(57)【要約】【課題】形成する機能層のパターン形状の自由度が高く、機能層を歩留まり良く短時間に製造することができる機能層形成用のモールドを提供する。【解決手段】本発明のモールド１は、光透過性材料からなり、互いに対向する光入射面と接触面とを有するモールド基材２と、接触面に設けられ、機能層の形成材料を含む液体を収容する機能層用液体収容部９として機能する機能層用凹部３と、機能層用液体収容部９に液体を導入するための液体導入口５と、モールド基材２における機能層用凹部３の底面と光入射面との間の領域であって光入射面の法線方向から見て機能層用凹部３の一部と重なる位置に設けられた遮光部と、を備える。【選択図】図１
2016035492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性材料からなり、互いに対向する光入射面と接触面とを有するモールド基材と、
前記接触面に設けられ、機能層の形成材料を含む液体を収容する機能層用液体収容部として機能する機能層用凹部と、
前記機能層用液体収容部に前記液体を導入するための液体導入口と、
前記モールド基材における前記機能層用凹部の底面と前記光入射面との間の領域であって前記光入射面の法線方向から見て前記機能層用凹部の一部と重なる位置に設けられた遮光部と、を備えたことを特徴とする機能層形成用モールド。
【請求項２】
前記遮光部は、遮光性液体を収容する遮光性液体収容部として機能する遮光層用凹部であることを特徴とする請求項１に記載の機能層形成用モールド。
【請求項３】
前記遮光部は、遮光性を有する材料で構成された遮光パターンであることを特徴とする請求項１に記載の機能層形成用モールド。
【請求項４】
前記機能層用液体収容部内の前記液体を排出するための液体排出口をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の機能層形成用モールド。
【請求項５】
前記液体導入口は、前記光入射面と前記機能層用凹部の底面との間を貫通する孔で構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の機能層形成用モールド。
【請求項６】
前記機能層用凹部は、前記モールド基材の端面にまで延び、
前記液体導入口は、前記モールド基材の端面に露出する前記機能層用凹部の端部で構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の機能層形成用モールド。
【請求項７】
前記機能層用凹部は、第１の機能層の形成材料を含む第１の液体を収容する第１の液体収容部を構成する第１の凹部と、前記第１の機能層と同層に位置する第２の機能層の形成材料を含む第２の液体を収容する第２の液体収容部を構成する第２の凹部と、を少なくとも含み、
前記光入射面の法線方向から見て前記第１の凹部と前記第２の凹部とが交差する位置に、前記第１の凹部と前記第２の凹部のいずれか一方が他方を立体的に跨ぐ接続部が設けられたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の機能層形成用モールド。
【請求項８】
前記機能層用凹部の内面の少なくとも一部は、凹凸を有する面であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の機能層形成用モールド。
【請求項９】
光透過性材料からなり、互いに対向する光入射面と接触面とを有するモールド基材と、前記接触面に設けられ、機能層の形成材料を含む液体を収容する機能層用液体収容部として機能する機能層用凹部と、前記機能層用液体収容部に前記液体を導入するための液体導入口と、前記モールド基材における前記機能層用凹部の底面と前記光入射面との間の領域であって前記光入射面の法線方向から見て前記機能層用凹部の一部と重なる位置に設けられた遮光部と、を備えた機能層形成用モールドを準備する工程と、
前記機能層形成用モールドの前記接触面と機能層形成用基材の接触面とを当接させて、前記機能層用凹部の内壁面と前記機能層形成用基材の接触面とにより囲まれた前記機能層用液体収容部を形成する工程と、
前記機能層の形成材料を含む液体を前記液体導入口から前記機能層用液体収容部に導入して前記機能層用液体収容部内に前記液体を収容する工程と、
前記機能層用液体収容部内の前記液体の一部を固化して薄膜化し、薄膜からなる機能層を形成する工程と、
を備え、
前記液体が光硬化性材料を含み、
前記液体の一部を固化する工程において、前記機能層用液体収容部内の前記液体に前記遮光部を用いて光を選択的に照射し、前記機能層用液体収容部内の前記液体の一部を固化することを特徴とする機能層の製造方法。
【請求項１０】
光透過性材料からなり、互いに対向する光入射面と接触面とを有するモールド基材と、前記接触面に設けられ、機能層の形成材料を含む液体を収容する機能層用液体収容部として機能する機能層用凹部と、前記機能層用液体収容部に前記液体を導入するための液体導入口と、前記モールド基材における前記機能層用凹部の底面と前記光入射面との間の領域であって前記光入射面の法線方向から見て前記機能層用凹部の一部と重なる位置に設けられた遮光部と、を備えた機能層形成用モールドを準備する工程と、
前記機能層形成用モールドの前記接触面と機能層形成用基材の接触面とを当接させて、前記機能層用凹部の内壁面と前記機能層形成用基材の接触面とにより囲まれた前記機能層用液体収容部を形成する工程と、
前記機能層の形成材料を含む液体を前記液体導入口から前記機能層用液体収容部に導入して前記機能層用液体収容部内に前記液体を収容する工程と、
前記機能層用液体収容部内の前記液体の一部を固化して薄膜化し、薄膜からなる機能層を形成する工程と、
を備え、
前記液体が感光性材料を含み、
前記液体の一部を固化する工程において、前記機能層用液体収容部内の前記液体を乾燥させて薄膜とした後、前記遮光部を用いて前記薄膜に光を選択的に照射し、前記薄膜の一部を可溶化することを特徴とする機能層の製造方法。
【請求項１１】
前記機能層が、ブラックマトリクス層、カラーフィルター層、色変換層、隔壁層、発光層のいずれか一つであることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の機能層の製造方法。
【請求項１２】
請求項９から請求項１１までのいずれか一項に記載の機能層の製造方法を用いて、前記機能層としてのカラーフィルター層を形成する工程を備えた色変換基板の製造方法。
【請求項１３】
請求項９から請求項１１までのいずれか一項に記載の機能層の製造方法を用いて、前記機能層としての発光層を形成する工程を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の色変換基板の製造方法により製造されることを特徴とする色変換基板。
【請求項１５】
請求項１３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法により製造されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１６】
請求項１４に記載の色変換基板と、請求項１５に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子と、を備えたことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能層形成用モールド、機能層の製造方法、色変換基板の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、色変換基板、有機エレクトロルミネッセンス素子および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスやディスプレイ等の製造プロセスには、種々の微細パターンを形成する工程がある。微細パターンを形成する方法の一つとして、スピンコートを用いて基板上に薄膜を形成した後、フォトリソグラフィー工程を経て薄膜のパターニングを行う方法がある。スピンコート法では、液体材料を滴下した基板を回転させ、基板表面の液体材料を遠心力によって濡れ広がらせる。このとき、液体材料が基板の外に飛散し、材料の無駄が生じるという問題がある。
【０００３】
この問題を解決し得る方法として、例えば下記の特許文献１には、一面に凹部を有するモールドを用いて微細構造体を形成する方法が開示されている。この方法では、最初に、モールドの凹部形成面を基板上に押し当てると、凹部と基板表面とによって囲まれた空間ができ、この空間がキャピラリーとなる。その後、微細構造体の構成材料を含む溶液をキャピラリー内に供給し、溶液を乾燥させた後、モールドを基板から取り外す。以上の工程により、微細構造体が基板上に形成される。
【０００４】
下記の特許文献２には、有機発光ダイオードアレイからなるディスプレイをモールドにより製造する方法が開示されている。この方法においては、ディスプレイの各ピクセルに対応するモールドの複数の凹部に対して複数の毛細管が接続され、リザーバーに収容された液体材料が各毛細管を通して各凹部に供給される。
下記の特許文献３には、ナノインプリントによりパターンを形成する領域と、非断熱近接場露光によりパターンを形成する領域と、を併存させたモールドを用いて微細レジストパターンを形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３３０００４号公報
【特許文献２】特表２００３−５３５４４５号公報
【特許文献３】特開２００９−１０１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、モールドを用いた従来の微細パターンの形成方法には、以下の問題がある。
特許文献１の方法では、モールドの一つの開口部を介してキャピラリー内に溶液を流入させるため、パターンを形成するキャピラリーが連続している必要がある。したがって、孤立した複数の微細パターンを形成することが難しい。また、溶液を乾燥させた後にモールドを取り外して微細構造体を形成するため、製造時間が長く掛かるという問題がある。
【０００７】
特許文献２の方法では、孤立したパターンを形成できる反面、ディスプレイを構成する多数のピクセルに対応する毛細管が必要である。したがって、モールドの構造が極めて複雑になり、モールドの作製が困難である。また、多数の毛細管のいずれかに欠陥があった場合、欠陥がある毛細管に対応する発光ダイオードは不良品となるため、不良率が高くなる。
特許文献３の方法は、ナノインプリントによりパターンを形成する領域において特許文献１と同様の問題を有している。
【０００８】
本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであって、形成する機能層のパターン形状の自由度が高く、機能層を歩留まり良く短時間に製造することができる機能層形成用モールドを提供することを目的の一つとする。本発明の一つの態様は、形成する機能層のパターン形状の自由度が高く、機能層を歩留まり良く短時間に製造することができる機能層の製造方法を提供することを目的の一つとする。本発明の一つの態様は、品質に優れた色変換基板を容易に製造できる方法を提供することを目的の一つとする。本発明の一つの態様は、品質に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を容易に製造できる方法を提供することを目的の一つとする。本発明の一つの態様は、品質に優れた色変換基板を提供することを目的の一つとする。本発明の一つの態様は、品質に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的の一つとする。本発明の一つの態様は、品質に優れた表示装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様の機能層形成用モールドは、光透過性材料からなり、互いに対向する光入射面と接触面とを有するモールド基材と、前記接触面に設けられ、機能層の形成材料を含む液体を収容する機能層用液体収容部として機能する機能層用凹部と、前記機能層用液体収容部に前記液体を導入するための液体導入口と、前記モールド基材における前記機能層用凹部の底面と前記光入射面との間の領域であって前記光入射面の法線方向から見て前記機能層用凹部の一部と重なる位置に設けられた遮光部と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の一つの態様の機能層形成用モールドにおいて、前記遮光部は、遮光性液体を収容する遮光性液体収容部として機能する遮光層用凹部であってもよい。
【００１１】
本発明の一つの態様の機能層形成用モールドにおいて、前記遮光部は、遮光性を有する材料で構成された遮光パターンであってもよい。
【００１２】
本発明の一つの態様の機能層形成用モールドは、前記機能層用液体収容部内の前記液体を排出するための液体排出口をさらに備えていてもよい。
【００１３】
本発明の一つの態様の機能層形成用モールドにおいて、前記液体導入口は、前記光入射面と前記機能層用凹部の底面との間を貫通する孔で構成されていてもよい。
【００１４】
本発明の一つの態様の機能層形成用モールドにおいて、前記機能層用凹部は、前記モールド基材の端面にまで延び、前記液体導入口は、前記モールド基材の端面に露出する前記機能層用凹部の端部で構成されていてもよい。
【００１５】
本発明の一つの態様の機能層形成用モールドにおいて、前記機能層用凹部は、第１の機能層の形成材料を含む第１の液体を収容する第１の液体収容部を構成する第１の凹部と、前記第１の機能層と同層に位置する第２の機能層の形成材料を含む第２の液体を収容する第２の液体収容部を構成する第２の凹部と、を少なくとも含み、前記光入射面の法線方向から見て前記第１の凹部と前記第２の凹部とが交差する位置に、前記第１の凹部と前記第２の凹部のいずれか一方が他方を立体的に跨ぐ接続部が設けられていてもよい。
【００１６】
本発明の一つの態様の機能層形成用モールドにおいて、前記機能層用凹部の内面の少なくとも一部は、凹凸を有する面であってもよい。
【００１７】
本発明の一つの態様の機能層の製造方法は、光透過性材料からなり、互いに対向する光入射面と接触面とを有するモールド基材と、前記接触面に設けられ、機能層の形成材料を含む液体を収容する機能層用液体収容部として機能する機能層用凹部と、前記機能層用液体収容部に前記液体を導入するための液体導入口と、前記モールド基材における前記機能層用凹部の底面と前記光入射面との間の領域であって前記光入射面の法線方向から見て前記機能層用凹部の一部と重なる位置に設けられた遮光部と、を備えた機能層形成用モールドを準備する工程と、前記機能層形成用モールドの前記接触面と機能層形成用基材の接触面とを当接させて、前記機能層用凹部の内壁面と前記機能層形成用基材の接触面とにより囲まれた前記機能層用液体収容部を形成する工程と、前記機能層の形成材料を含む液体を前記液体導入口から前記機能層用液体収容部に導入して前記機能層用液体収容部内に前記液体を収容する工程と、前記機能層用液体収容部内の前記液体の一部を固化して薄膜化し、薄膜からなる機能層を形成する工程と、を備え、前記液体が光硬化性材料を含み、前記液体の一部を固化する工程において、前記機能層用液体収容部内の前記液体に前記遮光部を用いて光を選択的に照射し、前記機能層用液体収容部内の前記液体の一部を固化することを特徴とする。
【００１８】
本発明の一つの態様の機能層の製造方法は、光透過性材料からなり、互いに対向する光入射面と接触面とを有するモールド基材と、前記接触面に設けられ、機能層の形成材料を含む液体を収容する機能層用液体収容部として機能する機能層用凹部と、前記機能層用液体収容部に前記液体を導入するための液体導入口と、前記モールド基材における前記機能層用凹部の底面と前記光入射面との間の領域であって前記光入射面の法線方向から見て前記機能層用凹部の一部と重なる位置に設けられた遮光部と、を備えた機能層形成用モールドを準備する工程と、前記機能層形成用モールドの前記接触面と機能層形成用基材の接触面とを当接させて、前記機能層用凹部の内壁面と前記機能層形成用基材の接触面とにより囲まれた前記機能層用液体収容部を形成する工程と、前記機能層の形成材料を含む液体を前記液体導入口から前記機能層用液体収容部に導入して前記機能層用液体収容部内に前記液体を収容する工程と、前記機能層用液体収容部内の前記液体の一部を固化して薄膜化し、薄膜からなる機能層を形成する工程と、を備え、前記液体が感光性材料を含み、前記液体の一部を固化する工程において、前記機能層用液体収容部内の前記液体を乾燥させて薄膜とした後、前記遮光部を用いて前記薄膜に光を選択的に照射し、前記薄膜の一部を可溶化することを特徴とする。
【００１９】
本発明の一つの態様の機能層の製造方法において、前記機能層は、ブラックマトリクス層、カラーフィルター層、色変換層、隔壁層、発光層のいずれか一つであってもよい。
【００２０】
本発明の一つの態様の色変換基板の製造方法は、本発明の一つの態様の機能層の製造方法を用いて、前記機能層としてのカラーフィルター層を形成する工程を備える。
【００２１】
本発明の一つの態様の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、本発明の一つの態様の機能層の製造方法を用いて、前記機能層としての発光層を形成する工程を備える。
【００２２】
本発明の一つの態様の色変換基板は、本発明の一つの態様の色変換基板の製造方法により製造される。
【００２３】
本発明の一つの態様の有機エレクトロルミネッセンス素子は、本発明の一つの態様の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法により製造される。
【００２４】
本発明の一つの態様の表示装置は、本発明の一つの態様の色変換基板と、本発明の一つの態様の有機エレクトロルミネッセンス素子と、を備える。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の一つの態様によれば、形成する機能層のパターン形状の自由度が高く、機能層を歩留まり良く短時間に製造することができる機能層形成用モールドを提供できる。本発明の一つの態様によれば、形成する機能層のパターン形状の自由度が高く、機能層を歩留まり良く短時間に製造することができる機能層の製造方法を提供できる。本発明の一つの態様によれば、品質に優れた色変換基板を容易に製造できる方法を提供できる。本発明の一つの態様によれば、品質に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を容易に製造できる方法を提供できる。本発明の一つの態様によれば、品質に優れた色変換基板を提供できる。本発明の一つの態様によれば、品質に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供できる。本発明の一つの態様によれば、品質に優れた表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態の機能層形成用モールドを示す斜視図である。
【図２】機能層形成用モールドを示す分解斜視図である。
【図３】機能層形成用モールドの平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図６】図３のＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。
【図７】図３のＤ−Ｄ’線に沿う断面図である。
【図８】図３のＥ−Ｅ’線に沿う断面図である。
【図９】機能層形成用モールドの使用方法を説明するための平面図である。
【図１０】機能層形成用モールドの作用を説明するための斜視図である。
【図１１】機能層形成用モールドを用いて製造したカラーフィルター基板の斜視図である。
【図１２】第２実施形態のモールドの平面図である。
【図１３】図１２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図１４】（Ａ）〜（Ｅ）第２実施形態のブラックマトリクスの製造方法を示す工程断面図である。
【図１５】色変換基板が備えるブラックマトリクスの平面図である。
【図１６】第３実施形態の機能層形成用モールドを示す断面図である。
【図１７】第３実施形態の機能層形成用モールドを用いて製造した色変換基板の斜視図である。
【図１８】第４実施形態の機能層形成用モールドを示す断面図である。
【図１９】第５実施形態の機能層形成用モールドを示す断面図である。
【図２０】（Ａ）〜（Ｃ）実施例１の色変換基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図２１】（Ａ）〜（Ｅ）図２０（Ａ）〜（Ｃ）の工程断面図の続きである。
【図２２】（Ａ）〜（Ｆ）図２１（Ａ）〜（Ｅ）の工程断面図の続きである。
【図２３】（Ａ）〜（Ｄ）実施例２の青色発光有機ＥＬ素子基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図２４】実施例２の表示装置の製造方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図１１を用いて説明する。
第１実施形態では、機能層の一例としてのカラーフィルターの形成に用いる機能層形成用モールドについて説明する。
図１は、第１実施形態の機能層形成用モールドを示す斜視図である。図２は、機能層形成用モールドを示す分解斜視図である。図３は、機能層形成用モールドの平面図である。図４は、図３のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図５は、図３のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。図６は、図３のＣ−Ｃ’線に沿う断面図である。図７は、図３のＤ−Ｄ’線に沿う断面図である。図８は、図３のＥ−Ｅ’線に沿う断面図である。
以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
以下の説明では、機能層形成用モールドを単にモールドと称する。
【００２８】
図１に示すように、第１実施形態のモールド１は、光透過性材料からなるモールド基材２により構成されている。本実施形態では、光透過性材料として、特に紫外線透過性を有する材料を用いる。光透過性材料には、例えばポリジメチルシロキサン（polydimethylsiloxane, ＰＤＭＳ）などのエラストマーを用いることが好ましい。この種のシリコーン系エラストマーは、適度な弾性を有している。そのため、この種のエラストマーからなるモールド基材２は、カラーフィルター形成用基板に接触させた際に基板との密着性に優れた特性を示す。特にＰＤＭＳは、反応性が低いため、モールド１を基板から取り外しやすい、という利点を有する。ただし、光透過性材料は、ＰＤＭＳに限定されることなく、例えばガラス、石英などであってもよい。
【００２９】
モールド１は、モールド基材２と、機能層用凹部３と、遮光層用凹部４と、機能層用液体導入口５と、機能層用液体排出口６と、遮光層用液体導入口７と、遮光層用液体排出口８と、を備えている。モールド基材２は、互いに対向する光入射面２ａと接触面２ｂとを有する。図１におけるモールド基材２の上面は、モールド１の使用時に紫外光を入射させる光入射面２ａである。モールド基材２の下面は、モールド１の使用時にカラーフィルター形成基板と接触させる接触面２ｂである。以下、カラーフィルターを形成するための基板のことをカラーフィルター形成基板と称する。
【００３０】
機能層用凹部３は、モールド基材２の接触面２ｂに設けられている。機能層用凹部３は、モールド１をカラーフィルター形成基板に接触させた状態で、機能層の形成材料を含む液体を収容する機能層用液体収容部９として機能する。遮光層用凹部４は、モールド基材２における機能層用凹部３の底面と光入射面２ａとの間の領域、すなわちモールド基材２の内部に設けられている。遮光層用凹部４は、遮光性液体を収容する遮光用液体収容部１０として機能する。本実施形態のように、遮光部を液体とすることで、遮光性の信頼性を高めることができる。詳しく説明すると、一般的にモールド基材となる材料は、機能層用凹部に液体を注入した後に剥離する必要があるため、ＰＤＭＳのように表面エネルギーの小さい素材が用いられる。そのため、遮光部として遮光性の材料を固着させたモールドを用いた場合には、その表面エネルギーの低さから、固着した材料の剥離が起こり、充分な遮光性が保てない可能性がある。そのため、遮光部としては、液体を収容することが好ましい。
【００３１】
機能層用液体導入口５は、機能層用液体収容部９に機能層用液体を導入するための開口である。機能層用液体排出口６は、機能層用液体収容部９から機能層用液体を排出するための開口である。遮光層用液体導入口７は、遮光用液体収容部１０に遮光性液体を導入するための開口である。遮光層用液体排出口８は、遮光用液体収容部１０から遮光性液体を排出するための開口である。
【００３２】
図１に示すように、モールド基材２は、全体として１枚の板状の部材であるが、詳細には図２に示すように、４枚の板材が貼り合わせられた構成を有する。以下、説明の都合上、図２に示す４枚の板材を、モールド基材２の接触面２ｂ側から光入射面２ａに向けて第１の板材１１、第２の板材１２、第３の板材１３、第４の板材１４と称する。４枚の板材を貼り合わせて一体化させる手段としては、任意の化学的処理、熱圧着などの方法を用いてもよいし、接着剤等を用いてもよい。
【００３３】
図２、図３に示すように、第１の板材１１は、板厚方向に貫通し、板材の長手方向に延びる複数本（本実施形態では６本）のスリット１６を有する。これに対し、第２の板材１２は、第１の板材１１のスリット１６に対応する領域にスリットを有していない。したがって、図４〜図８に示すように、４枚の板材１１，１２，１３，１４が貼り合わされた状態において、第１の板材１１のスリット１６の開口の一方は、第２の板材１２によって塞がれる。これにより、スリット１６の内部は、底面を有する溝状の凹部となる。
【００３４】
機能層用凹部３は、カラーフィルターの赤色層形成用の液体を収容する凹部３Ｒと、カラーフィルターの緑色層形成用の液体を収容する凹部３Ｇと、カラーフィルターの青色層形成用の液体を収容する凹部３Ｂと、を含む。以下、カラーフィルターの赤色層形成用の液体を収容する凹部３Ｒを、赤色層用液体収容部２０Ｒと称する。カラーフィルターの緑色層形成用の液体を収容する凹部３Ｇを、緑色層用液体収容部２０Ｇと称する。カラーフィルターの青色層形成用の液体を収容する凹部３Ｂを、青色層用液体収容部２０Ｂと称する。
【００３５】
６本のスリット１６は、第１の板材１１の一方の長辺側から順に、赤色層用液体収容部２０Ｒの一部となる第１のスリット１６Ａ、緑色層用液体収容部２０Ｇの一部となる第２のスリット１６Ｂ、青色層用液体収容部２０Ｂの一部となる第３のスリット１６Ｃ、赤色層用液体収容部２０Ｒの一部となる第４のスリット１６Ｄ、緑色層用液体収容部２０Ｇの一部となる第５のスリット１６Ｅ、青色層用液体収容部２０Ｂの一部となる第６のスリット１６Ｆ、である。すなわち、第１の板材１１は、赤色層用液体収容部２０Ｒの一部となるスリット、緑色層用液体収容部２０Ｇの一部となるスリット、青色層用液体収容部２０Ｂの一部となるスリットがこの順に繰り返し配置された構成を有する。
【００３６】
図２、図３、図８に示すように、第１の板材１１において、赤色層用液体収容部２０Ｒとなる第１のスリット１６Ａと第４のスリット１６Ｄとは、第１の板材１１の一端側でこれらのスリット１６Ａ，１６Ｄと直交する第７のスリット１６Ｇにより一体化されている。これに対し、図２に示すように、緑色層用液体収容部２０Ｇとなる第２のスリット１６Ｂと第５のスリット１６Ｅとは、第１の板材１１では連続しておらず、孤立したスリットとなっている。同様に、青色層用液体収容部２０Ｂとなる第３のスリット１６Ｃと第６のスリット１６Ｆとは、第１の板材１１では連続しておらず、孤立したスリットとなっている。図３に示すように、第１の板材１１の長手方向における第２のスリット１６Ｂおよび第５のスリット１６Ｅの端部の位置Ｔ１と、第３のスリット１６Ｃおよび第６のスリット１６Ｆの端部の位置Ｔ２と、は互いに異なる。
【００３７】
図２に示すように、第３の板材１３は、板厚方向に貫通し、板材の短手方向に延びる複数本（本実施形態では２本）のスリット１８を有する。これに対し、第２の板材１２および第４の板材１４は、第３の板材１３のスリット１８に対応する領域にスリットを有していない。したがって、４枚の板材が貼り合わされた状態では、第３の板材１３のスリット１８の開口の一方は、第２の板材１２によって塞がれる。第３の板材１３のスリット１８の開口の他方は、第４の板材１４によって塞がれる。これにより、これら２本のスリット１８の内部は、断面が矩形管状の接続部１９となる。２本のスリット１８のうち、第８のスリット１８Ａは、図７に示すように、赤色層用液体収容部２０Ｒを立体的に跨ぐ緑色層用液体収容部２０Ｇの接続部を構成する。第９のスリット１８Ｂは、図６に示すように、赤色層用液体収容部２０Ｒおよび緑色層用液体収容部２０Ｇを立体的に跨ぐ青色層用液体収容部２０Ｂの接続部を構成する。このような立体的に跨ぐ液体収容部を設けることで、一度の露光工程や現像工程で、異なる種類の層（ここでは、赤色層、緑色層および青色層）を形成することが可能となる。
【００３８】
図２に示すように、第２の板材１２は、板厚方向に貫通する複数の孔２２Ａ，２２Ｂを有する。複数の孔のうち、第１の板材１１における第２のスリット１６Ｂの一端および第５のスリット１６Ｅの一端に位置する２個の孔２２Ａは、第３の板材１３の第８のスリット１８Ａの両端と、第１の板材１１の第２のスリット１６Ｂおよび第５のスリット１６Ｅの各々と、を連通させる。第１の板材１１における第３のスリット１６Ｃの一端および第６のスリット１６Ｆの一端に位置する２個の孔２２Ｂは、第３の板材１３の第９のスリット１８Ｂの両端と、第１の板材１１の第３のスリット１６Ｃおよび第６のスリット１６Ｆの各々と、を連通させる。
【００３９】
図４、図５に示すように、第４の板材１４は、第３の板材１３との接触面側に向けて開口する溝状の遮光層用凹部４を有する。４枚の板材が貼り合わされた状態では、第４の板材１４の遮光層用凹部４の開口は、第３の板材１３により塞がれる。これにより、遮光層用凹部４の内部は、断面が矩形管状の細長い空間となる。空間は、後で遮光性液体を収容する遮光用液体収容部１０として機能する。
【００４０】
図２、図３に示すように、第４の板材１４と第１の板材１１とを重ねて見たとき、第４の板材１４の遮光層用凹部４は、第１の板材１１の６本のスリット１６と直交する方向に延びる部分を有し、６本のスリット１６と複数回（本実施形態では７回）交差する。図５に示すように、遮光層用凹部４の両端には、第４の板材１４の光入射面１４ａ側から遮光層用凹部４に達する孔がそれぞれ設けられている。一方の孔は、遮光性液体を導入するための遮光層用液体導入口７である。図５では図示されない他方の孔は、遮光性液体を排出するための遮光層用液体排出口８である。
【００４１】
図２に示すように、第１〜第４の板材１１〜１４の全ては、第１の板材１１の第１〜第６のスリット１６Ａ〜１６Ｆの端部にあたる同じ位置に、各板材を貫通する孔２６を有する。したがって、４枚の板材が貼り合わされた状態では、各板材に設けられた孔２６は、第４の板材１４の光入射面１４ａから赤色層用液体収容部２０Ｒ、緑色層用液体収容部２０Ｇおよび青色層用液体収容部２０Ｂの各々にまで達する連続した孔となる。これらの孔の一方は機能層用液体導入口５となり、他方は機能層用液体排出口６となる。
【００４２】
図９は、モールド１の使用方法を説明するための平面図である。
図９に示すように、赤色層用液体収容部２０Ｒの両端の２個の孔のうち、一方の孔は、赤色層形成用液体を導入するための赤色層用液体導入口５Ｒである。他方の孔は、赤色層形成用液体を排出するための赤色層用液体排出口６Ｒである。緑色層用液体収容部２０Ｇの両端の２個の孔のうち、一方の孔は、緑色層形成用液体を導入するための緑色層用液体導入口５Ｇである。他方の孔は、緑色層形成用液体を排出するための緑色層用液体排出口６Ｇである。青色層用液体収容部２０Ｂの両端の２個の孔のうち、一方の孔は、青色層形成用液体を導入するための青色層用液体導入口５Ｂである。他方の孔は、青色層形成用液体を排出するための青色層用液体排出口６Ｂである。遮光用液体収容部１０の両端の２個の孔のうち、一方の孔は、遮光性液体を導入するための遮光層用液体導入口７である。他方の孔は、遮光性液体を排出するための遮光層用液体排出口８である。
【００４３】
最初に、図９に示すように、モールド１を、カラーフィルター形成基板であるガラス基板２８の上に、モールド１の接触面２ｂがガラス基板２８に接触する向きに置く。これにより、上述したように、モールド１の接触面２ｂに設けられた機能層用凹部３の開口は、ガラス基板２８によって塞がれた状態となる。その結果、機能層用凹部３は機能層用液体収容部９として機能する。
【００４４】
次に、赤色層形成用液体を、赤色層用液体導入口５Ｒから赤色層用液体収容部２０Ｒの内部に注入する。同様に、緑色層形成用液体を、緑色層用液体導入口５Ｇから緑色層用液体収容部２０Ｇの内部に注入する。青色層形成用液体を、青色層用液体導入口５Ｂから青色層用液体収容部２０Ｂの内部に注入する。遮光性液体を、遮光層用液体導入口７から遮光用液体収容部１０の内部に注入する。このとき、各液体が各液体排出口から流出するまで各液体を各液体収容部に注入することにより、各液体収容部の内部を各液体で充分に満たすことができる。各液体を液体注入口から注入する際には、例えばマイクロシリンジ等の器具を用いることができる。このように、各液体収容部を入口と出口とを有する貫通孔の形態とすることにより、加圧もしくは減圧により液体を注入することができる。そのため、液体を効率良く充填することができる。
【００４５】
赤色層形成用液体、緑色層形成用液体および青色層形成用液体としては、例えば赤色、緑色、青色をそれぞれ呈する市販の顔料分散型カラーレジストを用いることができる。特に本実施形態では、赤色層形成用液体、緑色層形成用液体および青色層形成用液体として、紫外線硬化性材料を含有するネガ型カラーレジストが用いられる。遮光性液体としては、例えばブラックレジストなど、遮光性が高い液体、特に光吸収性が高い液体を用いることが好ましい。
【００４６】
仮に各液体収容部に液体排出口が設けられていなかったとすると、液体収容部の寸法や液体の粘度等の諸条件によっては液体収容部に液体を充分に充填できない虞がある。その点、本実施形態のモールドは、各液体収容部に液体排出口を有しているため、液体収容部の内部で液体を流動させることができ、液体収容部に隙間なく液体を充填させやすい。その結果、カラーフィルターの欠陥が生じにくいという利点が得られる。本実施形態では、液体排出口から液体を排出しつつ、液体導入口から液体収容部の中に液体を導入している。なお、赤色層形成用液体、緑色層形成用液体、青色層形成用液体および遮光性液体の導入の順番は特に限定されない。
【００４７】
図１０は、モールド１の作用を説明するための斜視図である。図１０では、モールド１の外形の図示を省略し、各液体収容部内に収容された液体のみを図示している。
次に、各液体の流入を止めた後、モールド１の光入射面側からモールド１に紫外光ＵＶを照射する。このとき、図１０に示すように、赤色層形成用液体３０Ｒ、緑色層形成用液体３０Ｇおよび青色層形成用液体３０Ｂには、遮光性液体３１を介して紫外光ＵＶが照射される。そのため、紫外光ＵＶは、赤色層形成用液体３０Ｒ、緑色層形成用液体３０Ｇおよび青色層形成用液体３０Ｂに対して選択的に照射される。
【００４８】
具体的には、赤色層形成用液体３０Ｒ、緑色層形成用液体３０Ｇおよび青色層形成用液体３０Ｂのうち、紫外光ＵＶの照射方向（モールドの光入射面の法線方向）から見て、遮光性液体３１と重なる領域には紫外光ＵＶが照射されず、遮光性液体３１と重ならない領域に紫外光ＵＶが照射される。なお、図９に示すように、任意の手段により紫外光ＵＶの照射範囲が限定されており、モールドのうち、破線Ｈで囲んだ領域の内側に紫外光ＵＶが照射され、それ以外の領域、すなわち各液体収容部の接続部の近傍、液体導入口および液体排出口の近傍には紫外光ＵＶが照射されないようになっている。
【００４９】
本実施形態の赤色層形成用液体３０Ｒ、緑色層形成用液体３０Ｇおよび青色層形成用液体３０Ｂはネガ型カラーレジストで構成されている。そのため、赤色層形成用液体３０Ｒ、緑色層形成用液体３０Ｇおよび青色層形成用液体３０Ｂのうち、紫外光ＵＶが照射された領域では高分子の架橋反応が生じ、この領域のカラーレジストが固化する。
【００５０】
次に、ガラス基板２８からモールド１を取り外した後、現像処理、リンス処理を行うことにより、紫外光ＵＶが照射されていない領域の固化していないカラーレジストを洗い流す。
【００５１】
その後、ガラス基板２８を乾燥させると、図１１に示すカラーフィルター基板３５が完成する。カラーフィルター基板３５は、ガラス基板２８と、ガラス基板２８の一面に形成されたカラーフィルター３６と、を備える。カラーフィルター３６においては、赤色層３７Ｒ、緑色層３７Ｇ、青色層３７Ｂの各パターンがマトリクス状に配置されている。
【００５２】
本実施形態のモールド１を使用した場合、各液体収容部にネガ型カラーレジストからなるカラーフィルター形成用の液体を充填し、各液体収容部の上層に位置する遮光部を介して紫外線を照射し、各液体を選択的に固化することによりカラーフィルター基板３５が作製できる。このようにして、孤立した複数の微細パターンを容易に形成することができる。微細パターンの形状は、各色用の液体収容部と遮光用液体収容部の双方を適宜設計変更することにより、自由に変えることができる。本実施形態によれば、形成する機能層のパターン形状の自由度が高く、機能層を歩留まり良く短時間に製造することができるモールドを提供することができる。
【００５３】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図１２〜図１５を用いて説明する。
第２実施形態では、モールドを用いて、色変換基板などに用いて好適なブラックマトリクスを基板上に製造する方法の一例を挙げて説明する。
図１２は、本実施形態のモールドの平面図である。図１３は、図１２のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図１４（Ａ）〜（Ｅ）は、本実施形態のブラックマトリクスの製造方法を示す工程断面図である。図１５は、色変換基板が備えるブラックマトリクスの平面図である。
【００５４】
最初に、図１３に示すように、ＰＤＭＳからなるモールド母材をフォトリソグラフィー法によりパターニングすることにより、モールド母材に凹部４２を形成する。さらに、モールド母材の凹部４２が形成された面とは反対側の面に、クロムなどの黒色材料からなる遮光層４０を、真空蒸着法やスパッタリングにより、平面的に見て凹部４２の形成領域以外の領域に形成する。好ましくは、図１２に示すように、モールド母材の周縁部に遮光層４０を形成する。このようにして、モールド４１を作製する。モールド４１により基板上にブラックマトリクスを形成した場合、基板の周縁部にブラックマトリクスが形成されないため、この周縁部を他の基板との貼り合せのためのシール材形成領域として利用することができる。シール材は、ブラックマトリクス形成基板と対向する他の基板とをブラックマトリクスを介することなく、直接的に接着できるため、密着性が高い。
【００５５】
次に、図１４（Ａ）に示すように、モールド４１の凹部４２が形成された面４１ａをガラス基板４３に向け、モールド４１をガラス基板４３上に置く。これにより、凹部４２の開口は、ガラス基板４３によって塞がれた状態となる。このとき、凹部４２は、ブラックマトリクス用液体収容部として機能する。凹部４２は、モールド４１の端面まで延びている。そのため、凹部４２の端部は、モールド４１の端面に露出し、外部空間に向けて開口している。本実施形態のモールド４１の場合、第１実施形態のモールド１のように、基材を厚さ方向に貫通する液体導入口および液体排出口を有していないが、凹部４２の開口端は、ブラックマトリクス形成用液体の導入口もしくは排出口として機能する。このようなモールドにおいては、貫通する孔を設けることなく、端部より液体を導入することができるため、モールドの構造が単純になり、製造し易くなる。
【００５６】
次に、図１４（Ｂ）に示すように、モールド４１の凹部４２の開口端に、ブラックマトリクス形成用液体４４を滴下する。ブラックマトリクス形成用液体４４として、例えばブラックレジストが用いられる。このとき、毛細管現象によりブラックマトリクス形成用液体４４が凹部４２の内部に引き込まれ、充填される。
次に、図１４（Ｃ）に示すように、凹部４２内のブラックマトリクス形成用液体４４に、モールド４１を介して、ブラックマトリクスを硬化させるための紫外光（ＵＶ）を照射し、液体４４を硬化させる。
【００５７】
次に、図１４（Ｄ）に示すように、モールド４１を基板４３から取り外す。
次に、図１４（Ｅ）に示すように、遮光部４０に対応する位置に残存するブラックマトリクス形成用液体４４を現像処理により洗い流し、さらにブラックレジストをベークすることにより、さらに硬化させる。
これにより、図１５に示すように、ガラス基板４３上に、格子状のパターンを有する、厚さ１μｍ程度のブラックマトリクス４５を形成することができる。
【００５８】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図１６、図１７を用いて説明する。
第３実施形態では、色変換層形成用のモールドの例を説明する。
図１６は、本実施形態のモールドを示す断面図であり、第１実施形態の図５と同様の断面で切断した状態を示している。図１７は、本実施形態のモールドを用いて製造した色変換基板の斜視図である。
【００５９】
図１６に示すように、本実施形態のモールド７１は、モールド基材７２と、機能層用凹部７３と、遮光層用凹部７４と、機能層用液体導入口と、機能層用液体排出口と、遮光層用液体導入口７５と、遮光層用液体排出口と、を備えている。なお、図１７の断面図では、機能層用液体導入口、機能層用液体排出口および遮光層用液体排出口は図示されない。機能層用凹部７３の底面には、微細な凹凸７６が設けられている。凹凸７６は、必ずしも機能層用凹部７３の底面だけでなくてもよく、機能層用凹部７３の側面にも設けられていてもよい。
【００６０】
本実施形態の色変換基板は、上記のモールド７１を用いて製造したものである。図１７に示すように、色変換基板７７は、ガラス基板７８と、ガラス基板７８上に形成された色変換層７９と、を備える。色変換層７９においては、赤色変換層７９Ｒ、緑色変換層７９Ｇ、青色変換層７９Ｂの各パターンがマトリクス状に配置されている。赤色変換層７９Ｒ、緑色変換層７９Ｇ、青色変換層７９Ｂの各々の上面に、モールド７１の機能層用凹部７３の凹凸７６の形状を反映した凹凸８０が形成されている。色変換基板７７においては、色変換層７９が形成されていないガラス基板７８の裏面から励起光を入射させると、色変換層７９から赤色光、緑色光、青色光がそれぞれ射出される際、これらの光が凹凸８０によって散乱する。
【００６１】
本実施形態においても、形成する機能層のパターン形状の自由度が高く、機能層を歩留まり良く短時間に製造可能なモールドを実現できる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。特に本実施形態の場合、モールド７１の機能層用凹部７３の一部に凹凸７６を形成しておくだけで、機能層中に光散乱材を含有することなく、光散乱性を有する機能層を容易に形成することができる。色変換層７９が光散乱性を有することで、本実施形態の色変換基板７７をディスプレイの色変換基板として用いた場合に、視野角を改善することが可能となる。
【００６２】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図１８を用いて説明する。
第４実施形態では、色変換層形成用のモールドの他の例を説明する。
図１８は、本実施形態の機能層形成用モールドを示す断面図であり、第１実施形態の図５と同様の断面で切断した状態を示している。
【００６３】
図１８に示すように、本実施形態のモールド８１は、モールド基材８２と、機能層用凹部８３と、遮光部８４と、機能層用液体導入口と、機能層用液体排出口と、を備えている。なお、図１８の断面図では、機能層用液体導入口および機能層用液体排出口は図示されない。遮光部８４は、遮光性を有する材料、例えばブラックレジストなどの有機材料、もしくはクロム等の金属材料からなる遮光パターンで構成されている。モールド基材８２は、４枚の板材８５，８６，８７，８８から構成されている。遮光部８４は、第３の板材８７の上面に形成されている。本実施形態の遮光部８４は、第１実施形態と異なり、遮光性液体を充填した後で遮光性が付与されるのではなく、既にこの状態で遮光性を有する。
【００６４】
本実施形態においても、形成する機能層のパターン形状の自由度が高く、機能層を歩留まり良く短時間に製造可能なモールドを実現できる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。特に本実施形態の場合、モールドに遮光性液体を注入する手間や時間を削減できる。
【００６５】
［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図１９を用いて説明する。
第５実施形態では、色変換層形成用のモールドの他の例を説明する。
図１９は、本実施形態のモールドを示す断面図であり、第１実施形態の図５と同様の断面で切断した状態を示している。
【００６６】
図１９に示すように、本実施形態のモールド９１は、モールド基材９２と、機能層用凹部９３と、遮光部９４と、機能層用液体導入口と、機能層用液体排出口と、を備えている。なお、図１９の断面図では、機能層用液体導入口および機能層用液体排出口は図示されない。遮光部９４は、第４実施形態と同様、遮光パターンで構成されている。遮光部９４は、機能層用凹部９３の底面に形成されている。したがって、本実施形態の遮光部９４は、モールド基材９２の法線方向から見て、機能層用凹部９３からはみ出した位置に存在することはなく、機能層用凹部９３と重なる位置に存在する。
【００６７】
本実施形態においても、形成する機能層のパターン形状の自由度が高く、機能層を歩留まり良く短時間に製造可能なモールドを実現できる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。特に本実施形態の場合、モールドに遮光性液体を注入する手間や時間を削減できる。また、機能層と遮光部９４とのモールド９１の膜厚方向における距離を極力小さくすることができるため、機能層の目的の領域に光を着実に到達することができる。これにより、精細なパターンを形成することができる。
【実施例１】
【００６８】
＜ブラックマトリックスの形成＞
最初に、第２実施形態で示したものと同様のブラックマトリクス用のモールドを作製する。具体的には、非特許文献：Ｎａｔｕｒｅ  Ｒｅｖｉｅｗ  ｖｏｌ．５  （２００７）ｐ．２０８に従い、図１２および図１３に示すような、１３μｍ×５１μｍの長方形の凹部を複数有し、凹部の深さが１μｍのモールド（モールドのサイズ５ｃｍ×５ｃｍ×厚さ１ｃｍ）を作製した。
【００６９】
次に、モールドの凹部が形成された面をガラス基板（基板サイズ：６ｃｍ×６ｃｍ×厚さ０．７ｍｍ）に押し当て、モールドの端部のガラス基板とモールドの隙間にマイクロシリンジの針を当て、ブラックレジスト（ＢＫ−８３１０  東京応化工業株式会社製）１０μｌを注入し、毛細管現象により、凹部全体に浸み渡らせた。次に、モールドの上から、中心波長３６５ｎｍとした紫外線を照射し、光照射された領域の凹部を硬化した。中心波長３６５ｎｍとした紫外線を、以降、単に紫外光ということがある。
【００７０】
次いで、モールドを取り外した後、０．５重量％のテトラメチルアンモニウム水溶液（ＴＭＡＨ）にて現像し、さらに、２２０℃のオーブンにて焼成することで、露光により硬化したブラックマトリックスをさらに硬化した。これにより、１３μｍ×５１μｍの長方形の透明な領域が格子状にパターンされた、厚さ１μｍ程度のブラックマトリクスを形成した。なお、基板の平面上のパターン形状の確認は光学顕微鏡像により行い、膜厚の確認は断面電子顕微鏡像（断面ＳＥＭ）より行った。以降、特筆しない限り、同様の方法によりパターン形状および膜厚を確認した。
【００７１】
＜カラーフィルターの形成＞
次に、図２０（Ａ）に示すように、カラーフィルター形成用の凹部４８を有するモールド４７を準備した。具体的には、図２中の板材１４に代えて、遮光層用凹部４、遮光層用液体導入口７および遮光層用液体排出口８を持たない板材を用いる以外は、第１実施形態のモールドと同様の手法を用いてモールド４７を作製した。つまり、この工程で用いるモールド４７は、カラーフィルター形成用の凹部４８を有し、モールド４７の凹部４８と反対側の面に、カラーフィルター形成用液体の導入口と排出口（ともに図示略）を有する。なお、カラーフィルター形成用液体の導入口と排出口は、モールド基材の厚さ方向に貫通して、凹部４８に繋がっている。凹部４８の深さは２μｍとした。
【００７２】
次に、モールド４７の凹部４８が形成された面４７ａをブラックマトリクス４５が形成されたガラス基板４３に向け、モールド４７をガラス基板４３上に置いた。これにより、モールド４７の凹部４８の開口は、ガラス基板４３によって塞がれた状態となる。このとき、凹部４８はカラーフィルター用液体収容部として機能する。
【００７３】
次に、図２０（Ｂ）に示すように、マイクロシリンジを用いて、モールド４７の導入口からカラーフィルター形成用液体４９Ｒ，４９Ｇ，４９Ｂを、それぞれ２０μｌ程度、注入した。カラーフィルター形成用液体４９Ｒ，４９Ｇ，４９Ｂとして、富士フィルム株式会社製の赤色、緑色、青色をそれぞれ呈するネガ型のカラーレジストを用いた。
次に、各液体４９Ｒ，４９Ｇ，４９Ｂの注入を止めた後、ガラス基板４３側から各液体に紫外光ＵＶを照射した。このとき、ガラス基板４３上のブラックマトリクス４５がマスクパターンとなるため、ブラックマトリクス４５の形成されていない領域の液体が選択的に固化する。
【００７４】
次に、図２０（Ｃ）に示すように、ガラス基板４３からモールド４７を取り外した後、ＴＭＡＨによる現像処理、純水によるリンス処理を行うことにより、紫外光ＵＶが照射されていない領域の固化していないカラーレジストを洗い流した。
その後、ガラス基板４３を乾燥し、ブラックマトリックスが形成されていない透明な領域に、厚さ２μｍ程度の赤色層５０Ｒ、緑色層５０Ｇ、青色層５０Ｂを含むカラーフィルター５１を備えたカラーフィルター基板５２を作製した。
【００７５】
＜色変換層の形成＞
次に、図２１（Ａ）に示すように、色変換層形成用の凹部５５を有するモールド５４を準備した。この工程で用いるモールド５４は、第１実施形態のモールド１と同様の構造であり、色変換層形成用の凹部５５の上層に遮光部５６を有し、モールド５４の凹部５５と反対側の面に、色変換層形成用液体の導入口と排出口（ともに図示略）、および遮光層形成用液体の導入口と排出口（ともに図示略）を有する。なお、第１実施形態と同様に、色変換層形成用液体の導入口と排出口は、モールド基材の厚さ方向に貫通して、凹部５５に繋がっている。凹部５５の深さは１０μｍとした。
【００７６】
次に、モールド５４の凹部５５が形成された面５４ａをカラーフィルター基板５２に向け、モールド５４をカラーフィルター基板５２上に置く。これにより、モールド５４の凹部５５の開口は、カラーフィルター基板５２によって塞がれた状態となる。このとき、凹部５５は色変換層用液体収容部として機能する。
【００７７】
次に、図２１（Ｂ）に示すように、モールド５４の凹部５５の開口端から色変換層形成用液体５７Ｒ，５７Ｇを注入する。色変換層形成用液体５７Ｒ，５７Ｇとして、例えば蛍光染料、重合開始剤およびアクリレートモノマー等を含む溶液が用いられるが、本実施例では、赤色変換層用の蛍光染料として、Lumogen Red 305とCoumarin 6を２：１の重量比で混合したものを用い、緑色変換層用の蛍光染料として、Coumarin 6を用いた。赤色変換層用および緑色変換層用のアクリレートモノマーとして下記の化１を用い、重合開始剤として下記の化２を用いた。蛍光染料と重合開始剤の濃度は、アクリレートモノマーに対してそれぞれ、１．０重量％、０．４重量％とした。さらに、蛍光染料と重合開始剤を含有するアクリレートモノマーは、粘度を低下させるため、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）に希釈し、アクリレートモノマー１５重量％の溶液を得た。
【００７８】
【化１】
2016035492.tif 000003
【００７９】
【化２】
2016035492.tif 000004
【００８０】
本実施例の色変換基板は、励起光としての青色光を蛍光材料に照射し、赤色光、緑色光を得るものである。したがって、赤色と緑色のサブ画素に対応する領域に赤色変換層、緑色変換層をそれぞれ形成するが、青色のサブ画素に対応する領域には色変換層を形成しない。
【００８１】
次に、マイクロシリンジを用いて、各色変換層形成用液体５７Ｒ，５７Ｇを導入口より、それぞれ２０μｌ程度注入した。次いで、注入を止めた後、モールド５４側から各色変換層形成用液体５７Ｒ，５７Ｇに紫外光を照射した。このとき、モールド５４の内部の遮光部５６がマスクパターンとなるため、遮光部５６が形成されていない領域の色変換層形成用液体５７Ｒ，５７Ｇが選択的に固化された。
【００８２】
次に、図２１（Ｃ）に示すように、カラーフィルター基板５２からモールド５４を取り外した後、ＰＧＭＥＡにて現像処理、イソプロピルアルコールにてリンス処理を行うことにより、紫外光が照射されていない領域の固化していない色変換層形成用液体５７Ｒ，５７Ｇを洗い流した。
【００８３】
その後、カラーフィルター基板５２を乾燥させ、赤色および緑カラーフィルター薄膜上に厚さ７μｍ程度の赤色変換層５８Ｒおよび緑色変換層５８Ｇを形成した。従来の手法、例えばスピンコート法により、同じ大きさの基板に色変換層を形成する場合には、２ｍｌ以上は必要となり、１００倍以上の液量が必要となるが、本発明を用いれば、使用する液量を極めて低減することができ、特に、貴重な色変換材料の消費を極力抑えることができる。
【００８４】
＜保護層の形成＞
次に、マイクロコンタクトプリンティング法を用いて、赤色変換層５８Ｒおよび緑色変換層５８Ｇの上面に、後工程のアルミエッチングから赤色変換層５８Ｒおよび緑色変換層５８Ｇを保護するための保護層６１を形成した。
具体的には、図２１（Ｄ）に示すように、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）膜６２を一方の面に形成したＰＤＭＳからなるスタンプ６３を準備した。
次に、ＰＭＭＡ膜６２を形成したスタンプ６３の一面を色変換基板５９に向け、スタンプ６３を色変換基板５９に押し当てた。
【００８５】
次に、図２１（Ｅ）に示すように、色変換基板５９からスタンプ６３を取り外す。これにより、スタンプ６３上のＰＭＭＡ膜６２の一部は、赤色変換層５８Ｒおよび緑色変換層５８Ｇの上面に転写され、ＰＭＭＡ膜６２からなる保護層６１を赤色変換層５８Ｒおよび緑色変換層５８Ｇの上面に選択的に形成した。
【００８６】
＜反射層の形成＞
次に、図２２（Ａ）に示すように、赤色変換層５８Ｒおよび緑色変換層５８Ｇの上面および側面、カラーフィルター５１の各色層５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの表面およびブラックマトリクス４５の表面を覆うように、アルミニウムからなる反射層を形成した。具体的には、アルミニウム（膜厚２００ｎｍ）を真空蒸着法により形成した。
【００８７】
次に、図２２（Ｂ）に示すように、前工程で形成したアルミニウム膜６５のうち、赤色変換層５８Ｒおよび緑色変換層５８Ｇの上面のアルミニウム膜６５を選択的に除去した。
具体的には、色変換基板５９上にスピンコート法によりフォトレジスト（東京応化工業株式会社製  ＴＦＲ７９０）を成膜した。次いで、フォトマスクを用いた紫外光露光により赤色変換層５８Ｒおよび緑色変換層５８Ｇの上面のフォトレジストを除去した。次いで、フォトレジストが覆われていない赤色変換層５８Ｒおよび緑色変換層５８Ｇの上面のアルミニウム膜６５を酢酸およびリン酸の混合水溶液によりエッチングした。
次に、図２２（Ｃ）に示すように、赤色変換層５８Ｒおよび緑色変換層５８Ｇの上面の保護層６１をＰＭＭＡだけが溶解するトルエンに浸漬することで、除去した。
【００８８】
＜散乱性隔壁および青色散乱層の形成＞
次に、図２２（Ｄ）に示すように、ＰＤＭＳからなる平板６７を色変換基板５９上に置き、赤色変換層５８Ｒおよび緑色変換層５８Ｇの上面に接触させた。
次に、図２２（Ｅ）に示すように、平板６７と色変換基板５９との間の空間に、酸化チタンナノ粒子を含むＰＭＭＡ溶液６８を注入した。
次に、ＰＭＭＡ溶液６８中の溶媒を蒸発させてＰＭＭＡを固化させた後、図２２（Ｆ）に示すように、色変換基板５９上から平板６７を取り除いた。
以上の工程により、本実施形態の色変換基板５９を完成させた。
【００８９】
本実施例の色変換基板５９の製造方法によれば、各種のモールドを用いてカラーフィルター５１や赤色変換層５８Ｒ、緑色変換層５８Ｇなどの機能層を形成しているため、モールドを変更することによりこれらの機能層のパターン形状を自由に設定することができた。特に色変換層の形成工程においては、遮光部５６を内部に備えたモールド５４を用いるため、色変換層と遮光層とのアライメント精度は、プロセスに依らずにモールドによって決まる。そのため、アライメントずれが不要に大きくなることがなく、色変換層を歩留まり良く製造することができた。このように、本実施例によれば、色変換基板５９を生産性良く製造することができた。
【実施例２】
【００９０】
以下、本発明の実施例２について、図２３、図２４を用いて説明する。
実施例２では、実施例１で作製した色変換基板と、本実施例で説明する有機ＥＬ基板とを組合せ、表示装置を製造する方法の一例を説明する。
図２３（Ａ）〜（Ｄ）は、本実施例の青色発光有機ＥＬ素子基板の製造方法を示す工程断面図である。図２４は、本実施例の表示装置の製造方法を示す断面図である。
【００９１】
＜薄膜トランジスタの形成＞
最初に、図２３（Ａ）に示すように、ガラス基板１０１の一面に薄膜トランジスタ１０２（Thin Film Transistor、以下、ＴＦＴと略記する）を形成する。
具体的には、基板サイズ６ｃｍ×６ｃｍ×厚さ０．７ｍｍのガラス基板１０１上に、既存の手法を用いて、アモルファスシリコン層をプラズマＣＶＤ法等により形成し、次いで、ソース電極およびドレイン電極、絶縁膜、ＴＦＴの他の構成要素等を形成した。ＴＦＴ１０２は、表示装置の表示領域を構成する複数の画素の各々に対応して形成した。
【００９２】
＜青色発光有機ＥＬ素子の形成＞
次に、図２３（Ｂ）に示すように、絶縁膜１０３の上面に反射電極１０４を形成した。
具体的には、窒化シリコンからなる絶縁膜１０３の上面に、膜厚１００ｎｍの銀からなる金属膜を成膜した。次に、金属膜上に、例えばインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）からなる膜厚２０ｎｍの透明導電膜を成膜した。次に、フォトリソグラフィーにより上記の膜を画素電極としてパターニングし、反射電極１０４とした。反射電極１０４は、コンタクトホール１０５を介してＴＦＴ１０２に接続させた。
【００９３】
次に、上記の工程で得られた基板に対して、アルカリ水溶液中の超音波処理、純水リンス処理、純水中の超音波処理を施した後、乾燥させ、さらに、基板にＵＶ−オゾン処理を施し、基板を清浄化した。
次に、図２３（Ｃ）に示すように、ＰＤＭＳからなるモールド１０６を用いて、FIrpic（下記の化３）およびOXD-7（下記の化４）をドープしたポリビニルカルバゾール（下記の化５）を含む青色発光層１０７を反射電極１０４上に形成した。
【００９４】
【化３】
2016035492.tif 000005
【００９５】
【化４】
2016035492.tif 000006
【００９６】
【化５】
2016035492.tif 000007
【００９７】
具体的には、実施例１のカラーフィルター形成用のモールドと同様のものを準備した。使用したモールドの凹部の深さは２００ｎｍとした。次いで、青色発光層形成用液体として、ポリビニルカルバゾールに対して、ＦＩｒｐｉｃを１．０重量％、ＯＸＤ−７を１．０重量％加え、さらに、これらをトルエンに溶解させ、ポリビニルカルバゾールの２．０重量％の溶液を得た。次いで、青色発光層形成用液体を、実施例１のカラーフィルター形成方法における青、緑、赤のカラーフィルター形成用液体に代えて注入した。次いで、自然乾燥により溶媒であるトルエンを除去した後に、モールドを取り外し、青色発光層を形成した。この時の膜厚は、モールドの深さの設計通り２００ｎｍであった。
【００９８】
次に、図２３（Ｄ）に示すように、マグネシウム・銀合金（膜厚１ｎｍ）／銀（膜厚１９ｎｍ）の積層膜からなる半透明電極１０８を、真空蒸着法により青色発光層１０７上に形成した。
以上の工程により、青色発光有機ＥＬ素子１０９を備えた青色発光有機ＥＬ素子基板１１０を完成させた。
【００９９】
次に、図２４に示すように、上記の青色発光有機ＥＬ素子基板１１０と、実施例１で説明した方法で製造した色変換基板５９と、を貼り合わせた。このとき、青色発光有機ＥＬ素子基板１１０の青色発光有機ＥＬ素子１０９が形成された面と、色変換基板５９の赤色変換層５８Ｒ、緑色変換層５８Ｇが形成された面と、を対向させ、既存の手法を用いて貼り合わせた。
以上の工程により、本実施例の表示装置１１１が完成した。
【０１００】
上記構成の表示装置１１１によれば、青色発光有機ＥＬ素子基板１１０から励起光としての青色光Ｌｂが射出される。赤色画素ＰＸｒにおいては、色変換基板５９の赤色変換層５８Ｒにより青色光Ｌｂが赤色光Ｌｒに変換されて射出される。緑色画素ＰＸｇにおいては、色変換基板５９の緑色変換層５８Ｇにより青色光Ｌｂが緑色光Ｌｇに変換されて射出される。青色画素ＰＸｂにおいては、光が色変換層を透過しないため、青色光Ｌｂがそのまま射出される。さらに、色変換基板５９はカラーフィルター５１を備えているため、赤色光Ｌｒ、緑色光Ｌｇ、青色光Ｌｂの各々はカラーフィルター５１によって色純度が高められる。このように、表示装置１１１は、３色の画素を用いてカラー表示を行うことができる。
【０１０１】
また、本実施例によれば、モールドを用いて青色発光有機ＥＬ素子基板１１０、色変換基板５９のそれぞれを作製しているため、品質に優れた表示装置１１１を生産性良く製造することができる。
【０１０２】
なお、本実施例では、青色発光有機ＥＬ素子基板１１０と色変換基板５９を組合せた表示素子を示したが、本発明の青色発光有機ＥＬ素子基板と、既存の技術で作製された色変換基板を組合せてもよい。また、本発明の色変換基板と、既存の技術で作製された励起光源基板と組合せてもよい。励起光源基板としては、青色または紫外光のバックライトを有し、液晶やマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）をスイッチング素子として備えたものが挙げられる。
【０１０３】
なお、本発明の技術範囲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。
例えば上記実施形態のモールドは、全て機能層用液体収容部内の液体を排出するための液体排出口を備えていたが、液体排出口は必ずしも備えていなくてもよい。本発明の方法を用いて製造する機能層として、カラーフィルター層、色変換層の他、ブラックマトリクス層、隔壁層、発光層などに適用することができる。その他、モールド、カラーフィルター基板、色変換基板、表示装置などを構成する各種構成要素の形状、数、配置、材料等は、上記実施形態に限ることなく、適宜変更が可能である。
【０１０４】
上記実施形態では、機能層を形成する際に、光硬化性材料を含む液体材料、いわゆるネガ型の液体材料を用い、液体材料の一部を固化する工程において、機能層用液体収容部内の液体に光を選択的に照射し、機能層用液体収容部内の液体の一部を固化する方法を採用した。この方法に代えて、感光性材料を含む液体材料、いわゆるポジ型の液体材料を用い、液体材料の一部を固化する工程において、機能層用液体収容部内の液体を乾燥させて薄膜とした後、遮光部を用いて薄膜に光を選択的に照射し、薄膜の一部を可溶化する方法を採用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、カラーフィルター基板、色変換基板、ＴＦＴ基板、およびこれらの基板を備えた表示装置などに利用が可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１，４１，４７，５４，７１，８１，９１…モールド（機能層形成用モールド）、２，７２，８２，９２…モールド基材、３，７３，８３，９３…機能層用凹部、４，７４…遮光層用凹部（遮光部）、５…機能層用液体導入口、６…機能層用液体排出口、９…機能層用液体収容部、１０…遮光用液体収容部、３０Ｒ…赤色層形成用液体、３０Ｇ…緑色層形成用液体、３０Ｂ…青色層形成用液体、３１…遮光性液体、３６，５１…カラーフィルター（機能層）、４２，４８，５５…凹部、４９Ｒ，４９Ｇ，４９Ｂ…カラーフィルター形成用液体、５６，８４，９４…遮光部、５７Ｒ，５７Ｇ…色変換層形成用液体、５８Ｒ，７９Ｒ…赤色変換層（機能層）、５８Ｇ，７９Ｇ…緑色変換層（機能層）、５９，７７…色変換基板、７６…凹凸、７９…色変換層、７９Ｂ…青色変換層（機能層）、１０９…青色発光有機ＥＬ素子、１１１…表示装置。
【図１】
2016035492.tif 000008
【図２】
2016035492.tif 000009
【図３】
2016035492.tif 000010
【図４】
2016035492.tif 000011
【図５】
2016035492.tif 000012
【図６】
2016035492.tif 000013
【図７】
2016035492.tif 000014
【図８】
2016035492.tif 000015
【図９】
2016035492.tif 000016
【図１０】
2016035492.tif 000017
【図１１】
2016035492.tif 000018
【図１２】
2016035492.tif 000019
【図１３】
2016035492.tif 000020
【図１４】
2016035492.tif 000021
【図１５】
2016035492.tif 000022
【図１６】
2016035492.tif 000023
【図１７】
2016035492.tif 000024
【図１８】
2016035492.tif 000025
【図１９】
2016035492.tif 000026
【図２０】
2016035492.tif 000027
【図２１】
2016035492.tif 000028
【図２２】
2016035492.tif 000029
【図２３】
2016035492.tif 000030
【図２４】
2016035492.tif 000031