(57)【要約】【課題】  ２層構造のブラックマトリクスを有するＢＭ基板を低コストで製造する方法を提供する。【解決手段】  撥液層４２の形成に、静電吸引型のインクジェット装置６１を用いる。従って、露光／現像を不要とできるので、工程数を減少できるとともに、撥液材４２Ａを節約できるので、ＢＭ基板２１を低コストで製造できる。また、撥液層４２の現像を行わないため、遮光層４１のダメージを抑えられる。また、レジスト材料でない撥液材４２Ａを使用できる。また、インクジェット装置６１の吐出口６２の口径を０．０１μｍ〜２５μｍとすることで、非常に幅の狭い撥液層４２のパターン（幅２５μｍ以下の細線）を、遮光層４１上に容易に形成できる。従って、ＢＭ２５の幅を小さくできる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に、カラーフィルターとなるインクを載せるための開口部と、開口部を取り囲む、遮光層および撥液層からなるブラックマトリクスとを配したブラックマトリクス基板の製造方法であって、
透明基板上に、遮光材料からなる遮光層を形成する遮光層形成工程と、
遮光層上に、遮光材料に比して上記のインクに対する撥液性の高い撥液材からなる撥液層を形成する撥液層形成工程とを含み、
この撥液層形成工程が、静電吸引型のインクジェット装置により遮光層上に撥液材を吐出する撥液材吐出工程を含み、
さらに、上記のインクジェット装置のノズル口径が、０．０１μｍ〜２５μｍの範囲にあることを特徴とする、ブラックマトリクス基板の製造方法。
【請求項２】
上記の撥液材吐出工程で使用する撥液材として、
室温で液体であり、
インクジェット装置の流路および吐出口近傍の温度での主溶媒の蒸気圧が、１ｔｏｒｒ以下となるものを用いることを特徴とする、請求項１に記載のブラックマトリクス基板の製造方法。
【請求項３】
上記の撥液層形成工程が、
遮光層上に吐出された撥液材を加熱乾燥させる撥液材加熱工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載のブラックマトリクス基板の製造方法。
【請求項４】
上記の撥液材吐出工程および撥液材加熱工程を、順次的に繰り返し行うことを特徴とする、請求項３に記載のブラックマトリクス基板の製造方法。
【請求項５】
上記の遮光層形成工程において使用する遮光材料として、表面抵抗率が１０１１Ω／□以下のものを用いることを特徴とする、請求項１に記載のブラックマトリクス基板の製造方法。
【請求項６】
上記の遮光層形成工程が、
静電吸引方式のインクジェット装置によって液状の遮光材料を透明基板に吐出する、遮光材吐出工程を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載のブラックマトリクス基板の製造方法。
【請求項７】
上記の遮光層形成工程が、
透明基板上に吐出された遮光材を加熱乾燥させる遮光材加熱工程を含むことを特徴とする、請求項６に記載のブラックマトリクス基板の製造方法。
【請求項８】
上記の遮光材吐出工程および遮光材加熱工程を順次的に繰り返し行うことを特徴とする、請求項７に記載のブラックマトリクス基板の製造方法。
【請求項９】
上記の透明基板としてガラス基板を用いるとともに、
上記の遮光材吐出工程で、ガラス基板の近傍の湿度を６０％以上に維持しておくことを特徴とする、請求項６に記載のブラックマトリクス基板の製造方法。
【請求項１０】
上記の遮光材吐出工程で、透明基板を加熱しておくことを特徴とする請求項６に記載のブラックマトリクス基板の製造方法。
【請求項１１】
上記の遮光材として、金属粒子を含有してものを用いることを特徴とする、請求項６に記載のブラックマトリクス基板の製造方法。
【請求項１２】
上記の金属粒子の径が１ｎｍ〜１０００ｎｍであることを特徴とする、請求項１１に記載のブラックマトリクス基板の製造方法。
【請求項１３】
上記の遮光層形成工程で、撥液材の吐出される部分が他の部分よりも高くなるように、遮光層を形成することを特徴とする、請求項１に記載のブラックマトリクス基板の製造方法。
【請求項１４】
静電吸引型のインクジェット装置を用いて、複数の層を有する多層体を製造する方法において、
多層体の最上層以外の層を、表面抵抗率が１０１１Ω／□以下となる材料で形成することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置のカラーフィルターを形成するためのブラックマトリクス基板を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カラー液晶ディスプレイをより普及させるために、カラーフィルターをコストダウンすることが求められている。
そして、その具体的な手法として、カラーフィルターをインクジェット法によって作製する方法が検討されている。
【０００３】
この方法によるカラーフィルターの作製では、まず、光を遮る樹脂からなるブラックマトリクス（ＢＭ；遮光性樹脂パターン）を備えたガラス基板（ブラックマトリクス基板）を形成する。そして、インクジェット法によってＢＭの開口部にカラーインクを充填・乾燥させることとなる。
【０００４】
このような作製方法では、隣接する開口部間（隣接チャネル間）での混色（インクが混じりあうこと）を回避するために、インクに対して撥液性（インクをはじく性質）の高い材料をＢＭに用いることが検討されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、ＢＭの材料として、インクに対して２０°以上の接触角を有する材料を用いることが提案されている。
しかしながら、この技術では、ＢＭの壁面と開口部との境界部分に、インクの充填されない白抜け領域が発生してしまう。
【０００６】
この問題を解決するため、例えば特許文献２には、ＢＭを多層構造にする技術が開示されている。この技術では、ＢＭにおけるガラス基板と接触する最下層を親液層（インクとの濡れ性の高い（インクになじみやすい）材料からなる層）で構成する一方、最上層を撥液層（インクに対する撥液性の高い材料からなる層）で構成している。
これにより、ＢＭと開口部との境界にも十分にインクが充填されるため、白抜けを防止することが可能となる。
【０００７】
なお、特許文献２の技術では、図１１に示すように、親液層１２５と撥液層１２６との幅が同一の場合、その境界部付近からインク液１２７が弾かれる。このため、開口部の中心部と端部とでインク膜の厚さが異なり、色むらの原因となる。
そこで、この技術では、図１２に示すように、親液層１２５よりも撥液層１２６の幅を小さくすることも開示されており、この方法により、上記のような厚さの差を軽減できするようになっている。
【特許文献１】特開平７−３５９１７号公報（公開日；１９９５年２月７日）
【特許文献２】特開２００２−２４３９３１号公報（公開日；２００２年８月２８日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２の技術では、ＢＭを作製するために、露光／現像の工程を層数分だけ繰り返すフォトリソグラフィー技術を用いている。このため、下層となる親液層２５を構成する樹脂に対し、現像によって大きなダメージを与えてしまい、ＢＭのパターン精度が悪くなる。
さらに、一層を作製するためにかかる工程数が多い上、現像により大半の樹脂を除去するために材料の無駄が多い。このため、結果的にコスト高となっている。
【０００９】
本発明は、上記のような従来の問題点に鑑みてなされたものである。そして、その目的は、上記のような２層構造のブラックマトリクスを有するブラックマトリクス基板を低コストで製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のブラックマトリクス基板の製造方法（本製造方法）は、
透明基板上に、カラーフィルターとなるインクを載せるための開口部と、開口部を取り囲む、遮光層および撥液層からなるブラックマトリクスとを配したブラックマトリクス基板の製造方法であって、
透明基板上に、遮光材料からなる遮光層を形成する遮光層形成工程と、
遮光層上に、遮光材料に比して上記のインクに対する撥液性の高い撥液材からなる撥液層を形成する撥液層形成工程とを含み、
この撥液層形成工程が、静電吸引型のインクジェット装置により遮光層上に撥液材を吐出する撥液材吐出工程を含み、
さらに、上記のインクジェット装置のノズル口径が、０．０１μｍ〜２５μｍの範囲にあることを特徴としている。
【００１１】
本製造方法は、液晶表示装置などの表示装置に用いられる、カラーフィルターを形成するためのブラックマトリクス基板（ＢＭ基板）を製造するための方法である。
【００１２】
本製造方法に関するＢＭ基板は、ガラスなどからなる透明基板上に、遮光材を含むブラックマトリクス（ＢＭ）を配したものである。そして、ＢＭによって取り囲まれた領域を、カラーフィルターを形成する開口部として利用するようになっている。
すなわち、このＢＭ基板は、カラーインクを開口部に充填し、これを乾燥・固化することによって、カラーフィルターを形成するように設計されている。
【００１３】
また、本製造方法で製造されるＢＭ基板は、多層構造のＢＭを有するものである。すなわち、このＢＭは、透明基板と接触する遮光層と、この遮光層上に形成される撥液層から構成されている。
【００１４】
撥液層は、遮光層よりも、上記のカラーインクに対する撥液性の高い材料（撥液材）からなる層である。
従って、このＢＭ基板では、ＢＭと開口部との境界にも十分にインクを充填できるとともに、撥液層によって、隣接する開口部間でのインクの混色を回避できるようになっている。
なお、遮光層の材料としては、カラーインクに対する親液性の高いものを用いることが好ましい。
【００１５】
また、特に、本製造方法では、撥液層の形成工程を、静電吸引型のインクジェット装置によって遮光層上に撥液材を吐出することにより行うようになっている（撥液材吐出工程）。
従って、フォトリソグラフィー技術によって撥液層を形成する場合に必要な、露光／現像の工程を不要とできる。このため、製造工程数を大幅に減少させられるとともに、撥液材を大幅に節約できる。
これにより、ブラックマトリクス基板を低コストで提供することが可能となる。
【００１６】
また、撥液層に関する現像工程を行わないため、この現像工程による遮光層に対するダメージをなくせる。このため、ＢＭのパターン精度の悪化を防止することも可能となる。
さらに、撥液層を構成する撥液材を、レジスト材料に限定する必要がない。従って、撥液材選定の自由度も向上できる。
【００１７】
また、特に、本製造方法では、撥液材を吐出するインクジェット装置として、「ノズル口径が０．０１μｍ〜２５μｍの範囲にあるもの」を用いている。
従って、本製造方法では、撥液材を、極微小液滴で吐出することが可能である。このため、圧電素子を用いた従来の吐出方法では親撥水パターン処理を行わないと形成できないような、非常に幅の狭い撥液層のパターン（幅２５μｍ以下の細線）を、遮光層上に容易に形成できる。
【００１８】
これにより、本製造方法では、２５μｍ以下の幅を有する遮光層上にでも、撥液層をパターン形成できる。従って、幅の狭いＢＭを有する良好なＢＭ基板を、インクジェット装置を用いて容易に形成することが可能となっている。
【００１９】
また、本製造方法では、遮光層上に撥液材を吐出した後、この撥液材を乾燥・固化することで、撥液層を得ることとなる。
ここで、この乾燥・固化については、撥液材に対する加熱（加熱乾燥）によって行える（撥液材加熱工程）。
この場合、撥液材として、主溶媒の蒸気圧（溶媒蒸気圧）の低いものを用いても、撥液材を十分に乾燥させられる。
【００２０】
また、ＢＭ基板の開口部にカラーインクを大量に充填したい場合（厚いカラーフィルターを形成したい場合）には、撥液層の厚みが足りないこともある。
このようなときには、上記した撥液材吐出工程および撥液材加熱工程を、この順序を保って繰り返すことで、厚い撥液層を形成できる。
また、撥液材吐出工程後に、遮光層上の撥液材を自然乾燥させた後、その上にさらに撥液材を重ね塗るようにしてもよい。この方法でも、厚い撥液層を形成できる。
【００２１】
なお、撥液材として溶媒蒸気圧の高いものを用いる場合、加熱しなくても撥液材を十分に乾燥させられるため、上記の加熱工程は不要である。
【００２２】
しかしながら、インクジェット装置によって様々な撥液材の吐出を試みた結果、インクジェット装置の流路および吐出口近傍の温度での溶媒蒸気圧（インクジェット装置から吐出されるときの溶媒蒸気圧）が、１ｔｏｒｒを上回るような撥液材については、１０００Ｖ以下の電圧印加条件で吐出できないことがわかった。これは、吐出前に、吐出口の近傍で撥液材が乾燥し、吐出口が詰まってしまうことが原因である。
【００２３】
このため、撥液材の溶媒蒸気圧を１ｔｏｒｒ以下とするように、流路および吐出口の近傍の温度を調整する、あるいは流路および吐出口の近傍温度での溶媒蒸気圧が１ｔｏｒｒ以下の撥水材を使用することで、上記の目詰まりを防止することが好ましい。また、室温での溶媒蒸気圧が１ｔｏｒｒ以下の、より乾燥しにくい撥液材を使用すれば、もっと確実に目詰まりを防げる。
また、撥液材としては、室温で液体であることが好ましい。これにより、撥液材の取り扱いが容易となる。
【００２４】
従って、インクジェット装置によって吐出する（撥液材吐出工程で使用する）撥液材としては、以下の(1)(2)の条件を満たすものを用いることが好ましいといえる。
(1)室温で液体である。
(2)インクジェット装置の流路および吐出口近傍の温度での主溶媒の蒸気圧が、１ｔｏｒｒ以下となる。
【００２５】
また、本製造方法では、遮光層についても、静電吸引方式のインクジェット装置によって形成してもよい。この場合には、液状の遮光材料をインクジェット装置によって透明基板に吐出すること（遮光材吐出工程）で、遮光層を形成する。
【００２６】
この方法では、フォトリソグラフィー技術を用いて遮光層を形成する場合に必要な、露光／現像の工程を不要とできる。このため、製造工程数を大幅に減少させられるとともに、遮光材を大幅に節約できる。
【００２７】
また、静電吸引方式のインクジェット装置を用いているため、ピエゾ方式のインクジェット装置を用いる場合に必要な、透明基板に対する親撥水パターンの形成を不要とできる。従って、透明基板上に遮光材を直接吐出（描画）できるので、製造工程を大幅に簡略化できる。
これにより、ブラックマトリクス基板を低コストで提供することが可能となる。
【００２８】
また、この場合、透明基板上に遮光材を吐出した後、この遮光材を乾燥・固化することで、遮光層を得ることとなる。
ここで、この乾燥・固化を、遮光材に対する加熱（加熱乾燥）によって行うことが好ましい（遮光材加熱工程）。
この場合、遮光材として溶媒蒸気圧の低いものを用いても、遮光材を十分に乾燥させられる。
【００２９】
なお、上記のような液状遮光材料としては、例えば、金属粒子を含有してものを用いることが可能である。また、この場合、金属粒子の径については、１ｎｍ〜１０００ｎｍであることが好ましい。
【００３０】
なお、インクジェット方式では液滴を吐出するため、着弾した液状の遮光材料は、透明基板上に濡れ広がる。このため、厚い遮光層の形成は難しいとされる。
そこで、厚い遮光層を形成するために、上記した遮光材吐出工程および遮光材加熱工程を、この順序を保って繰り返し行う（重ね塗りを行う）ことが好ましい。
【００３１】
ここで、重ね塗りによって単純に吐出量を増やすだけでは、遮光材の表面張力との兼ね合いから、透明基板上の遮光材パターンの線幅が、所望値よりも太くなってしまうことがある。
このため、重ね塗りについては、前に描画したパターンをある程度乾燥させた後に行うことが好ましい。
【００３２】
また、透明基板を保持する部材に、加熱機構（オーブン等）を設けてもよい。これにより、透明基板を加熱することで、液状の遮光材料のパターンを、乾燥を進めながら（濡れ広がりを抑制しながら）描画できる。
従って、液状の遮光材料を大量に吐出しても、濡れ広がる前に乾燥・固着させられる。これにより、先に塗った量を上回る吐出量で重ね塗りを行えるので、重ね塗り回数を減らし、製造タクトを短くできる。
【００３３】
このとき、透明基板付近での湿度が低くなりすぎると、透明基板の表面抵抗値が上がる。このため、帯電電荷を除電できなくなって、パターン精度を悪くしてしまうことがある。従って、透明基板の近傍の湿度に注意するとともに、加熱温度を調整することが好ましい。
【００３４】
なお、透明基板としてガラス基板を用いる場合であって、この基板を加熱しながら液状の遮光材料のパターンを重ね塗りする場合、透明基板の近傍の湿度に関しては、６０％以上に保持しておくことが好ましい。
【００３５】
このように、湿度を６０％以上とすれば、ガラスの透明基板を十分に高温にしても、透明基板における表面抵抗値の上昇を回避できる。
さらに、最初に描画された液状の遮光材料が導電材となり、帯電電荷を除電する役割をはたす。従って、反発電界により吐出液滴が飛散するなどの問題を回避できる。
【００３６】
また、湿度を６０％以上とすることで、インクジェット装置の着弾精度を向上することも可能である。
すなわち、インクジェット装置のような静電吸引型のインクジェット装置では、表面抵抗の高い絶縁性基板に吐出材を吐出する場合、吐出口からの放電や、着弾後の吐出材の帯電により、反発電界の生じることがある。そして、このような反発電界は、着弾制度を悪くする原因となる。
【００３７】
しかし、ガラスからなる透明基板（ガラス基板）は、湿度により表面抵抗率が変わる。このため、上記したように湿度を６０％以上に保つことにより、ガラス基板の表面抵抗を下げ、帯電電荷を逃がせる。これにより、着弾制度の劣化を防止できる。
【００３８】
また、本製造方法では、遮光層上に、インクジェット装置によって撥液材を吐出することとなる。このため、遮光層（および液状の遮光材料）を感光性樹脂等の絶縁性材料から構成する場合、透明基板に対する吐出と同様に、反発電界が生じ、製造タクトが落ちる可能性がある。
【００３９】
このため、遮光層としては、表面抵抗率の小さなものを選択することが好ましい。これにより、製造タクトの減少を防止できる。
なお、遮光層として、表面抵抗率を１０１１Ω／□以下のものを選択しておけば、撥液材のパターンを乱れることなく描画できることを確認している。
【００４０】
また、上記したように、遮光層と開口部との境界近傍にまで撥液層が形成されていると、開口部とＢＭ（遮光層）との境界部分で、開口部内に充填されるカラーインクが弾かれてしまう。従って、開口部の中心部と端部とでインク膜の厚さが異なり、色むらの原因となる。
このため、本製造方法でも、撥液層を、遮光層の上面の中央部分に形成することが好ましい。これにより、上記のような色むらを抑制できる。
【００４１】
また、この場合、遮光層の上面における中央部分（撥液材の吐出される部分）を、他の部分よりも高くなるように、遮光層を形成することが好ましい。この場合、遮光層は、例えば、「かまぼこ型（ほぼ半円状）」の断面を有する形状や、上面の中央部分の突出した形状となる。
【００４２】
この構成では、インクジェット装置によって撥液材を吐出するとき、遮光層における盛り上がった中央部分に、インクジェット装置からの電界が集中する。このため、撥液材を、確実に遮光層の中央近傍へ着弾させられる。
【００４３】
従って、撥液層の形成精度を向上できるので、遮光層と開口部との境界近傍に撥液層を近づけてしまうことを回避できる。
これにより、この境界において、撥液層によってカラーインクをはじいてしまうことを防止できる。このため、カラーフィルターの厚さを均一に保てるので、その信頼性をより高められる。
【００４４】
なお、本製造方法において遮光層の表面抵抗率を１０１１Ω／□以下とすることの好ましい理由は、反発電界を抑制するためである。
すなわち、静電吸引型のインクジェット装置を用いる場合、液滴の吐出先部材の表面抵抗が高いと、吐出時における吐出口からの放電や、着弾後の吐出材の帯電により、反発電界の生じることがある。そして、このような反発電界は、着弾制度を悪くする原因となる。そして、このような反発電界は、吐出先部材の表面抵抗率を１０１１Ω／□以下とすることで、十分に防止することが可能である。
【００４５】
従って、ＢＭ基板の製造以外でも、静電吸引型のインクジェット装置を用いる場合、反発電界を防止するために、吐出先の部材の表面抵抗率を１０１１Ω／□以下とすることが好ましいといえる。
【００４６】
また、同様に、静電吸引型のインクジェット技術を用いて複数の層を積層した多層体（積層体）を製造する場合、最上層以外の層の材料として、表面抵抗率が１０１１Ω／□以下の材料を用いることが好ましい。これにより、先に積んだ層からの反発電界を防止できるので、積層精度を高められる。
【発明の効果】
【００４７】
以上のように、本発明のブラックマトリクス基板の製造方法（本製造方法）は、
透明基板上に、カラーフィルターとなるインクを載せるための開口部と、開口部を取り囲む、遮光層および撥液層からなるブラックマトリクスとを配したブラックマトリクス基板の製造方法であって、
透明基板上に、遮光材料からなる遮光層を形成する遮光層形成工程と、
遮光層上に、遮光材料に比して上記のインクに対する撥液性の高い撥液材からなる撥液層を形成する撥液層形成工程とを含み、
この撥液層形成工程が、静電吸引型のインクジェット装置により遮光層上に撥液材を吐出する撥液材吐出工程を含み、
さらに、上記のインクジェット装置のノズル口径が、０．０１μｍ〜２５μｍの範囲にあることを特徴としている。
【００４８】
本製造方法では、撥液層の形成工程を、静電吸引型のインクジェット装置によって遮光層上に撥液材を吐出することにより行うようになっている（撥液材吐出工程）。
従って、フォトリソグラフィー技術によって撥液層を形成する場合に必要な、露光／現像の工程を不要とできる。このため、製造工程数を大幅に減少させられるとともに、撥液材を大幅に節約できる。
これにより、ブラックマトリクス基板を低コストで提供することが可能となる。
【００４９】
また、撥液層に関する現像工程を行わないため、この現像工程による遮光層に対するダメージをなくせる。このため、ＢＭのパターン精度の悪化を防止することも可能となる。
さらに、撥液層を構成する撥液材を、レジスト材料に限定する必要がない。従って、撥液材選定の自由度も向上できる。
【００５０】
また、特に、本製造方法では、撥液材を吐出するインクジェット装置として、「ノズル口径が０．０１μｍ〜２５μｍの範囲にあるもの」を用いている。
従って、本製造方法では、撥液材を、極微小液滴で吐出することが可能である。このため、圧電素子を用いた従来の吐出方法では親撥水パターン処理を行わないと形成できないような、非常に幅の狭い撥液層のパターン（幅２５μｍ以下の細線）を、遮光層上に容易に形成できる。
【００５１】
これにより、本製造方法では、２５μｍ以下の幅を有する遮光層上にでも、撥液層をパターン形成できる。従って、幅の狭いＢＭを有する良好なＢＭ基板を、インクジェット装置を用いて容易に形成することが可能となっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
本発明の一実施形態について説明する。
本実施の形態にかかる液晶表示装置（本表示装置）は、バックライト光を利用した透過表示によって表示を行う、透過型の表示装置である。
【００５３】
まず、本表示装置の構成について説明する。
図２は、本表示装置の概略構成を示す断面図である。
この図に示すように、本表示装置は、対向基板１１と画素基板１２との間に、液晶層１３を挟んだ構成を有している。
【００５４】
図２に示すように、対向基板１１は、ブラックマトリクス基板（ＢＭ基板）２１の外側に位相差板２２，偏光板２３を備え、ＢＭ基板２１内にカラーフィルター２６を配した構成である。
位相差板２２は、自身を透過する光の偏光状態を調整するものである。
偏光板２３は、特定の偏光成分の光だけを透過させるものである。
【００５５】
ＢＭ基板２１は、ガラス基板２４の内側（液晶層１３側）に、ブラックマトリクス（ＢＭ）２５を配した構成である。
ＢＭ２５は、画素間に対応する部分に設けられた遮光部材であり、各カラーフィルター２６を分離して、表示のコントラストを高める機能を有している。
【００５６】
カラーフィルター２６は、自身を透過する光の色を選択するものであり、赤（Ｒ）フィルタ，緑（Ｇ）フィルタ，青（Ｂ）フィルタのいずれかから構成されている。
各Ｒ，Ｇ，Ｂフィルタは、それぞれ、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーインクから構成されており、入射光の赤色成分，青色成分，緑色成分，黄色成分（赤と緑の両色成分）のみを透過させるようになっている。
【００５７】
なお、カラーフィルター２６は、それぞれ、本表示装置の１つの画素部分（ＢＭ基板２１のＢＭ２５間）に、１つづつ配されている。
また、対向基板１１におけるＢＭ基板２１の内側には、図示しない透明な共通電極が設けられている。
【００５８】
一方、画素基板１２は、透明基板３１の外側に位相差板３２，偏光板３３，バックライト（外部光源）３６を備え、また、透明基板３１の内側に画素電極３５を備えた構成である。
位相差板３２は、位相差板２２と同様に、自身を透過する光の偏光状態を調整するものである。
偏光板３３は、偏光板２３と同様に、特定の偏光成分の光だけを透過させるものである。
【００５９】
バックライト３６は、透過表示において利用されるＬＥＤである。
画素電極３５は、ＩＴＯなどの透明な導電材料からなる電極である。
そして、本表示装置では、画像信号に応じて画素電極３５に印加する電圧を制御することで、所望の表示を得るようになっている。
【００６０】
次に、本表示装置の特徴的な構成である、ＢＭ基板２１について説明する。
図３は、ＢＭ基板２１の構成を示す部分断面図である。
この図に示すように、ＢＭ基板２１は、ガラス基板２４における画素間に対応する部分に、ＢＭ２５をなす遮光層４１および撥液層４２をこの順に重ねた構成を有している。また、画素に対応する部分は、ＢＭ２５のない開口部４３となっている。
【００６１】
遮光層（遮光性パターン）４１は、親液性（カラーインクとの濡れ性）の高い遮光部材からなるパターンであり、ガラス基板２４上に直接に載せられるものである。
撥液層（撥液パターン）４２は、撥液性材料（撥液材；カラーインクに対する撥液性の高い材料）からなるパターンであり、遮光層４１の上面の中央部分に配されるものである。また、図３に示すように、撥液層４２の幅は、遮光層４１よりも小さくなっている。
【００６２】
図４は、開口部４３にカラーフィルター２６を配した状態のＢＭ基板２１を示す説明図である。
この図に示すように、ＢＭ基板２１では、ＢＭ２５の下層に遮光層４１を用いているため、ＢＭ２５と開口部４３との境界部分にも、カラーインクを十分に充填できる。従って、カラーフィルター２６を、開口部４３の全域に形成することが可能となっている。
【００６３】
また、ＢＭ基板２１では、遮光層４１の上に撥液層４２を積層しているため、カラーインクがＢＭ２５を越えて隣接する画素に流れることを回避できている。このため、隣接画素間の混色を防止できるようになっている。
【００６４】
次に、このＢＭ基板２１の製造方法について説明する。
図１は、この製造方法を示す説明図である。
ＢＭ基板２１の製造では、まず、図１（ａ）に示すように、ガラス基板２４上に、遮光材層（遮光性パターン層）４１Ａを形成する（遮光層形成工程）。
この遮光材層４１Ａについては、ポジ型の感光性樹脂からなる遮光材料を塗布（スピンコート）し、その後、例えばオーブンなどで加熱して仮硬化することにより形成できる。
また、遮光材層４１Ａをなす遮光材料としては、カラーフィルター２６となるカラーインク（後に充填するインク）に対する親液性の高いものを用いる。
【００６５】
次に、図１（ｂ）に示すように、所望のパターンを有するフォトマスク５１を用いて、遮光材層４１Ａを露光する。この露光では、遮光材層４１Ａをなす感光性樹脂材料の感度に合致した波長の光（ｈν）を放射する露光装置を用いる。
【００６６】
次に、図１（ｃ）に示すように、露光した遮光材層４１Ａを現像液に浸漬する。これにより、遮光材層４１Ａにおける露光部分が溶け出す一方、フォトマスク５１で遮光された部分が残る。
その後、現像液を洗い流すためにリンスを行い、加熱乾燥によって本硬化することにより、ほぼ矩形の断面を有する遮光層４１を得る。
【００６７】
次に、図１（ｄ）に示すように、遮光層４１の上面における中央部分に、撥液層４２の材料となる撥液材４２Ａを、インクジェット装置６１によって吐出する。これにより、遮光層４１の上面に、撥液材４２Ａの微細なパターンを形成する（撥液層形成工程，撥液材吐出工程）。
【００６８】
ここで、撥液材４２Ａは、撥液性樹脂を溶媒に溶かしてなるものである。この撥液材４２Ａとしては、開口部４３に充填するカラーインク（カラーフィルター２６となるもの）に対する撥液性（撥液性樹脂の撥液性）の高いものを用いる。
また、インクジェット装置６１としては、１ｐＬ以下の微小な液適量を調整できる、静電吸引型のものを用いる。静電吸引型のインクジェット装置６１は、電圧印加により帯電された流体を、静電吸引により、液滴の状態でノズルの流体吐出口（吐出孔）６２から吐出させるものである。
【００６９】
また、インクジェット装置６１の吐出口６２の口径（孔径）は、φ０．０１μｍ〜２５μｍの範囲で、撥液材４２Ａのパターン幅（線幅）にあわせて、適宜選定する。
また、撥液材４２Ａの吐出量については、遮光層４１の上面からの濡れ広がりにより、遮光層４１の側面（壁面）や開口部４３に付着しないように、適宜調整する（この調整については、電圧印加条件を制御することによって行う）。
【００７０】
次に、図１（ｅ）に示すように、遮光層４１，撥液材４２Ａのパターンを形成したガラス基板２４に加熱乾燥処理を行う（撥液材加熱工程）。これにより、撥液材４２Ａの溶媒を蒸発させて、その撥液性を高め、撥液層４２を得る。加熱乾燥には、例えばオーブン，ホットプレート等を用いる。
これにより、遮光層４１の上面に撥液層４２の微細パターンを有する、ＢＭ基板２１の製造が完了する。
【００７１】
なお、上記の製造方法では、撥液材４２Ａのパターン形成後、図１（ｅ）に示したような加熱乾燥処理を行うとしている。しかしながら、撥液材４２Ａとして主溶媒の蒸気圧（溶媒蒸気圧）の高いものを用いる場合、加熱しなくても撥液材４２Ａを十分に乾燥させられるため、この処理は不要である。
【００７２】
しかしながら、インクジェット装置６１によって様々な撥液材４２Ａの吐出を試みた結果、吐出口６２から吐出されるときの溶媒蒸気圧が１ｔｏｒｒを上回るような撥液材４２Ａについては、１０００Ｖ以下の電圧印加条件で吐出できないことがわかった。これは、吐出前に、吐出口６２の近傍で撥液材４２Ａが乾燥し、吐出口６２が詰まってしまうことが原因である。
【００７３】
このため、撥液材４２Ａの溶媒蒸気圧を１ｔｏｒｒ以下とするように、流路および吐出口６２の近傍の温度を調整する、あるいは流路および吐出口６２の近傍温度での溶媒蒸気圧が１ｔｏｒｒ以下の撥液材を使用することで、上記の目詰まりを防止することが好ましい。また、室温での溶媒蒸気圧が１ｔｏｒｒ以下の、より乾燥しにくい撥液材を使用すれば、もっと確実に目詰まりを防げる。
また、撥液材４２Ａとしては、室温で液体であることが好ましい。これにより、撥液材４２Ａの取り扱いが容易となる。
【００７４】
従って、撥液材４２Ａとしては、以下の(1)(2)の条件を満たすものを用いることが好ましいといえる。
(1)室温で液体である。
(2)インクジェット装置６１の流路および吐出口６２の近傍の温度での溶媒蒸気圧が、１ｔｏｒｒ以下となる。
【００７５】
なお、目詰まりを防げる程度に乾燥しにくい撥液材４２Ａを使用する場合、その溶媒は、自然乾燥では十分には蒸発されない。このため、撥液材４２Ａを遮光層４１上に載せただけでは、撥液材４２Ａに溶解された撥液性樹脂の撥液性を十分に発揮させられない。そのため、図１（ｅ）に示したような、加熱乾燥工程を施すことが好ましい。
【００７６】
ここで、上記した製造方法の実施例（実施例１）について説明する。
【００７７】
実施例１では、２００ｍｍ×２００ｍｍのガラス基板２４を使用し、また、遮光材層４１Ａの遮光材料として、ポジ型の黒色レジスト（クラリアントジャパン株式会社：ＡＺ−ＴＦＰ３００シリーズ））を使用した。
そして、黒色レジストを１．５μｍの厚さになるようにガラス基板２４上にスピンコートし、オーブンにて１００℃，２０分間のプリベークを行うことにより、遮光材層４１Ａを作製した。
【００７８】
また、遮光材層４１Ａに対する現像・リンスの後、オーブンにて１２０℃，２０分のホストベークを行うことにより、幅２０μｍの遮光層４１を作製した。このとき、ガラス基板２４に形成する開口部４３（パターン開口部）のチャネルサイズを、２００μｍ×６００μｍとした。
【００７９】
その後、マルチノズル静電吸引型のインクジェット装置６１を用いて、フロロテクノロジー社製撥液材（ＦＧ−１０１０シリーズ：室温での溶媒蒸気圧１ｔｏｒｒ以下）を撥液材４２Ａとして、遮光層４１上に、撥液材４２Ａのパターンを形成した。
このとき、インクジェット装置６１の吐出口６２の口径を、φ５μｍとした。そして、吐出電圧としてＡＣ±３００Ｖ、周波数１ｋＨｚを用い、インクジェット装置６１のヘッド部（後述）を５ｍｍ／ｓｅｃで移動させた。これにより、線幅約５μｍの撥液材４２Ａのパターンを形成することができた。
【００８０】
その後、１５０℃，４０分でベークすることにより、撥液材４２Ａの溶媒を蒸発させ、撥液性を向上させて撥液層４２を得た。なお、ベーキング温度を１５０℃に設定したのは、撥液材４２Ａの樹脂成分にダメージを与えないためである。
このようにして得られたＢＭ基板２１では、ガラス基板２４，遮光層４１，撥液層４２のカラーインクに対する接触角が、それぞれ、１０°以下，１０°以下，約５８°となった。
【００８１】
なお、この実施例１に使用した撥液材４２Ａ，インクジェット装置６１を用いれば、撥液材４２Ａを安定的に１００時間連続で吐出できることを確認している。
【００８２】
次に、図１を用いて示した製造方法によって製造したＢＭ基板２１に、カラーフィルター２６を形成する工程について説明する。
図５（ａ）（ｂ）は、カラーフィルターの製造工程を示す断面工程図である。
【００８３】
まず、図５（ａ）に示すように、ＢＭ基板２１の開口部４３に、インクジェット装置７１を用いて，Ｒ，Ｇ，ＢのカラーインクＣを充填する（１つの開口部４３には、１つの色のカラーインクＣが充填される）。
なお、この充填については、１つのノズルを用いて開口部４３毎に行ってもよいし、複数の開口部４３に対し、複数のノズルを用いて異なる色（あるいは同じ色）のカラーインクＣを同時に吐出することで行ってもよい。
【００８４】
その後、カラーフィルター２６としての膜を作製するため、開口部４３に充填したカラーインクＣに対して加熱乾燥処理を行う。この処理には、オーブン，ホットプレート等を用いる。
これにより、図５（ｂ）に示すような、カラーフィルター２６を得られる。
【００８５】
ここで、上記したカラーフィルター２６の製造方法に関する実施例（実施例２）について説明する。
実施例２では、インクジェット装置７１としてピエゾ方式のインクジェット装置を使用した。また、カラーインクＣとして、カルビトール系の主溶媒をもつものを使用した。
【００８６】
また、加熱乾燥処理を２度行った。すなわち、まず、１００℃，２０分のベークを行うことにより、カラーインクＣの主溶媒を蒸発させた。次に、２００℃，１０分のベークを行うことにより、カラーインクＣを熱硬化させ、カラーフィルター２６を得た。
【００８７】
得られたカラーフィルター２６では、中心部の膜厚Ｌ１と端部の膜厚Ｌ２と（図４参照）における膜厚差が、約０．４５μｍとなった。この膜厚差は、図１１に示した工程で作られた従来のカラーフィルターの膜厚差よりも、０．３μｍ小さいものである。
【００８８】
以上のように、撥液層４２の形成工程を、静電吸引型のインクジェット装置６１によって遮光層４１上に撥液材４２Ａを吐出することにより行うようになっている（撥液材吐出工程）。
従って、フォトリソグラフィー技術によって撥液層４２を形成する場合に必要な、露光／現像の工程を不要とできる。このため、製造工程数を大幅に減少させられるとともに、撥液材４２Ａを大幅に節約できる。
これにより、ＢＭ基板２１を低コストで提供することが可能となる。
【００８９】
また、撥液層４２に関する現像工程を行わないため、この現像工程による遮光層４１に対するダメージをなくせる。このため、ＢＭ２５のパターン精度の悪化を防止することも可能となる。
さらに、撥液層４２を構成する撥液材４２Ａを、レジスト材料に限定する必要がない。従って、撥液材４２Ａの種類に関する選定の自由度も向上できる。
【００９０】
また、特に、ＢＭ基板２１の製造では、撥液材４２Ａを吐出するインクジェット装置６１として、「吐出口６２の口径（ノズル口径）が０．０１μｍ〜２５μｍの範囲にあるもの」を用いている。
従って、ＢＭ基板２１の製造では、撥液材４２Ａを、極微小液滴で吐出することが可能である。このため、圧電素子を用いた従来の吐出方法では親撥水パターン処理を行わないと形成できないような、非常に幅の狭い撥液層４２のパターン（幅２５μｍ以下の細線）を、遮光層４１上に容易に形成できる。
【００９１】
これにより、ＢＭ基板２１の製造では、２５μｍ以下の幅を有する遮光層４１上にでも、撥液層４２をパターン形成できる。従って、幅の狭いＢＭ２５を有する良好なＢＭ基板２１を、インクジェット装置６１を用いて容易に形成することが可能となっている。
【００９２】
また、ＢＭ基板２１の製造では、遮光層４１上に撥液材４２Ａを吐出した後、撥液材４２Ａを加熱（加熱乾燥）することによって、撥液材４２Ａを乾燥・固化し、撥液層４２を得るようになっている（撥液材加熱工程）。
従って、撥液材４２Ａとして、主溶媒の蒸気圧（溶媒蒸気圧）の低いものを用いても、撥液材４２Ａを十分に乾燥させられる。
【００９３】
なお、開口部４３にカラーインクＣを大量に充填したい場合（厚いカラーフィルター２６を形成したい場合）には、撥液層４２の厚みが足りないこともある。
このようなときには、図１（ｄ）（ｅ）を用いて示した工程（インクジェット装置６１による撥液材４２Ａのパターン形成工程、および、加熱乾燥工程）を繰り返すことで、撥液層４２を厚く形成すればよい。
【００９４】
また、撥液材４２Ａのパターン形成工程で、遮光層４１上の撥液材４２Ａを自然乾燥させた後、その上にさらに撥液材４２Ａを重ね塗るようにしてもよい。この方法でも、厚い撥液層４２を形成できる。
【００９５】
また、図１（ａ）〜（ｅ）を用いた説明では、遮光材層４１Ａとして、ポジ型の感光性樹脂からなる遮光材料を用いるとしている。しかしながら、これに限らず、ネガ型のものを用いてもよい。この場合には、露光される部分が残るため、フォトマスク５１の形状を逆転させればよい。
【００９６】
また、実施例２では、インクジェット装置７１としてピエゾ方式のインクジェット装置を使用し、カラーインクＣとして、主溶媒がカルビトール系のものを使用するとしている。
ピエゾ方式のインクジェット装置を使用した理由は、静電方式のインクジェットに比べ、ガラス基板２４へのダメージを考慮する必要がなく、ガラス基板２４の状態に依存することなく、ｐＬサイズの液滴を安定かつ連続して吐出できるからである。
【００９７】
また、カラーインクＣとして主溶媒がカルビトール系のものを選定したのは、液の粘度が１０〜５０ｃｐｓと比較的低粘度であり、かつ沸点が２００℃以上であるため、吐出が容易であることが理由である。しかしながら、カラーインクＣについては、これに限定されるものではなく、例えば水性インクや主溶媒に水を用いて顔料を分散したインクなど、一般的にインクジェット装置で吐出できる染料インク、顔料インクを使用することも可能である。
【００９８】
また、本実施の形態では、感光性樹脂を露光・現像することにより、ガラス基板２４上に遮光層４１を作製するとしている。
しかしながら、これに限らず、遮光層４１を、インクジェット装置を用いて作製してもよい。
【００９９】
図６（ａ）〜（ｄ）は、この場合におけるＢＭ基板２１の製造方法を示す断面工程図である。
この場合、まず、図６（ａ）に示すように、上記した静電吸引型のインクジェット装置６１の吐出口６２から、液状遮光材料４１Ｂをガラス基板２４上に吐出する（遮光材吐出工程）。これにより、液状遮光材料４１Ｂからなる、ほぼ矩形の断面を有する、所望の形状のパターンを形成する。この際、パターンの幅に応じて、適宜、液状遮光材料４１Ｂの吐出量を調整する。
【０１００】
次に、図６（ｂ）に示すように、液状遮光材料４１Ｂの主溶媒を蒸発させ、密着性を向上させるため、例えばオーブン，ホットプレート等による加熱乾燥処理を行う（遮光材加熱工程）。
【０１０１】
次に、図６（ｃ）に示すように、撥液材４２Ａをインクジェット装置６１によってパターン形成する。このパターン形成については、図１（ｄ）を用いて示した工程と同様としてもよいが、図６（ｃ）に示すように、遮光層４１を接地することにより、遮光層４１上に対する帯電電荷の蓄積を防ぐことが好ましい（撥液材４２Ａのパターン形成時にも、遮光層４１を接地してもよい）。
【０１０２】
その後、図６（ｄ）に示すように、撥液材４２Ａのパターンに加熱乾燥工程を施して、撥液層４２を形成する。なお、この加熱乾燥処理は、図１（ｅ）を用いて示した処理と同様である。
【０１０３】
ここで、上記したインクジェット装置６１による遮光層４１を作製する場合における、ＢＭ基板２１の製造に関する実施例（実施例３）について説明する。
【０１０４】
実施例３では、２００ｍｍ×２００ｍｍのガラス基板２４を使用し、図１（ｄ）に示したものと同様のインクジェット装置６１を使用した。
【０１０５】
なお、液状遮光材料４１Ｂとして、ハリマ化成製Ａｇナノペースト（ＮＰＳ−Ｊ）を使用した。また、インクジェット装置６１の吐出口６２の口径を１０μｍとした。
そして、吐出電圧としてＤＣ＋５００Ｖをナノペーストに印加し、インクジェット装置６１のヘッド部を２００ｍｍ／ｓｅｃで移動させることにより、液状遮光材料４１Ｂのパターンを、線幅約２０μｍで形成した。
【０１０６】
その後、加熱乾燥として、オーブンを用いて２３０℃，６０分のベークを行うことで、液状遮光材料４１Ｂを固着させ、遮光層４１を形成した。
次に、遮光層４１を接地し、インクジェット装置６１の吐出口径を５μｍとするとともに、吐出電圧としてＤＣ＋５００Ｖを撥液材に印加し、インクジェット装置６１のヘッド部を２００ｍｍ／ｓｅｃで移動させた。これにより、線幅約５μｍの撥液材４２Ａのパターンを形成した。その後、加熱乾燥処理により、このパターンから撥液層４２を得た。
【０１０７】
このように、静電吸引方式のインクジェット装置６１を用いて遮光層４１を形成する場合、フォトリソグラフィー技術を用いて遮光層４１を形成する場合に必要な、露光／現像の工程を不要とできる。このため、製造工程数を大幅に減少させられるとともに、遮光材（液状遮光材料４１Ｂ）を大幅に節約できる。
【０１０８】
また、静電吸引方式のインクジェット装置６１を用いているため、ピエゾ方式のインクジェット装置６１を用いる場合に必要な、ガラス基板２４に対する親撥水パターンの形成を不要とできる。従って、ガラス基板２４上に液状遮光材料４１Ｂを直接吐出（描画）できるので、製造工程を大幅に簡略化できる。
これにより、ＢＭ基板２１を低コストで提供することが可能となる。
【０１０９】
また、上記したインクジェット装置６１を用いた遮光層４１の製造では、ガラス基板２４上に液状遮光材料４１Ｂを吐出した後、この液状遮光材料４１Ｂを加熱（加熱乾燥）することによって乾燥・固化し、遮光層４１を得るようになっている。
従って、液状遮光材料４１Ｂとして溶媒蒸気圧の低いものを用いても、液状遮光材料４１Ｂを十分に乾燥させられる。
【０１１０】
なお、インクジェット方式では液滴を吐出するため、着弾した液状遮光材料４１Ｂは、ガラス基板２４上に濡れ広がる。このため、高アスペクト比のパターン形成は難しいとされる。
例えば、実施例３において、インクジェット装置６１によってハリマ化成製Ａｇナノペーストを吐出させたとき、１回の吐出工程（１回塗り）では、液状遮光材料４１Ｂのパターン（描画パターン）の厚さは、約２５０ｎｍとなった。
【０１１１】
ここで、液状遮光材料４１Ｂのパターン（遮光層４１）をバンクとして、開口部４３にインクを充填することを考慮すると、パターンの厚さについては、１μｍ以上とすることが望ましい。
そのため、インクジェット装置６１のヘッドとして１ラインのヘッド（１ラインのマルチノズルヘッドなど）を用いる場合には、吐出工程を繰り返し行うことが好ましい。例えば、描画パターンを６回重ね塗りする（吐出工程を６回繰り返す）ことで、パターン厚を１．５μｍとすることで、１μｍ以上の膜厚を確保できる。
なお、マルチノズルヘッドを用いる場合、そのライン数を増やすことで、重ね塗り回数を軽減させることもできる。
【０１１２】
ここで、重ね塗りによって単純に吐出量を増やすだけでは、ナノペーストの表面張力との兼ね合いから、パターンの線幅が所望値よりも太くなってしまうことがある。このため、重ね塗りについては、前に描画したパターンをある程度乾燥させた後に行うことが好ましい（実施例３では、重ね塗りの間隔を約２秒間とした）。
【０１１３】
また、ガラス基板２４を保持する部材（図示せず）に、加熱機構（オーブン等）を設けてもよい。これにより、ガラス基板２４を加熱することで、液状遮光材料４１Ｂのパターンを、乾燥を進めながら（濡れ広がりを抑制しながら）描画できる。
従って、液状遮光材料４１Ｂを大量に吐出しても、濡れ広がる前に乾燥・固着させられる。これにより、先に塗った量を上回る吐出量で重ね塗りを行えるので、重ね塗り回数を減らし、製造タクトを短くできる。
【０１１４】
このとき、ガラス基板２４付近での湿度が低くなりすぎると、ガラス基板２４の表面抵抗値が上がる。このため、帯電電荷を除電できなくなって、パターン精度を悪くしてしまうことがある。従って、ガラス基板２４の近傍の湿度に注意するとともに、加熱温度を調整することが好ましい。
【０１１５】
なお、ガラス基板２４を加熱しながら液状遮光材料４１Ｂのパターンを重ね塗りする場合、ガラス基板２４の近傍の湿度に関しては、６０％以上に保持しておくことが好ましい。これにより、最初に描画された液状遮光材料４１Ｂが導電材となり、帯電電荷を除電する役割をはたす。従って、反発電界により吐出液滴が飛散するなどの問題を回避できる。
【０１１６】
また、湿度を６０％以上とすることで、インクジェット装置６１の着弾精度を向上することも可能である。
すなわち、インクジェット装置６１のような静電吸引型のインクジェット装置では、表面抵抗の高い絶縁性基板（通常ガラスなど）に吐出材を吐出する場合、吐出時における吐出口からの放電や、着弾後の吐出材の帯電により、反発電界の生じることがある。そして、このような反発電界は、着弾制度を悪くする原因となる。
【０１１７】
しかし、ガラスからなる基板２４は、湿度により表面抵抗率が変わる。このため、上記したように湿度を６０％以上に保つことにより、ガラス基板２４の表面抵抗を下げ、帯電電荷を逃がせる。これにより、着弾制度の劣化を防止できる。
【０１１８】
なお、絶縁基板上の帯電電荷を打ち消すために、交互に極性の入れ替わる両極性電圧を用いてもよい。しかしながら、両極性電圧を用いると、吐出口に形成されるメニスカスに対し、吐出に必要な電荷を蓄積する時間が長くなる。このため、吐出応答性が悪くなり、製造タクトがおちる、という欠点がある。
【０１１９】
また、液状遮光材料４１Ｂのパターンを厚く形成するために、上記のような重ね塗りに代えて、ガラス基板２４上に、液状遮光材料４１Ｂに対する親撥液パターンをあらかじめ形成しておいてもよい。
この場合には、遮光層４１の形成後、カラーインクＣを充填するまでに、親撥液パターンの撥液性を取り除くことが好ましい。これにより、親撥液パターンにインクＣが弾かれて、カラーフィルター２６が白抜けとなることを防げる。
【０１２０】
しかし、この方法では、撥液性を取り除く特別な処理を行うため、工程数が増える。従って、液状遮光材料４１Ｂの濡れ広がりを考慮し、吐出量を抑えた上で、自然乾燥を待ち、ある程度乾燥した後に重ね書きをすることにより、パターンの厚さを確保することがより好ましいといえる。
【０１２１】
また、図６（ａ）〜（ｄ）に示した遮光層４１の製造では、図１（ｄ）に示した工程において使用したインクジェット装置６１を用いるとしている。しかしながら、他のインクジェット装置を用いてもよい。なお、他の装置を用いる場合でも、インクジェット装置６１のような、１ｐＬ以下の微小な液適量を調整できる、静電吸引型のインクジェット装置を用いることが好ましい。
【０１２２】
また、ＢＭ基板２１の製造では、遮光層４１上に、インクジェット装置６１によって撥液材４２Ａを吐出することとなる。このため、遮光層４１（および液状遮光材料４１Ｂ）を感光性樹脂等の絶縁性材料から構成する場合、絶縁性基板に対する吐出と同様に、反発電界が生じ、製造タクトが落ちる可能性がある。
このため、遮光層４１としては、表面抵抗率の小さなものを選択することが好ましい。これにより、製造タクトの減少を防止できる。
【０１２３】
なお、遮光層４１として、表面抵抗率を１０１１Ω／□以下のものを選択しておけば、撥液材４２Ａのパターンを、乱れることなく描画できることを確認している。
【０１２４】
また、実施例３では、液状遮光材料４１Ｂとして、ハリマ化成製Ａｇナノペースト（ＮＰＳ−Ｊ）を用いている。これは、遮光性が高いこと、低粘度かつ含有金属の粒径が数ｎｍと小さいこと、主溶媒の蒸気圧が高いため乾燥しにくく、インクジェット装置で容易に吐出できること、が理由である。
しかしながら、遮光性の高いもの、小粒径（粒径；１ｎｍ〜１０００ｎｍ）のもの、乾燥固化等の処理後の表面抵抗率が１０１１Ω／□以下のものであれば、他の材料（その他の金属ペーストなど）を用いてもよい。
【０１２５】
また、図１あるいは図６に示した製造方法では、ほぼ矩形の断面を有する遮光層４１を構成するとしている。
しかしながら、これに限らず、遮光層４１を、かまぼこ（蒲鉾）型の断面（ほぼ半円形の断面）を有する形状としてもよい。
【０１２６】
図７は、このような形状の遮光層４１を有するＢＭ基板２１を示す断面図である。
この図７に示すように、この構成では、遮光層４１の中央の、頂点部分（最も高い部分）に撥液層４２が形成されている。
従って、この構成では、図６（ｃ）に示した撥液材４２Ａのパターン形成工程において、遮光層４１の頂上近傍に、インクジェット装置６１からの電界が集中する。
【０１２７】
このため、撥液材４２Ａを、確実に遮光層４１の頂上近傍へ着弾させられる。従って、撥液層４２の形成精度を向上できるので、遮光層４１と開口部４３との境界近傍に撥液層４２を近づけてしまうことを回避できる。
従って、この境界において、撥液層４２によってカラーインクＣをはじいてしまうことを防止できる。このため、カラーフィルター２６の厚さを均一に保てるので、その信頼性をより高められる。
【０１２８】
なお、このような、かまぼこ型の形状を有する遮光層４１は、図６（ａ）に示したようなインクジェット装置６１を用いることによって形成できる（図６（ａ）を用いて示した工程と異なるのは、インクジェット装置６１の吐出条件である）。
【０１２９】
すなわち、上記したように、遮光層４１の形成には、重ね塗りが有効である。そして、塗りを重ねる度に吐出量を徐々に減少させることで、図７に示すような形状の遮光層４１を容易に形成できる。
【０１３０】
ここで、このような形状の遮光層４１を有するＢＭ基板２１の製造に関する実施例（実施例４）について説明する。
【０１３１】
実施例４では、ＤＣ＋５００Ｖから＋３００Ｖまで、一塗りする度に印加電圧を４０Ｖづつ減少させて、計６回の重ね塗り描画を行った（他の条件は実施例３と同じ）。その結果、幅２０μｍ、高さ１．５μｍ、接触角１３°の遮光層４１を形成できた。
その後、実施例３と同様に、遮光層４１上に撥液層４２を形成した。これにより、撥液層４２の形状における揺らぎ（設計との誤差）の範囲を、±１μｍ以内とできた（１μｍ以上改善できた）。従って、撥液層４２の形状精度を、より高くできた。
【０１３２】
また、図８に示すように、遮光層４１を、上面の一部（中心）が突出した形状としてもよい。このような形状であっても、突出部に電界集中がおこるため、図７の構成と同様の効果を得られる。このような突出構造は、重ね塗り時の電圧印加条件を調整する（後に塗るときの印加電圧を下げる）ことで、容易に形成可能である。
【０１３３】
ここで、上記した静電吸引形のインクジェット装置６１について説明する。
図９は、インクジェット装置６１のヘッド部６６の概略構成を示す説明図である。
【０１３４】
インクジェット装置６１のヘッド部６６は、吐出材保持室６３，ノズルプレート６４，電極６５を備えている。
【０１３５】
吐出材保持室６３は、カラーインク（吐出材）Ｃを保持するための保持槽である。
ノズルプレート６４は、吐出口６２を備えたノズル部分であり、吐出材保持室６３と接着されている。
電極６５は、カラーインクに吐出電圧を印加するものであり、吐出材保持室６３に挿入されている。
【０１３６】
そして、インクジェット装置６１によってカラーインクＣを吐出するときには、図示しない電源から電圧を電極６５に印加する。これにより、カラーインクＣが帯電し、ノズルプレート６４の先端に設けられた吐出口６２からが吐出される。
また、各吐出材保持室６３，電極６５は、チャネルごとに孤立しており、クロストークの影響はない状態となっている。
【０１３７】
また、各吐出材保持室６３には、図示しないインク流路（吐出材）流路が設けられている。この吐出材流路は、ヘッド部６６の外部から吐出材保持室６３にカラーインクＣを供給するための流路である。
【０１３８】
また、吐出材流路と吐出材保持室６３とを接続する接続部には、図示しないパッキンが取り付けられている。そして、このパッキンを取り外すことで、インクジェット装置６１に対し、ヘッド部６６を簡単に脱着できるようになっている。
【０１３９】
このため、使用目的にあわせた吐出口６２の径やチャネル間隔を有するヘッド部６６を作製（設計）し、作製したヘッド部６６をインクジェット装置６１に取り付けることが可能である。従って、インクジェット装置６１を、様々な用途に使用することが可能となっている。
【０１４０】
なお、このヘッド部６６は、インクジェット装置６１に備えられた制御部に制御された移動部材により、吐出先部材に対して相対的に移動できるようになっている。
【０１４１】
また、上記した実施例１，３，４に用いたインクジェット装置６１では、ヘッド部６６の吐出材保持室６３を、ガラスを加工して表面に絶縁膜を形成することで作製している。
また、このヘッド部６６は、電極６５としてタングステンワイヤー、ノズルプレート６４としてポリイミド膜を使用し、フォトリソグラフィー技術、ドライエッチング加工、レーザー加工を組み合わせることで製造されたものである。
【０１４２】
以下に、ヘッド部６６におけるノズルプレート６４の製造方法について説明する。図１０（ａ）〜（ｅ）は、この製造方法を示すための、ノズルプレート６４の断面図である。
【０１４３】
まず、図１０（ａ）に示すように、ニッケル（Ｎｉ）からなる下地基板８０上に、ポリイミド製のノズルプレート材８１を塗布・焼成する。ノズルプレート材８１の膜厚については、塗布・焼成プロセスを繰り返すことで確保する。
【０１４４】
次に、図１０（ｂ）に示すように、ノズルプレート材８１上にレジスト８２を塗布することで、突出構造作製のためのレジストパターンを形成する。この工程では、図１（ａ）〜（ｃ）を用いて示した工程と同様のフォトリソグラフィー技術を採用できる。
【０１４５】
次に、図１０（ｃ）に示すように、反応性ガスとしてＣＦ4を用いたドライエッチングにより、ノズルプレート材８１、レジスト８２をエッチングし、突出構造８３を形成する。
【０１４６】
次に、図１０（ｄ）に示すように、レーザーにより、ノズルプレート材８１に穴をあけ、吐出口６２を形成する。
その後、ダイサーを用いて、下地基板８０を所望のサイズにハーフダイスする。その後、エッチャントに浸漬して下地基板８０を溶かすことで、図１０（ｅ）に示すように、ポリイミド製のノズルプレート６４を得られる。
【０１４７】
なお、図９に示したノズルプレート６４と吐出材保持室６３とは、接着剤を用いて接着する。その後、吐出材保持室６３のチャネル（部屋）ごとに、タングステンワイヤーからなる電極６５を挿入することで、ヘッド部６６を得られる。
さらに、吐出材保持室６３に吐出材（カラーインクＣ）を充填し、ヘッド部６６をインクジェット装置６１に取り付けることで、ヘッド部６６によるカラーインクＣの吐出が可能となる。
【０１４８】
また、本実施の形態では、図２に示した本表示装置を、透過型の液晶表示装置であるとしている。しかしながら、ＢＭ基板２１については、透過型に限らず、反射型，半透過型，反射透過型の液晶表示装置に備えることも可能である。また、ＢＭ基板２１を、液晶表示装置以外の、カラーフィルターを備えることの可能な（有用な）他のタイプの表示装置に適用してもよい。
【０１４９】
また、本実施の形態では、ＢＭ基板２１に、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィルター２６を備えるとしている。しかしながら、これに限らず、他の色のカラーフィルター２６を備えてもよい。また、カラーフィルター２６の色数についても、３色に限らない。
【０１５０】
また、本実施の形態では、ＢＭ基板２１がガラス基板２４を備えているとしている。しかしながら、ＢＭ基板２１の基板は、透明であれば、ガラス以外の材料（樹脂など）から構成されていてもよい。
【０１５１】
また、本実施の形態では、インクジェット装置６１に関し、１ｐＬ以下の微小な液適量を調整できるとしている。しかしながら、液状遮光材料４１Ｂあるいは撥液材４２Ａのパターンを所望の線幅で形成できるものであれば、調整可能な液適量については、１ｐＬ以上であってもよい。
【０１５２】
また、本実施の形態では、インクジェット装置６１を用いて撥液材４２Ａのパターンを形成する際、遮光層４１（撥液材４２Ａ）の表面抵抗率が１０１１Ω／□以下であることが好ましいとしている。しかしながら、撥液材４２Ａを良好にパターニングできる場合には、この表面抵抗率を１０１１Ω／□以上としてもよい。
【０１５３】
なお、遮光層４１（撥液材４２Ａ）の表面抵抗率を１０１１Ω／□以下とすることが好ましい理由は、反発電界を抑制するためである。
すなわち、静電吸引型のインクジェット装置を用いる場合、液滴の吐出先部材の表面抵抗が高いと、吐出時における吐出口からの放電や、着弾後の吐出材の帯電により、反発電界の生じることがある。そして、このような反発電界は、着弾制度を悪くする原因となる。そして、このような反発電界は、吐出先部材の表面抵抗率を１０１１Ω／□以下とすることで、十分に防止することが可能である。
【０１５４】
従って、ＢＭ基板２１の製造以外でも、静電吸引型のインクジェット装置を用いる場合、反発電界を防止するために、吐出先部材の表面抵抗率を１０１１Ω／□以下とすることが好ましいといえる。
【０１５５】
また、同様に、静電吸引型のインクジェット技術を用いて複数の層を積層する場合、最上層以外の層の材料として、表面抵抗率が１０１１Ω／□以下の材料を用いることが好ましい。
【０１５６】
また、本発明の目的は、低コストで簡便、且つ、隣接チャネルの混色を防ぐとともに、色むらを抑えたカラーフィルターを作製するためのブラックマトリクス基板、およびその製造方法を提供することであるともいえる。
【０１５７】
また、本発明のブラックマトリクス基板の製造方法では、遮光性パターン上に、遮光性パターンよりも小さな撥水パターンをインクジェット技術により配置するので、従来の問題であった工程数の多さを大幅に減少するとともに、材料を大幅に削減できるといえる。さらには、積層構造にするための露光／現像工程を繰り返す必要がないため、下層構造体がダメージを受け、遮光性パターンに欠けが生じることがなく、パターン精度が高いブラックマトリクス基板を提供できる。また、撥液性材料がレジスト材料に限定されないため、材料選定の自由度が向上する。さらには、本発明の方法で得られたブラックマトリクス基板を使用しカラーフィルターを作製することで、隣接チャネルの混色を防ぐとともに、色むらを抑えたカラーフィルターを提供できる。すなわち、本発明により、フォトリソグラフィー技術を用いた製造方法より工程数が少なく、低コストで、かつ隣接チャネルの混色を防ぐとともに、より均一で色むらの少ないカラーフィルターを簡便に作製できる。
【０１５８】
また、本発明の製造方法において、遮光性パターンを静電吸引型のインクジェット装置を用いて作製する場合、フォトリソグラフィー技術を用いた工程よりも大幅な工程の削減、材料の削減ができるだけでなく、ピエゾ方式のインクジェット技術のような親撥水パターンを必要とせずガラス基板上に直接描画できるので、工程を大幅に簡略化でき、安価なブラックマトリクス基板を提供できるといえる。さらには、遮光性パターンを表面抵抗率が１０１１Ω／□以下の部材で形成するので、撥水パターンを静電吸引型のインクジェット技術により配置する際、片極性電圧を駆動電圧として使用しても遮光性パターン上に帯電電荷が蓄積されることがないので、パターン精度が向上するとともに、製造タクトも向上する。
【０１５９】
なお、本実施の形態では、静電吸引型のインクジェット技術を用いて異なる２種類以上の物質を積層する方法について、ブラックマトリクス基板の製造方法を例に挙げ説明したが、これに限定されるのではなく、静電吸引型のインクジェット技術を用いて異なる２種類以上の物質を積層する場合、最上層以外を表面抵抗率が１０１１Ω／□以下の部材で形成した構成のものもすべて本発明に含まれる。
【０１６０】
また、図７，８を用いて示したＢＭ基板２１は、遮光層４１の形状がかまぼこ状をしているので、遮光層４１の頂上部への電界集中がおこるため、撥液材４２Ａが確実に遮光層４１の頂上近傍へ着弾し、その結果、遮光層４１の形成精度が向上し、より信頼性の高いカラーフィルターの作製につながるといえる。
【０１６１】
また、本発明を、以下の第１〜８製造方法および第１基板として表現することもできる。すなわち、第１製造方法は、透明基板上に遮光性物質がパターン形成され、その開口部に色材を有するインクを充填することで形成されるカラーフィルターを構成するためのブラックマトリクス基板の製造方法であって、前記遮光性物質上面の少なくとも一部に、前記遮光性物質に比べ前記インクに対し撥液性の高い物質を、インクジェット法により配置したことを特徴とする方法である。
この方法では、透明基板上にパターン形成された遮光性物質の上面の少なくとも一部に、前記遮光性物質に比べ前記インクに対し撥液性の高い物質を、インクジェット法により配置するので、従来の問題であった工程数の多さを大幅に減少するとともに、材料を大幅に削減できる。さらには、積層構造にするための露光／現像工程を繰り返す必要がないため、下層構造体がダメージを受け、遮光性パターンに欠けが生じることがなく、パターン精度が高いブラックマトリクス基板を提供できる。また、撥液性材料がレジスト材料に限定されないため、材料選定の自由度が向上する。さらには、本実施の形態におけるブラックマトリクス基板を使用しカラーフィルターを作製することで、隣接チャネルの混色を防ぐとともに、色むらを抑えたカラーフィルターを提供できる。
【０１６２】
また、第２製造方法は、第１製造方法において、吐出用インクジェットとして、ノズルの口径がφ０．０１μｍ〜φ２５μｍである静電吸引型の流体吐出装置を用いたことを特徴とする方法である。この方法では、撥液材吐出用インクジェット装置として、静電吸引型の流体吐出装置を用いているので、遮光性物質の上面の表面をあらかじめ親撥水処理する必要なく、遮光性物質の上面に微細なパターンを形成することができる。また、第３製造方法は、第１あるいは第２製造方法において、前記撥液性物質は室温下で液体であり、前記撥液性物質の主溶媒の蒸気圧が、使用時のインクジェット装置の流路および吐出口近傍の温度において、１ｔｏｒｒ以下のものを用いたことを特徴とする方法である。これにより、乾燥によるノズルの目詰まりもなく、吐出量変動もないため、パターンの欠けが生じることなく安定して撥液パターンを形成でき、混色のないカラーフィルターを提供できる。
【０１６３】
また、第４製造方法は、第３製造方法において、前記撥液性物質を吐出後に、加熱乾燥させる工程を含むことを特徴とする方法である。これにより、インクジェットで吐出させた撥液性物質の撥液性を最大限高めることができ、より混色を防いだ信頼性の高いカラーフィルターを提供できる。また、第５製造方法は、第１〜第４製造方法のいずれかにおいて、前記遮光性物質のパターンをインクジェット法により作製したことを特徴とする方法である。これにより、工程数、材料をさらに削減できる。また、遮光性物質がレジスト材料に限定されないため、材料選定の自由度が向上する。
【０１６４】
また、第６製造方法は、第５製造方法において、前記遮光性物質として金属粒子を含有していることを特徴とする方法である。これにより、感光性樹脂を使用した場合よりも遮光性を向上させることができる。さらに、第７製造方法は、第６製造方法において、前記金属粒子径が１ｎｍ〜１０００ｎｍであることを特徴とする方法である。これにより、インクジェット法により作製する際のノズルの目詰まりを抑制し、吐出量変動がなく、安定して遮光性パターンを形成することができる。
また、第８製造方法は、第２〜第７製造方法のいずれかにおいて、前記遮光性物質として表面抵抗率が１０１１Ω／□以下の部材を用いることを特徴とする方法である。これにより、撥液パターンを静電吸引型のインクジェット技術により配置する際、片極性電圧を駆動電圧として使用しても遮光性パターン上に帯電電荷が蓄積されることがないので、撥液パターンの形成精度が向上するとともに、製造タクトも向上する。さらに、第１基板は、前記遮光性物質の上面をかまぼこ状の構造、突出部を設けた構造の少なくとも一方の構造を有する構成にしていることを特徴とするブラックマトリクス基板である。これにより、かまぼこ状構造の頂上部、あるいは突出構造の突出部への電界集中がおこり、撥液材が確実に遮光性パターンの頂上部近傍、あるいは突出部近傍へ着弾する。そのため、撥水パターンの形成精度が向上し、より信頼性の高いカラーフィルターが作製できる。
【産業上の利用可能性】
【０１６５】
本発明は、表示装置のカラーフィルターを形成するためのブラックマトリクス基板の製造に対し、好適に利用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１】本発明の一実施形態にかかる液晶表示装置におけるブラックマトリクス基板に関し、その製造方法を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる液晶表示装置の構成を示す説明図である。
【図３】図２に示した液晶表示装置における、ブラックマトリクス基板の構成を示す部分断面図である。
【図４】図３に示したブラックマトリクス基板に関し、その開口部にカラーフィルターを配した状態を示す説明図である。
【図５】図５（ａ）（ｂ）は、図４に示したカラーフィルターの製造工程を示す断面工程図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｄ）は、図３に示したブラックマトリクス基板に関し、インクジェット装置を用いた遮光層の製造方法を示す断面工程図である。
【図７】図３に示したブラックマトリクス基板に関し、かまぼこ（蒲鉾）型の断面（ほぼ半円形の断面）を有する遮光層を備えた構成を示す断面図である。
【図８】図３に示したブラックマトリクス基板に関し、中央の突出した断面を有する遮光層を備えた構成を示す断面図である。
【図９】図１を用いて説明した製造方法に使用される、インクジェット装置のヘッド部の概略構成を示す説明図である。
【図１０】図９に示したインクジェット装置のヘッド部におけるノズルプレートの製造方法を示す説明図である。
【図１１】従来のブラックマトリクス基板を示す説明図である。
【図１２】従来のブラックマトリクス基板を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１６７】
１１        対向基板
１２        画素基板
１３        液晶層
２１        ＢＭ基板
２１        ブラックマトリクス基板（ＢＭ基板）
２２        位相差板
２３        偏光板
２４        ガラス基板（透明基板）
２５        ブラックマトリクス（ＢＭ）
２６        カラーフィルター
３１        透明基板
３２        位相差板
３３        偏光板
３５        画素電極
３６        バックライト
４１        遮光層
４１Ａ      遮光材層
４１Ｂ      液状遮光材料
４２        撥液層
４２Ａ      撥液材
４３        開口部
５１        フォトマスク
６１        インクジェット装置
６２        流体吐出口（吐出口）
６３        吐出材保持室
６４        ノズルプレート
６５        電極
６６        ヘッド部
７１        インクジェット装置
８０        下地基板
８１        ノズルプレート材
８２        レジスト
８３        突出構造
Ｃ          カラーインク（インク）
Ｌ１，Ｌ２  膜厚
【図１】
2006184535.tif 000003
【図２】
2006184535.tif 000004
【図３】
2006184535.tif 000005
【図４】
2006184535.tif 000006
【図５】
2006184535.tif 000007
【図６】
2006184535.tif 000008
【図７】
2006184535.tif 000009
【図８】
2006184535.tif 000010
【図９】
2006184535.tif 000011
【図１０】
2006184535.tif 000012
【図１１】
2006184535.tif 000013
【図１２】
2006184535.tif 000014