(57)【要約】【課題】  基板上に、精度の高い平坦度で機能性膜（着色膜）を形成することが可能な、液滴吐出法を利用した成膜方法、および、精度の高い平坦度で着色膜が形成されたカラーフィルタとカラーフィルタの製造方法を提供すること。【解決手段】  微小な連続気孔を有する基板２の表面に隔壁３を形成し、隔壁３によって仕切られた区画内に、色材を含む液状体を、液滴吐出法により吐出させる。その後、区画内の液状体に含まれる分散媒を、基板２の裏面側から蒸発させることにより、着色膜８を形成する。この過程において、基板２の表面側からの分散媒の蒸発は抑えられ、着色膜８は精度の高い平坦度で形成される。【選択図】      図１１
2006075747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通気性を有する基板上に成膜する成膜方法であって、
液滴吐出法によって機能液を前記基板上に配置する工程と、
前記基板上に配置された前記機能液を乾燥させることによって成膜する成膜工程と、を有し、
前記成膜工程において、前記機能液の少なくとも一部を、前記基板の機能液が配置されていない面から蒸発させることを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記成膜工程は、前記基板の機能液が配置されていない面側の雰囲気を減圧して行うことを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記成膜工程は、前記基板の機能液が配置されている面側からの前記機能液の蒸発を抑制する蒸発抑制工程を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記蒸発抑制工程において、前記基板の機能液が配置されている面側における雰囲気を閉じた状態にすることを特徴とする請求項２または３に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記基板は、連続気孔を有する多孔質の部材であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項６】
通気性を有すると共に、隔壁によって仕切られた複数の区画が一面に設けられている基板を用いたカラーフィルタの製造方法であって、
液滴吐出法によって着色液を前記区画内に配置する工程と、
前記区画内に配置された前記着色液を乾燥させることによって着色膜を形成する成膜工程と、を含み、
前記成膜工程において、前記着色液の少なくとも一部を、前記基板の機能液が配置されていない面から蒸発させることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項７】
通気性を有する基板と、
前記基板上に形成された隔壁と、
前記隔壁によって仕切られた複数の区画内に形成され、所定の着色パターンを形成する着色膜と、を有するカラーフィルタ。
【請求項８】
前記基板は、連続気孔を有する多孔質の部材であることを特徴とする請求項７に記載のカラーフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出法を利用した成膜方法、および、液滴吐出法を利用したカラーフィルタの製造方法、およびカラーフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、微小な液滴を描画媒体上に吐出させて描画を行う、いわゆる液滴吐出法（インクジェット法）を利用した描画が、工業用途にも広く利用されている。インクジェット法を利用した描画は、工業利用としての多くの利点を有しており、例えば、極少量の液滴を目的の位置に高精度に打つことができること、液滴として吐出させる液状体として、多くの材料が利用できること、ガラス基板、合成樹脂基板、金属基板等任意の描画媒体に適用できること、低コストであることなどが挙げられる。
【０００３】
工業用途としてこの描画方法が利用されている例としては、例えば、特許文献１に掲げるものがある。この文献においては、液晶表示体に利用するカラーフィルタのＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の着色パターンが、インクジェット法を利用した描画によって形成されている。具体的には、ガラス等の基板上にあらかじめ隔壁で仕切られた区画を形成しておき、各色の色材を含んだ液状体を液滴として吐出させ、その後、区画内の液状体を乾燥させて色材を着色膜として定着させている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０７１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、本願発明の発明者は、上述のカラーフィルタの製造に関して、次のような課題があることを見出した。すなわち、着色膜の表面が均一な平面をなさず、波打った状態で形成されてしまう課題である。そして、膜の表面形状は、乾燥条件などによって様々に変化し、精度よく平坦性を確保することが、困難である。
【０００６】
一方で、カラーフィルタは高精細化の一途を辿り、色調のばらつきを小さく抑制する要求が高まってきている。このため、着色膜を精度の高い平坦度で形成することが強く求められている。
【０００７】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、基板上に、精度の高い平坦度で機能性膜（着色膜）を形成することが可能な、液滴吐出法を利用した成膜方法、および、精度の高い平坦度で着色膜が形成されたカラーフィルタとカラーフィルタの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、通気性を有する基板上に成膜する成膜方法であって、液滴吐出法によって機能液を前記基板上に配置する工程と、前記基板上に配置された前記機能液を乾燥させることによって成膜する成膜工程と、を有し、前記成膜工程において、前記機能液の少なくとも一部を、前記基板の機能液が配置されていない面から蒸発させることを特徴とする。
【０００９】
ここで、通気性を有する基板とは、基板の表面側と裏面側との間で通気性を有し、しかも液滴吐出による描画媒体としての役割も果たすように、液状体をその表面に保持することが可能な基板を指している。例えば、連続気孔を有する多孔質ガラスで形成された板状部材である。また、機能液とは、機能性材料を分散媒中に分散させた液状体を指しており、機能性材料としては、例えば、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）等の発光材料や、蛍光材料、顔料、導電性材料などを指す。この機能性材料によって作られた膜を機能性膜と呼んでおり、上記の機能性材料に対応させれば、それぞれ、発光膜、蛍光発生膜、着色膜、電極膜となる。
【００１０】
基板上に吐出された液状体の表面は、当初表面張力によって大きく盛り上がった形状をしている。本願発明者の知見によれば、従来技術のように、液状体表面から分散媒が蒸発される場合には、この形状に起因して液状体の縁側部と中央部とでは蒸発速度に差異が生じる。すなわち、縁側部は中央部に比べて表面積が大きいために蒸発速度が速く、この蒸発速度の差異によって、液状体の中央部から縁側部に向けて液状体が移動するような圧力差が生じ、液状体内部における機能性材料の濃度分布のムラを発生させる。このような濃度ムラが、機能性膜の表面の平坦性を乱す要因の一つと考えられている。
本発明の成膜方法は、基板の裏面側（機能液が配置されていない面側）から液状体の分散媒を蒸発させられるようになっているため、基板の平面方向に対しての蒸発速度が一様であり、上述のような濃度ムラ発生させる要因を抑えることができる。かくして、基板上に精度の高い平坦度で機能性膜を形成することができる。
【００１１】
また、前記成膜方法において、前記成膜工程は、前記基板の機能液が配置されていない面側の雰囲気を減圧して行うことを特徴とする。
この成膜方法によれば、基板の裏面側からの分散媒の蒸発を、効率よく行うことができる。
【００１２】
また、前記成膜方法において、前記成膜工程は、前記基板の機能液が配置されている面側からの前記機能液の蒸発を抑制する蒸発抑制工程を含むことを特徴とする。
この成膜方法によれば、液状体の表面側（機能液が配置されている側）からの蒸発に起因する機能性膜の表面形状の乱れを抑えることができるので、より精度の高い平坦度で機能性膜を形成することができる。
【００１３】
また、前記蒸発抑制工程は、前記基板の機能液が配置されている面側における雰囲気を閉じた状態にすることを特徴とする。より具体的には、例えば、基板の表面側の雰囲気をチャンバー等で覆うことで行う。さらに、基板の表面側の雰囲気中に分散媒の蒸気を送り込んでもよい。
この成膜方法によれば、基板の表面側からの前記分散媒の蒸発を、効率よく抑えることができる。
【００１４】
また、前記成膜方法において、前記基板は、連続気孔を有する多孔質の部材であることを特徴とする。
この成膜方法によれば、基板の裏面からの分散媒の蒸発を、効率よく行うことができる。
【００１５】
本発明は、通気性を有すると共に、隔壁によって仕切られた複数の区画が一面に設けられている基板を用いたカラーフィルタの製造方法であって、液滴吐出法によって着色液を前記区画内に配置する工程と、前記区画内に配置された前記着色液を乾燥させることによって着色膜を形成する成膜工程と、を含み、前記成膜工程において、前記着色液の少なくとも一部を、前記基板の機能液が配置されていない面から蒸発させることを特徴とする。
【００１６】
ここで、着色液とは、顔料粒子等の着色性の機能性材料を含んだ機能液のことを指している。
このカラーフィルタの製造方法においては、基板の裏面側（機能液が配置されていない面側）から液状体の分散媒を蒸発させられるようになっているため、基板の平面方向に対しての蒸発速度が一様であり、上述のような濃度ムラ発生させる要因を抑えることができる。かくして、基板上に精度の高い平坦度で機能性膜を形成することができる。
【００１７】
本発明は、通気性を有する基板と、前記基板上に形成された隔壁と、前記隔壁によって仕切られた複数の区画内に形成され、所定の着色パターンを形成する着色膜と、を有するカラーフィルタである。
【００１８】
このカラーフィルタは、通気性材料で形成された基板上に着色膜を形成する構成となっているため、液滴吐出法を用いて製造する際、区画内に吐出した液状体の分散媒が基板の裏面側から蒸発させられて着色膜が形成され、精度の高い平坦度の着色膜が得られる。かくして、色調のばらつきが小さく、高画質の液晶表示体を提供することができる。
【００１９】
前記カラーフィルタにおいて、前記基板は、連続気孔を有する多孔質の部材であることを特徴とする。
このカラーフィルタの構成によれば、基板の裏面側からの分散媒の蒸発が効率よくおこなわれ、精度の高い平坦度で着色膜が形成される。かくして、色調のばらつきが小さく、高画質の液晶表示体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】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態として、添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。また、以下の説明で参照する図では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材の縮尺は実際のものとは異なるように表している。
【００２１】
以下では、まず最初に本実施形態のカラーフィルタの概略構造について説明し、次いで、カラーフィルタの製造に使用する液滴吐出装置の構成について説明し、最後に、カラーフィルタの製造工程について説明する。
【００２２】
（カラーフィルタの概略構造）
まずは、図１および図２を参照して、カラーフィルタの概略構造について説明する。図１は本実施形態におけるカラーフィルタの概略構造を示す断面図であり、図２は、カラーフィルタの着色部のパターンの例を示す平面図である。
図１に示すように、カラーフィルタ３１は、基板２と、基板２上に形成された隔壁３…と、色材によって形成された膜である着色膜８（８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ）…と、隔壁３…及び着色膜８…を覆うオーバーコート層７とを主体として構成されている。
基板２は、ガラスまたはプラスチックフィルム等からなる透明基板である。本実施形態においては、通気性を必要とするため、特に連続気孔を有する多孔質のもの（図１では気孔は図示していない）が用いられている。
【００２３】
隔壁３は、基板２上に積層した遮光膜３ａと、遮光膜３ａ上に積層した透明あるいは着色あるいは黒色の感光性樹脂膜３ｂからなり、少なくともその上面３ｃが撥液性を示すものである。
遮光膜３ａとしては例えば、金属クロム膜や、金属クロム膜と酸化クロム膜との積層膜などを用いることができる。また感光性樹脂膜３ｂは、撥液性を発現させるヘキサフルオロポリプロピレン等のフッ素樹脂と、通常のフォトレジストに用いられるようなポジ型若しくはネガ型の感光性樹脂とを少なくとも含むものである。
【００２４】
隔壁３…によって仕切られた領域は、着色パターンの構成単位としての区画５…となっている。この区画５は、図面上方（Ａ方向）から見ると略長方形状に形成されており、多数の区画が蜂の巣のように集積した構造となっている。そして、各区画内にそれぞれ、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色にそれぞれ対応する着色膜８Ｒ…、８Ｇ…、８Ｂ…が形成され、所定の着色パターンを構成している。
図２は、図１のＡ方向から見た場合における、着色膜８Ｒ…、８Ｇ…、８Ｂ…の配置パターンの例を示しており、図２（ａ）に示すようなストライプ配置や、図２（ｂ）に示すようなモザイク配置や、図２（ｃ）に示すようなデルタ配置などとすることができる。
【００２５】
再び図１に戻って、着色膜８…を構成する色材は、有機顔料等の発色材料に、アクリル樹脂等の定着材料などが混合されたものである。この着色膜８…を形成するにあたっては、当該色材を分散媒中に分散させた着色液がまず用意され、当該着色液が液滴として区画５…の中に吐出され、その後着色液の分散媒を蒸発させて色材を定着させる手法、すなわち、いわゆる液滴吐出法が用いられる。
【００２６】
オーバーコート層７は、着色膜８…を保護すると共にカラーフィルタ３１の表面を平坦化するものであり、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂からなるものである。
尚、本実施形態では実施していないが、カラーフィルタ３１のオーバーコート層７の上に、ＩＴＯ膜（インジウム-スズ酸化膜）からなる透明電極膜や、配向膜を設けることも可能である。
【００２７】
（液滴吐出装置の構成）
次に、図３、図４、図５を参照して、カラーフィルタの製造に使用する液滴吐出装置の構成について説明する。図３は、本実施形態における液滴吐出装置の概略構成を示す斜視図である。図４は、ヘッド部における吐出ヘッドの配置を示す平面図であり、図５は、吐出ヘッドの主要部構造を示す概略斜視図である。
液滴吐出装置１００は、図３に示すように、液滴を吐出するヘッド部１１０を有するヘッド機構部１０２と、ヘッド部１１０から吐出された液滴の吐出対象である描画媒体１２０を載置する描画媒体機構部１０３と、ヘッド部１１０に機能液としての液状体１３３を供給する液状体供給部１０４と、これら各機構部および供給部を総括的に制御する制御部１０５とを含む。
描画媒体１２０としては、ガラス基板、金属基板、合成樹脂基板など、平板状のものであればたいていのものが利用できる。後で説明するカラーフィルタの製造においては、図１を参照して説明したように、基板２上に隔壁３…を形成したものを描画媒体１２０として使用する。すなわち、描画媒体１２０は、厳密な平板形状であることを要求せず、表面に微小な構造体が形成されていてもよい。
【００２８】
液滴吐出装置１００は、床上に設置された複数の支持脚１０６と、支持脚１０６の上側に設置された定盤１０７を備えている。定盤１０７の上側には、描画媒体機構部１０３が定盤１０７の長手方向（Ｘ軸方向）にわたって配置されており、描画媒体機構部１０３の上方には、定盤１０７に固定された２本の柱で両持ち支持されているヘッド機構部１０２が、描画媒体機構部１０３と直交する方向（Ｙ軸方向）にわたって配置されている。また、定盤１０７の一方の端部上には、ヘッド機構部１０２のヘッド部１１０から連通して液状体１３３を供給する液状体供給部１０４が配置されている。さらに、定盤１０７の下側には、制御部１０５が収容されている。
【００２９】
ヘッド機構部１０２は、液状体１３３を吐出するヘッド部１１０と、ヘッド部１１０を搭載したキャリッジ１１１と、キャリッジ１１１のＹ軸方向への移動をガイドするＹ軸ガイド１１３と、Ｙ軸ガイド１１３に沿って設置されたＹ軸ボールねじ１１５と、Ｙ軸ボールねじ１１５を正逆回転させるＹ軸モータ１１４と、キャリッジ１１１の下部にあって、Ｙ軸ボールねじ１１５と螺合してキャリッジ１１１を移動させる雌ねじ部が形成されたキャリッジ螺合部１１２とを備えている。
【００３０】
描画媒体機構部１０３の移動機構は、ヘッド機構部１０２とほぼ同様の構成でＸ軸方向に配置されており、描画媒体１２０を載置している載置台１２１と、載置台１２１の移動をガイドするＸ軸ガイド１２３と、Ｘ軸ガイド１２３に沿って設置されたＸ軸ボールねじ１２５と、Ｘ軸ボールねじ１２５を正逆回転させるＸ軸モータ１２４と、載置台１２１の下部にあって、Ｘ軸ボールねじ１２５と螺合して載置台１２１を移動させる載置台螺合部１２２とから構成されている。
【００３１】
尚、ヘッド機構部１０２および描画媒体機構部１０３には、図示していないが、ヘッド部１１０と載置台１２１の移動した位置を検出する位置検出手段が、それぞれ備えられている。また、キャリッジ１１１と載置台１２１には、ＸＹ軸に直交するＺ軸を回転軸方向とした、回転方向を調整する機構が組込まれ、ヘッド部１１０の回転方向調整、および載置台１２１の回転方向調整が可能である。
【００３２】
これらの構成により、ヘッド部１１０と描画媒体１２０とは、それぞれＹ軸方向およびＸ軸方向に往復自在に相対移動することができる。ヘッド部１１０の移動について説明すると、Ｙ軸モータ１１４の正逆回転によってＹ軸ボールねじ１１５が正逆回転し、Ｙ軸ボールねじ１１５に螺合しているキャリッジ螺合部１１２が、Ｙ軸ガイド１１３に沿って移動することで、キャリッジ螺合部１１２と一体のキャリッジ１１１が任意の位置に移動する。すなわち、Ｙ軸モータ１１４の駆動により、キャリッジ１１１に搭載したヘッド部１１０が、Ｙ軸方向に自在に移動する。同様に、載置台１２１に載置された描画媒体１２０もＸ軸方向に自在に移動する。
【００３３】
このように、Ｘ軸モータ１２４、Ｙ軸モータ１１４の駆動制御により、ヘッド部１１０の描画媒体１２０に対する相対移動が可能であり、液滴を、描画媒体１２０上の任意の位置に吐出させることができるようになっている。そして、この位置制御と、後述するヘッド部１１０の吐出制御とを同期させて行うことにより、描画媒体１２０上に所定のパターンを描画することができる。
【００３４】
ヘッド部１１０に液状体１３３を供給する液状体供給部１０４は、ヘッド部１１０に連通する流路を形成するチューブ１３１ａと、チューブ１３１ａへ液体を送り込むポンプ１３２と、ポンプ１３２へ液状体１３３を供給するチューブ１３１ｂ（流路）と、チューブ１３１ｂに連通して液状体１３３を貯蔵するタンク１３０とから成っており、定盤１０７上の一端に配置されている。
尚、図３では、タンク１３０やチューブ１３１ａ，１３１ｂは液状体１３３に対応した一組のものしか図示されていなが、これは図の煩雑さを避けるための便宜上の扱いに過ぎず、実際には複数種の液状体を同時に供給し、且つ吐出させるように構成されている。後で説明するカラーフィルタの製造においては、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色の色材を含む液状体が用意され、それぞれの液状体が同時にヘッド部１１０に供給される。
【００３５】
図４に示すように、ヘッド部１１０は、互いに同じ構造を有する複数の吐出ヘッド１１６を保持している。ヘッド部１１０には６個の吐出ヘッド１１６からなる列が、それぞれの吐出ヘッド１１６の長手方向がＸ軸方向に対して角度をなすように２列配置されている。
また、液状体１３３を吐出するための吐出ヘッド１１６は、それぞれが吐出ヘッド１１６の長手方向に延びる２つのノズル列１１８、１１９を有している。１つのノズル列は、それぞれ１８０個のノズル１１７が一列に並んだ列のことであり、このノズル列１１８、１１９の方向に沿ったノズル１１７の間隔（ピッチ）は、約１４０μｍである。２つのノズル列１１８、１１９間におけるノズル列方向に対するノズル位置は、半ピッチ（約７０μｍ）ずれて構成されている。
【００３６】
図５に示すように、吐出ヘッド１１６は、隔壁１４１…に仕切られて形成された複数のキャビティ１４０…を備え、１つのキャビティ１４０に対して１つのノズル１１７が設けられている。ノズル１１７は、隔壁１４１…を構成する部材の下面に接着固定されたノズルプレート１４４に形成されている。キャビティ１４０には、１対の隔壁１４１間に位置する供給口１４６を介して、リザーバ１４５から液状体が供給されるようになっている。リザーバ１４５は一定量の液状体を貯留するための液溜めの役割を果たしており、リザーバ１４５へは、タンク１３０（図１参照）から孔１４７を介して液状体が供給される。
キャビティ１４０…の上部は振動板１４３となっていて、振動板１４３上には、それぞれのキャビティ１４０に対応して、振動子１４２…が位置する。振動子１４２は、ピエゾ素子と、ピエゾ素子を挟む１対の電極（図示せず）とから成る。この１対の電極に駆動電圧を与えることで、振動子１４２に対応する箇所の振動板１４３が変形し、キャビティ１４０の内圧が変化して、液状体がノズル１１７から液滴１５０となって吐出される。
振動子１４２に与える駆動電圧は、制御部１０５（図３参照）によって生成され、各ノズル毎に、任意のタイミングで液滴を吐出させるように制御（吐出制御）することができる。そして、上述したように、Ｘ軸モータ１２４、Ｙ軸モータ１１４（図３参照）の駆動制御とこの吐出制御とを同期させて行うことにより、描画媒体１２０（図３参照）上に所定のパターンを描画することができる。
【００３７】
（カラーフィルタの製造工程全体）
ここからは、カラーフィルタの製造工程について説明する。まずは、図６に示すフローチャートに沿って、図７、図８を参照しながら製造工程全体について説明する。
図６は、本実施形態におけるカラーフィルタの製造工程のフローチャート図である。図７（ａ）〜（ｄ）は、カラーフィルタの製造工程の一過程を示す断面図である。図８（ｅ）〜（ｇ）は、カラーフィルタの製造工程の一過程を示す断面図である。
【００３８】
まず、カラーフィルタ用の基板が用意される（図６のＳ１）。本実施形態においては、基板の材料として連続気孔を有する多孔質ガラスを選択しており、基板の厚みは例えば０．５ｍｍである。気孔の平均孔径は例えば、５０ｎｍ〜５００ｎｍであり、液状体の表面張力や基板との濡れ性、蒸気圧、顔料粒子の粒径などによって最適な範囲が選ばれる。例えば、液状体が気孔を貫けて基板の裏面側にしみ出すような場合には、孔径は顔料粒子の粒径の最小値よりも小さくする必要があり、液状体が基板側に留まるような場合には、孔径を大きくして蒸発速度を高めることが好ましい。
次に、図７（ａ）に示すように、基板の表面２ａの全面に遮光膜３ａを形成する（図６のＳ２）。上述のように、遮光膜３ａは金属クロム膜、または金属クロム膜と酸化クロム膜との積層膜などからなり、例えばスパッタリング法等により形成される。遮光膜３ａの膜厚は、例えば０．１μｍである。その後、遮光膜３ａの表面にレジスト材料を一様に塗布してレジスト膜を形成し（図６のＳ３）、さらに露光／現像して所定のパターンのレジスト膜を形成し（図６のＳ４）、エッチング処理を施す（図６のＳ５）ことで、図７（ｂ）に示すように、遮光膜３ａがパターン形成される。
【００３９】
次に、図７（ｃ）に示すように、基板２の一面に感光性樹脂膜３ｂを形成する（図６のＳ６）。上述のように、感光性樹脂膜３ｂは撥液性を発現させるヘキサフルオロポリプロピレン等のフッ素樹脂と、通常のフォトレジストに用いられるようなポジ型若しくはネガ型の感光性樹脂とを少なくとも含むものであり、スピンコート法等により基板２の一面に塗布すると共にプリベークすることで形成する。感光性樹脂膜３ｂの膜厚は、例えば１．５μｍである。その後、露光／現像により（図６のＳ７）、図７（ｄ）に示すように、遮光膜３ａと重なるパターンに形成する。以上の工程により、遮光膜３ａ…と感光性樹脂膜３ｂ…とからなる隔壁３…および、隔壁３…によって仕切られた区画５…が形成される。隔壁３の厚さｔは、例えば、１０μｍである。また、区画５は、図の上方から見て略長方形型に形成されており、例えば、幅ｗが７１μｍ、長さ（図の紙面垂直方向に対する奥行き）が２１３μｍである。
【００４０】
基板の表面２ａに隔壁３…、区画５…が形成されたら、先に説明した液滴吐出装置１００（図３参照）を用いて、いわゆる液滴吐出法により、着色パターンの形成を行う。具体的には先ず、図８（ｅ）に示すように、液滴吐出装置１００の吐出ヘッド１１６から区画５…の中へ、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれの色に対応した着色液としての液状体１３３Ｒ，１３３Ｇ，１３３Ｂを液滴１５０として吐出させる（図６のＳ８）。
液状体１３３Ｒ，１３３Ｇ，１３３Ｂは、有機顔料、アクリル系樹脂などの固形成分が、分散溶剤、高沸点分散媒等の液体成分中に分散されて構成されており、以下では、当該固形成分をまとめて色材（機能性材料）と、当該液体成分をまとめて単に分散媒と呼ぶ。高沸点分散媒としては、例えば、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等が用いられる。また、分散溶剤として、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が用いられる。尚、本実施形態における有機顔料の平均粒径は、Ｒが２００ｎｍ、Ｇが５００ｎｍ、Ｂが１００ｎｍである。
図８（ｅ）において、液状体１３３Ｒ，１３３Ｇ，１３３Ｂは、例えば、一つの区画に約２００ｎｇ吐出される。隔壁３の上面３ｃは撥液性を有しているため、区画５…の内部の液状体１３３Ｒ…、１３３Ｇ…、１３３Ｂ…は、上面３ｃにおいて濡れ広がることがなく、自身の表面張力により、球面を形成する。
【００４１】
次いで、区画５…内部の液状体１３３Ｒ…、１３３Ｇ…、１３３Ｂ…を乾燥させ、着色膜を形成する（図６のＳ９）。具体的には、基板の裏面２ｂ側の雰囲気を減圧することにより、図８（ｆ）に示すように、基板の裏面２ｂ側から液状体の分散媒１１を蒸発させて行う。液状体から分散媒１１が抜けてゆくにつれて、液状体中の色材が膜状に形成され、それぞれ着色膜８Ｒ…、８Ｇ…、８Ｂ…となる。本実施形態における液状体を用いた場合、形成される着色膜８Ｒ…、８Ｇ…、８Ｂ…の膜厚は、０．３μｍ程度となる。
【００４２】
最後に、図８（ｇ）に示すように、着色膜８…及び隔壁３…を覆う樹脂製のオーバーコート層７を形成し（図６のＳ１０）、カラーフィルタが得られる。具体的には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含むコート液を用意し、スピンコート法や上述した液滴吐出法によりコート液を塗布し、コート液を乾燥させることにより行う。オーバーコート層７の厚さは、例えば、１．０〜３．０μｍである。
【００４３】
（乾燥工程についての詳細）
ここからは、液状体を乾燥させる工程（図６のＳ９）について、図９、図１０、図１１を参照して、詳細に説明を行う。
図９は、乾燥工程において使用される乾燥装置の概略構成を示す断面図である。図１０は、乾燥工程におけるチャンバ内気圧の変化を示す図である。図１１は、乾燥工程における着色膜の形成過程を示す概略断面図である。
【００４４】
図９において、乾燥装置４０は、第１チャンバ４５と第２チャンバ４６とから構成されている。両チャンバ４５，４６を仕切る仕切り板５６の中央には、貫通孔が形成されて開口部５５となっており、さらに開口部５５の縁に沿って、合成ゴムを成形してつくられたシール部材５３が取り付けられている。かくして、図示するように基板２がシール部材５３上に載置されると、第１チャンバ４５と第２チャンバ４６とは通気を遮断され、独立した閉空間を構成する。尚、図中、基板の表面２ａ上には、実際には隔壁３…（図８（ｅ）参照）、液状体１３３…（図８（ｅ）参照）等が存在しているが、図の煩雑さを避けるため、省略している。
第２チャンバ４６の上部には開閉蓋４１が取り付けられていて、この開閉蓋４１を開けて、基板２を乾燥装置４０内に移送させたり、または、乾燥装置４０から取り出したりすることができる。
【００４５】
第１チャンバ４５の側壁には、通気管４４が設けられている。通気管４４は途中で分岐していて、分岐した一方の管の一端には、第１チャンバ４５内の空気を排出させるためのポンプ４９が取り付けられている。また、分岐した他方の管の一端は、第１チャンバ４５内に空気を導入するための導入口となっていて、バルブ５７によって開閉可能となっている。第１チャンバ４５の内部には、さらに、当該チャンバ内の気圧（真空度）を計測する気圧センサ５１が備えられている。ポンプ４９および気圧センサ５１は、乾燥装置４０に付属する制御装置４７に接続されており、制御装置４７の働きで、第１チャンバ４５内の気圧を、大気圧以下の範囲で自在に制御することが可能となっている。
第２チャンバ４６の側壁には、通気管４３が設けられている。通気管４３は途中で分岐していて、分岐した一方の管の一端には、第２チャンバ４６内の空気を排出させるためのポンプ５０が取り付けられている。また、分岐した他方の管の一端には、コンプレッサ５４が取り付けられている。コンプレッサ５４は、分散媒蒸気タンク４８と通じていて、当該タンク内に貯留されている分散媒蒸気を圧縮して、第２チャンバ４６内に送ることができる。ここで言う分散媒蒸気とは、液状体吐出の工程（図６のＳ８）で使用される液状体に用いられている分散媒の蒸気を多く含んだ空気のことを指している。第２チャンバ４６の内部には、さらに、当該チャンバ４６内の気圧（真空度）を計測する気圧センサ５２が備えられている。ポンプ５０、コンプレッサ５４、気圧センサ５２は、乾燥装置４０に付属する制御装置４７に接続されており、この構成により、制御装置４７の働きで、第２チャンバ４６内の気圧（分散媒の蒸気圧）を自在に制御することが可能となっている。
【００４６】
液状体吐出の工程（図６のＳ８）の後、基板２は、図９に示すように、乾燥装置４０内に移送され、シール部材５３上に載置される。このとき、基板２において、隔壁３…が形成されず、また、液状体１３３…が塗布されていない領域、すなわち、基板の表面２ａが露出されている領域には、通気を遮断するマスク層（図示せず）が感光性樹脂等により形成されている（例えば、図６のＳ６とＳ７の工程の間に形成される）。このため、第１チャンバ４５と第２チャンバ４６との間において、基板２に形成されている気孔（図示せず）によって直接通気が生じることはなく、基板の表面２ａ側と裏面２ｂ側とを異なる雰囲気の状態に維持して、液状体を乾燥させることが可能となっている。具体的には、上述した制御装置４７（図９参照）の働きにより、第１チャンバ４５および第２チャンバ４６の気圧を、独立して制御することにより行う。
【００４７】
基板２が移送された後、開閉蓋４１を閉じ、制御装置を作動させて、図１０に示す条件で乾燥運転を行う。図１０のグラフにおいて、実線で示すＬ１は第１チャンバ内の気圧を示しており、破線で示すＬ２は第２チャンバ内の気圧を示している。
図１０に示すように、期間Ｐｄ１においては、第１チャンバ４５は大気圧以下に減圧され、気圧Ｌ１はＰｓで維持される。第２チャンバ４６内には、上述した分散媒蒸気が送られ、分散媒の蒸気圧が高い状態で維持される。Ｐｓは、例えば、０．１Ｐａ〜０．０１Ｐａである。
図１１（ａ）〜（ｂ）は、図１０の期間Ｐｄ１における、着色膜の形成過程を示している。この期間Ｐｄ１においては、基板の裏面２ｂ側から分散媒１１が蒸発し、着色膜８（液状体）の体積は減少してゆく。このとき、基板の表面２ａ側の雰囲気は、分散媒の蒸気圧（気圧）が高い状態に維持されているため、着色膜８（液状体）の表面１３からは、分散媒１１の蒸発がほとんど起こらない。このため、良好な表面形状を維持しつつ、着色膜８が形成されてゆく。このように、基板の表面２ａ側からの分散媒１１の蒸発が抑えられる工程（期間）を、蒸発抑制工程（期間）と呼ぶ。
【００４８】
再び図１０に戻って、期間Ｐｄ２においては、第１チャンバ４５内の気圧Ｌ１はＰｓのまま維持される。第２チャンバ４６内の気圧Ｌ２は、大気圧以下にゆっくりと減圧され、所定値にて維持される。
図１１（ｃ）〜（ｄ）は、図１０の期間Ｐｄ２における着色膜の形成過程を示している。この期間Ｐｄ２においては、図１１（ｃ）に示すように、着色膜８（液状体）の表面１３からも分散媒１１が蒸発するようになる。このように、基板の表面２ａ、裏面２ｂの両側から分散媒１１を蒸発させる期間（Ｐｄ２）を設けることで、着色膜８の仕上がりに要する時間を短縮することができる。分散媒１１が十分に抜けると、図１１（ｄ）に示すように平坦な表面形状を有した着色膜８が完成する。この後、図１０の期間Ｐｄ３に示すように、第１チャンバ４５、第２チャンバ４６の気圧を大気圧に戻し、基板２を乾燥装置４０（図９参照）から取り出して、液状体の乾燥工程（図６のＳ９）が終了する。
【００４９】
以下では、図１２を参照して、本実施形態の作用効果について説明する。図１２（ａ）〜（ｂ）は、本実施形態の作用効果を説明するための参照図であり、従来技術における着色膜の形成過程を示している。
【００５０】
図１２（ａ）に示すように、着色膜８（液状体）を縁側部１２ａと中央部１２ｂとに分けて考えると、縁側部１２ａの表面１３ａは中央部１２ｂの表面１３ｂよりも表面積が大きいため、着色膜８（液状体）の表面側から分散媒１１が蒸発する際には、縁側部１２ａと中央部１２ｂとで蒸発速度が異なることとなる。本願発明者の知見によれば、この蒸発速度の違いに起因して、着色膜８の内部に圧力差が生じ、中央部１２ｂから縁側部１２ａに向かう液状体の流れＦが起こるために、縁側部１２ａの機能性材料の濃度が相対的に高くなると考えられる。そして、このような濃度分布のムラによって、着色膜８の仕上がりの平坦性が乱されるものと考えられる。
図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の状態から、分散媒の蒸発が進行し、着色膜８（液状体）の体積が減少した状態を示している。このように、液状体の曲率が大きくなった状態においては、縁側部１２ａの表面１３ａと中央部１２ｂの表面１３ｂとの表面積の差がそれほど大きくないために、また、粘性が高くなっているために、着色膜８の内部における液状体の流動はほとんど起こらなくなる。すなわち、着色膜８の表面から分散媒が蒸発する場合においては、膜面の平坦度に対する影響というのは、乾燥工程の初期の段階が大きいと言える。
【００５１】
上述の説明からわかるように、乾燥工程において表面１３からの分散媒１１の蒸発を抑えることは、平坦な着色膜８を得るために、非常に重要な要素である。特に、乾燥工程の初期の段階における乾燥条件は、着色膜８の平坦度に大きく影響する。
本実施形態では、通気性の基板２を用いることにより、基板の裏面２ｂ側からの分散媒１１の蒸発を可能としたため、従来は唯一の蒸発面であった着色膜８（液状体）の表面１３から分散媒を蒸発させないようにすることができる。本実施形態の場合は、特に、基板の表面２ａ側の雰囲気について分散媒１１の蒸気圧が高い状態とすることで、表面１３の乾燥を防いでいる。かくして、精度の高い平坦度で着色膜を形成することができ、また、着色膜８（液状体）の表面形状に影響を与えにくい乾燥工程の後半については、基板の表面２ａ側からも積極的に分散媒１１を蒸発させることで、着色膜８の仕上がりに要する時間の短縮を図っている。
【００５２】
本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、着色膜（液状体）の乾燥条件（分散媒の蒸発のしやすさ）の制御に関しては、上述の実施形態では、気圧（蒸気圧）を変化させる態様としたが、温度により、分散媒の飽和蒸気圧を制御する態様としてもよいし、両態様を組み合わせて用いてもよい。
また、上述の実施形態においては乾燥工程において図９に示す乾燥装置を用いたが、このような装置を用いることは必須ではなく、基板が通気性のものであって、基板の裏面側が露出されていれば、発明の効果を得ることができる。
また、乾燥工程において、基板の表面側には分散媒蒸気を送らずに、単に表面側の空間を気密状態とするだけでも、分散媒の蒸気圧を高めることができる。
また、乾燥工程において、基板の裏面側の減圧は必須ではない。
また、乾燥工程において、基板の表面側と裏面側の圧力差を積極的に大きくして、液状体を基板の気孔からしみ出させることで、分散媒の蒸発を促進させてもよい。
また、各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略したり、図示しない他の構成と組み合わせたりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本実施形態におけるカラーフィルタの概略構造を示す断面図。
【図２】カラーフィルタの着色部のパターンの例を示す平面図。
【図３】本実施形態における液滴吐出装置の概略構成を示す斜視図。
【図４】ヘッド部における吐出ヘッドの配置を示す平面図。
【図５】吐出ヘッドの主要部構造を示す概略斜視図。
【図６】本実施形態におけるカラーフィルタの製造工程のフローチャート図。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、カラーフィルタの製造工程の一過程を示す断面図。
【図８】（ｅ）〜（ｇ）は、カラーフィルタの製造工程の一過程を示す断面図。
【図９】乾燥工程において使用される乾燥装置の概略構成を示す断面図。
【図１０】乾燥工程におけるチャンバ内気圧の変化を示す図。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、乾燥工程における着色膜の形成過程を示す概略断面図。
【図１２】（ａ）〜（ｂ）は、本実施形態の作用効果を説明するための参照図。
【符号の説明】
【００５４】
２…基板、２ａ…表面、２ｂ…裏面、３…隔壁、３ａ…遮光膜、３ｂ…感光性樹脂膜、３ｃ…上面、５…区画、７…オーバーコート層、８…機能性膜としての着色膜、１１…分散媒、１３…表面、３１…カラーフィルタ、４０…乾燥装置、４１…開閉蓋、４３…通気管、４４…通気管、４５…第１チャンバ、４６…第２チャンバ、４７…制御装置、４８…分散媒蒸気タンク、４９…ポンプ、５０…ポンプ、５１…気圧センサ、５２…気圧センサ、５３…シール部材、５４…コンプレッサ、５５…開口部、５６…仕切り板、５７…バルブ、１００…液滴吐出装置、１１０…ヘッド部、１１１…キャリッジ、１１６…吐出ヘッド、１１７…ノズル、１２０…描画媒体、１３０…タンク、１３１ａ，１３１ｂ…チューブ、１３３…機能液ないし着色液としての液状体、１５０…液滴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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