preferable.
  • the line width is less than 5 m, it is difficult to prevent color mixing even if a large amount of fluorine is contained in the upper surface of the partition wall, and it can be said that the pattern formation of the partition wall itself is difficult with the conventional technology.
  • the line width of the partition wall exceeds 100 m, the quality as a liquid crystal display device is degraded. Therefore, it is not preferable.
  • the time-of-flight secondary ion mass spectrometer can analyze with good resolution even in the sub / zm to several / zm area, and the line width is only tens of zm. It can be said that this is a particularly suitable method for analyzing the upper surface of the partition wall.
  • the fluorine ratio of the upper surface of the partition wall and the substrate surface of the opening portion depends on the shape and opening width of the partition wall, the film thickness of the partition wall, the line width, the type of color ink, the ambient temperature, and the like. It is preferable to adjust within the above range.
  • the colored layer can be formed by a known method such as an ink jet method, a printing method, a transfer method, or an electrodeposition method.
  • the ink jet method is preferably used from the viewpoint of productivity and the like (FIG. 3 (e)). (See)
  • the coloring ink used for the colored layer may be a known material such as a colorant, a thermosetting resin, a solvent, and may be prepared by adding an additive such as a dispersant, if necessary. it can.
  • a colorant a dye or a pigment can be used, but a pigment dispersion type is particularly preferable in terms of reliability such as heat resistance and weather resistance.
  • the solvent water-based and organic solvent-based solvents can be used, but organic solvents are used because they are highly soluble in a wide range of resin compositions and can discharge ink jets even at high solids concentrations. It is especially preferred to use a solvent.
  • the coloring agent used for the colored layer can be force s using a color pigment.
  • Color pigments are specifically listed as Pigment Red 9, 19, 38, 43, 97, 12 2, 123, 144, 149, 166, 168, 177, 179, 180, 192, 215, 216, 208, 216 , 2 17, 220, 223, 224, 226, 227, 228, 240, Pigment Blue 15, 15: 6, 16, 22, 29, 60, 64, Pigment Green 7, 36, Pigment Red 20, 24, 86, 93, 108, 1 09, 110, 117, 125, 137, 138, 139, 147, 148, 153, 154, 166, 168, 185, Pigment Orange 36, Pigment Violet 23, etc.
  • the above can be mixed and used.
  • a solvent having a surface tension in a range suitable for the ink jet system for example, 40 mNZm or less and a boiling point of 130 ° C or more can be preferably used. If the surface tension exceeds 40 mNZm, the dot shape stability during ink jet ejection tends to be significantly adversely affected, and the boiling point is less than 130 ° C. Then, the drying property in the vicinity of the nozzle becomes remarkably high, and there is a tendency to cause defects such as nozzle clogging.
  • Suitable solvents include, for example, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol, 2-ethoxyethyl acetate, 2-butoxycetyl acetate, 2-methoxyethyl acetate, 2-ethoxyethyl Tyl ether, 2- (2-ethoxyethoxy) ethanol, 2- (2-butoxyethoxy) ethanol, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acetate, 2- (2-butoxyethoxy) ethyl acetate, 2- Examples thereof include phenoxyethanol and diethylene glycol dimethyl ether, and can be used alone or in admixture of two or more as required. In addition to solubility, the solvent is required to be stable over time, dryability, and the like, and is appropriately selected according to the characteristics of the colorant used and the binder resin.
  • binder inks listed below can be blended with the colored ink.
  • binder resin of the colored ink examples include casein, gelatin, polyvinyl alcohol, carboxymethyl acetal, polyimide resin, acrylic resin, epoxy resin, and melamine resin. It can be selected as appropriate. For example, acrylic resin is preferred when heat resistance and light resistance are required.
  • a dispersant may be added in order to improve the dispersion of the pigment in the binder resin of the colored ink.
  • the dispersant include nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ether, and examples of the ionic surfactant include sodium alkylbenzene sulfonate, poly fatty acid salt, fatty acid salt alkyl phosphate, Other examples include organic pigment derivatives, polyesters, and the like.
  • the dispersants can be used alone or in admixture of two or more.
  • a light emitting material can be used as a colorant used in the colored layer.
  • the light emitting material includes an inorganic compound light emitting material and an organic compound light emitting material, and the organic compound light emitting material includes a low molecular type and a high molecular type.
  • the colored layers of the respective colors can be adjusted according to the height of the partition walls.
  • the colored layer of each color preferably has an average film thickness of pixels in the range of 80 to 120% with respect to the height of the partition walls, and more preferably in the range of 90 to 110%.
  • the pixel film thickness is uniform within the pixel.
  • the film thickness of any part of the pixel is preferably in the range of 80 to 120% of the average film thickness of the pixel or all pixels of the same color of the pixel. More preferably, it is within the range of 90 to 110%.
  • a functional layer can be provided on the partition layer and the colored layer.
  • the functional layer include an overcoat layer, a protective layer, a conductive layer, and an electrode.
  • the F-fragment ion is within the above-mentioned range.
  • Examples of the surface cleaning include dry treatment methods such as ultraviolet irradiation treatment, plasma irradiation treatment, corona discharge treatment, and ultraviolet ray irradiation ozone treatment, and wet treatment methods using detergents, solvents, alkalis, and the like.
  • ultraviolet irradiation ozone treatment is preferable.
  • UV irradiation treatment using a low-pressure mercury lamp including a wavelength of 185 nm and a xenon excimer lamp including a wavelength of 172 nm is preferable because ultraviolet irradiation ozone treatment without supplying ozone can be performed.
  • the distance between the lamp and the substrate is 5 to 20 mm, and for xenon excimer lamps, the distance between the lamp and the substrate is 1 to 3 mm.
  • the irradiation treatment at an exposure amount of 1000 to 3000 miZcm2, it is possible to decompose and remove the ink repellent agent on the surface of the partition wall so that the aforementioned F-fragment range is achieved.
  • the colored layer (pixel) is free from white spots and color mixing, and the flatness is secured, and the adhesion between the partition walls and the functional layer is secured, and the functional layer is free from unevenness.
  • Example 1 the colored layer (pixel) is free from white spots and color mixing, and the flatness is secured, and the adhesion between the partition walls and the functional layer is secured, and the functional layer is free from unevenness.
  • a photosensitive resin composition containing a fluorine-based ink repellent was blended in the following composition ratio and sufficiently kneaded with three rollers. Use alkali-free glass ("# 1737" Corning Co., Ltd.) as the substrate, apply this photosensitive resin composition on it, pre-bake at 90 ° C for 2 minutes, A 0 m film was formed.
  • Carbon pigment "MA-8” (Mitsubishi Materials Corporation) 23 parts by weight
  • Dispersant "Solspers # 5000" (manufactured by General Electric Co., Ltd.)
  • Photopolymerization initiator "Irgacure 369” (manufactured by Chinoku Specialty Chemical) 2 parts by weight Fluorine-containing compound "F179” (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc., mass average molecular weight 10000)
  • Example 3 a hot-air firing furnace in which the substrate on which the lattice pattern was formed by the development treatment was filled with nitrogen in the furnace without performing the ultraviolet irradiation treatment to create an inert gas atmosphere having an oxygen concentration of 10%.
  • a substrate with partition walls of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that heat treatment was performed at 230 ° C. for 20 minutes.
  • Example 1 the substrate on which the lattice pattern was formed by development processing was not subjected to ultraviolet irradiation processing, but the inside was depressurized by a dry pump to form a hot plate in a chamber having a reduced pressure vacuum of 75, OOOPa.
  • a substrate with partition walls of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that heat treatment was performed at 160 ° C. for 20 minutes.
  • Example 1 except that the amount of fluorine-containing compound “F179” (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc., mass average molecular weight 10000) of the photosensitive resin composition was changed to 0.3 parts by weight. In the same manner as in Examples 1 to 3, the substrates with partition walls of Examples 4 to 6 were obtained.
  • fluorine-containing compound “F179” manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc., mass average molecular weight 10000
  • Example 1 except that the substrate on which the lattice pattern was formed by development processing was subjected to heat treatment at a temperature of 230 ° C. for 20 minutes in a hot air baking furnace without performing ultraviolet irradiation treatment. In the same manner as in Example 1, a substrate with a partition wall of Comparative Example 1 was obtained.
  • Example 1 the fluorine-containing compound “F179” (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc., mass average molecular weight 10000) of the photosensitive resin composition was changed to 0.1 part by weight. Similarly, a substrate with a partition wall of Comparative Example 2 was obtained.
  • composition was allowed to react with 0.75 parts by weight of azobisisobutylnitryl under a nitrogen atmosphere and reacted under conditions of 70 ° C. for 5 hours to obtain an acrylic copolymer resin.
  • the resulting acrylic copolymer resin was diluted with propylene glycol monomethyl ether acetate so that the total amount was 10% by weight to obtain a diluted solution of acrylic copolymer resin.
  • a red colored layer (R), a green colored layer, and (G) blue colored by an ink jet printing apparatus equipped with a 12 pl, 180 dpi head Each pixel pattern of layer (B) was formed.
  • the solvent was first evaporated by heating at 90 ° C for 2 minutes on a hot plate.
  • a pixel pattern was formed by curing the ink by heat treatment at 230 ° C. for 30 minutes in a hot air baking furnace.
  • the color filters of Examples 1 to 6 formed as described above were good color filters having a flat colored layer free from mixed colors and white spots in the colored layer and having no color unevenness.
  • white spots in the colored layer were defective, and the colored layer had a convex shape with uneven color.
  • Comparative Example 2 poor color mixing occurred frequently.
  • the sample of the example was subjected to an ultraviolet irradiation treatment of 3000 mjZcm2 with a low-pressure mercury lamp at a distance of 10 mm between the substrates!
  • Table 3 shows the results of the presence or absence of unevenness in the functional layer.
  • FIG. 1 is an explanatory view of a substrate with a partition pattern of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing an example of a method for producing a substrate with a partition pattern of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing an example of a method for producing a substrate with a partition pattern of the present invention.

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Description

隔壁パターン付き基板およびその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、液晶表示装置やエレクト口ルミネッセンス表示装置等に用いる隔壁パ ターン付き基板およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、インキジェット方式に より各画素が印刷される隔壁パターン付き基板およびその製造方法に関する。
背景技術
[0002] カラー液晶表示装置等に用いられるカラーフィルタは、カラー液晶表示装置等に 不可欠な部材で、液晶表示装置の画質を向上させたり、各画素にそれぞれの原色 の色彩を与えたりする役割を有している。このカラーフィルタの製造方法は、従来種 々の検討が重ねられており、代表的な方法として、フォトリソグラフィー方式、インキジ エツト方式などが知られている。フォトリソグラフィー方式では、基板全体に各色の感 光性榭脂層の塗布膜を形成し、後に塗布膜の不要な部分を取りのぞき、残ったバタ 一ンを各色画素とする。この方法では塗布膜の多くが不要となるため、カラーフィルタ の製造時に大量の顔料等の材料が無駄になる。また、色画素毎に露光、現像工程を 行うため、工程数が多くなる。このようなことから、フォトリソグラフィー方式によるカラー フィルタの製造は、コスト、環境面、共に問題を有していた。この点で近年はインキジ エツト方式が注目されている。インキジェット方式よるカラーフィルタの製造は、 R、 G、 Bの 3色の着色榭脂組成物をインキとして用い、各色を同時に印刷することができる。 このため、材料の無駄も少なぐまた、画素の形成工程が短縮されるため、環境負荷 の低減と大幅なコストダウンが期待できる。
特許文献 1：特開平 6 - 347637号公報
特許文献 2 :特開平 7— 035915号公報
特許文献 3 :特開平 7— 035917号公報
特許文献 4:特開平 7— 248413号公報 インキジェット方式を用いたカラーフィルタ 基板の製造方法として、特許文献 1〜4に記載されている方法が提案されている。特 許文献 1 (特開平 6— 347637号公報）には、ガラス基板上の所望する着色層領域外 へのインキの広がりを防止するため、各画素間を区切る黒色の隔壁部（ブラックマトリ タス）にフッ酸系撥水 ·撥油剤を含有させて、隔壁の臨界表面張力が 35ダイン未満で 、間隙の被印刷面の臨界表面張力が 35ダイン以上で、かつ、インキの表面張力が隔 壁及び間隙の被印刷面の臨界表面張力から 5ダイン以上の差を有する隔壁を形成 することによって、着色領域内のみにインキを定着させることが記載されている。また 、特許文献 2 (特開平 7— 35915号公報)、特許文献 3 (特開平 7— 35917号公報)、 特許文献 4 (特開平 7— 248413号公報）には、着色層形成工程におけるインキにじ み、混色を防止するための仕切り壁とする隔壁が、含フッ素化合物及び Zまたは含 ケィ素化合物を含有する黒色榭脂層であり、その水に対する後退接触角が 40° 以 上、或いは画素を形成するための着色インキに対する後退接触角が 20° 以上とす ることが記載されている。これらの方法は、撥インキ性を有するフッ素化合物を含有し た黒色榭脂組成物を用いて隔壁を形成しているため、形成された隔壁パターンに撥 インキ性を付与する工程や、被印刷面に親インキ性を付与する工程等が不要であり 、工程数が少なぐ環境負荷と製造コストを低減できる非常に好ましい方法と言える。
[0003] その他の方法としては、基板上に隔壁材料をパターニングし隔壁パターンを形成 した後に、撥インキ性の表面処理を行う方法があるが、工程数が一つ増える上に、上 部、側面の撥インキ性の度合いのコントロールが困難である。
[0004] また、基板上に隔壁材料を設け、撥インキ処理した後に、パターユングする方法も あるが、この場合、上部のみに撥インキ性を付与できるが、パター-ング工程で撥ィ ンキ性も失われることがあるため、所望の撥インキ性を付与することが困難である。 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] しかし、上記従来の方法では、有機溶剤系の顔料分散型着色インキを用いてイン キジエツトにより印刷した場合には、隣接した画素間で隔壁を乗り越えてインキ同士が 混じり合 、混色の不良が発生したり、逆に着色層が白抜けしたりする問題を生じて 、 た。また隔壁の表面が、画素を形成するための着色インキに対して十分な撥インキ性 を有していても、隔壁パターンを形成する際の焼成工程や、インキジェット印刷する 前の洗浄工程において、撥インキ剤が分解して飛散したり、隔壁外に撥インキ剤がブ リードアウトしたりすることがあった。そのため、隔壁で囲まれた開口部の基板表面が 撥インキ剤で汚染され、前記した着色層の白抜けや、画素の形状が平坦にならない 等の問題が発生しており、混色、白抜けのない、平坦な画素を形成することは困難で めつに。
[0006] また、混色などのない平坦な画素を設けるためには、隔壁に撥インキ性をコント口 ールする必要がある力 隔壁上部が撥インキ性であると、その上にオーバーコート層 や導電層などの機能層を設けたときに、隔壁と機能層の密着性が十分でなぐ機能 層のムラや膜剥がれなどが生じるという問題がある。
[0007] これを回避するために、撥インキ性のな!、隔壁を形成することが考えられるが、そ の場合、隔壁と機能層との密着性は十分になるが、混色、白抜けが生じ、平坦な画 素の形成はできない。
[0008] すなわち、混色、白抜けのない、平坦な画素と、ムラ、膜剥がれのない機能層の 両立は困難であった。
[0009] 本発明は、上記の問題点を解決するために為されたもので、その課題とするとこ ろは、混色や白抜け不良の無い、各画素に平坦で均一な着色層を形成することので きる隔壁パターン付き基板およびその製造方法を提供することである。
[0010] また、隔壁上に機能層を設ける場合、機能層にムラがなぐまた機能層と高い密 着性を有する隔壁パターン付き基板およびその製造方法を提供することである。 課題を解決するための手段
[0011] 以下に上記課題を解決するための本願の構成を以下に示す。
[0012] 第 1の発明は、基板と、前記基板上の所定位置に形成されたフッ素化合物を含む 材料力もなる隔壁パターンを有する隔壁パターン付き基板であって、前記隔壁の上 部表面は、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF— SIMS)により負イオン分析を 行った際の全負イオンの検出強度に占める F—フラグメントイオン (MZZ = 19)の検 出強度の比率が 25%〜60%であることを特徴とする隔壁パターン付き基板である。
[0013] 第 2の発明は、前記第 1の発明に記載の隔壁パターン付き基板において、前記隔 壁に囲まれた基板表面の、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF— SIMS)により 負イオン分析を行った際の全負イオンの検出強度に占める F—フラグメントイオン (M ZZ= 19)の検出強度の比率が、 10%以下であることを特徴とする隔壁パターン付 き基板である。
[0014] 第 3の発明は、基板と、前記基板上の所定位置に形成されたフッ素化合物を含む 材料力もなる隔壁パターンを有する隔壁パターン付き基板であって、前記隔壁のうち 、前記基板側力もの高さが 90%以下の部分の、飛行時間型 2次イオン質量分析計（ TOF-SIMS)により負イオン分析を行った際の全負イオンの検出強度に占める F— フラグメントイオン (MZZ= 19)の検出強度の比率力 10%以下であることを特徴と する隔壁パターン付き基板である。
[0015] 第 4の発明は、前記第 3の発明に記載の隔壁パターン付き基板において、前記隔 壁に囲まれた基板表面の、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF— SIMS)により 負イオン分析を行った際の全負イオンの検出強度に占める F—フラグメントイオン (M ZZ= 19)の検出強度の比率が、 10%以下であることを特徴とする隔壁パターン付 き基板である。
[0016] 第 5の発明は、基板と、前記基板上の所定位置に形成されたフッ素化合物を含む 材料力 なる隔壁パターンと、前記隔壁パターンに囲まれた領域に着色インキにより 形成された着色層とを有する隔壁パターン付き基板であって、前記隔壁の上部表面 は、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF— SIMS)により負イオン分析を行った 際の全負イオンの検出強度に占める F—フラグメントイオン (MZZ = 19)の検出強度 の比率が 20%以下であり、かつ前記隔壁上に着色インキの付着がないことを特徴と する隔壁パターン付き基板である。
[0017] 第 6の発明は、前記第 5の発明において、隔壁パターン付き基板において、前記 隔壁及び着色層上に、機能層を有する隔壁パターン付き基板である。
[0018] 第 7の発明は、基板と、前記基板上の所定位置に形成されたフッ素化合物を含む 材料力 なる隔壁パターンと、前記隔壁パターンに囲まれた領域に着色インキにより 形成された着色層とを有する隔壁パターン付き基板であって、前記隔壁のうち、前記 基板側からの高さが 90%以下の部分は、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF -SIMS)により負イオン分析を行った際の全負イオンの検出強度に占める F—フラ グメントイオン (MZZ= 19)の検出強度の比率が 10%以下であり、かつ前記隔壁上 に着色インキの付着がないことを特徴とする隔壁パターン付き基板である。
[0019] 第 8の発明は、前記第 7の発明に記載の隔壁パターン付き基板において、前記隔 壁及び着色層上に、さらに機能層を有するものである。
[0020] 第 9の発明は、以下の工程を含む隔壁パターン付き基板の製造方法である。
基板上の所定位置にフッ素化合物を含む隔壁材料のノターンを形成する工程； 前記隔壁材料のパターンに電離放射線を照射する工程；
電離放射線を照射した隔壁材料のパターンに 180°C以下で加熱硬化し隔壁を形成 する工程。
[0021] 第 10の発明は、前記第 9の発明に記載の製造方法であって、形成され隔壁の上 部表面は、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF— SIMS)により負イオン分析を 行った際の全負イオンの検出強度に占める F—フラグメントイオン (MZZ = 19)の検 出強度の比率を 25%〜60%とした隔壁パターン付き基板の製造方法である。
[0022] 第 11の発明は、前記第 9の発明に記載された隔壁パターン付き基板の製造方法 であって、形成された前記隔壁のうち、前記基板側からの高さが 90%以下の部分は 、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF— SIMS)により負イオン分析を行った際 の全負イオンの検出強度に占める F—フラグメントイオン (MZZ = 19)の検出強度の 比率を 10%以下とした隔壁パターン付き基板の製造方法である。
[0023] 第 12の発明は、第 9の発明に記載された隔壁パターン付き基板の製造方法であ つて、隔壁を形成する工程の後に、着色インキにより着色層を形成する工程を有する ことを特徴とする隔壁パターン付き基板の製造方法である。
[0024] 第 13の発明は、第 9の発明に記載された隔壁パターン付き基板の製造方法であ つて、隔壁を形成する工程の後に、着色インキにより着色層を形成する工程を有し、 かつ隔壁パターン上に着色インキの付着がないことを特徴とする隔壁パターン付き 基板の製造方法である。
[0025] 第 14の発明は、第 9の発明に記載された隔壁パターン付き基板の製造方法であ つて、隔壁を形成する工程の後に、着色インキにより着色層を形成する工程、着色層 を形成した後に前記隔壁および着色層を形成した後に表面洗浄処理を行う工程、を さらに含むことを特徴とする隔壁パターン付き基板の製造方法である。 [0026] 第 15の発明は、第 9の発明に記載された隔壁パターン付き基板の製造方法であ つて、隔壁を形成する工程の後に、着色インキにより着色層を形成する工程;着色層 を形成した後に前記隔壁および着色層を形成した後に表面洗浄処理を行う工程；を 含み、かつ、
表面洗浄処理後の隔壁の上部表面は、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF -SIMS)により負イオン分析を行った際の全負イオンの検出強度に占める F—フラ グメントイオン (MZZ= 19)の検出強度の比率が 20%以下であることを特徴とする 隔壁パターン付き基板の製造方法である。
[0027] 第 16の発明は、第 9の発明に記載された隔壁パターン付き基板の製造方法であ つて、隔壁を形成する工程の後に、着色インキにより着色層を形成する工程;着色層 を形成した後に前記隔壁および着色層を形成した後に表面洗浄処理を行う工程；を 含み、かつ、
表面洗浄処理後の前記隔壁のうち、前記基板側力もの高さが 90%以下の部分は 、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF— SIMS)により負イオン分析を行った際 の全負イオンの検出強度に占める F—フラグメントイオン (MZZ = 19)の検出強度の 比率が 10%以下であることを特徴とする隔壁パターン付き基板の製造方法である。
[0028] 第 17の発明は、以下の工程を有する隔壁パターン付き基板の製造方法である。
基板上の所定位置にフッ素化合物を含む隔壁材料のノターンを形成する工程； 前記隔壁のパターンに囲まれた領域に着色インキを充填し着色層を形成する工程； 前記隔壁および着色層を形成した後に表面洗浄処理を行う工程；
第 18の発明は、第 17の発明に記載された隔壁パターン付き基板の製造方法で あって、着色インキにより着色層を形成する工程後の隔壁パターン上に着色インキの 付着がないことを特徴とする隔壁パターン付き基板の製造方法である。
[0029] 第 19の発明は、第 17の発明に記載された隔壁パターン付き基板の製造方法で あって、表面洗浄処理工程後の前記隔壁の上部表面は、飛行時間型 2次イオン質 量分析計 (TOF—SIMS)により負イオン分析を行った際の全負イオンの検出強度 に占める F—フラグメントイオン (MZZ= 19)の検出強度の比率が 20%以下であるこ とを特徴とする隔壁パターン付き基板の製造方法である。 [0030] 第 20の発明は、第 17の発明に記載された隔壁パターン付き基板の製造方法で あって、表面洗浄処理工程後の前記隔壁のうち、前記基板側力もの高さが 90%以 下の部分は、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF— SIMS)により負イオン分析 を行った際の全負イオンの検出強度に占める F—フラグメントイオン (MZZ= 19)の 検出強度の比率が 10%以下であることを特徴とする隔壁パターン付き基板の製造方 法である。
発明の効果
[0031] 混色や白抜け不良の無い、各画素に平坦で均一な着色層を形成することのでき る隔壁パターン付き基板を提供することができる。
発明を実施するための最良の形態
[0032] 以下、図面を参照しながら本発明をさらに詳しく説明する。
[0033] 図 1は本発明の隔壁パターン付き基板の断面の一例を示す断面図である。保護 層 1、隔壁 2、基材 3、着色層（画素) 4が図示されている。
[0034] 図 2は、本発明の隔壁パターン付き基板の形成方法の一例を示すものである。図 2において、（a)基材上に隔壁の材料を全面に設ける工程、（b)隔壁をパターユング する工程、（c)着色層を設ける場合は、隔壁の開口部に着色層を設ける工程、を有 する。ここで、隔壁の間にある各開口部に設けた着色層の一つ一つを画素とする。
[0035] 本発明では、隔壁のパターンに囲まれた領域に着色インキにより着色層を形成す る際、混色や白抜けの不良が発生する要因を検討したところ、フッ素系の化合物を 隔壁の上部表面に偏析させて撥インキ性を付与することが最も好ましぐまた、隔壁 の上部表面の、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF— SIMS)により負イオン分 析を行った結果、全負イオンの検出強度に占める F—フラグメントイオン (MZZ= 19 )の検出強度の比率が、特定の範囲内にあることで、混色と白抜けを無くし、画素の 平坦性を上げることを見出した。
[0036] すなわち、形成された隔壁の上部表面は、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (T OF— SIMS)により負イオン分析を行った際の全負イオンの検出強度に占める F— フラグメントイオン（MZZ= 19)の検出強度の比率が 25%〜60%であることが好ま しい。上部表面がこの範囲にある隔壁パターンであれば、着色インキを充填し着色層 を形成した場合、混色と白抜けのない、平坦性の高い画素とすることができる。
[0037] また、隔壁に囲まれた基板表面を、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF— SI MS)により負イオン分析を行った結果、全負イオンの検出強度に占める F—フラグメ ントイオン (MZZ= 19)の検出強度の比率が 10%以下であることであることが好まし い。この範囲内であれば、着色インキを充填し着色層を形成した場合、白抜けのない 画素とすることができる。
[0038] さらに、前記隔壁のうち、前記基板側からの高さが 90%以下の部分の、飛行時間 型 2次イオン質量分析計 (TOF— SIMS)により負イオン分析を行った際の全負ィォ ンの検出強度に占める F—フラグメントイオン (MZZ= 19)の検出強度の比率力 1 0%以下であることが好ましい。隔壁の上部表面以外は、撥インキ性はあまり高くない ことが好ましい。インキを充填したときに白抜け等の問題が起きる力もである。また、隔 壁の内部の撥インキ性が高いと、隔壁と基板の密着性が低下するため、その点からも 上述の範囲内であることが好ましい。なお、撥インキ剤を内添した隔壁は、製造過程 で上部に偏析する性質があるため、基板近傍全負イオンの検出強度に占める F—フ ラグメントイオン (MZZ= 19)の検出強度の比率は、前記隔壁のうち、前記基板側か らの高さが 90%以下の部分での値より低くなる。
[0039] また、撥インキ性が全くないと後述する着色層の形状が凹状になる可能性があり、 好ましくは前記全負イオンの検出強度に占める F—フラグメントイオン (MZZ= 19) の検出強度の比率が 0. 1%〜5%であるとよい。
[0040] この範囲内であれば、混色がないものとなる力 確認する方法のひとつとして、隔 壁上に着色インキの付着の確認がある。
[0041] 具体的な確認方法としては、隔壁上部において、着色インキに含まれるが隔壁に は含まれない成分の分析をすればよい。成分としては、元素や有機官能基などがあ げられるがこれに限定されるものではない。
[0042] 分析手法は成分の確認ができれば何でもよいが、例えば、 TOF— SIMS、 EDX( エネルギー分散型蛍光 X線分析)、 XPS (X線電子分光分析)、 ICP発光分析などが あげられる。
[0043] 例えば隔壁に Cu元素を含まず、 Cu元素を含む着色インキを用いる場合は、隔壁 上部の Cuの元素分析を行うことで確認できる。
[0044] また、例えば隔壁にはベンゼン環を含まず、ベンゼン環を含む着色インキを用い る場合は、ベンゼン環の有無を分析することで確認できる。
[0045] また、着色層を形成する際は隔壁の上部表面はある程度の撥インキ性であること が好ましいが、着色層を形成した後の隔壁の上部表面の撥インキ性は低いことが好 ましい。隔壁層上にオーバーコート層や導電層などの機能層を設ける場合、隔壁の 上部表面の撥インキ性が高いと、機能層にムラができたり、隔壁と機能層の密着性が 低くなるため機能層の膜剥がれなどが生じてしまう。
[0046] すなわち、着色層を形成した後の隔壁の上部表面は、飛行時間型 2次イオン質 量分析計 (TOF—SIMS)により負イオン分析を行った際の全負イオンの検出強度 に占める F—フラグメントイオン (MZZ= 19)の検出強度の比率が 20%以下であるこ とが好ましい。より好ましくは、 3〜20%である。
[0047] また、前記隔壁のうち、前記基板側からの高さが 90%以下の部分は、飛行時間 型 2次イオン質量分析計 (TOF— SIMS)により負イオン分析を行った際の全負ィォ ンの検出強度に占める F—フラグメントイオン (MZZ= 19)の検出強度の比率が 10
%以下、好ましくは 0. 1〜5%の範囲内である。内部の撥インキ性が高すぎると隔壁 と基板の密着性が低下する力 である。
[0048] ここで、着色層は、赤 (R)、緑 (G)、青 (B)等の着色材料力もなるインキにより形成 されるものでもかまわないし、赤 (R)、緑 (G)、青 (B)等の発光材料力 なるインキに より形成されるものでも力まわない。
[0049] 着色材料力 なるインキにより形成する場合、液晶表示装置、またはエレクト口ルミ ネッセンス表示装置に用いるカラーフィルタとして用いることができる。
[0050] また、発光材料力もなるインキにより形成する場合、エレクト口ルミネッセンス表示 装置として用いることができる。
[0051] なお、前記着色材料、発光材料は赤 (R)、緑 (G)、青 (B)以外の、シアン、マゼン ダ、イェロー、紫など他の色であっても力まわないし、適宜組み合わせてもよい。
[0052] 液晶表示装置用とする場合は、隔壁及び着色層上にさらに透明導電層、配向膜 層を順次積層できる。例えば薄膜トランジスタのような電極を形成した対向基板と対 置させ液晶層を介して、液晶表示装置を構成する。また、必要に応じて前記カラーフ ィルタ上に保護層 4を設けることができる。
[0053] エレクト口ルミネッセンス表示装置も同様に、隔壁及び着色層上に導電層、保護 層などを積層できる。
[0054] 基板には、硝子基板、石英基板、プラスチック基板等、公知の基板材料を使用で きる。透明性の基板を用いることが好ましぐ中でも硝子基板は、透明性、強度、耐熱 性、耐候性において優れている。
[0055] 以下、隔壁およびその形成方法について詳細に説明する。本発明では隔壁の膜 厚（高さ）は、 1. 0 m以上とすることが好ましい。さらには 1. 5 m〜5 mとすること 力 り好ましい。隔壁の高さが 1. 0 m未満であると混色を生じやすぐ隔壁の高さが 高すぎると、精細な隔壁の形成が困難であるとともに、着色層との段差が大きくなるた め好ましくない。
[0056] 隔壁は、撥インキ剤を含む榭脂組成物カゝらなるものが好ま ヽ。撥インキ剤として は、ケィ素系材料やフッ素系材料などが挙げられるが、フッ素化合物を用いることが 好ましい。
[0057] 特に後述するフォトリソグラフィ一法で隔壁を形成する場合、感光性の榭脂組成 物を用いて形成することができる。
[0058] また、表示装置に用いる場合、遮光性を持たせることが好ましい。具体的には、隔 壁の材料に遮光性材料を混入することで遮光性をもたせることができる。
[0059] 本発明にお 、て、隔壁の形成方法は、フォトリソグラフィ一法、印刷法、転写法等
、特に限定されず従来公知の手法により形成することが可能である。生産性、隔壁の 形成性等の点力もフォトリソグラフィ一法が好ましい。
[0060] また隔壁 2は、 1層、又は 2層以上の多層構造であっても構わない。なお、 1層であ れば、工程が一つ少なぐまた位置合わせ等も必要ないため好ましい。
[0061] ここで、重要なのは、隔壁上部表面、前記隔壁のうち、前記基板側からの高さが 9
0%以下の部分または隔壁の開口部の F—フラグメントイオンが前述の範囲内に入つ ていることである。
[0062] 隔壁の F—フラグメントイオンの検出強度の調整は、下記の実施例でも示すが、隔 壁の形成用組成物中の含フッ素化合物量の調節、隔壁の形成時の焼成工程時の減 圧度および酸素濃度、または焼成温度の調節等により行うことができる。また、基板 表面における F—フラグメントイオンの検出強度の調整は、隔壁の形成時の焼成ェ 程時の減圧度または焼成温度を調節する；焼成雰囲気を不活性雰囲気にする；紫外 線硬化工程を設ける；洗浄工程等の条件を調節する等の手法が挙げられる。
[0063] 次に、フォトリソグラフィ一法を用いた隔壁の形成法の一例について説明する。
[0064] 前記撥インキ性を付与する材料を含有した感光性榭脂組成物を基板に塗工する 工程では、適当に洗浄された基板に対し、後述する撥インキ剤を含有したネガ型の 感光性榭脂組成物を、スリットダイコーター、スピンコーター等、公知の塗工装置を用 いて均一に塗工する（図 3 (a)参照)。その後、溶剤成分を除去するため必要に応じ て、減圧乾燥処理やプリベータ処理を施すことができる。この際フッ素系の撥インキ 剤を用いた場合は、塗膜中に分散した撥インキ剤が徐々に塗膜表面に偏析する性 質を有しており、塗工力 溶剤が揮発して塗膜が完固するまでの時間およびその条 件により、撥インキ剤の偏析状態が変化する。そのため均一な性能の隔壁を得る上 で、本工程における塗工力 減圧乾燥或いはプリベータまでの時間間隔およびそれ らの条件は均一に保つことが望ましい。
[0065] 隔壁パターンを形成する工程では、露光装置およびフォトマスクを用い、従来公 知の露光、現像方法により隔壁のパターンを形成できる（図 3 (b)参照)。
[0066] 前記隔壁パターンに紫外線を照射して硬化させる工程では、基板の上面から電 離放射線により隔壁を硬化させてから、熱硬化をさせることができる（図 3 (c)参照)。 電離放射線としては、例えば 200〜500nmの紫外線等を照射して隔壁を硬化させ ることができる。照射する光源として、感光性榭脂の多くが 200〜400nmの波長域に 感光性を有することから、該波長域に少なくとも 1つ以上の分光ピークを有することが 特に好ましい。また、撥インキ剤の分解を促進する波長 (例えば 200nm以下)を含む ものは、隔壁表面の撥インキ性を低下させるとともに、分解された撥インキ剤が開口 部の基板表面を汚染するため好ましくな 、。光源として高圧水銀ランプあるいはメタ ルハライドランプが特に好ましい。照射する露光量に関しては、隔壁の紫外線架橋が 不十分であると、着色層を形成する際の着色インキの溶剤に対する耐性が不足し、 隔壁表面に荒れが生じることがあるため、 254nmで 100mjZcm2以上、 365nmで 500miZcn2以上であることが望ましい。本発明では、この工程において、撥インキ 剤の熱分解による飛散、ブリードアウトを極力抑えて、着色層を形成する際、隔壁表 面に荒れが生じなくなるまで隔壁を十分に硬化させることで、インキジェットにより着 色層を形成した際の、画素の混色や白抜け、色むらを防止できる。
[0067] また前記撥インキ剤を含有する感光性榭脂組成物により形成した隔壁が遮光性 を有する遮光層である場合、前記高圧水銀ランプあるいはメタルハライドランプによる 紫外線照射では、隔壁の表面は硬化するものの、遮光されるために内部までは硬化 しない場合がある。その場合は、 180°C未満の温度で加熱処理を施して熱硬化させ る工程を設けることができる（図 3 (d)参照)。加熱方法としてはコンペクシヨンオーブ ン、ホットプレート、ハロゲンヒーター、 IRオーブンによる加熱等が利用でき、特に限 定されるものではない。
[0068] しかし 180°C以上の温度で加熱すると、前工程において隔壁の表面を高圧水銀ラ ンプあるいはメタルノヽライドランプにより紫外線硬化させても、隔壁開口部の基板表 面に撥インキ剤の熱分解による飛散やブリードアウトは見られ、インキジェットにより着 色層を形成した際に、白抜けや平坦性の悪ィ匕を招くため好ましくなぐ熱硬化させる ための加熱温度は 180°C未満に抑えることが望ましい。
[0069] なお紫外線照射工程を含まない場合、榭脂の組成にもよるが、硬化するために 1 80°C以上の高温加熱する必要があり、隔壁開口部の基板表面に撥インキ剤の熱分 解による飛散やブリードアウトなどが発生する可能性がある。
[0070] 感光性榭脂組成物としては例えばネガ型の感光性榭脂組成物を用いることがで き、照射する光の波長域に感光性を有するように、下記の各成分を適宜組み合わせ 設計されている。主成分はバインダー榭脂、ラジカル重合性を有する化合物、光重 合開始剤、溶剤、撥インキ剤、および必要に応じて遮光性材料を含む。
[0071] まずバインダー榭脂としては、アルカル可溶性の熱硬化性榭脂が好ましぐ具体 的には、クレゾ一ルーノボラック榭脂、ポリビュルフエノール榭脂、アクリル榭脂、メタク リル榭脂等が挙げられる。これらのバインダー榭脂は単独で用いても、 2種類以上混 合してもよい。また低温での硬化性を促進するため、これらの榭脂にカ卩えてメラミン誘 導体と光酸発生剤を含有させることもできる。メラミン誘導体としては、メチロール基あ るいはメトキシメチル基を有して 、る化合物であればょ 、が、特に溶剤に対する溶解 性が大きいものが好ましい。
[0072] 光酸発生剤は、露光を行った際に発生する酸の作用により、メラミン誘導体とバイ ンダー榭脂の脱水反応及び架橋反応を促進するものであり、光酸発生剤の中でも特 に溶剤に対する溶解性が大きいものが好ましい。一例として、具体的には、ジフエ- ルョードニゥム、ジトリルョードニゥム、フエ-ル（4—ァ-シル）ョードニゥム、ビス（3— ニトロフエ-ル）ョードニゥム、ビス（4— tert ブチルフエ-ル）ョードニゥム、ビス（4— クロ口フエ-ル）ョードニゥム、ビス（4— n—ドデシルフェ-ル）ョードニゥム、 4—イソブ チルフエ-ル（4 -トリル）ョードニゥム、 4—イソピルフエ-ル（4 -トリル）ョード -ゥム などのジァリールョードニゥム、あるいはトリフエ-ルスルホ -ゥムなどのトリアリールス ルホ -ゥムなどのトリアリールスルホ-ゥムのクロリド、ブロミド、あるいはホウフッ化塩、 へキサフルオロフォスフェート塩、へキサフルォロアルセネート塩、芳香族スルホン酸 塩、テトラキス（ペンタフルォロフエ-ル）ボレート塩や、ジフエ-ルフエナシルスルホ- ゥム（n—ブチル）トリフエ-ルポレート等のスルホ -ゥム有機ホウ素錯体塩、あるいは 、 2—メチルー 4, 6 ビストリクロロメチルトリアジン、 2— (4—メトキシフエ-ル) 4, 6 —ビストリクロロメチルトリアジン、 2— { 2— (5—メチルフラン一 2—ィル）エテュル}— 4, 6 ビス（トリクロロメチル） s トリァジンなどのトリァジン化合物、あるいは 1, 2- ナフトキノンジアジド、 1, 2 ナフトキノンジアジド一 4—スルホンサンナトリウム、 1, 2 —ナフトキノンジアジド一 5—スルホン酸ナトリウム、 1, 2 ナフトキノンジアジド一 4— スルホン酸エステル誘導体、 1, 2 ナフトキノンジアジドー 5—スルホン酸エステル誘 導体などのジァゾナフトキノンィ匕合物等を挙げることが出来る。
[0073] 本発明にお 、てラジカル重合性を有する化合物は、例えばビュル基あるいはァリ ル基を有するモノマー、オリゴマー、末端あるいは側鎖にビュル基あるいはァリル基 を有するポリマーを用いることができる。具体的には (メタ)アクリル酸及びその塩、（メ タ）アクリル酸エステル類、（メタ）アクリルアミド類、無水マレイン酸、マレイン酸エステ ル、ィタコン酸エステル、スチレン類、ビュルエーテル類、ビュルエステル類、 N ビ
-ル複素環類、ァリルエーテル類、ァリルエステル類、及びこれらの誘導体を挙げる ことができる。好適な化合物としては、例えばペンタエリスリトールトリアタリレート、トリ メチロールプロパントリアタリレート、ペンタエリスリトールテトラアタリレート、ジトリメチロ ールプロパンテトラアタリレート、ジペンタエリスリトールペンタ及びへキサアタリレート など比較的低分子量の多官能アタリレート等を挙げることが出来るがこの限りではな い。これらのラジカル重合性を有する化合物は単独で用いても、 2種類以上混合して もよい。ラジカル重合性を有する化合物の量は、バインダー榭脂 100重量部に対して 1〜200重量部の範囲をとることが可能であり、好ましくは 10〜150重量部である。
[0074] 本発明にお ヽて光重合開始剤は、露光によりラジカルを発生し、ラジカル重合性 を有する化合物を通して、バインダー榭脂を架橋させるものである。光重合開始剤の 例として具体的には、ベンゾフエノン、 4, 4，一ビス（ジメチルァミノ）ベンゾフエノン、 4 , 4，一ビス（ジェチルァミノ）ベンゾフエノン等のベンゾフエノン化合物、 1ーヒドロキシ シクロへキシルァセトフエノン、 2, 2—ジメトキシ一 2—フエ-ルァセトフエノン、及び 2 ーメチルー 1 [4 （メチルチオ）フエ-ル ] 2 モルフォリノプロパン 1 オン等 のァセトフエノン誘導体、チォキサントン、 2, 4 ジェチルチオキサントン、 2 イソプ ロピルチオキサントン、 2—クロ口チォキサントン等のチォキサントン誘導体、 2—メチ ルアントラキノン、 2—ェチルアントラキノン、 2— t—ブチルアントラキノン、クロロアント ラキノン等のアントラキノン誘導体、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインェチルェ 一テル、ベンゾインフエ-ルエーテル等のベンゾインエーテル誘導体、フエ-ルビス — (2, 4, 6 トリメチルベンゾィル）一フォスフィンォキシド等のァシルフォスフィン誘 導体、 2—（0—クロロフェ-ル）ー4, 5 ビス（4，一メチルフエ-ル)イミダゾリル二量 体等の口フィン量体、 N—フエ-ルグリシン等の N ァリールグリシン類、 4, 4，ージァ ジドカルコン等の有機アジド類、 3, 3' , 4, 4，ーテトラ（tert ブチルペルォキシカル ボキシ)ベンゾフエノン、キノンジアジド基含有ィ匕合物等を挙げることが出来る。これら の光重合開始剤は単独で用いても、 2種類以上混合してもよい。光重合開始剤の量 は、バインダー榭脂 100重量部に対して 0. 1〜50重量部の範囲をとることが可能で あり、好ましくは 1〜20重量部である。
[0075] また、遮光性材料は、隔壁に遮光性を付与し、表示装置のを向上させるものであ る。遮光性材料としては、黒色顔料、黒色染料、カーボンブラック、ァ-リンブラック、 黒鉛、鉄黒、酸化チタン、無機顔料、及び有機顔料を用いることができる。これらの遮 光性材料は単独で用いても、 2種類以上混合してもよ 、。
[0076] さらに本発明に用いられる撥インキ剤は、隔壁に着色インキに対する撥インキ性 を付与するものである。撥インキ剤は、隔壁形成に用いる榭脂組成物に、予め添加し て用いることができる。撥インキ剤として、フッ素系化合物もしくはケィ素系化合物を 用いることができ、特にフッ素系化合物を用いることが好ましい。前記フッ素系化合物 の例として、質量平均分子量が 10, 000〜100, 000の含フッ素共重合体は、本発 明にお 、て隔壁表面の撥インキ性と開口部基材表面の親インキ性を両立する上で 特に好ましい。
[0077] この他、隔壁形成に用いる榭脂組成物には、必要に応じて相溶性のある添加剤、 例えばレべリング剤、連鎖移動剤、安定剤、増感色素、界面活性剤、カップリング剤 等をカ卩えることができる。
[0078] ここで、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF— SIMS)による負イオン分析は 、好ましくは、 PHIZEVANS社製 TRIFT— II装置を用い、測定条件は、 1次イオン として Ga+を用い、加速電圧 18kV、試料電流 2nA、測定面積 180 μ mD (RAW形 式測定時）、測定質量 MZZ= 1. 7〜2000、測定時間 2分で行い、隔壁の上部表 面或いは開口部の基板表面を含むエリアを全データ取得形式 (RAW形式)で測定 し、マッピング像から隔壁の上部表面 21或いは開口部の基板表面のスペクトルを抽 出して、全負イオンの検出強度に占める F—フラグメントイオン (MZZ= 19)の検出 強度の比率を算出した。
[0079] また、前記隔壁のうち、前記基板側力もの高さが 90%以下の部分の負イオン分析 は、隔壁全体のうち上部 10%の部分 (又は 10%超の部分)を研磨などで除去した後 、上記方法と同様の方法で測定し、算出した。
[0080] 本発明において、隔壁の線幅は、一般的なカラーフィルタや EL素子に用いられ る隔壁の線幅に対応するものであり、具体的には 5〜： LOO /z mであることが好ましい。 線幅が 5 m未満では、隔壁の上部表面に多量のフッ素を含有させても、混色の発 生を防ぐのは困難であり、また隔壁のパターン形成自体も従来の技術では難しいと 言える。一方隔壁の線幅が 100 mを超えると液晶表示装置としての品質が低下す るため好ましくない。
[0081] ここで、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF— SIMS)はサブ/ z m〜数/ z m のエリアでも分解能良く分析することが可能であり、線幅が数十； z mしかない隔壁の 上部表面の分析手法として、特に適した手法であると言える。
[0082] 本発明では、隔壁のパターンの形状や開口幅、隔壁の膜厚、線幅、着色インキの 種類、雰囲気温度等に応じて、隔壁の上部表面および開口部の基板表面のフッ素 比率は上記範囲内で調整することが好ま 、。
[0083] 着色層はインキジェット法や印刷法、転写法、電着法など公知の手法で形成する ことができる力 生産性等の点でインキジェット法を用いることが好ましい（図 3 (e)参 照)。
[0084] 着色層に用いられる着色インキは着色剤、熱硬化性榭脂、溶媒等公知の材料を 用いることができ、必要に応じて、分散剤等の添加剤を添加して調製することができ る。着色剤としては、染料や顔料を用いることができるが、耐熱性や耐候性等の信頼 性の点で顔料分散型が特に好ましい。また溶媒としては、水系および有機溶剤系を 利用することができるが、広範な榭脂組成物に対して高い溶解性を有し、高固形分 濃度でもインキジェットの吐出が可能な点で、有機溶剤を用いるのが特に好まし 、。
[0085] カラーフィルタとする場合、着色層に用いる着色剤としては着色顔料を用いること 力 sできる。着色顔料具体的な ί列としては、 Pigment Red 9、 19、 38、 43、 97、 12 2、 123、 144、 149、 166、 168、 177、 179、 180、 192、 215、 216、 208、 216、 2 17、 220、 223、 224、 226、 227、 228、 240、 Pigment Blue 15, 15 : 6、 16、 22 、 29、 60、 64、 Pigment Green7、 36、 Pigment Red20、 24、 86、 93、 108、 1 09、 110、 117、 125、 137、 138、 139、 147、 148、 153、 154、 166、 168、 185、 Pigment Orange36、 Pigment Violet23などがあげることができ、単独で、また は 2種以上を混合して使用することができる。
[0086] 前記の着色インキに用いられる溶媒としては、その表面張力がインキジェット方式 に好適な範囲、例えば、 40mNZm以下であり、かつ、沸点が 130°C以上のものを 好ましく使用できる。表面張力が 40mNZmを超えると、インキジェット吐出時のドット 形状の安定性に著しい悪影響を及ぼす傾向があり、また、沸点が 130°C未満である と、ノズル近傍での乾燥性が著しく高くなりすぎて、ノズル詰まり等の不良発生を招く 傾向がある。
[0087] 好適な溶媒として、例えば、 2—メトキシエタノール、 2—エトキシエタノール、 2- ブトキシエタノール、 2—エトキシェチルアセテート、 2—ブトキシェチルアセテート、 2 ーメトキシェチルアセテート、 2—エトキシェチルエーテル、 2—（2—エトキシエトキシ )エタノール、 2—（2—ブトキシエトキシ）エタノール、 2—（2—エトキシエトキシ）ェチ ルアセテート、 2- (2—ブトキシエトキシ）ェチルアセテート、 2—フエノキシエタノール 、及びジエチレングリコールジメチルエーテルなどを挙げることができ、必要に応じて 、単独で、あるいは二種以上混合して用いることができる。溶媒は、溶解性の他、経 時安定性、及び乾燥性などが要求され、使用される着色剤、及びバインダー榭脂と の特性に応じて適宜選択される。
[0088] 前記の着色インキには以下に挙げるバインダー榭脂を配合することができる。
前記着色インキのバインダー榭脂としては、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコー ル、カルボキシメチルァセタール、ポリイミド榭脂、アクリル榭脂、エポキシ榭脂、及び メラミン榭脂などがあげられ、使用される着色剤に応じて適宜選択され得る。例えば 耐熱性ゃ耐光性が要求される際にはアクリル榭脂が好ましい。
[0089] 前記着色インキのバインダー榭脂への色素の分散を向上させるために分散剤を 添加することができる。分散剤としては、非イオン性界面活性剤、例えば、ポリオキシ エチレンアルキルエーテルなど、また、イオン性界面活性剤としては、例えば、アルキ ルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリ脂肪酸塩、脂肪酸塩アルキルリン酸塩、及びテ トラアルキルアンモ-ゥム塩など、その他に、有機顔料誘導体、及びポリエステル等 などがあげられる。分散剤は単独で、あるいは二種以上を混合して使用することがで きる。
[0090] エレクト口ルミネッセンス用とする場合、着色層に用いる着色剤としては発光材料 を用いることができる。発光材料としては無機化合物の発光材料、有機化合物の発 光材料があり、有機化合物の発光材料は低分子タイプと高分子タイプがある。
[0091] これら発光材料は公知のものを用いることができる。
[0092] また溶剤、他の添加物なども適宜用いることができる。 [0093] また、各色の着色層は、隔壁の高さ等に応じて調整することができる。好ましくは 各色の着色層は、隔壁の高さに対して画素の平均膜厚が 80〜 120%の範囲内であ ることが好ましぐさらに 90〜110%の範囲内であることが好ましい。また、さらに画素 内において、画素膜厚が均一であることが好ましい。例えば、一画素内において、画 素の任意のいずれの部分の膜厚力 当該画素又は当該色の同一色の全画素の平 均膜厚に対し、 80〜120%の範囲内であることが好ましぐさらに 90〜110%の範囲 内であることが好ましい。
[0094] 着色層を形成した後に隔壁層及び着色層上に、機能層を設けることができる。機 能層としては、オーバーコート層、保護層、導電層、電極などが挙げられる。
[0095] ここで、隔壁及び着色層上に機能層を形成する場合、撥インキ性が強!ヽと、機能 層にムラが生じたり、機能層と隔壁の間の密着性が弱いことから機能層の膜剥がれ が生じたりする。そのため、 F—フラグメントイオンが前述した範囲内であることが好ま しい。
[0096] このようにするためには、着色層を形成した後に、表面洗浄処理により隔壁上部 表面近傍のフッ素化合物を除去することが好まし 、（図 3 (f )参照)。
[0097] 表面洗浄としては紫外線照射処理やプラズマ照射処理、コロナ放電処理、紫外 線照射オゾン処理などの乾式処理方法、および洗剤、溶剤、アルカリ等を用いる湿 式処理方法が挙げられる。中でも紫外線照射オゾン処理が好ましい。特に、波長 18 5nmを含む低圧水銀ランプ、波長 172nmを含むキセノンエキシマランプによる UV 照射処理は、オゾンを供給することなぐ紫外線照射オゾン処理が行えることから好ま しい。低圧水銀ランプでは、ランプと基板間の距離を 5〜20mm、キセノンエキシマラ ンプでは、ランプと基板間の距離を l〜3mmとして、露光量 500〜4000mjZcm2 照射処理することが好ましぐさらに好ましくは、露光量 1000〜3000miZcm2で照 射処理することで、隔壁表面の撥インキ剤を分解除去し、前述の F—フラグメントィォ ン範囲とすることが可能である。
[0098] このようにすることで、着色層（画素）の白抜け、混色がなく、また平坦性を確保し た上で、隔壁と機能層の密着性を確保し、またムラのない機能層を形成することがで きる。 実施例
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明は下 記例に限定されるものではな 、。
<実施例 1 >
(隔壁の作成）
フッ素系撥インキ剤を含有した感光性榭脂組成物として、下記組成比で配合し、 3本ローラで十分混練したものを用いた。基板として、無アルカリガラス（" # 1737"コ 一-ング社製)を用い、その上にこの感光性榭脂組成物を塗布し、 90°Cで 2分プリべ ークして膜厚 2. 0 mの被膜を形成した。
[感光性樹脂組成物]
タレゾール一ノボラック榭脂" EP4050G" (旭有機材社製） 20重量部
シクロへキサノン 80重量部
カーボン顔料" MA— 8" (三菱マテリアル社製） 23重量部
分散剤"ソルスパース # 5000" (ゼネ力社製） 1. 4重量部
ラジカル重合性を有する化合物"トリメチロールプロパントリアタリレード'
(大阪有機社製） 5重量部
光重合開始剤"ィルガキュア 369" (チノくスぺシャリティケミカル社製） 2重量部 含フッ素化合物" F179" (大日本インキ化学社製、質量平均分子量 10000)
0. 5重量部
その後、線幅 35 mの格子状のパターンであるフォトマスクを用いて、超高圧水 銀灯により 100mjZcm2の紫外線露光を行い、現像処理を行った。続いて、高圧水 銀灯により 1000mjZcm2の紫外線照射処理を行った後、熱風式焼成炉内にて温 度 160°Cで 20分間加熱処理を行って実施例 1の隔壁付き基板を得た。
<実施例 2>
前記実施例 1において、現像処理して格子パターンを形成した基板を、紫外線照 射処理を行わずに、炉内にチッ素を充満させ酸素濃度 10%の不活性ガス雰囲気と した熱風式焼成炉内にて温度 230°Cで 20分間加熱処理を施した以外実施例 1と同 様にして実施例 2の隔壁付き基板を得た。 <実施例 3 >
前記実施例 1において、現像処理して格子パターンを形成した基板を、紫外線照 射処理を行わずに、内部をドライ式ポンプによって減圧し減圧真空度 75, OOOPaと したチャンバ一内でホットプレートにて温度 160°Cで 20分間加熱処理を施した以外 実施例 1と同様にして実施例 3の隔壁付き基板を得た。
<実施例 4〜6 >
前記実施例 1において、感光性榭脂組成物の含フッ素化合物" F179" (大日本ィ ンキ化学社製、質量平均分子量 10000)の使用量を 0. 3重量部に変更したこと以外 は、実施例 1〜3と同様にして実施例 4〜6の隔壁付き基板を得た。
<比較例 1 >
前記実施例 1において、現像処理して格子パターンを形成した基板を、紫外線照 射処理を行わずに、熱風式焼成炉内にて温度 230°Cで 20分間加熱処理を行った以 外実施例 1と同様にして比較例 1の隔壁付き基板を得た。
<比較例 2 >
前記実施例 1にお!、て、感光性榭脂組成物の含フッ素化合物" F179" (大日 本インキ化学社製、質量平均分子量 10000)を 0. 1重量部とした以外実施例 1と同 様にして比較例 2の隔壁付き基板を得た。
[0100] 続いて、実施例 1〜6および比較例 1〜2の隔壁付き基板について、隔壁の上部 表面、および被印刷面となる開口部のガラス表面を、 TOF— SIMSにより負イオン分 析を行 、、全負イオンの検出強度に占める F—フラグメントイオン (MZZ = 19)の検 出強度の比率 (F—%)を算出し、表 1に示した。
[0101] また、 SAICAS NN型 (ダイブラ ·ウィンテス製)を用いて、隔壁のうち上部の膜厚
10%分を削り取り、隔壁内部を露出させた。この表面についても同様に分析した。
(着色インキの調整）
下記組成物を、窒素雰囲気下でァゾビスイソブチル二トリル 0. 75重量部をカ卩え、 70 °C5時間の条件で反応させ、アクリル共重合体榭脂を得た。
メタクリル酸 20重量部
メチルメタタリレート 10重量部 ブチルメタタリレート 55重量部
ヒドロキシェチノレメタタリレート 15重量部
乳酸ブチル 300重量部
得られたアクリル共重合体榭脂が、全体に対して 10重量％になるようにプロピレン グリコールモノメチルエーテルアセテートを用いて希釈し、アクリル共重合体榭脂の 希釈液を得た。
[0102] この希釈液 80. lgに対し、着色顔料 19. Og、分散剤としてポリオキシエチレンァ ルキルエーテル 0. 9gを添カ卩して、 3本ロールにて混練し、赤色、緑色、青色の各着 色ワニスを得た。なお、赤色顔料として、ビグメントレッド 177 (アントラキノン系）を、緑 色顔料としてビグメントグリーン 36 (銅フタロシアニン系）を、青色顔料としてビグメント ブルー 15 (銅フタロシアニン系）を、各々使用した。
[0103] 得られた各着色ワニスに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを、 その顔料濃度が 12〜15重量％、粘度が 15cpsになるように、各々調整して添加し、 赤色、緑色、及び青色着色インキを得た。
(カラーフィルタの作製）
前記隔壁の開口部に、顔料として上記の 3色の着色インキを使用し、 12pl、 180d piヘッドを搭載したインキジェット印刷装置により、赤色着色層（R)、緑色着色層、（G )青色着色層（B)各々の画素パターンを形成した。
[0104] 着色インキを吐出した後、まずホットプレートで 90°C2分加熱して溶剤を蒸発させ た。次に熱風式焼成炉で 230°C、 30分で加熱処理しインキを硬化させることにより、 画素パターンを形成した。
[0105] このようにして形成した実施例 1〜6のカラーフィルタは、着色層の混色や白抜け がなぐ平坦な着色層を有して色むらのない良好なカラーフィルタであった。一方で 比較例 1のカラーフィルタは、着色層の白抜け不良が発生しており、着色層の形状も 凸形状で色むらが見られた。また比較例 2では混色の不良が多発していた。
[0106] また、隔壁上の着色インキ成分の分析を行った。それぞれ、無作為に選んだ 5箇 所の隔壁上で TOF— SIMS分析を行い、緑、青インキの存在を示す Cu+フラグメン トイオン、および赤インキの存在を示す C28H1604N2フラグメントイオンの検出有 無の確認を行った。結果を表 2に示す。
[0107] [表 1]
Figure imgf000024_0001
[0108] [表 2]
Figure imgf000024_0002
[0109] (機能層の作製）
着色層を形成した後、実施例のサンプルには低圧水銀灯により、基板間距離 10 mmで 3000mjZcm2の紫外線照射処理を行!/、、隔壁上部の撥インキ性を低下させ た。
[0110] 次にアクリル榭脂系の熱硬化型 (酸 エポキシ硬化型）のオーバーコ一ト剤をスリツ トダイコーターにより塗工し、 230°Cオーブンで 30分間加熱して、膜厚 2 μ πιのォー パーコート層を形成した。 [0111] オーバーコート層形成前の隔壁上部及び 10%削った内部の、 TOF— SIMSにより 負イオン分析を行 、、全負イオンの検出強度に占める F—フラグメントイオン (M/Z = 19)の検出強度の比率 (F—％)を算出し、表 3に示した。
[0112] また、機能層のムラの有無の結果を表 3に示す。
[0113] [表 3]
Figure imgf000025_0001
[0114] 実施例 1〜6のカラーフィルタは、機能層のムラもなぐまた膜はがれもないものとな つた o
産業上の利用可能性
[0115] 混色や白抜け不良の無い、各画素に平坦で均一な着色層を有する隔壁付き基 板およびその製造方法を提供することができ、カラー液晶表示装置等に用いられる カラーフィルタや EL表示装置等に有用である。
図面の簡単な説明
[0116] [図 1]本発明の隔壁パターン付き基板の説明図である。
[図 2]本発明の隔壁パターン付き基板の製法の一例を示す説明図である。
[図 3]本発明の隔壁パターン付き基板の製法の一例を示す説明図である。

Claims

請求の範囲
[1] 基板と、
前記基板上の所定位置に形成されたフッ素化合物を含む材料カゝらなる隔壁バタ ーンを有する隔壁パターン付き基板であって、
前記隔壁の上部表面は、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF— SIMS)によ り負イオン分析を行った際の全負イオンの検出強度に占める F—フラグメントイオン（ M/Z= 19)の検出強度の比率が 25%〜60%であることを特徴とする隔壁パターン 付き基板。
[2] 請求項 1の隔壁パターン付き基板において、
前記隔壁に囲まれた基板表面の、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF— SIM S)により負イオン分析を行った際の全負イオンの検出強度に占める F—フラグメント イオン (MZZ= 19)の検出強度の比率力 10%以下であることを特徴とする隔壁パ ターン付き基板。
[3] 基板と、
前記基板上の所定位置に形成されたフッ素化合物を含む材料カゝらなる隔壁バタ ーンを有する隔壁パターン付き基板であって、
前記隔壁のうち、前記基板側からの高さが 90%以下の部分の、飛行時間型 2次 イオン質量分析計 (TOF— SIMS)により負イオン分析を行った際の全負イオンの検 出強度に占める F—フラグメントイオン (MZZ= 19)の検出強度の比率力 10%以 下であることを特徴とする隔壁パターン付き基板。
[4] 請求項 3の隔壁パターン付き基板において、
前記隔壁に囲まれた基板表面の、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF— SIM S)により負イオン分析を行った際の全負イオンの検出強度に占める F—フラグメント イオン (MZZ= 19)の検出強度の比率力 10%以下であることを特徴とする隔壁パ ターン付き基板。
[5] 基板と、
前記基板上の所定位置に形成されたフッ素化合物を含む材料カゝらなる隔壁バタ ーンと、 前記隔壁パターンに囲まれた領域に着色インキにより形成された着色層とを有する 隔壁パターン付き基板であって、
前記隔壁の上部表面は、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF— SIMS)によ り負イオン分析を行った際の全負イオンの検出強度に占める F—フラグメントイオン（ M/Z= 19)の検出強度の比率が 20%以下であり、かつ
前記隔壁上に着色インキの付着がないことを特徴とする隔壁パターン付き基板。
[6] 請求項 5の隔壁パターン付き基板にぉ 、て、
前記隔壁及び着色層上に、機能層を有することを特徴とする隔壁パターン付き基 板。
[7] 基板と、
前記基板上の所定位置に形成されたフッ素化合物を含む材料カゝらなる隔壁バタ ーンと、
前記隔壁パターンに囲まれた領域に着色インキにより形成された着色層とを有する 隔壁パターン付き基板であって、
前記隔壁のうち、前記基板側からの高さが 90%以下の部分は、飛行時間型 2次 イオン質量分析計 (TOF— SIMS)により負イオン分析を行った際の全負イオンの検 出強度に占める F—フラグメントイオン (MZZ= 19)の検出強度の比率が 10%以下 であり、かつ、前記隔壁上に着色インキの付着がないことを特徴とする隔壁パターン 付き基板。
[8] 請求項 7の隔壁パターン付き基板にぉ 、て、
前記隔壁及び着色層上に、機能層を有することを特徴とする隔壁パターン付き基 板。
[9] 以下の工程を含む隔壁パターン付き基板の製造方法。
基板上の所定位置にフッ素化合物を含む隔壁材料のパターンを形成する工程； 前記隔壁材料のパターンに電離放射線を照射する工程；
電離放射線を照射した隔壁材料のパターンに 180°C以下で加熱硬化し隔壁を形 成する工程；
[10] 請求項 9の隔壁パターン付き基板の製造方法であって、 形成された隔壁の上部表面は、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF— SIM S)により負イオン分析を行った際の全負イオンの検出強度に占める F—フラグメント イオン (MZZ= 19)の検出強度の比率が 25%〜60%であることを特徴とする隔壁 パターン付き基板の製造方法。
[11] 請求項 9の隔壁パターン付き基板の製造方法であって、
形成された前記隔壁のうち、前記基板側力もの高さが 90%以下の部分は、飛行 時間型 2次イオン質量分析計 (TOF— SIMS)により負イオン分析を行った際の全負 イオンの検出強度に占める F—フラグメントイオン (MZZ= 19)の検出強度の比率が 10%以下であることを特徴とする隔壁パターン付き基板の製造方法。
[12] 請求項 9の隔壁パターン付き基板の製造方法であって、
隔壁を形成する工程の後に、着色インキにより着色層を形成する工程を有するこ とを特徴とする隔壁パターン付き基板の製造方法。
[13] 請求項 9の隔壁パターン付き基板の製造方法であって、
隔壁を形成する工程の後に、着色インキにより着色層を形成する工程を有し、 かつ隔壁パターン上に着色インキの付着がないことを特徴とする隔壁パターン付 き基板の製造方法。
[14] 請求項 9の隔壁パターン付き基板の製造方法であって、
隔壁を形成する工程の後に、着色インキにより着色層を形成する工程、 着色層を形成した後に前記隔壁および着色層を形成した後に表面洗浄処理を行 う工程、を有することを特徴とする隔壁パターン付き基板の製造方法。
[15] 請求項 9の隔壁パターン付き基板の製造方法であって、
隔壁を形成する工程の後に、着色インキにより着色層を形成する工程、 着色層を形成した後に前記隔壁および着色層を形成した後に表面洗浄処理を行 う工程、を有し、かつ
表面洗浄処理後の隔壁の上部表面は、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF -SIMS)により負イオン分析を行った際の全負イオンの検出強度に占める F—フラ グメントイオン (MZZ= 19)の検出強度の比率が 20%以下であることを特徴とする 隔壁パターン付き基板の製造方法。
[16] 請求項 9の隔壁パターン付き基板の製造方法であって、
隔壁を形成する工程の後に、着色インキにより着色層を形成する工程、 着色層を形成した後に前記隔壁および着色層を形成した後に表面洗浄処理を行 う工程、を有し、かつ
表面洗浄処理後の前記隔壁のうち、前記基板側力もの高さが 90%以下の部分は 、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF— SIMS)により負イオン分析を行った際 の全負イオンの検出強度に占める F—フラグメントイオン (MZZ = 19)の検出強度の 比率が 10%以下であることを特徴とする隔壁パターン付き基板の製造方法。
[17] 以下の工程を有する隔壁パターン付き基板の製造方法
基板上の所定位置にフッ素化合物を含む隔壁材料のパターンを形成する工程； 前記隔壁のパターンに囲まれた領域に着色インキを充填し着色層を形成するェ 程；
前記隔壁および着色層を形成した後に表面洗浄処理を行う工程；
[18] 請求項 17の隔壁パターン付き基板の製造方法であって、
着色インキにより着色層を形成する工程後の隔壁パターン上に着色インキの付着 力 いことを特徴とする隔壁パターン付き基板の製造方法。
[19] 請求項 17の隔壁パターン付き基板の製造方法であって、
表面洗浄処理工程後の前記隔壁の上部表面は、飛行時間型 2次イオン質量分 析計 (TOF— SIMS)により負イオン分析を行った際の全負イオンの検出強度に占め る F—フラグメントイオン (MZZ= 19)の検出強度の比率が 20%以下であることを特 徴とする隔壁パターン付き基板の製造方法。
[20] 請求項 17の隔壁パターン付き基板の製造方法であって、
表面洗浄処理工程後の前記隔壁のうち、前記基板側力もの高さが 90%以下の 部分は、飛行時間型 2次イオン質量分析計 (TOF— SIMS)により負イオン分析を行 つた際の全負イオンの検出強度に占める F—フラグメントイオン (MZZ= 19)の検出 強度の比率が 10%以下であることを特徴とする隔壁パターン付き基板の製造方法。
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