滤色片、滤色片的制造方法和显示装置.pdf

本发明提供一种滤色片的制造方法，其包括：采用喷墨方式向被在基板上形成的隔壁包围的凹部给予滤色片用喷墨墨液的液滴的墨液给予工序，和对所述液滴进行加热处理的焙烘工序；所述墨液给予工序和所述焙烘工序的时间间隔为1分钟以上。还提供采用该制造方法得到的滤色片和具有该滤色片的显示装置。

权利要求书
1.  一种滤色片的制造方法，其包括：
采用喷墨方式向被形成在基板上的隔壁包围的凹部给予滤色片用喷墨墨液的液滴的墨液给予工序，和
对所述液滴进行加热处理的焙烘工序；
所述墨液给予工序和所述焙烘工序的时间间隔为1分钟以上。

2.  如权利要求1所述的滤色片的制造方法，其中，
所述墨液含有着色剂、有机溶剂和单体。

3.  如权利要求2所述的滤色片的制造方法，其中，
所述墨液还含有从分散剂、粘合剂、光聚合引发剂、热聚合引发剂和表面活性剂构成的组中选择的至少1种。

4.  如权利要求2所述的滤色片的制造方法，其中，
所述单体总量中50质量％以上为4官能以上的单体。

5.  如权利要求2所述的滤色片的制造方法，其中，
所述有机溶剂的沸点为290℃以下。

6.  如权利要求1所述的滤色片的制造方法，其中，
在所述焙烘工序中，以多阶段进行加热处理。

7.  一种采用权利要求1所述的滤色片的制造方法制作的滤色片。

8.  一种具备权利要求7所述的滤色片的显示装置。

说明书滤色片、滤色片的制造方法和显示装置
技术领域
本发明涉及使用了滤色片用喷墨墨液的滤色片的制造方法、由该制造方法得到的滤色片、以及具备该滤色片的显示装置。
背景技术
近年来，伴随着个人计算机、特别是大画面液晶电视的发展，液晶显示器，尤其是彩色液晶显示器的需求存在增加的倾向。但是，由于彩色液晶显示器的价格高，因此成本降低的要求高涨，特别是在成本方面对比重高的滤色片的成本降低的要求高。
在这样的滤色片中，通常具备红(R)、绿(G)和蓝(B)这3原色的着色图案，通过使与R、G和B的各个像素对应的电极接通、断开，液晶作为快门(shutter)工作，光通过R、G和B的各个像素，进行彩色显示。
作为现有的制造方法，例如可以举出染色法。该染色法首先在玻璃基板上形成作为染色用材料的水溶性高分子材料，采用光刻蚀工序将其形成所需形状的图案后，将得到的图案浸渍于染色浴中，得到着色的图案。将其重复进行3次，从而形成R、G和B的滤色片层。
此外，作为其他方法，有颜料分散法。该方法首先在基板上形成分散有颜料的感光性树脂层，通过将其形成图案，得到单色的图案。再将该工序反复进行3次，形成R、G和B地滤色片层。
此外，作为其他方法，还可以举出电沉积法，或使颜料分散于热固化树脂中进行R、G和B这3次印刷后使树脂热固化的方法等。
但是，为了将R、G和B这3色着色，任何一种方法都需要将同一工序反复进行3次，存在成本升高的问题、或由于反复进行同样的工序而使产率降低的问题。
作为解决了这些问题的滤色片的制造方法，提出了采用喷墨方式喷射着色墨液从而形成着色层(像素部)的方法(例如，参照特开昭59—75205号公报和特开2004—339332号公报)。
对于该采用喷墨方式的滤色片制造方法，存在如下问题：容易产生墨液喷出时的像素面厚度不均匀，作为其结果使完成的滤色片的ITO电阻值上升，不能得到高品位的滤色片。对于该问题，提出了在高压下进行墨液喷出的方法(例如，参照特开2004—223354号公报)。
专利文献1：特开昭59—75205号公报
专利文献2：特开2004—339332号公报
专利文献3：特开2004—223354号公报
但是，对于在高压下进行墨液喷出的方法，墨液喷出时的像素面厚度不均匀的产生抑制效果不充分，像素部平坦性存在问题。
发明内容
本发明正是鉴于上述现有的问题而提出的发明，其目的在于，提供滤色片的生产效率和像素部平坦性都优异的滤色片的制造方法、由该制造方法得到的滤色片、和具有该滤色片的显示装置。
进行锐意研究的结果，发现通过使墨液喷出后直至焙烘工序的时间为1分钟以上，能够改善上述问题。
用于解决上述课题的具体方法如下所述。
<1>滤色片的制造方法，其包括：采用喷墨方式向被形成在基板上的隔壁包围的凹部给予滤色片用喷墨墨液的液滴的墨液给予工序，和对上述液滴进行加热处理的焙烘工序；上述墨液给予工序和上述焙烘工序的时间间隔为1分钟以上。
<2>采用前述<1>所述的滤色片的制造方法制作的滤色片。
<3>具备前述<2>所述的滤色片的显示装置。
根据本发明，能够提供滤色片的生产效率和像素部平坦性都优异的滤色片的制造方法、由该制造方法得到的滤色片和具备该滤色片的显示装置。
附图说明
图1是表示制作滤色片的系统构成的1例的图。
图2是表示头部详细情况的图。
图3是表示驱动压电元件的最简单的电压波形的图。
图4是表示用于观察飞翔的液滴的形状的构成的图。
图5是表示依次弹落墨液滴时的墨液滴的形状的图。
符号说明
100：头部
101、102、103：喷墨头
110：显微镜照相机
200：控制部
300：基板
400：基板台
500：头维护站
600：定时控制部
602：压电电压
603：压电驱动时间宽度
604：喷出频率
610：压电波形发生电路
620：可变延迟电路
621：延迟量
630：LED亮灯电路
640：头
650：LED
660：显微镜透镜
661：CCD照相机
670：监视器
具体实施方式
以下对本发明的使用了滤色片用喷墨墨液的滤色片的制造方法、滤色片和显示装置进行详细说明。
<滤色片用喷墨墨液>
本发明的滤色片用喷墨墨液(以下有时简称为“喷墨墨液”、“墨液”)可以是至少含有着色剂、有机溶剂和单体的滤色片用喷墨墨液。上述滤色片用喷墨墨液，从滤色片的平坦性的观点出发，优选在使平均厚度为1mm的状态下在5mmHg(0.67kPa)、45℃的条件下干燥8小时得到的墨液残部的粘度在25℃下为40mPa·s以上4000mPa·s以下。其中，所谓平均厚度是指由容器底面积和墨液容积计算出来的厚度。此外，作为墨液的物性值，25℃的粘度优选20～100mPa·s，作为25℃的表面张力，优选10～50mN/m。在不损害本发明的效果的范围内，本发明的喷墨墨液可以含有分散剂、粘合剂、光聚合引发剂、热聚合引发剂、表面活性剂或其他添加剂。(墨液残部的流动性)
上述墨液残部在25℃的粘度更优选为50mPa·s以上3000mPa·s以下，进一步优选为50mPa·s以上2000mPa·s以下，特别优选为50mPa·s以上1000mPa·s以下。如果墨液残部的粘度为上述范围，即使在有机溶剂干燥后，也能够得到平坦的图像部(着色层)。
所谓本发明中的“墨液残部”，是指在使平均厚度为1mm的状态下在5mmHg(0.67kPa)、45℃的条件下将滤色片用喷墨墨液干燥8小时而得到的残渣。在使用粘弹性测定装置测定墨液残部的粘度时，例如，可以将滤色片用喷墨墨液装入铝制受皿中使平均厚度为1mm，在45℃下进行8小时真空干燥(0.67kPa)，使用药匙将得到的残渣(墨液残部)由铝皿收集而供于试料。使用了粘弹性测定装置的粘度的测定，可以使用例如JascoInternational Co.Ltd制的粘弹性测定装置Dyn Alyser DAS—100，在温度25℃、频率1Hz的条件下进行测定。
其次，对本发明中喷墨墨液中所含的各成分进行详细说明。
(着色剂)
本发明的喷墨墨液中使用的着色剂，可以使用有机颜料、无机颜料、染料等公知的着色剂，但由于要求足够的透过浓度或耐光性、与基板的密合性、其他诸耐性，因此优选各种有机颜料。此外，从像素的保存稳定性方面出发，特别优选颜料。作为该着色剂的具体例，优选使用特开2005—17716号公报[0038]～[0054]中记载的颜料和染料，特开2004—361447号公报[0068]～[0072]中记载的颜料，特开2005—17521号公报[0080]～[0088]中记载的着色剂。
对本发明中着色剂的含量并无特别限定，从得到所需的色相、浓度的观点出发，着色剂在墨液残部中所占的比例优选20质量％以上，更优选为20～70质量％，进一步优选25～60质量％，特别优选30～50质量％。
在本发明中，作为并用优选的上述记载的颜料的组合，对于C.I.颜料红254，可以举出与C.I.颜料红177、C.I.颜料红224、C.I.颜料黄139、或C.I.颜料紫23的组合；对于C.I.颜料绿36，可以举出与C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄185、C.I.颜料黄138、或C.I.颜料黄180的组合；对于C.I.颜料蓝15：6，可以举出与C.I.颜料紫23、或C.I.颜料蓝60的组合。
九这样并用时颜料中的C.I.颜料红254、C.I.颜料绿36、C.I.颜料蓝15：6的含量而言，C.I.颜料红254优选为60质量％以上，特别优选为70质量％以上。C.I.颜料绿36优选为50质量％以上，特别优选为60质量％以上。C.I.颜料蓝15：6优选为80质量％以上，特别优选为90质量％以上。
在本发明中使用的颜料，从分散稳定性和对比度两者兼具的观点出发，优选数均粒径为0.001～0.1μm的颜料，更优选0.01～0.08μm的颜料。再者，这里所说的“粒径”，是指以粒子的电子显微镜照片图像作为同面积的圆时的直径。此外，所谓“数均粒径”是指对于多个粒子求出上述粒径，其100个的平均值。
上述颜料优选作为分散液使用。该分散液可以通过预先将上述颜料和后述的颜料分散剂和有机溶剂混合，使用公知的分散机使得到的组合物分散而调制。此时，为了赋予颜料的分散稳定性，可以添加少量的树脂。此外，也可以通过预先将上述颜料和颜料分散剂混合，将得到的组合物添加到后述的单体中使其分散而调制。作为使上述颜料分散时使用的分散机，并无特别限制，例如可以举出朝仓邦造著、《颜料的事典》、第一版、朝仓书店、2000年、438页中记载的捏合机、辊磨机、磨碎机、超磨机、溶解机、均质混合器、砂磨机等公知的分散机。还可以利用该文献310页记载的机械磨碎，利用摩擦力进行微粉碎。
(颜料分散剂)
在本发明的喷墨墨液中，为了获得颜料的分散稳定性，优选添加颜料分散剂。
其使用量相对于喷墨墨液的总质量，优选以0.1～10质量％的范围含有分散剂，更优选0.1～9质量％，特别优选0.1～8质量％的范围。
作为该颜料分散剂，可以使用含有羟基的羧酸酯、长链多氨基酰胺和高分子量酸酯的盐、高分子量多羧酸的盐、长链多氨基酰胺和极性酸酯的盐、高分子量不饱和酯、高分子共聚物、改性聚氨酯、改性聚丙烯酸酯、聚醚酯型阴离子类活性剂、萘磺酸福尔马林缩合物盐、芳香族磺酸福尔马林缩合物、聚氧乙烯烷基磷酸酯、聚氧乙烯壬基苯基醚、硬脂胺乙酸盐、颜料衍生物等。作为颜料分散剂的具体例子，特开2005—15672号公报的段落序号[0021]～[0023]中记载的例子在本发明中也可以作为优选的例子使用。
(单体)
本发明中的喷墨墨液，可以含有单体的至少1种。上述喷墨墨液中使用的单体只要是可以利用热进行聚合反应，则并无特别限定，从膜减少、膜的强度、耐溶剂性等方面出发，更优选多官能的单体。此外，从生产效率方面出发，也优选具有活性能量射线下的聚合能。
作为聚合性基团的种类，并无特别限制，可以举出丙烯酰基、甲基丙烯酰基、环氧基等。其中，从墨液的经时稳定性、喷墨方式下的喷出稳定性、膜减少小的观点出发，特别优选丙烯酰基、甲基丙烯酰基。
从墨液的粘度不过度增大的观点出发，单体的分子量优选3000以下，更优选2000以下，特别优选1000以下。
从膜强度、赋予透明导电膜时的防止缩皱网纹、耐溶剂性等观点出发，单体的使用量优选为墨液固体成分中的20质量％以上，更优选30质量％以上，进一步优选40质量％以上。
此外，优选该单体总量中的50质量％以上为4官能以上单体。墨液中的单体含量、官能团数的比例如果为上述优选的范围内，在墨液打滴后的焙烘工序中的膜减少率会减小。
如果单体总量中50质量％以上为4官能以上6官能以下，粘度不会过度增大，采用喷墨方式能够稳定地喷出，并且膜减少率变小，从这些观点出发优选。
从进一步减少墨液打滴后的焙烘工序中的膜减少率的观点出发，进一步优选单体总量中的90质量％以上为3官能以上。
作为3官能以上的聚合性单体的具体例子，可以举出特开2001—350012号公报的段落序号[0061]～[0063]中记载的3官能的含有环氧基的单体、特开2002—371216号公报的段落序号[0016]中记载的3官能以上的丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸酯单体和CMC出版的“反应性单体的市场展望”中记载的3官能以上的单体等。其中，特别优选三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷PO(环氧丙烷)改性三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷EO(环氧乙烷)改性三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基丙烯酸酯)、季戊四醇三丙烯酸酯、甘油多缩水甘油醚、二甘油多缩水甘油醚、三羟甲基丙烷多缩水甘油醚等，但并不限于这些。此外，也可以将2种以上的上述3官能以上的单体并用。
作为4官能以上的单体的具体例子，可以举出特开2002—371216号公报的段落序号[0016]中记载的4官能以上的丙烯酸酯单体、甲基丙烯酸酯单体和CMC出版的“反应性单体的市场展望”中记载的4官能以上的单体等。
在这些4官能以上的单体中，特别优选四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、环氧化季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、新戊二醇低聚丙烯酸酯、1，4—丁二醇低聚丙烯酸酯、1，6—己二醇低聚丙烯酸酯、三羟甲基丙烷低聚丙烯酸酯、季戊四醇低聚丙烯酸酯、尿烷丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯等，但并不限于这些。其外，二季戊四醇五丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基丙烯酸酯)也是特别优选的单体。
作为这些特别优选的4官能以上的单体，例如可以举出UA—32P(新中村化学(株)制)、KAYARAD DPHA(日本化药(株)制)、V#400(大阪有机(株)制)等。
为了降低墨液和墨液残部的粘度，可以适当并用单官能单体或2官能单体。在这种情况下，从膜减少小的观点出发，更优选2官能单体。作为这些单官能单体或2官能单体，例如可以举出特开2001—350012号公报的段落序号[0065]中记载的单官能的含有环氧基的单体、特开2002—371216号公报的段落序号0015～0016中记载的单官能或2官能的丙烯酸酯单体或甲基丙烯酸酯单体和CMC出版的《反应性单体的市场展望》中记载的1～2官能单体等。
此外，为了拟补膜的强度，或赋予与基板的密合，可以少量并用25℃的粘度为700mPa·s以上的高粘度的多官能单体、或尿烷丙烯酸酯等高极性单体、低聚物等。作为在并用方面优选的多官能单体、高极性单体和低聚物，并无特别限制，可以使用通用的物质，例如可以举出二季戊四醇六丙烯酸酯、异氰脲酸EO改性二丙烯酸酯、异氰脲酸EO改性三丙烯酸酯、ε—己内酯改性三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯、尿烷丙烯酸酯(例如东亚合成(株)制アロニクスM—1000、M—1200、M—1210、M—1600)、聚酯丙烯酸酯(例如东亚合成(株)制アロニクスM—6100、M—6200、M—6250、M—6500、M—7100、M—7300、M—8030、M—8060、M—8100、M—8530、M—8560、M—9050)等。这些并用单体的添加量可以在使墨液残部的粘度在25℃下为4000mPa·s以下的范围内适当调节。
使墨液残部的粘度在25℃下为40mPa·s以上4000mPa·s以下，可以举出下述方法。
例如，可以举出使用更低粘度的单体作为要使用的单体。此外，可以举出作为粘合剂成分减少高分子量或高极性树脂的使用量，减少墨液中的高粘度成分。此外，可以举出选择最适合颜料的分散剂，使颜料分散液的粘度降低的方法。其中，使用低粘度的单体特别有效。在赋予像素的膜强度方面，优选使用具有3个以上聚合性基团的单体。
(有机溶剂)
作为有机溶剂，可以举出醇等水溶性有机溶剂和酯或醚等非水溶性有机溶剂，可以使用任何一种。
这些溶剂在本发明的喷墨墨液中所占的比例，从像素内墨液润湿扩展方面出发，优选10质量％以上，更优选30质量％以上，进一步优选50质量％以上。
在使用了非水溶性有机溶剂时，由于即使使用的单体、粘合剂、分散剂等中没有高极性基团也能使其溶解，因此从作为墨液的粘度过度升高的可能性小的方面出发优选。作为非水溶性有机溶剂并无特别限制，沸点低且容易从喷墨墨液中除去的有机溶剂，由于通常在喷墨头上迅速蒸发，因此容易引起在喷墨头上的墨液粘度上升等，常常伴有喷出性的恶化。为了防止喷墨头中墨液的干燥，优选至少含有常压下的沸点为160℃以上的有机溶剂。
从削减VOC的观点出发，优选使用水作为溶剂。
此外，本发明中的喷墨墨液优选含有的溶剂的50质量％以上由常温常压下(25℃、760mmHg)下具有160℃以上的沸点的化合物构成。作为该常温下具有160℃以上沸点的溶剂，可以举出特开2000—310706号公报的段落序号[0031]～[0037]中记载的高沸点溶剂、亚烷基二醇乙酸酯、亚烷基二醇二乙酸酯等，其中，特别优选二丙二醇单甲醚、丙二醇二乙酸酯、二丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇正丁醚乙酸酯、二丙二醇单正丁醚、三丙二醇甲醚乙酸酯、二甘醇单丁醚、1，3—丁二醇二乙酸酯、二丙二醇正丙醚乙酸酯、碳酸亚丙酯、二甘醇单丁醚乙酸酯、二丙二醇正丁醚乙酸酯等。
此外，就溶剂的沸点的上限而言，只要能够使用本发明的喷墨墨液采用喷墨方式制造滤色片，就没有特别制约，从墨液的调制工序和滤色片的制造工序中的操作性的观点出发，优选沸点为290℃以下、优选280℃以下的常温(20℃)下是粘度比较低的液体的有机溶剂。
(聚合引发剂)
在本发明的喷墨墨液中，为了促进单体的聚合反应，可以并用聚合引发剂。作为聚合引发剂，当采用活性能量射线进行图像部的聚合时，使用光聚合引发剂，当采用热进行像素部的聚合时，使用热聚合引发剂。作为光聚合引发剂，例如可以举出特开2006—28455号公报的段落序号[0079]～[0088]中记载的引发剂，作为优选的具体例子，可以举出2—三氯甲基—5—(对苯乙烯基苯乙烯基)—1，3，4—噁二唑、2，4—双(三氯甲基)—6—[4’—N，N—双(乙氧基羰基甲基)氨基—3’—溴苯基]—s—三嗪。
此外，作为热聚合引发剂，可以使用通常已知的有机过氧化物类化合物或偶氮类化合物。由此可以提高像素部的强度。此外，除了热聚合引发剂以外，还可以使用咪唑等固化催化剂。有机过氧化物类化合物和偶氮类化合物可以单独使用1种，也可以将2种以上并用。其中，有机过氧化物是过氧化氢(H—O—O—H)的衍生物，是指分子内具有—O—O—键的有机化合物。
如果按化学结构进行分类，可以举出过氧化酮、过氧化缩酮、过氧化氢、过氧化二烷基、过氧化二酰基、过氧化酯、过氧化二碳酸酯等。具体地说，优选3，3’，4，4’—四(叔丁基过氧羰基)二苯甲酮、过氧化苯甲酰、2，2—双(4，4—二叔丁基过氧化环己基)丙烷、1，1—双(叔己基过氧)—3，3，5—三甲基环己烷、过苯甲酸叔丁酯、过苯甲酸二叔丁酯、过间苯二甲酸二叔丁酯、过乙酸叔丁酯、过苯甲酸叔己酯、叔丁基过氧—3，5，5—三甲基己酸酯、过月桂酸叔丁酯、叔丁基过氧异丙基单碳酸酯、叔丁基过氧—2—乙基己基单碳酸酯、2，5—双(间甲苯酰基过氧)己烷、2，5—二甲基—2，5—双(苯甲酰基过氧)己烷、叔己基过氧异丙基单碳酸酯、
过异丁酸叔丁酯、1，1，3，3—四甲基丁基过氧—2—乙基己酸酯、叔己基过氧异丙基单碳酸酯、2，5—二甲基—2，5—双(2—乙基己酰基过氧)己烷、叔丁基过氧—2—乙基己酸酯、叔丁基过马来酸、过氧化环己酮、甲基乙酰乙酸酯过氧化物、甲基己酮过氧化物、过氧化乙酰丙酮、1，1—双(叔己基过氧)环己烷、1，1—双(叔丁基过氧)—3，3，5—三甲基环己烷、1，1—双(叔丁基过氧)—2—甲基环己烷、1，1—双(叔丁基过氧)环己烷、2，2—双(叔丁基过氧)丁烷、2，2—双(4，4—二叔丁基过氧环己基)丙烷、过氧化氢二异丙苯、过氧化氢1，1，3，3—四甲基丁基、过氧化氢枯烯、过氧化氢叔丁基等，优选2，2—双(4，4—二叔丁基过氧环己基)丙烷等过氧化缩酮类化合物、过氧化苯甲酰等过氧化二酰基类化合物、过苯甲酸叔丁酯等过氧化酯类化合物。
此外，作为上述偶氮类化合物，例如可以举出特开平5—5014号公报的段落序号[0021]～[0023]中记载的化合物。在这些化合物中，优选分解温度在某种程度上高，在常温下稳定，加热时分解产生自由基从而成为聚合引发剂的化合物。在有机过氧化物类化合物或偶氮类化合物(热聚合引发剂)中，如果使用半衰期温度比较高(优选50℃以上，更优选80℃以上)的物质，组合物的粘度不会经时变化，能够适当地构成，例如可以举出偶氮双(环己烷—1—腈基)等。
作为光聚合引发剂和/或热聚合引发剂的含量，相对于单体的量，从反应促进性、粘度稳定性、着色的观点出发，优选0.5～20质量％，更优选为1～15质量％。
此外，从膜减少率变小的观点出发，相对于墨液的全部固体成分，该引发剂的含量优选为5.0质量％以下。引发剂的含量越少越优选，下限为0质量％。
此外，令人惊奇的是，判明引发剂量越少，越能将电压保持率保持在高水平。具体地说，如果引发剂量为墨液的全部固体成分中的5.0质量％以下，电压保持率良好，因此优选。
更令人惊奇的是，判明引发剂量越少，作成滤色片时的膜的平坦性(像素的平坦性)越好。具体地说，如果引发剂量为墨液的全部固体成分中的5.0质量％以下，像素变得平坦，因此优选。
这些引发剂可以使用1种或将2种以上组合使用。
此外，在上述成分以外，在不损害本发明效果的范围内，可以并用粘合剂、表面活性剂、其他添加剂等。
作为并用的粘合剂的例子，可以举出特开2000—310706号公报的段落序号[0015]～[0030]中记载的粘合剂树脂、特开2001—350012号公报的段落序号[0041]～[0050]中记载的粘合剂等。
作为表面活性剂的例子，可以举出特开平7—216276号公报的段落序号[0021]、特开2003—337424号公报、特开平11—133600号公报中公开的表面活性剂作为优选的例子。表面活性剂的含量优选相对于喷墨墨液总量为5质量％以下。
作为其他添加剂，可以举出特开2000—310706号公报的段落序号[0058]～[0071]中记载的其他添加剂。
<滤色片及其制造方法>
本发明的滤色片的制造方法，其特征在于：包括采用喷墨方式对被在基板上形成的隔壁包围的凹部给予滤色片用喷墨墨液的液滴的墨液给予工序，和对上述已给予的墨液液滴进行加热处理的焙烘工序；上述墨液给予工序和上述焙烘工序的时间间隔为1分钟以上。
本发明的滤色片的制造方法具有：采用喷墨法对由隔壁包围的凹部给予己述的滤色片用喷墨墨液从而形成着色层的墨液给予工序(以下有时称为“着色层形成工序”)、和形成了所需的色相的着色层的至少1色或全部后加热进行固化的焙烘工序(以下有时称为“加热工序”)，优选还具有采用活性能量射线照射将形成的至少1色的着色层固化的固化工序。再者，隔壁是在着色层形成工序前预先形成在基板上的，对于隔壁的形成方法的详细情况以下将进行叙述。
(隔壁)
在本发明中，采用喷墨方式对被在基板上形成的隔壁包围的凹部赋予滤色片用喷墨墨液的液滴，形成着色层。对该隔壁并无任何限定，在制作滤色片时，优选具有黑色矩阵(BM)的功能、具有遮光性的隔壁。该隔壁可以采用与公知的滤色片用黑色矩阵同样的材料、方法制作。例如可以举出特开2005—3861号公报的段落序号[0021]～[0074]、特开2004—240039号公报的段落序号[0012]～[0021]中记载的黑色矩阵，特开2006—17980号公报的段落序号[0015]～[0020]、特开2006—10875号公报的段落序号[0009]～[0044]中记载的喷墨用黑色矩阵等。
在上述公知的制作方法中，从削减成本的观点出发，优选使用感光性树脂转印材料。感光性树脂转印材料是在临时支撑体上至少设置了具有遮光性的树脂层的材料，与基板压接，能够将该具有遮光性的树脂层转印到该基板上。
感光性树脂转印材料，优选使用特开平5—72724号公报中记载的感光性树脂转印材料，即使用成为一体型的薄膜而形成。作为该一体型薄膜构成的例子，可以举出以如下顺序将临时支撑体/热塑性树脂层/中间层/感光性树脂层(在本发明中，所谓“感光性树脂层”，是指通过光照射能固化的树脂，其具有遮光性时也称为“具有遮光性的树脂层”，着色为目的颜色时也称为“着色树脂层”)/保护膜层合的构成。
关于构成感光性树脂转印材料的临时支撑体、热塑性树脂层、中间层、保护膜、转印材料的制作方法，作为优选例子，可以举出特开2005—3861号公报的段落序号[0023]～[0066]中记载的例子。
此外，为了防止喷墨墨液的混色，上述隔壁可以实施疏墨液处理。对于该疏墨液处理，例如可以举出(1)将疏墨液性物质混炼到隔壁的方法(例如，参照特开2005—36160号公报)、(2)重新设置疏墨液层的方法(例如，参照特开平5—241011号公报)、(3)采用等离子体处理而赋予疏墨液性的方法(例如，参照特开2002—62420号公报)、(4)在隔壁的壁上面涂布疏墨液材料的方法(例如，参照特开平10—123500号公报)等，特别优选(3)对基板上形成的隔壁实施利用等离子体的疏墨液化处理的方法。
—着色层形成工序—
着色层形成工序是采用喷墨法向隔壁(浓色分离壁)间的凹部给予本发明的喷墨墨液的液滴，从而形成着色层。该着色层成为构成滤色片的红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)等颜色像素。
着色层的形成，可以将用于形成着色像素(例如RGB3色的像素图案)的喷墨墨液侵入如上所述被在基板上形成的隔壁包围的凹部中，由2色以上的多种像素构成而形成。
对于滤色片图案的形状，并无特别限定，作为黑色矩阵形状，可以是一般的条状，也可以是格子状，还可以是δ排列状。
作为喷墨法，可以采用连续地喷射带电的喷墨墨液并用电场进行控制的方法、使用压电元件间歇地喷射墨液的方法、加热墨液并利用其发泡间歇地进行喷射的方法等各种方法。以下对喷墨法进行详述。
(墨液的物性值)
作为墨液的物性值，优选25℃的粘度为20～100mPa·s，在用装置喷出时，优选将墨液温度在20～90℃的范围保持在大致恒定的温度，此时的粘度优选为2～20mPa·s。此外，25℃的表面张力优选10～50mN/m，在用装置喷出时，优选将墨液温度在20～90℃的范围保持在大致恒定的温度，此时的表面张力优选为20～30mN/m。为了以规定精度将墨液温度保持为恒定，优选具有墨液温度检测装置、墨液加热或冷却装置、和根据检测出的墨液温度控制加热或冷却的控制装置。此外，或者具有通过根据墨液温度控制向喷出墨液的装置的外加能量来减轻对于墨液物性变化的影响的装置也是优选的。
此外，为了适当地保持墨液在弹落于基板后湿润扩张的形状，优选将弹落基板后的墨液物性保持为规定物性，为此，优选将基板或其附近保持在规定温度范围内。或者通过增大支撑基板的台的热容量等，从而减轻温度变化的影响也是有效的。
(系统构成)
将使用上述墨液作成滤色片的系统构成的一例示于图1。
100为头部，将其详细情况示于图2。头部100具有3个喷墨头101、102、103，分别将3色的墨液喷出到基板上。头部100的喷出由控制部200控制，喷出的墨液弹落于基板300上，形成RGB各个像素。其中，基板300载置在基板台400上，基板台400具备用于使基板300和基板台400相对于头沿相互正交的XY2方向移动的未图示的马达。马达的动作由控制部200控制，与墨液喷出同步而形成像素。头维护站500具有用于良好地保持头部100的喷出性能的机构。
(头)
图2所示的3个头各自由未图示的墨液供给部分别供给R、G、B这3色的墨液。此外，110为显微镜照相机，对基板上的BM图案(隔壁图案)或用于确定位置的专用图案或墨液弹落的状态进行摄像，通过对拍摄的图像进行处理，控制基板台400的动作以使墨液弹落于所需的位置。
3个喷墨头101、102、103可以是相同结构的头，也可以是不同结构的头。作为头的结构，如例如特开平5—193140号公报中公开的那样，具有对墨液给予喷出能量的部分和喷出墨液的喷嘴部分。
(头驱动方式)
作为对墨液给予喷出能量的方式，可以如特开平7—81090号公报所公开的那样，是称为所谓连续方式的方法，即连续地喷出墨液滴，根据是否使其弹落而使滴偏向，进行选择控制的方法，也可以是称为所谓按需方式的只在需要的部分喷出墨液滴的方式。按需方式，可以如特开平5—16349号公报中公开的那样，是使用压电元件等根据结构体的变形而产生墨液压，使其喷出的方式，也可以如特开平1—234255号公报中公开的那样，利用与热能产生的气化相伴的膨胀所产生的压力使其喷出的方式。此外，可以如特开2001—277466号公报公开的那样，是利用电场控制向介质的喷出的方式。
(高速化)
再者，此时为了喷出多种颜色的墨液，通过如特开平6—71904号公报中所述那样，使多个喷墨头101、102、103一体地构成，可以小型、高速地形成彩色图像，进而通过配置多个具有多个喷嘴列的头单元，可以更高速化。
进而通过如特开昭63—160849号公报所述那样，将各色的喷嘴以与图像的宽度相同或其以上的宽度进行配置，形成所谓线状头，可以更小型、高速地形成图像。
(喷嘴)
作为喷嘴的材质，可以是镍、不锈钢等金属，也可以是例如硅、树脂。通过对喷嘴的表面实施如特开平5—116327号公报所公开的表面处理，可以稳定地保持喷出的墨液滴的形成，进而防止墨液滴的飞沫附着到喷嘴表面。作为处理，可以是墨液变得容易润湿的处理，也可以是墨液变得难以润湿的处理。在实施墨液容易润湿的处理时，由于喷嘴表面被墨液被覆，因此存在使喷嘴部分周边的墨液物性均匀化，在高速喷出时顺利地供给墨液等优点。另一方面，在实施墨液变得难以润湿的处理时，由于墨液在喷嘴板上的附着减少，能够减轻喷嘴板上的附着墨液成为喷出障碍等问题。
(移动控制)
关于头与基板的相对移动，如上所述，可以是头部100静止、基板台400移动，也可以是基板台400静止、头移动。头与基板的相对移动，可以是使基板沿着与图1所示的喷嘴列正交的X方向移动，从始端向终端喷出后，使基板沿Y方向移动设定量，再在X方向上从上述终端向始端侧沿相反方向喷出，也可以从始端向终端喷出后，在不从头喷出墨液的情况下使基板沿X方向从终端移动到始端后，与上述同样地从始端向终端边喷出边移动。其中从始端向终端喷出时的喷出条件，例如头与基板的相对位置关系和喷出的定时、像素内的喷出墨液量的分布等，可以与从终端向始端沿相反方向喷出时的喷出条件相同，当在相反方向上弹落状态不同时，为了减少这种情况，可以进行设定以使喷出条件不同。
此外，可以将一片基板300分割为多个区域，在各个区域边进行上述移动控制边使其喷出，也可以使一片基板为一个区域使其喷出。
(基板更换)
向一片基板300的喷出结束后，利用未图示的机构将墨液弹落的基板从基板台400排出，重新将墨液没有弹落的基板载置到基板台400上，反复进行与上述同样的控制。
其中，在基板的排出、载置期间，可以不从头部喷出墨液，如果不使喷出休止，能够防止其间头的喷嘴表面的墨液的干燥进行，喷嘴部分的墨液的粘度上升。由此，在开始向新基板喷出时，由于喷出初期的墨液量减少，或者喷出速度降低，能够防止驱动头部后直至墨液喷出的滞后时间延长，其间的头与基板的移动距离、墨液滴的弹落位置偏离。此外，休止后喷出时的弯月面的行为随物性变化而变化，由于过量地后退到喷嘴内部，因此能够防止将空气从喷嘴外部吸引到头内部，其成为以后的喷出的障碍。
(更新)
具体地说，在休止中，如特开平11—157102号公报中公开的那样，在头位于基板上的像素部分以外时进行对像素形成无帮助的墨液的喷出，将新鲜的墨液供给喷嘴表面，防止粘度变化等产生的弊害，能够稳定地维持弯月面。该喷出可以在基板上进行，也可以采用未图示的机构使头部100移动到图1所示的头维护站500上，在头维护站内使其喷出。其中，就喷出的墨液量而言，从减少墨液的浪费方面出发，优选在使墨液物性回复到与初期状态同等的范围内为少量。
作为喷出墨液的方法，也可以驱动用于形成像素的喷出能量赋予装置，使其喷出，也可以通过从墨液供给侧向头内的墨液给予压力从而使其喷出。
(加盖)
在休止中，进而如特开平11—138830号公报中公开的那样，用盖使喷嘴表面成为大致密封状态，通过使墨液的低沸点成分的蒸气压降低得到减轻，使干燥延迟，从而可以减轻上述弊害。或者在头维护站500内，通过将喷嘴表面浸渍于未图示的墨液存储部，能够减轻干燥产生的物性变化。
将这些墨液喷出和大致密封或浸于墨液中等方法并用更为有效。
(擦拭)
如上所述，通过对喷嘴表面实施处理，能够减轻墨液在喷嘴表面的附着，但如果进行长时间的连续喷出或短时间内的大量喷出，有时会附着墨液，因此在头维护站500内，如特开平6—71904号公报中公开的那样，优选采用刮刀进行适当擦拭。
(不喷出检测)
此外，在头维护站500内，采用例如特开平2000—343686号公报中公开的装置检测从各喷嘴是否进行适当的喷出，存在不喷出的喷嘴时采取处置是有效的。
作为对于不喷出的喷嘴的处置，除了采用上述刮刀进行的清扫以外，如特开平6—71904号公报所公开的那样，从喷嘴板外侧吸引墨液，将墨液物性发生变化的弯月面附近的墨液和头内的气泡排出是有效的。
作为头内产生气泡的原因，除了如上所述由于弯月面的形成不全而吸引外气的情况外，由于头内的墨液的压力变动，有时墨液中含有的气体，特别是空气成长为气泡。作为防止其产生的方法，使墨液中含有例如特开平8—34943号公报中公开的脱泡剂是有效的。
此外，如特开2000—251689号公报和特开2002—45608号公报中公开的那样，将墨液进行了脱泡处理后进行供给也是有效的。作为脱泡方法，优选如特开平9—286943号公报中公开的那样给予超声波的方法、或进行真空脱泡的方法、以及将它们并用的方法。此外，如特表平8—506540号公报中公开的那样，在头附近的墨液流路中设置对溶解在墨液中的气体进行吸引脱泡的装置更为有效。
(墨液保持方法)
作为保持墨液的方法，优选在与大气连通的状态下将墨液表面相对于喷嘴表面维持在规定的高度的方法，填充到公知的墨盒中的方法，也可以如特开平5—16377号公报中公开的那样，容纳于可以变形的容器中，形成罐。此外，通过具备特开平5—16382号公报中公开的次级罐，墨液向头的供给更稳定。此外，如特开平8—174860号公报中公开的那样，当墨液供给室的压力降低时，也可以使用利用阀的移动来供给墨液的方式的墨盒。
(墨液供给路)
作为将墨液从这些墨液保持装置向头供给的方法，可以是直接将保持装置与头单元连结的方法，也可以是利用导管等流路进行连结的方法。这些墨液保持装置和流路优选是对于墨液具有良好润湿性的材料，或者实施了表面处理。当润湿性不良好时，导管内产生没有被墨液润湿的部分，墨液向头的供给变缓，或者气泡变得容易附着到导管内壁。
(过滤器)
在墨液保管中，由于墨液中分散的色材凝聚而长大，或者尘埃混入等原因，如果墨液中存在大的固体物，在头内部，特别是在喷嘴附近阻碍喷出。为了防止其产生，优选在由墨液保持部分到头的流路中设置捕集固体物的过滤器，作为过滤器的孔径，优选为0.1～20μm。
(负压)
其中，为了适当地维持喷嘴中墨液的表面张力产生的弯月面形状，必须在—1～—3000Pa的范围内将墨液的压力维持为负压。
作为用这些墨液保持装置赋予墨液负压的方法，可以使用对墨液保持装置的高度进行管理的方法，即利用水头压差的方法，以及利用设置在墨液流路中的过滤器的毛细管力的方法，以及利用泵等控制压力的方法，以及如特开昭50—74341号公报中公开的那样将墨液保持在墨液吸收体中，利用其毛细管力赋予负压的方法等。
(喷出条件)
从头部100喷出墨液越是高频，越能够在单位时间喷出大量的墨液，可以提高滤色片的生产效率。其中，为了以高频稳定地喷出墨液，需要墨液的供给稳定，弯月面的形状稳定，来自喷嘴的墨液滴的喷出形状、喷出量稳定。
为了使墨液的供给稳定化，如上所述使供给路对于墨液的润湿性良好，同时降低供给路的流路阻抗是有效的。此外，为了使弯月面的形状、墨液滴的喷出形状、喷出量稳定，需要使头的驱动条件在驱动频率下最优化。
为了确定最佳的驱动条件，按照以下步骤进行。
以下以采用压电的按需方式的例子进行说明，但即使是热驱动方式、静电方式，也可以使用同样的方法。
弯月面的形状和喷出形状的稳定性，通过观察飞翔的滴的形状，确定得到稳定形状的驱动条件。图3表示驱动压电元件的最简单的电压波形。Vp为压电电压，tp为驱动时间宽度，tf、tr分别为驱动波形的上升、下降时间，可以分别控制这4个，也可以简单地控制Vp、和tp或tr+tp这2个。观察在改变这些参数的同时飞翔的液滴的形状，评价稳定性。其中示出了简单的梯形驱动波形，但也可以如例如特开平10—235859和特开2003—341048中所公开的那样，通过进一步使波形形状发生变化，更良好地控制喷出量等。
飞翔的液滴的形状能够以图4所示的构成进行观察。定时控制部600根据输入的喷出频率f604和压电电压Vp602、压电驱动时间宽度tp603产生压电驱动波形，通过压电波形产生电路610驱动头640。
由头喷出墨液滴，墨液飞翔的部分用LED650来照明。其中LED亮灯的定时，在压电波形产生后，由输入到可变延迟电路620中的延迟量621确定。由压电驱动波形根据延迟量延迟规定时间后，LED650被LED亮灯电路630亮灯。从喷嘴喷出的飞翔中的墨液滴形状用安装有显微镜透镜660的CCD照相机661拍摄，可以通过监视器670进行观察。这样可以边观看监视器670边确定Vp、tp以使被观察的滴形状即使在高频下也稳定。其中所谓作为滴形状稳定，是指在监视器670上依次拍摄多滴时的图像不摇摆而稳定，没有产生被称为卫星(satellite)的墨液的微小飞沫的状态。此外，喷出后，经过到达基板的时间后的形状越接近球形，在基板上的弹落形状越接近圆，能够良好地控制像素内的墨液量的分布。
其次为了确认喷出量稳定，采用以下的方法测定喷出量。以图4的构成从头640的规定喷嘴以规定时间喷出墨液，捕捉喷出的墨液，测定质量。通过用其除以喷出时间×频率×喷嘴数，能够求出从一个喷嘴一次喷出的墨液量。判断这样求出的喷出墨液量是否在规定范围内。
其中，当是具有多个喷嘴的头时，并且每个喷嘴的喷出量不均匀时，为了使每个喷嘴的喷出量均匀，优选分别控制上述喷出能量驱动装置的能量。
(头基板间隙)
即使从头部100喷出的墨液的形状稳定，喷出量稳定，但如果基板上的弹落位置的精度不高，也无法形成良好的像素。为了良好地维持弹落位置精度，重要的是不产生上述微小飞散滴，而且从喷嘴的喷出方向稳定。对于从喷嘴的喷出方向精度，喷嘴形状的工作精度和弯月面部分的墨液物性稳定性、喷嘴面的污染等具有支配性。为了稳定地维持弯月面的墨液物性，如上所述在喷出休止时将高粘度化的墨液清除而置换为新鲜的墨液是有效的，而且为了使喷嘴面干净采用刮刀进行清洁是有效的。
此外，当墨液喷出方向的误差为规定量时，通过使头部100和基板300之间的间隔减小，能够提高基板上的弹落位置精度。
可以使头与基板的间隔减小以使头的喷嘴面的平坦性、基板300和载置其的基板台400的平坦性和未图示的基板台移动机构的直线性良好。通常从它们的机械精度出发，喷嘴面和基板表面的间隔优选为200～2000μm。
其中当基板的凹凸平滑时，通过具有头部100中未图示的激光测长器等检测与基板的间隔的装置，驱动未图示的头部高度控制装置，可以根据基板的移动中的凹凸将基板与头的间隔保持在规定量，通过控制高度，可以进一步减少，当间隔的检测装置和高度控制装置的追随速度足够快时，也可以使其达到100μm以下。
(喷嘴直径—间隔、像素形状)
在基板300上的墨液的弹落直径优选在10～500μm之间，弹落直径由墨液滴的大小、和墨液在基板上的润湿性决定。墨液滴在基板上的接触角优选为0～80度，飞翔墨液滴的直径优选为5～250μm，此时的喷嘴直径优选为15～100μm。其中，墨液滴在基板上的接触角可以使用协和界面科学制DropMaster700，在没有形成BM的实施了等离子处理的玻璃表面上滴下墨液约2μl，采用θ/2法对500msec后的滴形状图像进行处理，来进行测定。
在喷嘴列方向的像素的周期和喷嘴的间隔存在整数倍关系时，通过使上述头的喷嘴列方向和基板移动方向正交，可以形成像素，当彼此间隔不是整数倍关系时，如特开平9—300664号公报所公开的那样，通过将喷嘴列的方向设定成相对于基板移动方向为90度以外的角度，改变基板移动方向上表观上的喷嘴列间隔，可以使其弹落于像素。此时，来自各喷嘴的喷出控制必须进行角度上的喷出定时修正。此外，也可以如特开2000—89020号公报中公开的那样，使用不同的喷嘴进行打滴，从而使喷嘴间的喷出量的偏差减小。
(墨液量)
基板上由隔壁形成的像素的形状并无限定，如果像素的长度方向为对基板高速扫描的X方向，能够使墨液的喷出在长度方向上连续，因此优选。
应弹落于基板上的墨液的量，由墨液中所含的着色剂浓度和在确保滤色片的性能上的必要着色剂量决定。通常，墨液固体成分(上述墨液残部)中的着色剂浓度为20～70质量％左右，滤色片上所需的色材量为0.5～5.0g/m2左右，像素内的墨液弹落量优选为1～30g/m2。
每个像素的弹落量的变动小，则不易产生浓度不均匀，如果像素内弹落量的变动小，能够防止弹落量少的部分的透过浓度降低，妨碍滤色片性能的降低。此外，如果像素内墨液量均匀，难以引起后续工序中的障碍，因此使墨液弹落，对其进行加热处理后的像素内的高度的不均匀性优选为50％以下。
(弹落位置)
为了使像素内的弹落量均匀化，优选均匀地润湿扩展到像素的端部，而且润湿扩展后的墨液量的分布均匀。因此，优选在像素内使多个小滴均匀地弹落，可实现的小滴的大小为1.5ng/滴左右，需要以高速使多个弹落，可实现的喷出频率优选20KHz左右。为了使多个滴均匀地弹落于像素内，特别是如果像素周边部分的弹落位置精度良好，则不易产生以下等障碍：墨液弹落到隔壁上，或者流入其邻接的像素中。因此，通过如上所述使喷嘴与基板间的距离减小来提高弹落位置精度是有效的。
此外，在边移动基板边依次使其弹落时，如图5所示，先行弹落的墨液与后面弹落的墨液滴合一时，因表面张力使合一后的墨液的表面积减小的力发挥作用，产生后面打滴的墨液滴比应弹落的位置更靠近先行弹落墨液侧的现象，优选考虑该现象来适当设定弹落位置。
另一方面，在基板上的墨液的润湿性良好时，即墨液与基板的接触角小时，在像素的中央附近可以集中所需的墨液量进行弹落。
在本发明中，墨液喷出后到后述的焙烘处理的时间为1分钟以上。更优选为1.5分钟以上，最优选2分钟以上。
墨液喷出后直至焙烘处理的时间在该范围时，像素内的平坦性变得良好。此外，在制作多个像素时，特别优选时间上使墨液喷出到最后的像素后(全部打滴结束后)直至进行焙烘处理的时间为1分钟以上，更优选为1.5分钟以上，最优选为2分钟以上。
本发明的滤色片优选以下形态：喷射RGB等至少3色的墨液，由至少3色的着色层构成。
在本发明中，打滴后，将液滴中含有的溶剂除去而形成墨液残部后，通过加热上述墨液残部使墨液残部固化，从而形成着色层(所谓焙烘处理)。该加热工序可以以1阶段进行，也可以以多阶段进行。
所谓采用1阶段的加热，是指溶剂除去后，从最初开始用使墨液完全固化的规定的温度进行加热，所谓采用多阶段的加热，是指以最初在较低温度下开始加热，依次提高加热温度，最终使墨液完全固化的规定的温下进行加热。作为加热方法，可以举出采用热板、电炉、干燥器等的加热，或者采用照射红外线的加热，但并不限于这些。
该加热工序前可以进行用活性能量射线使墨液残部的墨液固化的工序。
加热工序中的加热温度和加热时间由喷墨墨液的组成、或着色层的厚度决定，通常从确保充分的像素强度、耐溶剂性、耐碱性等的观点出发，优选在约120℃～约250℃下加热约10分钟～约120分钟。
在本发明的滤色片的制造方法中，优选在24小时以内进行从上述着色层形成工序到加热工序，更优选在12小时以内进行，进一步优选在6小时以内进行。在形成了着色层后，如果长时间放置直至最终的固化工序(加热工序)，有时产生墨液中的颜料的凝聚、或各种粘合剂等的析出，像素的面状会变差，因此不优选。
在如上所述形成着色区域(着色像素)和隔壁，制作得到滤色片后，为了提高耐性，可以形成上涂层以覆盖着色区域和隔壁的整个面。
上涂层保护R、G、B等着色区域和隔壁，同时使表面平坦。不过，从工序数增加方面出发，优选不设置。
上涂层可以使用树脂(OC剂)构成，作为树脂(OC剂)，可以举出丙烯酸类树脂组合物、环氧树脂组合物、聚酰亚胺树脂组合物等。其中，从在可见光区域的透明性优异，滤色片用光固化性组合物的树脂成分通常以丙烯酸类树脂为主成分，密合性优异出发，优选丙烯酸类树脂组合物。作为上涂层的例子，可以举出特开2003—287618号公报的段落序号[0018]～[0028]中记载的上涂层，作为上涂剂的市售品，可以举出JSR社制的OPTOMER SS6699G。
本发明的滤色片采用已述的本发明的滤色片的制造方法来制作，其用途并无特别限定，适合用于例如电视、个人计算机、液晶投影仪、游戏机、移动电话等便携终端、数码相机、汽车导航等用途。在本发明的滤色片中，红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、白色(W)、紫色(V)等颜色像素的至少1个可以采用本发明的滤色片的制造方法形成。
<显示装置>
作为本发明的显示装置，只要具备已述的本发明的滤色片，就无特别限制，是指液晶显示装置、等离子显示器显示装置、EL显示装置、CRT显示装置等显示装置等。对于显示装置的定义、或各显示装置的说明，例如记载于《电子显示器器件(佐佐木昭夫著、(株)工业调查会1990年发行)》、《显示器器件(伊吹顺章著、产业图书(株)平成元年发行)》等。
在本发明的显示装置中，特别优选液晶显示装置。对于液晶显示装置，记载于例如《下一代液晶显示器技术(内田龙男编集、(株)工业调查会1994年发行)》。对于能够应用本发明的液晶显示装置并无特别限制，可以应用于例如上述《下一代液晶显示器技术》中记载的各种方式的液晶显示装置中。其中本发明对于彩色TFT方式的液晶显示装置特别有效。对于彩色TFT方式的液晶显示装置，记载于例如《彩色TFT液晶显示器(共立出版(株)1996年发行)》。此外，本发明当然也可应用于IPS等横电场驱动方式、MVA等像素分割方式等视角扩大的液晶显示装置。对于这些方式，记载于例如《EL、PDP、LCD显示器—技术和市场的最新动向—(东丽研究中心调查研究部门2001年发行)》的第43页。
液晶显示装置除了滤色片外，由电极基板、偏光膜、相位差膜、背光灯、垫片、视角补偿膜等各种部件构成。对于这些部件，记载于例如《1994液晶显示器周边材料—化学品市场(岛健太郎(株)CMC1994年发行)》、《2003液晶关联市场的现状和将来展望(下卷)(表良吉(株)富士Chimera总研2003年发行)》。
本发明的显示装置，能够采用ECB(Electrically ControlledBirefringence)、TN(Twisted Nematic)、IPS(In—Plane Switching)、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)、OCB(Optically Compensatory Bend)、STN(Supper Twisted Nematic)、VA(Vertically Aligned)、HAN(Hybrid AlignedNematic)、GH(Guest Host)这样的各种各样的显示模式。以使用前述的滤色片为特征，由此在搭载到电视、监视器时无显示不均匀，能够具有宽的颜色再现范围和高对比率，也适合用于笔记本电脑用显示器、或电视机监视器等大画面的显示装置等。
实施例
以下列举实施例对本发明更为具体地说明。以下实施例中所示的材料、试剂、比例、设备、操作等，只要不脱离本发明的范围，可以适当变更。因此，本发明的范围并不限定于以下所示的具体例。应予说明，在以下的实施例中，只要无特别说明，“％”和“份”表示“质量％”和“质量份”，分子量表示质均分子量。
[实施例1]
[隔壁形成用的浓色组合物的调制]
浓色组合物K1如下所述制得：首先称取表1所述量的K颜料分散物1、丙二醇单甲醚乙酸酯，在温度24℃(±2℃)下进行混合，以150rpm搅拌10分钟，边搅拌边称取表1所述量的甲基乙基酮、环己酮、粘合剂1、吩噻嗪、DPHA液、2，4—双(三氯甲基)—6—[4’—N，N—双(乙氧基羰基甲基)氨基—3’—溴苯基]—s—三嗪、表面活性剂1，在温度25℃(±2℃)下依次添加，在温度40℃(±2℃)下以150rpm搅拌30分钟而得到。再者，表1所示的量为质量份，具体为以下的组成。
<K颜料分散物1>
·炭黑(DEGUSSA社制Nipex35)           13.1％
·分散剂(下述化合物1)                0.65％
·聚合物(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸＝72/28摩尔比的无规共聚物、分子量3.7万)                           6.72％
·丙二醇单甲醚乙酸酯                 79.53％

<粘合剂1>
·聚合物(甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸＝78/22摩尔比的无规共聚物、分子量3.8万)                        27％
·丙二醇单甲醚乙酸酯              73％
<DPHA液>
·二季戊四醇六丙烯酸酯(含有500ppm的阻聚剂MEHQ、日本化药(株)制、商品名：KAYARAD DPHA)           76％
·丙二醇单甲醚乙酸酯              24％
<表面活性剂1>
·下述结构物                      130％
·甲基乙基酮                      70％
结构物1

(n＝6，X＝55，y＝5，
Mw＝33940，Mw/Mn＝2.55
PO：环氧丙烷，EO：环氧乙烷)
表1
 浓色组合物K1K颜料分散物1(炭黑)30丙二醇单甲醚乙酸酯7.3甲基乙基酮34环己酮8.6粘合剂114DPHA液5.82，4—双(三氯甲基)—6—[4’—N，N—双(乙氧基羰基甲基)氨基—3’—溴苯基]—s—三嗪0.22吩噻嗪0.006表面活性剂10.058
(质量份)
(隔壁的形成)
用UV洗涤装置将无碱玻璃基板洗涤后，使用洗涤剂进行刷洗涤，再用超纯水进行超声波洗涤。在120℃下对基板进行3分钟热处理，使表面状态稳定化。
将基板冷却，将温度调节到23℃后，使用具有狭缝状喷嘴的玻璃基板用涂布器(エフ·エ—·エス·アジア(FAS Asia)公司制、商品名：MH—1600)，涂布如上所述制备的浓色组合物K1。接着用VCD(真空干燥装置、东京应化工业社制)用30秒将溶剂的一部分干燥，使涂布层失去流动性后，在120℃下预焙烘3分钟，得到膜厚2.3μm的浓色组合物层K1。
使用具有超高压水银灯的趋近(proximity)型曝光机(日立Hightech电子工程株式会社制)，在使基板和掩模(具有图像图案的石英曝光掩模)垂直立着的状态下，将曝光掩模面和浓色感光层K1之间的距离设定为200μm，在氮气气氛下以曝光量300mJ/cm2进行图案曝光，形成隔壁宽20μm、空间宽100μm。
然后，使用喷淋喷嘴将纯水喷雾，使浓色组合物层K1的表面均匀湿润后，使用KOH系显像液(含有非离子表面活性剂，将商品名：CDK—1，富士胶卷电子材料(株)制稀释100倍)在23℃、80秒、平口喷嘴压力0.04MPa下进行喷淋显像，得到图案化图像。接着，采用超高压洗涤喷嘴，以9.8MPa的压力喷射超纯水，将残渣除去，在大气下以曝光量2500mJ/cm2从上面进行后曝光，用烘箱在240℃下加热50分钟，得到膜厚2.0μm、光学浓度4.0、具有100μm宽的开口部的条状的隔壁。
[疏墨液化等离子处理]
使用阴极偶合方式平行平板型等离子处理装置，在以下的条件下对形成了隔壁的基板进行疏墨液化等离子处理。
(条件)
使用气体：CF4
气体流量：80sccm
压力：40Pa
RF功率：50W
处理时间：30秒
—颜料分散液的制备—
按下述表2所示在溴化酞菁绿(C.I.颜料绿36、商品名：Rionol Green6YK、东洋墨液制造(株)制)中配合分散剂(上述化合物1)和溶剂(1，3—丁二醇二乙酸酯)(以下简写为1，3—BGDA)，预混合后，用电动磨机M—50(EIGER JAPAN K.K.制)，以填充率80％使用直径0.65mm的氧化锆珠，以圆周速度9m/s分散25小时，制备G用颜料分散物(G1)。在G用颜料分散液(G1)中，除了如表2所示配合颜料和其他成分以外，与G用颜料分散液(G1)同样地制备G用颜料分散物(G2)、R用颜料分散液(R1)、(R2)、B用颜料分散液(B1)、(B2)。再者，使用日机装社制Nanotrack UPA—EX150测定该颜料分散液的数均粒径。
表2

(质量份)
然后，如下述表3所示的配方，将溶剂、单体、表面活性剂成分混合，在25℃下搅拌30分钟后，确认无不溶物，制备得到单体溶液。
接着，边搅拌G用颜料分散液(G1)、G用颜料分散液(G2)，边慢慢添加上述单体液，在25℃下搅拌30分钟，制备G用喷墨墨液(墨液G—1)。
以下同样地制备R用喷墨墨液(墨液R—1)、B用喷墨墨液(墨液B—1)各色墨液。
示出所使用的原材料的详细情况。
·C.I.P.R.254(商品名：Irgaphor Red B—CF，CIBA SPECIALTYCHEMICALS(株)制)
·C.I.P.R.177(商品名：Cromophtal Red A2B，CIBA SPECIALTYCHEMICALS(株)制)
·C.I.P.Y.150(商品名：Bayplast Yellow 5GN01，拜耳(バイエル)株式会社制)
·C.I.PB.15：6(商品名：Rionol Blue ES，东洋墨液制造(株)制)
·C.I.P.Y.23(商品名：Hostaperm Violet RL—NF，CLARIANT JAPANK.K.制)
·1，3—BGDA(1，3—丁二醇二乙酸酯，沸点232℃)
·DPHA(日本化药(株)制，商品名：KAYARAD DPHA)
·表面活性剂：上述表面活性剂1的栏中所示的结构物1
表3

—采用喷墨方式的像素部的形成—
在本实施例中使用上述制作的喷墨墨液R—1、G—1、B—1，采用以下方式进行墨液的打滴。
图1所示的头部100具备3个Dimatix社制SX—3作为3色的喷墨头，喷出控制装置200使用了专用的压电驱动电路和平台控制专用电路。SX—3为按需型压电驱动的头，在一个头中以508μm的间隔配置有128个喷嘴。
在驱动压电时，使电压的中心值为50V，使脉冲宽为8微秒，通过上述的飞翔形状观察和喷出量计测，对每个喷嘴的电压进行调节以使从各个喷嘴的喷出量的差在2％以内。
喷出量的中心值为8ng/滴。
载置上述工序中制作的基板的基板台400为放置在专用自动两维移动平台上的铝制的板，被固定在移动平台上。
头和基板的间隔被调节为500μm，将头的压电驱动后，形成墨液滴，直至弹落于基板上的时间约为63μ秒。
基板上的像素的尺寸，X方向为300μm，Y方向为100μm，通过使头相对于X方向倾斜53.8度，从而进行调节使Y方向的表观上的喷嘴间隔达到300μm。
压电将连续打滴时的驱动频率设定为10KHz，以8.2cm/秒的等速度使基板移动，在像素的X方向270μm的区间内，打滴33滴264ng。
此外，使基板移动，在上述条件下向多个凹部打滴墨液。
然后，使用热板在100℃下加热干燥2分钟后，在230℃的烘箱中焙烘30分钟，从而使隔壁、像素均完全固化，制作得到滤色片。此时，从打滴墨液开始直至最初的加热干燥所需的时间为2分钟。
<显示装置的制作>
进而在由上述得到的滤色片基板的R像素、G像素和B像素以及隔壁上，采用溅射形成ITO(氧化铟锡)的透明电极。另外，准备玻璃基板作为对向基板，在滤色片基板的透明电极上和对向基板上分别实施用于PVA模式的图案化。
在前述ITO的透明电极上的隔壁的上部相当的部分设置光学垫片，在其上再设置由聚酰亚胺形成的取向膜。
然后，在周围设置的隔壁外框相当的位置上采用分配器方式涂布紫外线固化树脂的密封剂以将滤色片的像素包围，滴下PVA模式用液晶，与对向基板贴合后，对贴合的基板照射UV后，进行热处理以使密封剂固化。在这样得到的液晶单元的两面贴上(株)SANRITZ制的偏振片HLC2—2518。然后，构成冷阴极管的背光灯，配置在成为设置了前述偏振片的液晶单元的背面的一侧，制作实施例的液晶显示装置1。
[实施例2]
采用与实施例1同样的手法进行了隔壁形成、墨液喷出后，用热板在100℃下加热干燥2分钟后，在230℃的烘箱中焙烘30分钟，从而使隔壁、像素均完全固化，制作得到滤色片。此时，从打滴墨液开始直至最初的加热干燥所需的时间为1分钟。
[实施例3]
<隔壁的形成>
(浓色感光性转印材料K1的制作)
使用狭缝状喷嘴，在厚75μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜临时支撑体上涂布由下述配方H1形成的热塑性树脂层用涂布液，进行干燥。然后，涂布由下述配方P1形成的中间层用涂布液，进行干燥。再涂布上述浓色组合物K1，进行干燥。这样在临时支撑体上设置干燥膜厚为14.6μm的热塑性树脂层、干燥膜厚为1.6μm的中间层、和干燥膜厚为2.3μm的浓色组合物层，最后压接保护膜(厚12μm的聚丙烯膜)。
这样制作临时支撑体和热塑性树脂层和中间层(氧屏蔽膜)和浓色组合物层成为了一体的浓色感光性转印材料，将样品名记为浓色感光性转印材料K1。
<热塑性树脂层用涂布液：配方H1>
·甲醇                       11.1份
·丙二醇单甲醚乙酸酯         6.36份
·甲基乙基酮                 52.4份
·甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸2—乙基己酯/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸共聚物(共聚组成比(摩尔比)＝55/11.7/4.5/28.8，分子量＝10万，Tg≒70℃)
                             5.83份
·苯乙烯/丙烯酸共聚物(共聚组成比(摩尔比)＝63/37，平均分子量＝1万，)              13.6份
·2，2—双[4—(甲基丙烯酰氧基聚乙氧基)苯基]丙烷(新中村化学工业(株)制)                      9.1份
·表面活性剂                10.54份
<中间层用涂布液：配方P1>
·PVA205(聚乙烯醇、(株)可乐丽(KURARAY)制、皂化度＝88％、聚合度550)                                   32.2份
·聚乙烯基吡咯烷酮(ISP·日本社制、K—30)   14.9份
·蒸馏水                                   524份
·甲醇                                     429份
边采用喷淋法对无碱玻璃基板喷射调节为25℃的玻璃洗涤剂液20秒钟，边用具有尼龙毛的旋转刷进行洗涤，纯水喷淋洗涤后，采用喷淋法喷射硅烷偶联剂液(N—β(氨乙基)γ—氨丙基三甲氧基硅烷0.3质量％水溶液、商品名：KBM603、信越化学工业(株)制)20秒钟，进行纯水喷淋洗涤。用基板预加热装置在100℃下将该基板加热2分钟。
从采用上述的制法制作的浓色感光性转印材料K1除去覆盖膜，重叠在得到的硅烷偶联处理玻璃基板上，使除去后露出的浓色组合物层的表面与上述硅烷偶联处理玻璃基板的表面相接，使用层压机(株式会社日立インダストリイズ制(LamicII型))，在前述100℃下加热了2分钟的基板上，在橡胶辊温度130℃、线压100N/cm、输送速度2.2m/分钟下进行层压。接着，在与热塑性树脂层的界面将聚对苯二甲酸乙二醇酯的临时支撑体剥离，将临时支撑体除去。将临时支撑体剥离后，用具有超高压水银灯的趋近型曝光机(日立Hightech电子工程株式会社制)，在使基板和掩模(具有图像图案的石英曝光掩模)垂直立着的状态下，将曝光掩膜面和该浓色组合物层之间的距离设定为200μm，以曝光量70mJ/cm2进行图案曝光。
然后，在30℃、50秒、平口喷嘴压力0.04MPa下用三乙醇胺类显像液(含有30质量％三乙醇胺，商品名：T—PD2，富士胶片株式会社制，用纯水将其稀释12倍的液体(以1质量份T—PD2和11质量份纯水的比例进行混合)进行喷淋显像，将热塑性树脂层和中间层除去。接着，向该基板上面吹送空气，将液体除去后，采用喷淋法喷射纯水10秒钟，进行纯水喷淋洗涤，吹送空气使基板上的液体残留减少。
接着，使用碳酸钠系显像液(含有0.38摩尔/升的碳酸氢钠、0.47摩尔/升的碳酸钠、5质量％的二丁基萘磺酸钠、阴离子表面活性剂、消泡剂、稳定剂，商品名：T—CD1，富士胶片株式会社制，将其用纯水稀释5倍的液体)，在29℃、30秒、圆锥型喷嘴压力0.15MPa下进行喷淋显像，使浓色组合物层显像，得到图案化图像。
接着，用纯水将洗涤剂(含有磷酸盐·硅酸盐·非离子表面活性剂·消泡剂·稳定剂，商品名：T—SD1，富士胶片株式会社制)稀释10倍使用，在33℃、20秒、圆锥型喷嘴压力0.02MPa下采用喷淋进行喷射，再用具有尼龙毛的旋转刷擦拭形成的图像从而将残渣除去，得到隔壁。
然后，对于该基板，除了从两面不使用掩膜外，使用上述曝光工序中使用的曝光机，以3000mJ/cm2的曝光量从上面进行后曝光后，在220℃下进行热处理15分钟，得到光学浓度3.9、膜厚2.0μm、具有100μm宽的开口部的条状的隔壁。
然后，采用下述的方法进行疏墨液处理。
[采用涂布法的疏墨液化处理]
在形成了隔壁的基板上，使用狭缝状喷嘴涂布预先内添有0.5％(相对于感光性树脂的固体成分)氟类表面活性剂(住友3M社制、FLUORAD FC—430)的碱可溶的感光性树脂(HOECHST JAPAN公司制、正型光致抗蚀剂AZP4210)，使膜厚为2μm，在温风循环干燥机中在90℃下进行30分钟热处理。
然后，以110mJ/cm2(38mW/cm2×2.9秒)的曝光量，从形成了隔壁的基板背面通过隔壁进行曝光，在无机碱显像液(HOECHST JAPAN公司制、AZ400K DEVELOPER、1：4)中浸渍摇动80秒后，在纯水中进行30～60秒的漂洗处理，通过在隔壁上形成防水性树脂层，在像素内外设置表面能量差。就防水性树脂层形成后的像素内外的表面能量而言，像素外(树脂层上)为10～15dyne/cm，像素内(玻璃基板上)为55dyne/cm左右。
然后，与实施例1同样地使用墨液R—1、G—1、B—1进行墨液喷出，在与实施例1同样的条件下进行干燥和焙烘，使隔壁和各像素都完全固化，制作得到滤色片。
[比较例1]
采用与实施例1同样的手法进行了隔壁形成、墨液喷出后，用热板在100℃下加热干燥2分钟后，在230℃的烘箱中焙烘30分钟，从而使隔壁、像素均完全固化，制作得到滤色片。此时，从打滴墨液开始直至最初的加热干燥所需的时间为45秒。
[比较例2]
采用与实施例3同样的手法进行了隔壁形成、墨液喷出后，用热板在100℃下加热干燥2分钟后，在230℃的烘箱中焙烘30分钟，从而使隔壁、像素均完全固化，制作得到滤色片。此时，从打滴墨液开始直至最初的加热干燥所需的时间为50秒。
<评价>
对于实施例和比较例中得到的滤色片和显示装置，进行以下的评价。
<显示装置的评价>
目视确认显示装置是否能够正常显示。
使R、G、B单色像素发色，用10人对其分别判定面积10cm×10cm的范围中有无色斑产生，按以下的基准进行评价。将显示装置的色斑的评价结果示于表4。
[评价基准]
○：认为有色斑的人数：0人。
△：认为有色斑的人数：1人～2人。
×：认为有色斑的人数：3人以上。
<平坦性评价>
对于各滤色片基板，从浓色分离壁的端部在与基板面平行的方向，用触针式膜厚计(P10、KLA—TENCOR(株)制)测定10μm以内的R像素、G像素、B像素的厚度(基板法线方向的厚度)的变动幅度，按照下述的评价基准进行评价。
[评价基准]
○：小于0.1μm。
△：0.1μm以上、小于0.2μm。
×：0.2μm以上。
<ITO电阻>
测定带有ITO的滤色片的ITO电阻(三菱化学(株)制“ロレスタ”，用四探针法测定片电阻)。
将以上的评价结果示于表4。
表4
 色斑像素平坦性ITO电阻值实施例1○△12Ω/□实施例2△○15Ω/□实施例3○○8Ω/□比较例1××24Ω/□比较例2××22Ω/□
由表4可知，采用本发明的滤色片的制造方法制造的滤色片具有优异的像素平坦性。此外可知，本发明的显示装置的色斑的产生少。