(57)【要約】【目的】  機能液が固形化された機能体と隔壁の高さの違いによって生じたパターン形成基板表面の凸凹に対して、パターン形成基板の表面部に直接外力を与えることなく、パターン形成基板表面の凹凸を低減することができるパターン形成基板及びパターン形成基板製造方法を提供する。【解決手段】  基板上に形成される隔壁６ａと前記隔壁６ａと同材の保護膜６ｂからなるカラーフィルタ１の製造方法であって、隔壁６ａと保護膜６ｂが互いに溶け合って成形される。【選択図】      図５
2006078523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に形成されてなる隔壁と、
前記隔壁によって区画された領域に形成されてなる機能膜と、
前記隔壁と前記機能膜の表面とを保護する保護膜とを有し、
前記隔壁の少なくとも上部と前記保護膜とは、互いに溶け合う材料であり、かつ前記機能膜とは異なる材料であることを特徴とするパターン形成基板。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン形成基板において、
前記隔壁と前記保護膜は、紫外線硬化性樹脂であり、前記機能膜は熱硬化性樹脂を含んでいることを特徴とするパターン形成基板。
【請求項３】
請求項１または２に記載のパターン形成基板において、
前記隔壁と前記保護膜は、熱硬化性樹脂であり、前記機能膜は紫外線硬化性樹脂を含んでいることを特徴とするパターン形成基板。
【請求項４】
基板に対して機能液を吐出してパターン形成基板を製造するパターン形成基板製造方法であって、
前記基板に隔壁層を形成する隔壁層形成工程と、
前記隔壁層を紫外線照射によって半硬化状態にする第１紫外線照射工程と、
前記隔壁層をエッチングして隔壁を形成する隔壁形成工程と、
前記隔壁によって区画された領域内に前記機能液を吐出する機能液吐出工程と、
前記機能液を乾燥させて機能膜にする乾燥工程と、
前記隔壁と前記機能膜の表面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記保護膜を紫外線照射によって本硬化させる第２紫外線照射工程とを有することを特徴とするパターン形成基板製造方法。
【請求項５】
基板に対して機能液を吐出してパターン形成基板を製造するパターン形成基板製造方法であって、
前記基板に隔壁層を形成する隔壁層形成工程と、
前記隔壁層を熱乾燥によって半硬化状態にする第１熱乾燥工程と、
前記隔壁層をエッチングして隔壁を形成する隔壁形成工程と、
前記隔壁によって区画された領域内に前記機能液を吐出する機能液吐出工程と、
前記機能液を紫外線照射によって固形化させて機能膜にする紫外線照射工程と、
前記隔壁と前記機能膜の表面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記保護膜を熱乾燥によって本硬化させる第２熱乾燥工程とを有することを特徴とするパターン形成基板製造方法。
【請求項６】
基板に形成されてなる隔壁と、
前記隔壁によって区画された領域に形成されてなるフィルタエレメントと、
前記隔壁と前記フィルタエレメントの表面とを保護する保護膜とを有し、
前記隔壁の少なくとも上部と前記保護膜とは、互いに溶け合う材料であり、かつ前記フィルタエレメントとは異なる材料であることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項７】
請求項６に記載のカラーフィルタにおいて、
前記隔壁と前記保護膜は、紫外線硬化性樹脂であり、前記フィルタエレメントは熱硬化性樹脂を含んでいることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項８】
請求項６または７に記載のカラーフィルタにおいて、
前記隔壁と前記保護膜は、熱硬化性樹脂であり、前記フィルタエレメントは紫外線硬化性樹脂を含んでいることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項９】
基板に対して機能液を吐出してカラーフィルタを製造するカラーフィルタの製造方法であって、
前記基板に隔壁層を形成する隔壁層形成工程と、
前記隔壁層を紫外線照射によって半硬化状態にする第１紫外線照射工程と、
前記隔壁層をエッチングして隔壁を形成する隔壁形成工程と、
前記隔壁によって区画された領域内に前記機能液を吐出する機能液吐出工程と、
前記機能液を乾燥させてフィルタエレメントを形成する乾燥工程と、
前記隔壁と前記フィルタエレメントの表面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記保護膜を紫外線照射によって本硬化させる第２紫外線照射工程とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項１０】
基板に対して機能液を吐出してカラーフィルタを製造するカラーフィルタの製造方法であって、
前記基板に隔壁層を形成する隔壁層形成工程と、
前記隔壁層を熱乾燥によって半硬化状態にする第１熱乾燥工程と、
前記隔壁層をエッチングして隔壁を形成する隔壁形成工程と、
前記隔壁によって区画された領域内に前記機能液を吐出する機能液吐出工程と、
前記機能液を紫外線照射によって固形化させてフィルタエレメントにする紫外線照射工程と、
前記隔壁と前記フィルタエレメントの表面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記保護膜を熱乾燥によって本硬化させる第２熱乾燥工程とを有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン形成基板及びパターン形成基板製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パターン形成基板としてのカラーフィルタは、基板上に形成される隔壁によって区画されたフィルタエレメント形成領域に機能液を吐出して製造される。この際、吐出した機能液が隣接する別のフィルタエレメント形成領域内の機能液と混色しないように、隔壁の高さをある程度確保する必要がある。その後、吐出された機能液は、固形化するために熱乾燥を行う。これにより、機能液に含まれている溶媒分が蒸発して、機能液が固形化された機能膜の容量の高さは隔壁高さよりも低くなる。その後、隔壁と機能膜の表面部は保護膜によってコーティングされる。隔壁の高さと機能膜の高さの違いにより、カラーフィルタの表面に凸凹が生じてしまい、均一な表面状態が得られないという問題が発生する。凸凹が生じると、ＴＦＴなどの液晶ディスプレイに組み込んだ場合に、光の透過率のばらつきやコントラストが悪くなり色ムラの原因となってしまう。
【０００３】
このような問題を解消するため、固形化された機能膜と保護膜の高さの違いによって生じたカラーフィルタ表面の凸凹に対して、カラーフィルタの表面部を金属ローラやプレス装置を用いて加圧することにより、カラーフィルタの表面の凹凸を低減させる方法が知られている（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２２０３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の方法は、もともと薄い基板に対して加圧させるので、基板の欠損等が問題となる。また、基板への衝撃力を考慮した加圧制御が複雑化してしまう。さらに、カラーフィルタの表面に接触して加圧するので塵等の付着が懸念される。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題を解決するためになされたものであって、固形化された機能膜と隔壁の高さの違いによって生じたパターン形成基板表面の凸凹に対して、パターン形成基板の表面部に直接外力を与えることなく、パターン形成基板表面の凹凸を低減することができるパターン形成基板及びパターン形成基板製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のパターン形成基板は、基板に形成されてなる隔壁と、隔壁によって区画された領域に形成されてなる機能膜と、隔壁と機能膜の表面とを保護する保護膜とを有し、隔壁の少なくとも上部と保護膜とは、互いに溶け合う材料であり、かつ機能膜とは異なる材料であることを要旨とする。
【０００８】
これによれば、隔壁と保護膜とが互いに溶け合って一体化するので、パターン形成の表面状態を均一化することができる。
【０００９】
本発明のパターン形成基板は、隔壁と保護膜は、紫外線硬化性樹脂であり、機能膜は熱硬化性樹脂を含んでいてもよい。
【００１０】
これによれば、隔壁と保護膜が紫外線硬化樹脂によって互いに溶け合って一体化するので、パターン形成基板の表面状態を均一化することができる。
【００１１】
本発明のパターン形成基板は、隔壁と保護膜は、熱硬化性樹脂であり、機能膜は紫外線硬化性樹脂を含んでいてもよい。
【００１２】
これによれば、隔壁と保護膜が熱硬化性樹脂によって互いに溶け合って一体化するので、パターン形成基板の表面状態を均一化することができる。
【００１３】
本発明のパターン形成基板製造方法は、基板に対して機能液を吐出してパターン形成基板を製造するパターン形成基板製造方法であって、基板に隔壁層を形成する隔壁層形成工程と、隔壁層を紫外線照射によって半硬化状態にする第１紫外線照射工程と、隔壁層をエッチングして隔壁を形成する隔壁形成工程と、隔壁によって区画された領域内に機能液を吐出する機能液吐出工程と、機能液を乾燥させて機能膜にする乾燥工程と、隔壁と機能膜の表面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、保護膜を紫外線照射によって本硬化させる第２紫外線照射工程とを有することを要旨とする。
【００１４】
これによれば、隔壁と保護膜は紫外線硬化性樹脂であり、機能液は熱硬化性樹脂で構成されているので、隔壁及び保護膜と機能液が混ざり合うことなく、表面状態が均一なパターン形成基板を製造することができる。
【００１５】
本発明のパターン形成基板製造方法は、基板に対して機能液を吐出してパターン形成基板を製造するパターン形成基板製造方法であって、基板に隔壁層を形成する隔壁層形成工程と、隔壁層を熱乾燥によって半硬化状態にする第１熱乾燥工程と、隔壁層をエッチングして隔壁を形成する隔壁形成工程と、隔壁によって区画された領域内に機能液を吐出する機能液吐出工程と、機能液を紫外線照射によって固形化させて機能膜にする紫外線照射工程と、隔壁と機能膜の表面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、保護膜を熱乾燥によって本硬化させる第２熱乾燥工程とを有することを要旨とする。
【００１６】
これによれば、隔壁と保護膜は熱硬化性樹脂であり、機能液は紫外線硬化性樹脂で構成されているので、隔壁及び保護膜と機能液が混ざり合うことなく、表面状態が均一なパターン形成基板を製造することができる。
【００１７】
本発明のカラーフィルタは、基板に形成されてなる隔壁と、隔壁によって区画された領域に形成されてなるフィルタエレメントと、隔壁とフィルタエレメントの表面とを保護する保護膜とを有し、隔壁の少なくとも上部と保護膜とは、互いに溶け合う材料であり、かつフィルタエレメントとは異なる材料であることを要旨とする。
【００１８】
これによれば、隔壁と保護膜とが互いに溶け合って一体化するので、カラーフィルタの表面状態を均一化することができる。
【００１９】
本発明のカラーフィルタは、隔壁と保護膜は、紫外線硬化性樹脂であり、フィルタエレメントは熱硬化性樹脂を含んでいてもよい。
【００２０】
これによれば、隔壁と保護膜が紫外線硬化樹脂によって互いに溶け合って一体化するので、カラーフィルタの表面状態を均一化することができる。
【００２１】
本発明のカラーフィルタは、隔壁と保護膜は、熱硬化性樹脂であり、フィルタエレメントは紫外線硬化性樹脂を含んでいてもよい。
【００２２】
これによれば、隔壁と保護膜が熱硬化性樹脂によって互いに溶け合って一体化するので、カラーフィルタの表面状態を均一化することができる。
【００２３】
本発明のカラーフィルタの製造方法は、基板に対して機能液を吐出してカラーフィルタを製造するカラーフィルタの製造方法であって、基板に隔壁層を形成する隔壁層形成工程と、隔壁層を紫外線照射によって半硬化状態にする第１紫外線照射工程と、隔壁層をエッチングして隔壁を形成する隔壁形成工程と、隔壁によって区画された領域内に機能液を吐出する機能液吐出工程と、機能液を乾燥させてフィルタエレメントを形成する乾燥工程と、隔壁とフィルタエレメントの表面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、保護膜を紫外線照射によって本硬化させる第２紫外線照射工程とを有することを要旨とする。
【００２４】
これによれば、隔壁と保護膜は紫外線硬化性樹脂であり、機能液は熱硬化性樹脂で構成されているので、隔壁及び保護膜と機能液が混ざり合うことなく、表面状態が均一なカラーフィルタを製造することができる。
【００２５】
本発明のカラーフィルタの製造装置は、基板に対して機能液を吐出してカラーフィルタを製造するカラーフィルタの製造方法であって、基板に隔壁層を形成する隔壁層形成工程と、隔壁層を熱乾燥によって半硬化状態にする第１熱乾燥工程と、隔壁層をエッチングして隔壁を形成する隔壁形成工程と、隔壁によって区画された領域内に機能液を吐出する機能液吐出工程と、機能液を紫外線照射によって固形化させてフィルタエレメントにする紫外線照射工程と、隔壁とフィルタエレメントの表面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、保護膜を熱乾燥によって本硬化させる第２熱乾燥工程とを有することを要旨とする。
【００２６】
これによれば、隔壁と保護膜は熱硬化性樹脂であり、機能液は紫外線硬化性樹脂で構成されているので、隔壁及び保護膜と機能液が混ざり合うことなく、表面状態が均一なカラーフィルタを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明に係る第１実施形態および第２実施形態のパターン形成基板及びパターン形成基板製造方法について図面を参照して説明する。
【００２８】
[第１実施形態]
まず、液滴吐出ヘッドを用いて製造されるパターン形成基板としてのカラーフィルタについて説明する。図１（ａ）は、カラーフィルタの平面的構造を示す平面図であり、図１（ｂ）は、カラーフィルタの基礎となるマザー基板の平面図である。
【００２９】
カラーフィルタ１は、ガラスやプラスチック等によって形成された方形状の基板２の表面に複数のフィルタエレメント３をドットパターン状（ドット・マトリクス状）に形成されている。フィルタエレメント３は、格子状のパターンに形成された隔壁を有する保護膜６ｃによって区画されて、ドット・マトリクス状に並んだ複数の方形状の領域を機能液で埋めることによって形成される。また、これらのフィルタエレメント３は、それぞれが、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のうちいずれか１色の機能液によって形成され、それらの各色フィルタエレメント３が所定の配列に並べられている。この配列としては、例えば、ストライプ配列、モザイク配列、デルタ配列等が知られている。
【００３０】
図１（ａ）において、カラーフィルタ１の大きさは、例えば、１．８インチである。また、１個のフィルタエレメント３の大きさは、例えば３０μｍ×１００μｍである。また、各フィルタエレメント３のピッチは、例えば、７５μｍである。
【００３１】
本実施形態のカラーフィルタ１をフルカラー表示のための光学要素として用いる場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂの３個のフィルタエレメント３を１つのユニットとして１つの画素を形成し、１画素内のＲ、Ｇ、Ｂのいずれか１つまたはそれらの組み合わせに光を選択的に通過させることにより、フルカラー表示を行う。
【００３２】
上記のカラーフィルタ１は、例えば、図１（ｂ）に示すように大面積のマザー基板１２から切り出される。具体的には、まず、マザー基板１２内に設定された複数のカラーフィルタ形成領域１１のそれぞれの表面にカラーフィルタ１の１個分のパターンを形成し、さらにそれらのカラーフィルタ形成領域１１の周りに切断溝を形成し、さらにそれらの溝に沿ってマザー基板１２を切断することにより、個々のカラーフィルタ１が形成される。
【００３３】
次に、パターン形成基板の製造装置としてのカラーフィルタ製造装置について説明する。図２は、カラーフィルタ製造装置の構成を示す斜視図である。
【００３４】
カラーフィルタ製造装置１６は、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち１色、例えばＲ色の機能液を液滴として、マザー基板１２内の各カラーフィルタ形成領域１１内の所定位置に吐出して付着させる。Ｒ色の機能液のための液滴吐出装置に代えて、Ｇ色の機能液およびＢ色の機能液のための液滴吐出装置としてもよい。ただし、それらの構造は図２と同じにすることができるので、それらについての説明は省略する。なお、一つのカラーフィルタ製造装置１６でＲ、Ｇ、Ｂの３色を吐出することも可能である。
【００３５】
図２において、カラーフィルタ製造装置１６は、液滴吐出ヘッド２２を備えたキャリッジ２６と、液滴吐出ヘッド２２の位置を制御するヘッド位置制御装置１７と、マザー基板１２の位置を制御する基板位置制御装置１８と、液滴吐出ヘッド２２をマザー基板１２に対して主走査移動させる主走査駆動装置１９と、マザー基板１２を液滴吐出ヘッド２２に対して副走査移動させる副走査駆動装置２１と、マザー基板に紫外線を照射する紫外線照射装置８３と、マザー基板１２をカラーフィルタ製造装置１６内の所定の作業位置へ供給する基板供給装置２３と、カラーフィルタ製造装置１６の全般の制御を司るコントロール装置２４で構成されている。
【００３６】
ヘッド位置制御装置１７、基板位置制御装置１８、主走査駆動装置１９、副走査駆動装置２１、そして紫外線照射装置８３の各装置はベース９の上に設置される。また、それらの装置は必要に応じてカバー１４によって覆われている。
【００３７】
基板供給装置２３は、マザー基板１２を収容する基板収容部５７と、マザー基板１２を搬送するロボット５８を有している。ロボット５８は、床、地面等といった設置面に置かれる基台５９と、基台５９に対して昇降移動する昇降軸６１と、昇降軸６１を中心として回転する第１アーム６２と、第１アーム６２に対して回転する第２アーム６３と、第２アーム６３の先端下面に設けられた吸着パッド６４とを有する。吸着パッド６４は、空気吸引力等によってマザー基板１２を吸着できる。
【００３８】
主走査駆動装置１９によって駆動されて主走査移動する液滴吐出ヘッド２２の軌道下にあって副走査駆動装置２１の一方の脇位置に、キャッピング装置７６およびクリーニング装置７７が配置される。また、他方の脇位置に電子天秤７８が配置されている。クリーニング装置７７は液滴吐出ヘッド２２を洗浄する。電子天秤７８は、後述する液滴吐出ヘッド２２に設けられたノズル２７から吐出される機能液としてのフィルタエレメント材料Ｍの液滴８の重量を測定する機器である。そして、キャッピング装置７６は液滴吐出ヘッド２２が待機状態にあるときノズル２７の乾燥を防止する。
【００３９】
液滴吐出ヘッド２２の近傍には、その液滴吐出ヘッド２２と一体に移動するヘッド用カメラ８１が配置されている。また、ベース９上に設けられた支持装置（図示せず）に支持された基板用カメラ８２がマザー基板１２を撮影できる位置に配置される。
【００４０】
紫外線照射装置８３は、マザー基板１２に対して紫外線照射を行い、マザー基板１２を載置して紫外線照射装置８３の内外に出し入れできるトレイ部８４と紫外線を照射するランプ８５で構成されている。トレイ部８４は、マザー基板１２の載置する部分には開口部が設けられており、マザー基板１２の搭置された面から紫外線が照射されるように構成されている。従って、ランプ８５は、トレイ部８４の下側部分に備えられている。
【００４１】
紫外線照射装置８３は、上記説明したマザー基板１２に機能液を吐出する構成装置の近傍に設置されている。マザー基板１２は、ロボット５８によって、テーブル４９からトレイ部８４への搬送、トレイ部８４から基板収容部５７への搬送が可能である。なお、紫外線照射装置８３をベース９に設置することに代えて、作業効率を考慮し、例えば、ベルト搬送機上に紫外線照射装置８３を設置し、ロボット５８によってマザー基板１２をテーブル４９から前記ベルト搬送機に移動させ、ベルト搬送しながら紫外線を照射する構成を採用してもよい。なお、紫外線照射装置８３に必要な反射板、排気ファン、排気筒、吸気口等が適宜備えられている（図示せず）。また、図２において、１個のランプ８５に代えて、使用に応じて複数個のランプを用いてもよい。
【００４２】
コントロール装置２４は、プロセッサを収容したコンピュータ本体部６６と、入力装置としてのキーボード６７と、表示装置としてのＣＲＴ等のディスプレイ６８とを有する。
【００４３】
図３は、カラーフィルタ製造装置１６の電気制御ブロック図である。図３において、プロセッサとして各種の演算処理を行うＣＰＵ（演算処理装置）６９と、各種情報を記憶するメモリすなわち情報記憶媒体７１とを有する。
【００４４】
ヘッド位置制御装置１７、基板位置制御装置１８、主走査駆動装置１９、副走査駆動装置２１、液滴吐出ヘッド２２内の圧電素子材４１を駆動するヘッド駆動回路７２、紫外線照射装置８３の各機器は、入出力インターフェース７３およびバス７４を介してＣＰＵ６９およびメモリ７１に接続されている。また、基板供給装置２３、入力装置６７、ディスプレイ６８、電子天秤７８、クリーニング装置７７およびキャッピング装置７６の各機器も入出力インターフェース７３およびバス７４を介してＣＰＵ６９およびメモリ７１に接続されている。
【００４５】
メモリ７１は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリや、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭといった外部記憶装置を含む概念であり、機能的には、カラーフィルタ製造装置１６の動作の制御手順が記述されたプログラムを記憶する記憶領域や、Ｒ、Ｇ、Ｂのうちの１色のマザー基板１２内における吐出位置を座標データとして記憶するための記憶領域や、副走査方向Ｙへのマザー基板１２の副走査移動量を記憶するための記憶領域や、マザー基板１２に対する紫外線照射位置を記憶するため記憶領域や、ＣＰＵ６９のためのワークエリアやテンポラリファイル等として機能する領域や、その他各種の記憶領域が設定される。
【００４６】
ＣＰＵ６９は、メモリ７１内に記憶されたプログラムに従って、マザー基板１２の表面の所定位置に機能液を液滴吐出したり、マザー基板に紫外線を照射するための制御を行い、具体的な機能実現部として、クリーニング処理を実現するための演算を行うクリーニング演算部と、キャッピング処理を実現するためのキャッピング演算部と、電子天秤７８を用いた重量測定を実現するための演算を行う重量測定演算部と、液滴吐出ヘッド２２によって機能液を吐出するための演算を行う吐出演算部と、マザー基板に紫外線を照射するための演算を行う紫外線照射演算部を有する。
【００４７】
吐出演算部は、液滴吐出ヘッド２２を液滴吐出のための初期位置へセットするための吐出開始位置演算部と、液滴吐出ヘッド２２を主走査方向Ｘへ所定の速度で走査移動させるための制御を演算する主走査制御演算部と、マザー基板１２を副走査方向Ｙへ所定の副走査量を移動するための制御を演算する副走査制御演算部と、液滴吐出ヘッド２２内の複数あるノズル２７のうちのいずれを作動させて機能液を吐出するかを制御するための演算を行うノズル吐出制御演算部等といった各種の機能演算部を有する。
【００４８】
なお、本実施形態では、上記の各機能がＣＰＵ６９を用いてソフトウエアにより実現することに代えて、上記の各機能がＣＰＵを用いない単独の電子回路によって実現できる場合には、そのような電子回路を用いることも可能である。
【００４９】
次に、以上のように構成されたカラーフィルタ製造装置１６に備えられた液滴吐出ヘッド２２について説明する。図４（ａ）は、液滴吐出ヘッド２２の一部破断した斜視図であり、図４（ｂ）は、液滴吐出ヘッド２２の一部を示した側断面図である。
【００５０】
図４（ａ）において、液滴吐出ヘッド２２は、例えば、ステンレス製のノズルプレート２９と、それの対向面に振動板３１と、それらを互いに接合する複数の仕切部材３２とを有する。ノズルプレート２９と振動板３１との間には、仕切部材３２によって複数の機能液室３３と機能液溜り部３４とが形成されている。複数の機能液室３３と機能液溜り部３４とは通路３８を介して互いに連通している。機能液室３３は、仕切部材３２によって区画され、均等間隔で配列して形成されている。
【００５１】
振動板３１の適所には機能液供給孔３６が形成され、この機能液供給孔３６に機能液供給装置３７が接続される。機能液供給装置３７は、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち１色、例えば機能液としてのＲ色のフィルタエレメント材料Ｍを機能液供給孔３６へ供給する。供給されたフィルタエレメント材料Ｍは機能液溜り部３４に充満し、さらに通路３８を通って機能液室３３に充満する。
【００５２】
ノズルプレート２９には、機能液室３３からフィルタエレメント材料Ｍをジェット状に噴射するためのノズル２７が設けられている。また、振動板３１の機能液室３３を形成する面の裏面には、該機能液室３３に対応させて機能液加圧体３９が取り付けられている。この機能液加圧体３９は、図４（ｂ）に示すように、圧電素子材４１とこれを狭持する一対の電極４２ａおよび４２ｂを有する。圧電素子材４１は、電極４２ａおよび４２ｂへの通電によって矢印Ｂで示す外側へ突出するように撓み変形し、これにより機能液室３３の容積が増大する。すると、増大した容量分に相当するフィルタエレメント材料Ｍが機能液溜り部３４から通路３８を通って機能液室３３へ流入する。
【００５３】
次に、圧電素子材４１への通電を解除すると、該圧電素子材４１と振動板３１は共に元の形状へ戻る。これにより、機能液室３３も元の容積に戻るため機能液室３３の内部にあるフィルタエレメント材料Ｍの圧力が上昇し、ノズル２７からマザー基板１２へ向けてフィルタエレメント材料Ｍが液滴８となって噴射する。なお、ノズル２７の周辺部には、液滴８の飛行曲がりやノズル２７の孔詰まり等を防止するために、例えばＮｉ−テトラフルオロエチレンらなる撥機能液層４３が設けられている。
【００５４】
以下、上記のように構成されたカラーフィルタ製造装置１６によって製造されるカラーフィルタおよびカラーフィルタ製造方法の作用について図５を用いて説明する。図５は、カラーフィルタ１の製造を工程順に示した模式図である。
【００５５】
図５（ａ）に示すように、まず、マザー基板１２の表面に透明性のない樹脂材料によってブラックマトリクス５が矢印Ａ方向から見て格子状パターンに形成される。さらに、ブラックマトリクス５表面に透明性の樹脂材料の隔壁樹脂層６が形成される。隔壁樹脂層６の形成方法は、例えば、スピンコート法、ロールコート法、リッピング法またはインクジェット法等といった適宜の手法により形成される。
【００５６】
隔壁樹脂層６に用いられる樹脂は、紫外線を照射することによって硬化する紫外線硬化性樹脂であり、例えば、Ｎ−メチロールアクリルアミドなどの単量体を含むアクリル系重合体と、ジフェニルヨードニウム塩などの光開始剤との組み合わせによる樹脂のほか、特開平８−２３０３１４、ＷＯ２００２／０４８２２６に記載の紫外線硬化性樹脂を採用することができる。
【００５７】
隔壁樹脂層６が形成された後、隔壁樹脂層６に対して第１回目の紫外線８６を照射する。この紫外線８６の照射によって、隔壁樹脂層６が半硬化状態になるように紫外線照射装置８３を制御して紫外線８６の照射が行われる。
【００５８】
隔壁樹脂層６を半硬化状態にした後、図５に示すように、目的の個所をエッチングすることにより、ブラックマトリクス５の上に隔壁６ａが形成される。ブラックマトリクス５と隔壁６ａによって形成された格子状パターンの格子穴の部分はフィルタエレメント３が形成される領域、すなわちフィルタエレメント形成領域７である。フィルタエレメント形成領域７の矢印Ａ方向から見た場合の平面寸法は、例えば３０μｍ×１００μｍ程度に成形される。
【００５９】
隔壁６ａは、フィルタエレメント形成領域７に供給される機能液としてのフィルタエレメント材料１３が隣接する別のフィルタエレメント形成領域７に供給されたフィルタエレメント材料１３に流動することを阻止するため、およそ２μｍの高さを有している。
【００６０】
隔壁６ａの形成後、図５（ｃ）に示すように、フィルタエレメント材料１３の液滴８を各フィルタエレメント形成領域７に供給することにより、各フィルタエレメント形成領域７が埋められる。図５（ｃ）において、符号１３ＲはＲ（赤）の色を有するフィルタエレメント材料を示し、符号１３ＧはＧ（緑）の色を有するフィルタエレメント材料を示し、符号１３ＢはＢ（青）の色を有するフィルタエレメント材料を示している。フィルタエレメント材料１３は、加熱によって硬化する熱硬化性樹脂が用いられる。
【００６１】
各フィルタエレメント形成領域７にフィルタエレメント材料１３が供給された後、ヒータによってマザー基板１２を例えば７０℃程度に加熱して、フィルタエレメント材料１３の溶媒を蒸発させる。この蒸発により、図５（ｄ）に示すように、フィルタエレメント材料１３の体積が減少し、平坦化する。なお、体積の減少が著しい場合には、図５（ｃ）の工程に戻って、カラーフィルタとして十分な膜厚が得られるまで、フィルタエレメント材料１３の液滴８の供給とフィルタエレメント材料１３の加熱とを繰返して実行する。以上の処理により、最終的にフィルタエレメント材料の固形分のみが残留して膜化し、これにより、希望する各色の機能膜としてのフィルタエレメント３が形成される。フィルタエレメント３の高さは、およそ１μｍを有している。
【００６２】
以上によりフィルタエレメント３が形成された後、それらのフィルタエレメント３を完全に乾燥させるために、所定の温度で所定時間の加熱処理を実行する。
【００６３】
その後、図５（ｅ）に示すように、フィルタエレメント３と隔壁６ａの表面に保護膜６ｂを形成させる。保護膜６ｂの形成方法は、例えば、スピンコート法、ロールコート法、リッピング法またはインクジェット法等といった適宜の手法により形成される。保護膜６ｂは、透明性の樹脂材料で、紫外線を照射することによって硬化する紫外線硬化性樹脂であり、前述した隔壁６ａに採用した紫外線硬化性樹脂と同系のものが使用される。
【００６４】
ここで、図５（ｅ）に示すように、保護膜６ｂを形成した直後の基板２の表面部は、隔壁６ａの高さがフィルタエレメント３の高さよりも高くなっているので、基板２の表面状態は、隔壁６ａの形成部が凸状になり、フィルタエレメント３の形成部は凹状となって均一な表面状態ではない。
【００６５】
しかし、図５（ｅ）の状態で放置することにより、隔壁６ａと保護膜６ｂは、ともに同系の樹脂材で形成されているので、互いに溶け合い出し、図５（ｆ）に示すように、保護膜６ｂの表面は平坦化される。ここで、平坦化の目安としては、例えば、平坦幅が０．１５μｍ以下である。
【００６６】
保護膜６ｂの表面状態が均一化した後、図５（ｇ）に示すように、第２回目の紫外線８６を照射して、隔壁６ａと保護膜６ｂを本硬化させ、隔壁６ａと保護膜６ｂが一体化した保護膜６ｃが形成される。
【００６７】
上記のようにして製造されたマザー基板１２は、マザー基板１２に形成されたカラーフィルタ形成領域１１の周りの切断溝に沿って切断され、個々のカラーフィルタ１が形成される。
【００６８】
従って、本実施形態によれば以下に示す効果がある。
【００６９】
（１）隔壁６ａと保護膜６ｃは、紫外線硬化樹脂であり、互いに溶け合うことにより、隔壁６ａとフィルタエレメント３の高さの違いによって発生するカラーフィルタ１表面の凸凹状態を低減させ、表面状態を均一化することができる。
【００７０】
（２）隔壁６ａ及保護膜６ｂとフィルタエレメント材料１３は異なる材料によって掲載されているので、互いに混ざり合うことなくカラーフィルタ１を製造することができる。
【００７１】
[第２実施形態]
次に、第２実施形態について説明する。なお、カラーフィルタ、カラーフィルタ製造装置及び電気制御ブロック図、液滴吐出ヘッドの構成は、上記第１実施形態と同じであるので説明を省略する。
【００７２】
以下、上記のように構成されたカラーフィルタ製造装置１６によって製造されるカラーフィルタおよびカラーフィルタ製造方法の作用について図６を用いて説明する。図６は、カラーフィルタ１の製造を工程順に示した模式図である。
【００７３】
図６（ａ）に示すように、まず、マザー基板１２の表面に透明性のない樹脂材料によってブラックマトリクス５が矢印Ａ方向から見て格子状パターンに形成される。さらに、ブラックマトリクス５表面に透明性の樹脂材料の隔壁樹脂層６が形成される。隔壁樹脂層６の形成方法は、例えば、スピンコート法、ロールコート法、リッピング法またはインクジェット法等といった適宜の手法により形成される。隔壁樹脂層６に用いられる樹脂は、加熱によって硬化する熱硬化性樹脂が用いられる。
【００７４】
隔壁樹脂層６が形成された後、隔壁樹脂層６に対して加熱を行う。この加熱は、隔壁樹脂層６が半硬化状態になるように行われる。
【００７５】
隔壁樹脂層６を半硬化状態にした後、図６（ｂ）に示すように、目的の個所をエッチングすることにより、ブラックマトリクス５の上に隔壁６ａが形成される。ブラックマトリクス５と隔壁６ａによって形成された格子状パターンの格子穴の部分はフィルタエレメント３が形成される領域、すなわちフィルタエレメント形成領域７である。フィルタエレメント形成領域７の矢印Ａ方向から見た場合の平面寸法は、例えば３０μｍ×１００μｍ程度に成形される。
【００７６】
隔壁６ａは、フィルタエレメント形成領域７に供給される機能液としてのフィルタエレメント材料１３が隣接する別のフィルタエレメント形成領域７に供給されたフィルタエレメント材料１３に流動することを阻止するため、およそ２μｍの高さを有している。
【００７７】
隔壁６ａの形成後、図６（ｃ）に示すように、フィルタエレメント材料１３の液滴８を各フィルタエレメント形成領域７に供給することにより、各フィルタエレメント形成領域７が埋められる。図６（ｃ）において、符号１３ＲはＲ（赤）の色を有するフィルタエレメント材料を示し、符号１３ＧはＧ（緑）の色を有するフィルタエレメント材料を示し、符号１３ＢはＢ（青）の色を有するフィルタエレメント材料を示している。
【００７８】
フィルタエレメント材料１３は、紫外線を照射することによって固形化する紫外線硬化性樹脂であり、例えば、Ｎ−メチロールアクリルアミドなどの単量体を含むアクリル系重合体と、ジフェニルヨードニウム塩などの光開始剤との組み合わせによる樹脂のほか、特開平８−２３０３１４、ＷＯ２００２／０４８２２６に記載の紫外線硬化性樹脂を採用することができる。
【００７９】
各フィルタエレメント形成領域７にフィルタエレメント材料１３が供給された後、ヒータによってマザー基板１２を例えば７０℃程度に加熱して、フィルタエレメント材料１３の溶媒を蒸発させる。この蒸発により、図６（ｄ）に示すように、フィルタエレメント材料１３の体積が減少し、平坦化する。なお、体積の減少が著しい場合には、図６（ｃ）の工程に戻って、カラーフィルタとして十分な膜厚が得られるまで、フィルタエレメント材料１３の液滴８の供給とフィルタエレメント材料１３の加熱とを繰返して実行する。その後、紫外線８６を照射してフィルタエレメント材料を硬化させ、以上の処理により、最終的にフィルタエレメント材料の固形分のみが残留して膜化し、これにより、希望する各色フィルタエレメント３が形成される。フィルタエレメント３の高さは、およそ１μｍを有している。
【００８０】
その後、図６（ｅ）に示すように、フィルタエレメント３と隔壁６ａの表面に保護膜６ｂを形成させる。保護膜６ｂの形成方法は、例えば、スピンコート法、ロールコート法、リッピング法またはインクジェット法等といった適宜の手法により形成される。保護膜６ｂは、透明性の樹脂材料で、加熱することによって固形化する熱硬化性樹脂であり、前述した隔壁６ａに採用した熱硬化性樹脂と同じものが使用される。
【００８１】
ここで、図６（ｅ）に示すように、保護膜６ｂを形成した直後の基板２の表面部は、隔壁６ａの高さがフィルタエレメント３の高さよりも高くなっているので、隔壁６ａの表面部は凸状になり、フィルタエレメント３の表面部は凹状となって均一な表面状態ではない。
【００８２】
しかし、隔壁６ａと保護膜６ｂは、ともに同系の樹脂材で形成され、半硬化状態におかれているので、互いに溶け合い出し、しばらく放置することによって、図６（ｆ）に示すように、保護膜６ｂの表面は平坦化される。ここで、平坦化の目安としては、例えば、０．１５μｍ以下である。
【００８３】
保護膜６ｂの表面状態が均一化した後、加熱して、図６（ｇ）に示すように、隔壁６ａと保護膜６ｂを本硬化させ、隔壁６ａと保護膜６ｂが一体化した保護膜６ｃが形成される。
【００８４】
上記のようにして製造されたマザー基板１２は、マザー基板１２に形成されたカラーフィルタ形成領域１１の周りの切断溝に沿って切断され、個々のカラーフィルタ１が形成される。
【００８５】
従って、本実施形態によれば以下に示す効果がある。
【００８６】
（１）隔壁６ａと保護膜６ｃは、熱硬化性樹脂であり、互いに溶け合うことにより、隔壁６ａとフィルタエレメント３の高さの違いによって発生するカラーフィルタ１表面の凸凹状態を低減させ、表面状態を均一化することができる。
【００８７】
（２）隔壁６ａ及保護膜６ｂとフィルタエレメント材料１３は異なる材料によって掲載されているので、互いに混ざり合うことなくカラーフィルタ１を製造することができる。
【００８８】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、以下のように実施してもよい。
【００８９】
（変形例１）図５または図６に示したように隔壁６ａの全体が、保護膜６ｂと同じ材料となるように構成されているが、これに限定されない。例えば、隔壁６ａの上部のみが保護膜６ｂと同じ材料となるように構成してもよい。この場合でも、隔壁６ａの上部に構成された材料と保護膜６ｂの材料が互いに溶け合うのでカラーフィルタ１の表面状態を均一にすることができる。なお、この場合、隔壁６ａの下部は、透明性のない樹脂によってブラックマトリクスとして構成されていてもよい。
【００９０】
（変形例２）本実施形態では、フィルタエレメント材料１３としてＲ、Ｇ、Ｂを用いたが、これらに限定されることなく、例えば、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）を採用してもよい。この場合でも、Ｃ、Ｍ、Ｙの色を有するフィルタエレメント材料を用いたパターン形成基板を製造することができる。
【００９１】
（変形例３）本実施形態では、機能液としてフィルタエレメント材料１３を例として説明したが、これに限定されることなく、例えば、金属化合物等の導電材料、誘電体材料等の材料が選択可能である。この場合でも、パターン形成基板の形成することができる。
【００９２】
（変形例４）本実施形態では、パターン形成としてのカラーフィルタの製造方法及び製造方法を説明したが、これに限定されることなく、例えば、各種半導体素子（薄膜トランジスタ、薄膜ダイオード等）、各種配線パターン、及び絶縁膜の形成等にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】（ａ）は、フィルタエレメントの平面図、（ｂ）は、マザー基板の平面図。
【図２】カラーフィルタ製造装置を示す斜視図。
【図３】カラーフィルタ製造装置の電気制御ブロック図。
【図４】（ａ）は、液滴吐出ヘッドの構造を示す一部断面の斜視図、（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの側断面図。
【図５】（ａ）〜（ｇ）は、第１実施形態におけるカラーフィルタの製造を示す基板断面図。
【図６】（ａ）〜（ｇ）は、第２実施形態におけるカラーフィルタの製造を示す基板断面図。
【符号の説明】
【００９４】
１…パターン形成基板としてのカラーフィルタ、２…基板、３…機能膜としてのフィルタエレメント、５…ブラックマトリクス、６…隔壁樹脂層、６ａ…隔壁、６ｂ、６ｃ…保護膜、７…フィルタエレメント形成領域、８…液滴、１３…機能液としてのフィルタエレメント材料、８５…ランプ、８６…紫外線。
【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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