(57)【要約】【課題】パネル領域の端部における液状体の吐出量のバラツキを抑制したカラーフィルタ基板の製造方法及びカラーフィルタの製造方法並びにカラーフィルタ基板を提供すること。【解決手段】複数のノズルＮが設けられた液滴吐出ヘッド５５をマザー基板１１に対して主走査方向及び副走査方向で相対的に移動させながらノズルＮから液状体を吐出し、パネル領域ＣＡにカラーフィルタ層を形成する工程を備え、副走査方向で隣り合うパネル領域ＣＡ間の距離Ｐ１が、ノズル列ＮＡの副走査方向における長さＰ２よりも大きい。【選択図】図６
2010266635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にカラーフィルタ層を有するパネル領域が複数形成されたカラーフィルタ基板の製造方法であって、
複数のノズルが設けられた液滴吐出ヘッドを基板に対して第１及び第２走査方向で相対的に移動させながら前記ノズルから液状体を吐出し、前記パネル領域に前記カラーフィルタ層を形成する工程を備え、
前記第１走査方向で隣り合う前記パネル領域間の距離が、複数の前記ノズルのうち前記液状体を吐出する前記ノズルからなる吐出ノズル列の前記第１走査方向における長さよりも大きいことを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のカラーフィルタ基板の製造方法によりカラーフィルタ基板を製造する工程と、
前記カラーフィルタ基板を前記パネル領域ごとに分割する工程と、を備えることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項３】
複数のノズルが設けられた液滴吐出ヘッドから液状体を基板上に吐出することによって形成されたカラーフィルタ層を有するパネル領域が一方向に沿って複数配列されたカラーフィルタ基板において、
前記一方向で隣り合う前記パネル領域間の距離が、複数の前記ノズルのうち前記液状体を吐出する前記ノズルからなる吐出ノズル列における前記一方向の長さよりも大きいことを特徴とするカラーフィルタ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ基板の製造方法及びカラーフィルタの製造方法並びにカラーフィルタ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液滴吐出ヘッドによってインクを吐出するインクジェット方式を用いてカラーフィルタを形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この製造方法では、基板に対して相対的に移動する液滴吐出ヘッドに設けられたノズル列を構成する複数のノズルから色材を含む液状体（液滴）を吐出させて液状体を配置（描画）し、さらに配置された液状体を乾燥などによって固化させて画素に対応した着色膜を形成している。
【０００３】
一般に、カラーフィルタは、ガラスなどの透光性材料で形成された大面積のマザー基板に複数のパネル領域をマトリクス状に形成した後、このマザー基板を各パネル領域間で分割することによって一括して形成される。ここで、複数のパネル領域は、マトリクス状に配置されている。そして、液滴吐出ヘッドは、主走査方向及び副走査方向に沿って基板に対して相対的に移動されることにより、各パネル領域に液状体を吐出する。このとき、ノズルがバンク上に位置している場合や各パネル領域間に位置している場合には液状体を吐出しないため、すべてのノズルから同時に液状体が吐出されるわけではない。
したがって、複数のノズルには、液状体を吐出するノズルと液状体を吐出しないノズルとが存在している。そのため、液滴吐出ヘッドがパネル領域の中央部に位置するときと端部に位置するときとで、複数のノズルにおいて液状体を吐出するノズルの分布（吐出パターン）を変更する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２５５３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のカラーフィルタの製造方法においても、以下の課題が残されている。すなわち、液滴吐出ヘッドが副走査方向において隣り合う２つのパネル領域上に跨って位置している場合には、複数のノズルのうちパネル領域上に位置するノズル列の両端部から液状体を吐出することになる。すなわち、液滴吐出ヘッドが１つのパネル領域上に位置している場合と比較して吐出パターンが大幅に変更させる。吐出パターンを変更すると、吐出パターンにかかわらず同一の駆動信号を用いて対応するノズルから液状体を吐出させても、液状体の吐出量が変動してしまう。ここで、供給する駆動信号を調節することによって吐出量の変動を抑制することも考えられるが、このようにノズル列の中央部におけるノズルから液状体が吐出されないような場合には、駆動信号の調節による吐出量の変動の抑制が困難であり、吐出量の変動を抑制することができない。
したがって、複数のノズルのうち両端部のノズルから液状体を吐出するときに、液状体の吐出量にバラツキが生じるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされてもので、パネル領域の端部における液状体の吐出量のバラツキを抑制したカラーフィルタ基板の製造方法及びカラーフィルタの製造方法並びにカラーフィルタ基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかるカラーフィルタ基板の製造方法は、基板上にカラーフィルタ層を有するパネル領域が複数形成されたカラーフィルタ基板の製造方法であって、複数のノズルが設けられた液滴吐出ヘッドを基板に対して第１及び第２走査方向で相対的に移動させながら前記ノズルから液状体を吐出し、前記パネル領域に前記カラーフィルタ層を形成する工程を備え、前記第１走査方向で隣り合う前記パネル領域間の距離が、複数の前記ノズルのうち前記液状体を吐出する前記ノズルからなる吐出ノズル列の前記第１走査方向における長さよりも大きいことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかるカラーフィルタの製造方法は、上記記載のカラーフィルタ基板の製造方法によりカラーフィルタ基板を製造する工程と、前記カラーフィルタ基板を前記パネル領域ごとに分割する工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明にかかるカラーフィルタ基板は、複数のノズルが設けられた液滴吐出ヘッドから液状体を基板上に吐出することによって形成されたカラーフィルタ層を有するパネル領域が一方向に沿って複数配列されたカラーフィルタ基板において、前記一方向で隣り合う前記パネル領域間の距離が、複数の前記ノズルのうち前記液状体を吐出する前記ノズルからなる吐出ノズル列における前記一方向の長さよりも大きいことを特徴とする。
【００１０】
この発明では、パネル領域を形成する際にノズル列が第１走査方向（一方向）において隣り合う２つのパネル領域に跨って配置されないため、液状体の吐出量のバラツキを抑制できる。
すなわち、第１走査方向（一方向）及び第２走査方向で液滴吐出ヘッドを基板に対して相対的に移動させて各パネル領域に液状体を吐出するときに、吐出ノズル列が複数のパネル領域に跨って配置されない。そのため、吐出ノズル列が複数のパネル領域に跨ることによって吐出ノズル列の両端部におけるノズルのみから液状体を吐出するような吐出パターンの大きな変更を防止できる。したがって、吐出ノズル列を構成するノズルから吐出される液状体の吐出量が安定し、カラーフィルタ層の膜厚、特にパネル領域の第１走査方向（一方向）の端部におけるカラーフィルタ層の膜厚をより均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態におけるカラーフィルタ基板を示す概略平面図である。
【図２】カラーフィルタ層の配置を示す平面図である。
【図３】カラーフィルタを示す概略平面図である。
【図４】液滴吐出装置を示す斜視図である。
【図５】液滴吐出ヘッドの構成を示す図である。
【図６】カラーフィルタ基板の製造工程を説明する概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明におけるカラーフィルタ基板の製造方法及びカラーフィルタの製造方法並びにカラーフィルタ基板の一実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
【００１３】
［カラーフィルタ基板］
まず、本実施形態におけるカラーフィルタ基板について説明する。
カラーフィルタ基板１は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、マザー基板１１と、マザー基板１１上に形成されたバンク１２及びカラーフィルタ層１３と、を備えている。そして、カラーフィルタ基板１は、バンク１２及びカラーフィルタ層１３によって複数のパネル領域ＣＡを構成している。
【００１４】
マザー基板１１は、ガラスなどの透光性材料で形成されており、平面視ほぼ矩形をなしている。
パネル領域ＣＡは、図１（ａ）に示すように、Ａ方向及びＡ方向と直交するＢ方向（一方向）に沿ってマトリクス状に配置されている。また、Ｂ方向において隣り合うパネル領域ＣＡとの間の距離Ｐ１は、後述するノズル列ＮＡの副走査方向（図５（ａ）に示すＹ方向）における長さＰ２よりも大きくなっている。
【００１５】
バンク１２は、例えば黒色などに着色されたアクリルのような樹脂材料などの遮光材料で形成されている。そして、バンク１２は、マザー基板１１上でほぼ矩形の開口を有する枠状に形成されることによって凹部領域である描画領域１４を区画している。描画領域１４は、Ａ方向及びＢ方向に沿ってマトリクス状に配置されている。
【００１６】
カラーフィルタ層１３は、例えばアクリルなどで形成されており、描画領域１４それぞれの表示色に対応する色材を含有している。カラーフィルタ層１３の配列は、Ｂ方向で同色となっており、Ａ方向でＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の順で繰り返されている。すなわち、カラーフィルタ層１３の配列は、一方向（Ｂ方向）で直線状に設けられた同一色のカラーフィルタ層１３が他方向（Ａ方向）で交互に配列された、ストライプ型となっている。
なお、カラーフィルタ層１３の配置は、図２（ａ）に示すようなストライプ型に限らず、図２（ｂ）に示すようなモザイク型や図２（ｃ）に示すようなデルタ型など、他の配置であってもよい。
【００１７】
［カラーフィルタ］
カラーフィルタ２０は、図３に示すように、図１に示すような構成のカラーフィルタ基板１をパネル領域ＣＡごとに分割することによって形成されている。カラーフィルタ２０は、マザー基板１１を分割することで形成された平面視で矩形状の基板２１と、基板２１上に形成されたバンク１２及びカラーフィルタ層１３と、を備えている。
【００１８】
［カラーフィルタ基板及びカラーフィルタの製造方法］
次に、以上のような構成のカラーフィルタ基板１の製造方法について説明する。
カラーフィルタ基板１は、図４に示すような液滴吐出装置５０を用いて製造される。
液滴吐出装置５０は、例えばインクジェット方式によりマザー基板１１の所定領域に液状体を吐出してカラーフィルタ層１３を形成する装置である。そして、液滴吐出装置５０は、装置架台５１と、ワークステージ５２と、ステージ移動装置５３と、キャリッジ５４と、液滴吐出ヘッド５５と、キャリッジ移動装置５６と、チューブ５７と、第１から第３タンク５８〜６０と、制御装置６１と、を備えている。
【００１９】
装置架台５１は、ワークステージ５２及びステージ移動装置５３の支持台である。ワークステージ５２は、装置架台５１上においてステージ移動装置５３によって主走査方向であるＸ方向（第２走査方向）に移動可能に設置されており、上流側の搬送装置（図示略）から搬送されるマザー基板１１を真空吸着機構によってＸＹ平面上に保持する。
ステージ移動装置５３は、リニアガイド及びボールネジなどの直動機構を備えており、制御装置から入力されるワークステージ５２の移動先のＸ座標を示すステージ位置制御信号に基づいて、ワークステージ５２をＸ方向に移動させる。
【００２０】
キャリッジ５４は、液滴吐出ヘッド５５を保持しており、キャリッジ移動装置５６によって副走査方向であるＹ方向（第１走査方向）及びＺ方向に移動可能に設けられている。
液滴吐出ヘッド５５は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、複数のノズルＮを備えており、制御装置６１から入力される描画データや駆動信号に基づいて液状体を吐出する。液滴吐出ヘッド５５は、図４に示すように、液状体のＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）に対応して設けられており、それぞれキャリッジ５４を介してチューブ５７と連結されている。
そして、Ｒ（赤）に対応する液滴吐出ヘッド５５には、チューブ５７を介して第１タンク５８からＲ（赤）用の液状体が供給され、Ｇ（緑）に対応する液滴吐出ヘッド５５には、チューブ５７を介して第２タンク５９からＧ（緑）用の液状体が供給され、Ｂ（青）に対応する液滴吐出ヘッド５５には、チューブ５７を介して第３タンク６０からＢ（青）用の液状体が供給される。
【００２１】
キャリッジ移動装置５６は、装置架台５１を跨ぐ橋梁構造をなしており、Ｙ方向及びＺ方向に沿ってリニアガイド及びボールネジなどの直動機構を備え、制御装置６１から入力されるキャリッジ５４の移動先のＹ座標及びＺ座標を示すキャリッジ位置制御信号に基づいてキャリッジ５４をＹ方向及びＺ方向に移動させる。
【００２２】
チューブ５７は、第１から第３タンク５８〜６０とキャリッジ５４とを連結する液状体の供給用チューブである。
第１タンク５８は、Ｒ（赤）用の液状体を貯蔵すると共にチューブ５７を介してＲ（赤）に対応する液滴吐出ヘッド５５に液状体を供給する。第２タンク５９は、Ｇ（緑）用の液状体を貯蔵すると共にチューブ５７を介してＧ（緑）に対応する液滴吐出ヘッド５５に液状体を供給する。第３タンク６０は、Ｂ（青）用の液状体を貯蔵すると共にチューブ５７を介してＢ（青）に対応する液滴吐出ヘッド５５に液状体を供給する。
【００２３】
制御装置６１は、ワークステージ５２の移動によるマザー基板１１の位置決め動作と、キャリッジ５４の移動による液滴吐出ヘッド５５の位置決め動作と、液滴吐出ヘッド５５によるマザー基板１１上に所定位置に液状体を吐出する液滴吐出動作と、を制御する装置である。制御装置６１は、ステージ移動装置５３にステージ位置制御信号を出力し、キャリッジ移動装置５６にキャリッジ位置制御信号を出力し、液滴吐出ヘッド５５に描画データ及び駆動信号を出力する。
【００２４】
続いて、液滴吐出ヘッド５５の構成について説明する。
液滴吐出ヘッド５５は、図５（ａ）に示すように、Ｙ方向に配列された複数（例えば１８０）のノズルＮ１〜Ｎ１８０（以下、総称してノズルＮと称することもある）を備えている。複数のノズルＮは、等間隔に配置されている。そして、ノズルＮ１〜Ｎ１８０によってノズル列（吐出ノズル列）ＮＡが形成される。
【００２５】
なお、液滴吐出ヘッド５５は、ノズル列ＮＡを１列のみ備えているが、複数列備えていてもよく、ノズル列ＮＡを構成するノズルＮの数は、１８０に限られない。また、キャリッジ５４内に配置される液滴吐出ヘッド５５の数は、任意に変更可能である。さらに、キャリッジ５４は、サブキャリッジ単位で複数設けられてもよい。
ここで、複数のノズルＮ１〜Ｎ１８０のうち両端のノズル（例えばノズルＮ１〜Ｎ９、ノズルＮ１７１〜Ｎ１８０）については、液状体の吐出量のバラツキが大きいことから、液状体の吐出に使用しない場合がある。このような場合には、実際に液状体の吐出に使用されるノズルＮ１０〜Ｎ１７０によって吐出ノズル列が構成される。
【００２６】
液滴吐出ヘッド５５は、図５（ｂ）に示すように、チューブ５７に連結される材料供給孔７１ａが設けられた振動板７１と、ノズルＮ１〜Ｎ１８０が設けられたノズルプレート７２と、振動板７１及びノズルプレート７２の間に設けられたリザーバ７３と、複数の隔壁７４と、複数の液溜部７５と、を備えている。
振動板７１上には、各ノズルＮ１〜Ｎ１８０に対応して駆動素子ＰＺ１〜ＰＺＮ（以下、総称して駆動素子ＰＺと称することもある）が配置されている。駆動素子ＰＺは、例えばピエゾ素子である。
【００２７】
リザーバ７３には、材料供給孔７１ａを介して供給される液状体が充填されるようになっている。
液溜部７５は、振動板７１と、ノズルプレート７２と、一対の隔壁７４とによって囲まれることによって形成されている。また、液溜部７５は、各ノズルＮ１〜Ｎ１８０に１対１で対応して形成されている。さらに、各液溜部７５には、一対の隔壁７４間に設けられた供給口７５ａを介して、リザーバ７３から液状体が導入されるようになっている。
【００２８】
駆動素子ＰＺは、図５（ｃ）に示すように、圧電材料７６と圧電材料を挟持する一対の電極７７とを備えている。そして、駆動素子ＰＺは、一対の電極７７間に駆動信号を印加することで圧電材料７６を収縮させ、圧電材料７６の収縮によって振動板７１を駆動素子ＰＺと共に同時に外側（液溜部７５の反対側）へ撓曲させて液溜部７５の容積を増大させる構成となっている。
したがって、液溜部７５内に増大した容積分に相当する液状体がリザーバ７３から供給口７５ａを介して流入する。また、このような状態から駆動素子ＰＺへの駆動信号の印加を停止すると、駆動素子ＰＺ及び振動板７１は、元の形状に戻り、液溜部７５も元の容積に戻る。これにより、液溜部７５内の液状体の圧力が上昇し、ノズルＮ１からマザー基板１１に向けて液状体の液滴Ｌが吐出される。
【００２９】
続いて、カラーフィルタ基板１及びカラーフィルタ２０を製造する方法について説明する。
まず、マザー基板１１上にフォトリソグラフィ技術などを用いてバンク１２を形成する。このとき、Ｂ方向において隣り合う２つのパネル領域ＣＡ間の距離Ｐ１は、使用される液滴吐出ヘッド５５のノズル列ＮＡにおけるＸ方向の長さＰ２よりも大きくなっている。
そして、各パネル領域ＣＡにおいてバンク１２によって区画された描画領域１４に上述した液滴吐出装置５０を用いてカラーフィルタ層１３を形成する。
ここでは、最初に、ワークステージ５２上にマザー基板１１を載置し、マザー基板１１の上面と液滴吐出ヘッド５５とを対向させる。このとき、マザー基板１１のＡ方向を液滴吐出装置５０のＸ方向と一致させ、マザー基板１１のＢ方向を液滴吐出装置５０のＹ方向と一致させる。マザー基板１１のパネル領域ＣＡが主走査方向及び副走査方向に沿ってマトリクス状に配置されることとなる。
【００３０】
そして、ステージ移動装置５３及びキャリッジ移動装置５６をマザー基板１１に対して相対的に移動（走査）させながら液滴吐出ヘッド５５の複数のノズルＮから描画領域１４に向けて液状体を吐出させる。このとき、液滴吐出ヘッド５５は、マザー基板１１に対して図６（ａ）に示す主走査方向である矢印Ａ１に沿って相対的に移動された後に副走査方向であるＹ方向で相対的に所定距離だけ移動され、再び主走査方向である矢印Ａ２に沿って相対的に移動される。これを繰り返すことにより、液滴吐出ヘッド５５は、１つのパネル領域ＣＡの左端から右端まで移動（副走査）したら、再びパネル領域ＣＡの左端に戻ってすでに吐出を行った位置とは若干異なる位置で主走査方向であるＹ方向に沿って走査を行う。そして、このような走査を複数回行い、吐出した液状体を乾燥させることにより、パネル領域ＣＡ内すべての描画領域１４に所望の膜厚のカラーフィルタ層１３を形成する。
【００３１】
ここで、パネル領域ＣＡがマザー基板１１においてマトリクス状に配列されているため、液滴吐出ヘッド５５におけるすべてのノズルＮから同時に液状体を吐出するわけではない。そのため、複数のノズルＮには、描画領域１４上に位置することによって液状体を吐出するノズルＮ（吐出ノズル）と描画領域１４上に位置しないことによって液状体を吐出しないノズルＮ（非吐出ノズル）とが存在する。
【００３２】
本実施形態では、Ｘ方向において隣り合う２つのパネル領域ＣＡ間の距離が、ノズル列ＮＡの長さよりも大きくなっている。そのため、ノズル列ＮＡは、副走査方向であるＹ方向で移動する際にＹ方向で隣り合う２つのパネル領域ＣＡ上に跨って配置されない。このとき、ノズル列ＮＡがパネル領域ＣＡの端部上に配置されているので、ノズル列ＮＡの吐出パターンは、パネル領域ＣＡ上にある一方側に吐出ノズルが配置されると共に他方側に非吐出ノズルが配置される吐出パターンとなる。このように、ノズル列ＮＡの一方側にのみ吐出ノズルが集中するような吐出パターンの場合には、液滴吐出ヘッド５５に供給する駆動信号を適宜補正することにより、ノズル列ＮＡの一方側に集中する吐出ノズルからの液状体の吐出量が安定する。
【００３３】
一方、図６（ｂ）に示すように、Ｘ方向において隣り合う２つのパネル領域ＣＡ間の距離がノズル列ＮＡの長さよりも小さいと、ノズル列ＮＡは、副走査方向であるＹ方向で移動する際に２つのパネル領域ＣＡ上に跨って配置される。このとき、ノズル列ＮＡの吐出パターンは、ノズル列ＮＡの両端部に吐出ノズルが配置されると共に中央部に非吐出ノズルが配置される吐出パターンとなる。このように、ノズル列ＮＡの両端部のみに吐出ノズルが集中するような吐出パターンの場合には、上述のように駆動信号を補正することによってもノズル列ＮＡの両端側に集中する吐出ノズルからの液状体の吐出量が安定しない。
【００３４】
このように、ノズル列ＮＡの両端部に吐出ノズルが配置されると共に中央部に非吐出ノズルが配置された吐出パターンとならないため、吐出ノズルにおける液状体の吐出量が安定する。したがって、各描画領域１４に形成されるカラーフィルタ層１３の層厚が均一になる。
なお、液滴吐出ヘッド５５は、副走査方向であるＹ方向に沿って配置されているが、ノズルＮのピッチと描画領域１４のピッチとを所定の対応関係とするためにＹ方向に対して斜めに傾けられてもよい。
以上のようにして、カラーフィルタ基板１を製造する。その後、パネル領域ＣＡごとにマザー基板１１を分割して個別のカラーフィルタ２０を製造する。
【００３５】
以上のように、本実施形態におけるカラーフィルタ基板１の製造方法及びカラーフィルタ２０の製造方法並びにカラーフィルタ基板１では、ノズル列ＮＡがＹ方向で隣り合う２つのパネル領域ＣＡに跨って配置されないため、ノズル列ＮＡを構成するノズルＮから吐出される液状体の吐出量が安定する。このため、カラーフィルタ層１３の層厚、特にパネル領域ＣＡのＢ方向の端部におけるカラーフィルタ層１３の膜厚をより均一にすることができる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、パネル領域は、少なくとも一方向で複数配置されていれば、マトリクス状に配置されていなくてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１  カラーフィルタ基板、１１  マザー基板（基板）１３  カラーフィルタ層、２０  カラーフィルタ、ＣＡ  パネル領域、Ｎ，Ｎ１〜Ｎ１８０  ノズル、ＮＡ  ノズル列（吐出ノズル列）
【図１】
2010266635.tif 000003
【図２】
2010266635.tif 000004
【図３】
2010266635.tif 000005
【図４】
2010266635.tif 000006
【図５】
2010266635.tif 000007
【図６】
2010266635.tif 000008