JP3400389B2 - カラーフィルタの製造方法、及びインクジェットヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示パネル等
に用いられるカラーフィルタの製造方法、及びインクジ
ェットヘッドに関し、特に、インクジェットヘッドによ
ってカラーインクを吐出してカラーフィルタを製造する
方法、及びそのカラーフィルタの製造方法を実現するイ
ンクジェットヘッドの改良を図ったものに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータ、特に携
帯用のパーソナルコンピュータの発達に伴い液晶ディス
プレイ、殊にカラー液晶ディスプレイの需要が増加する
傾向にある。しかしながら、その更なる普及のためには
液晶ディスプレイのコストダウンが必要であり、特にコ
スト的に比重の高いカラーフィルタのコストダウンに対
する要求が高まっている。カラーフィルタの主な製造方
法としては、印刷法、電着法、染色法、または顔料分散
法などがある。以下、それぞれの方法について説明す
る。

【０００３】まず、印刷法は、着色層となるべき熱硬化
性樹脂に、繰り返し印刷を行うことにより、赤（以下、
Ｒと称す）、緑（以下、Ｇと称す）、青（以下、Ｂと称
す）の３色を塗り分け、熱硬化性樹脂を加熱硬化させて
着色層を形成するものである。その際、塗料としては顔
料を分散させたものを用いる。この印刷法は、工程は簡
単であるが、カラーフィルタの解像性や平坦性が悪いと
いう欠点がある。

【０００４】次に、電着法は、透明基板上に透明電極を
パターニングし、顔料、樹脂、電解液等が入った電着塗
装液に浸漬して第１の色を電着する。この工程を３回繰
り返してＲ、Ｇ、Ｂの着色層を形成し、最後に焼成する
ものである。この電着法は、カラーフィルタの平坦性は
優れているが、形成可能なカラーフィルタの配色パター
ンが限定されるという欠点がある。

【０００５】次に、染色法は、ガラス基板上に、染色用
の材料である水溶性高分子材料に感光剤を添加して感光
化し、この感光層をフォトリソグラフィー工程により所
望の形状にパターニングした後、得られたパターンを染
色浴に浸漬し着色パターンを得る。この工程を３回繰り
返してＲ、Ｇ、Ｂの着色層を形成するものである。この
染色法は、カラーフィルタの色は鮮明であるが、カラー
フィルタの耐候性、耐光性、耐熱性、及び吸湿性が劣る
という欠点がある。

【０００６】最後に、顔料分散法は、まず基板上に顔料
を分散した感光性樹脂層を形成し、これをパターニング
することにより単色のパターンを得る。さらにこの工程
を３回繰り返すことにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の着色層
を形成するものである。この顔料分散法は、塗布する材
料の７０％以上がパターニングの際に廃棄されるため、
材料ロスが多いという欠点がある。

【０００７】これら４つの方法のいずれにおいても、着
色層の上に保護層を形成するのが一般的である。また、
上記４つの方法は、いずれにおいても、Ｒ、Ｇ、Ｂの３
色の着色層を形成するために、同一工程を３回繰り返す
必要があり、必然的に製造コストが高くなるとともに、
歩留りや生産性が低くなってしまう，という欠点があっ
た。

【０００８】これらの欠点を解消し得るものとして、イ
ンクジェット法を用いたカラーフィルタの製造方法が既
に提案されており、これは、例えば、特開昭５９−７５
２０５号公報、特開昭６３−２３５９０１号公報、特開
平１−２１７３０２号公報、特開平４−１２３００５号
公報、及び特開平７−１４６４０６号公報等に開示され
ている。

【０００９】このインクジェット法は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各
色素を含有する着色液（以下、インクと称す）をノズル
によってカラーフィルタ基板に吐出し、そのインクをカ
ラーフィルタとなるべき透明基板上で乾燥させて着色層
を形成するものである。このインクジェット法によれ
ば、Ｒ、Ｇ、Ｂの各着色層の形成を一度に行うことがで
き、しかも、インクの使用量にも無駄が生じないため、
大幅な生産性の向上、コストダウン等の効果を得ること
が期待できる。

【００１０】このインクジェット法には、熱エネルギー
を利用して液滴を吐出するサーマルインクジェットヘッ
ド（バブルジェットヘッドとも言う）や、圧電素子のダ
イレクトモード変形（圧電セラミックスが歪む性質）を
利用して液滴を吐出するピエゾヘッドを用いて、カラー
フィルタの着色部を各色インクにより直接着色する方法
と、先にインク受容層を、セルロース、アクリル系樹
脂、ゼラチン等の，液体を吸収する材料により形成し、
これを吐出したインクで染色する方法，の２種類の方法
がある。

【００１１】まず、直接カラーフィルタ基板を着色する
方法は、カラーフィルタ基板上の枠体（ブラックマトリ
ックス）によって区切られた画素区画にインク液滴を吐
出して所定のインク量を画素区画に充填し、そのインク
を乾燥固化して着色層を形成する，というものである。
その際、枠体と着色層の平坦性を確保するために、枠体
の高さはインクが乾燥固化した時の高さに制限される。
このため、インクは乾燥による体積減少を見込んで枠体
の高さを越える量が充填され、これが凸状のメニスカス
となって安定に保持されるように、感光性樹脂材料から
なる枠体にはフッ素系材料を含有させることで撥液特性
が付加されている。

【００１２】この枠体にインクジェットヘッドでインク
を吐出し充填する方法を、図８を用いて説明する。図８
は、直接カラーフィルタ基板を着色する，従来のインク
ジェット法によるカラーフィルタの製造方法を示す説明
図であり、１つの画素区画に４つのインク液滴を吐出す
る場合を示している。図８（ａ）は最初のインク液滴の
着弾前の様子を、図８（ｂ）は２番目のインク液滴の着
弾前の様子を、図８（ｃ）は３番目のインク液滴の着弾
前の様子を、図８（ｄ）は４番目のインク液滴の着弾前
の様子を、図８（ｅ）は４番目のインク液滴の着弾後の
様子を、それぞれ示すものである。

【００１３】この図８において、８１は１つの圧力室８
２に１つのノズル８４を設置したインクジェットヘッ
ド、８２は図示しないインク供給源により供給されたイ
ンクで満たされた圧力室、８４は圧力室８２に充填され
たインクを吐出するノズル、８５は画素区画、８６はカ
ラーフィルタとなるべき透明基板（以下、カラーフィル
タ基板と称す）、８７はブラックマトリックスにより形
成された枠体、８８ａは画素区画８５に対して最初に吐
出された第１のインク液滴、８８ｂは画素区画８５に対
して２番目に吐出された第２のインク液滴、８８ｃは画
素区画８５に対して３番目に吐出された第３のインク液
滴、８８ｄは画素区画８５に対して４番目に吐出された
第４のインク液滴、８９ａ，８９ｂ，８９ｃ，８９ｄは
それぞれインク液滴８８ａ，８８ｂ，８８ｃ，８８ｄが
画素区画８５に着弾した後の充填インクである。

【００１４】図８（ａ）において、インクジェットヘッ
ド８１は圧力室８２がインクで満たされており、ノズル
８４からカラーフィルタ基板８６の画素区画８５に向か
ってインク液滴の吐出が行われる。

【００１５】インク液滴８８ａがカラーフィルタ基板８
６の表面に着弾すると、図８（ｂ）に示すように、枠体
８７間に着弾して広がった充填インク８９ａとなる。こ
のとき、インクジェットヘッド８１とカラーフィルタ基
板８６はインク液滴が同じ地点に着弾しないように継続
して相対移動しており、図８（ｂ）ないし図８（ｄ）の
順番に第２，第３，第４のインク液滴８８ｂ，８８ｃ，
８８ｄをインクジェットヘッド８１より吐出し、枠体８
７を充填インク８９ｃで満たす。所定のインク量を枠体
８７に充填し終わった後は、図８（ｄ）に示すように、
枠体８７の高さより充填インク８９ｄの高さが高くなっ
て、凸状のメニスカスが形成される。

【００１６】また、受容層をインクで着色する方法は、
カラーフィルタ基板上のブラックマトリックス膜で区画
された画素領域上のインク受容層を予め形成しておき、
この受容層に向けて、直接カラーフィルタ基板を着色す
る場合と同様の方法によりインク液滴を吐出し、画素領
域全面の受容層に着弾インクを吸収させることで、カラ
ーフィルタを形成する方法である。

【００１７】従来のインクジェット法は以上のように構
成されており、塗料印刷や化学的なプロセス等によりカ
ラーフィルタを形成する従来の方法とは異なり、各色ご
とに同様の工程を繰り返す必要がなく、工程の繰り返し
による歩留まりの低下や生産コスト増を招くことがな
く、また、フィルタ材料に無駄を生じることなくカラー
フィルタを製造することが期待できる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インクジェット法によるカラーフィルタの製造方法に
は、以下に述べるような課題があった。以下、この従来
技術の課題について図８および図９を用いて説明する。
図９は、従来のインクジェット法によって製造されたカ
ラーフィルタの着色層を示す模式図であり、図９（ａ）
及び図９（ｂ）は直接カラーフィルタ基板を着色する場
合を、図９（ｃ）はカラーフィルタ基板上の受容層を着
色する場合を、それぞれ示すものである。

【００１９】図において、図８と同一符号は同一または
相当のものを示し、９０は画素区画内でインクが満たさ
れなかった部分を示す色抜け、９１ａ，９１ｂ，９１
ｃ，９１ｄはそれぞれ第１のインクドット，第２のイン
クドット，第３のインクドット，第４のインクドット、
９２はインクドットの重複部分、９３はインクドットの
単一部分、９４は枠体８７を越えた越境インク、９５
ａ，９５ｂ，９５ｃ，９５ｄ，９５ｅ，９５ｆ，９５
ｇ，９５ｈ，９５ｉは着色層、９９ｂ，９９ｅはそれぞ
れ着色層９５ｂ，９５ｅの充填インクである。

【００２０】この従来のインクジェット法では、枠体８
７にインクジェットヘッドから所定のインク液滴を充填
し直接カラーフィルタ基板を着色する場合には、枠体８
７に最後のインク液滴が突入する頃には大きな凸状メニ
スカスが枠体８７に形成されているので、その最後のイ
ンク液滴が衝突する衝撃で充填インクに波が生じ、あふ
れたインクが枠体を越えて隣接する枠体内部に侵入し、
混色が生じる場合がある。

【００２１】図９（ａ）は、このような、インク充填領
域のインク９９ｂが枠体８７を越えて、本来の着色層９
５ｂに隣接する着色層９５ａと９５ｃに侵入した状態を
示すものである。この混色は、特に枠体８７の形状や枠
体８７に付加された撥液性のばらつきによって、インク
保持能力が低下している部分で生じやすい。

【００２２】また、枠体で区画された着色部のカラーフ
ィルタ基板表面に撥液材の残渣などが残った場合、図９
（ｂ）に示すように、画素区画内の隅の部分まで充填イ
ンク９９ｅが均一に行き渡らず、色抜け９０が生じた画
素が多数の画素中に生じることがある。これは、最終の
インク液滴の着弾点近傍、または画素区画内の隅の部分
で生じやすい。

【００２３】一方、カラーフィルタ基板上のインク受容
層に染色する場合には、図９（ｃ）のごとく、インク液
滴が、図示しない受容層に一定時間間隔で順次着弾しイ
ンクが広がった後、順次インクドット９１ａ、９１ｂ、
９１ｃ、９１ｄを形成して受容層に吸収されるため、イ
ンクドットに重複部分９２と単一部分９３ができ、これ
により、色むらが発生することがある。

【００２４】以上のように、従来のインクジェット法に
よって製造されるカラーフィルタは、インクの混色、色
抜け、または色むらなどが生じ、色濃度が均一にならな
いという問題があった。本発明は、上記のような従来の
ものの問題点に鑑みてなされたもので、カラーフィルタ
ーの色濃度を均一化でき、ローコストで製造することが
できるカラーフィルタの製造方法と、そのカラーフィル
タの製造方法を実現するインクジェットヘッドを提供せ
んとするものである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１にかかるカラーフィルタの製造方法は、イ
ンクジェットヘッドを用いてカラーフィルタ基板上の画
素区画にインク液滴を吐出して着色層を形成するカラー
フィルタの製造方法において、前記インクジェットヘッ
ドが有する複数のノズルから、１つの画素区画に対し
て、均一な吐出特性でもって、複数のインク液滴を同時
に吐出するインク液滴吐出工程を含むことを特徴とす
る。

【００２６】また、請求項２に係るカラーフィルタ製造
方法は、上記インクジェットヘッドが、複数のノズルよ
りなるノズル列が形成されたノズル板と、電気信号によ
って変形するアクチュエータが設置された平面平板と、
上記ノズル板、及び上記平面平板によって囲まれた空間
により形成される圧力室と、を有し、上記インク液滴吐
出工程は、インク供給源から上記圧力室に供給されるイ
ンクを上記アクチュエータによって加圧し、上記ノズル
列を構成する複数のノズルから均一な吐出特性でもっ
て、複数のインク液滴を同時に吐出することを特徴とす
る。

【００２７】また、請求項３に係るカラーフィルタ製造
方法は、上記インクジェットヘッドが、溝幅の長さより
深い深溝が相互に平行となるように複数形成された圧電
材料基板と、複数のノズルよりなるノズル列が所要箇所
に相互に平行となるように複数形成されたノズル板と、
上記圧電材料基板の深溝を封止するカバープレートと、
上記圧電材料基板の深溝の隔壁に電位差を与えて、該隔
壁をせん断モードで変形させるアクチュエータと、上記
圧電材料基板の深溝、上記ノズル列が形成された箇所の
上記ノズル板、上記カバープレート、及び上記アクチュ
エータによって囲まれた空間により形成される複数の圧
力室と、上記圧力室と交互に配置される、上記圧電材料
基板の深溝、上記ノズル列が形成されていない箇所の上
記ノズル板、上記カバープレート、及び上記アクチュエ
ータによって囲まれた空間により形成される複数の空気
室と、を有し、上記インク液滴吐出工程は、インク供給
源から上記複数の圧力室に充填されるインクを上記アク
チュエータによって加圧し、上記ノズル列を構成する複
数のノズルから均一な吐出特性でもって、複数のインク
液滴を同時に吐出することを特徴とする。

【００２８】また、請求項４に係るカラーフィルタ製造
方法が、前記インクジェットヘッドは、溝幅の長さより
浅い浅溝を相互に平行となるように複数形成された圧電
材料基板と、複数のノズルよりなるノズル列が直線上に
複数形成されたノズル板と、圧電材料基板に電位差を与
えて、該圧電材料基板を横歪みモードで変形させるアク
チュエータと、上記圧電材料基板の浅溝を封止し、上記
アクチュエータによって変位する振動板と、上記圧電材
料基板の浅溝、上記ノズル板、及び上記振動板によって
囲まれる空間により形成される複数の圧力室とを有し、
上記インク液滴吐出工程は、インク供給源より上記複数
の圧力室に充填されるインクを上記振動板の変位によっ
て加圧して上記ノズル列を構成する複数のノズルから均
一な吐出特性でもって、複数のインク液滴を同時に吐出
することを特徴とする。

【００２９】また、請求項５に係るカラーフィルタ製造
方法は、形状が概ね長方形であって長辺と短辺の長さの
比が３以上である画素区画に着色層を形成する際には、
上記画素区画の形状に基づいた数のノズルを、上記画素
区画の長辺方向と平行に、かつ等しいノズル間隔で上記
ノズル列に設置して、前記インク液滴吐出工程を行なう
ことを特徴とする。

【００３０】また、請求項６に係るカラーフィルタ製造
方法は、両端に位置するノズルを、上記圧力室の短辺壁
から該短辺壁の長さ以上離して上記ノズル列に設置し
て、前記インク液滴吐出工程を行なうことを特徴とす
る。

【００３１】また、請求項７に係るカラーフィルタ製造
方法は、上記アクチュエータが、上記隔壁または上記圧
電材料基板と、信号電極と、共通電極と、を有し、上記
インク液滴吐出工程は、上記信号電極、及び上記共通電
極にそれぞれ与えられた第１及び第２の信号、および電
位の差に基づいて、全ての上記隔壁または上記圧電材料
基板を同時に変形させて、インク供給源から上記複数の
圧力室に充填されるインクを加圧し、上記複数のノズル
から均一な吐出特性でもって、インク液滴を同時に吐出
することを特徴とする。

【００３２】

【００３３】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）本発明の実施の
形態１に係るカラーフィルタの製造方法は、１つの圧力
室に複数のノズルを設置したインクジェットヘッドを用
いて、１つの画素区画に複数のインク液滴を同時に、か
つインク液滴の体積や飛翔速度などの特性が均一になる
ように吐出してカラーフィルタの着色層を形成するもの
である。

【００３４】図１は、本発明の実施の形態１に係るカラ
ーフィルタの製造方法により製造されたカラーフィルタ
の着色パターンを示す模式図である。図において、６は
カラーフィルタとなるべき透明基板（以下、カラーフィ
ルタ基板と称す）、Ｒは赤の着色層、Ｇは緑の着色層、
Ｂは青の着色層であり、このカラーフィルタは３色がス
トライプ状にパターニングされた着色パターンである。
また、７はブラックマトリックスにより形成された枠体
である。

【００３５】そして、インクジェットヘッドを用いた着
色層Ｒ、Ｇ、Ｂの製造方法には、次の２種類の方法があ
る。

【００３６】まず、顔料及び染料を含有する紫外線硬化
型インクを使用して直接着色層を形成する方法は、撥液
性を有するブラックマトリックスの枠体７にインクジェ
ットヘッドにてインクを充填し、乾燥固化して着色層を
形成するものである。これに対し、着色染料を混入した
インクと被染色層を用いる方法は、クロムのスパッタリ
ングとフォトリソグラフィーにより格子状にパターン形
成されたブラックマトリックスの上にインク受容層が設
けられており、インクジェットヘッドにて受容層にイン
クを付着、吸収させることで着色層を形成するものであ
る。

【００３７】まず、ブラックマトリックスの枠体にイン
クを充填して着色層を形成する製造方法について図２を
用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係る
カラーフィルタの製造方法を示す説明図であり、図２
（ａ）はインク吐出直後の状態を、図２（ｂ）はインク
着弾後の状態を、それぞれ示すものである。図におい
て、図１と同一符号は同一または相当するものを示す。
１は１つの圧力室２に複数のノズル４（この例では４ａ
ないし４ｄ）を設置したインクジェットヘッド、２は図
示しないインク供給源からインクが供給されるとともに
カラーフィルタ基板に充填すべきインクをアクチュエー
タによって加圧する圧力室、３は圧力室２の前面に設け
られ、ノズル列５が形成されるとともに、圧力室２を封
止するノズル板、４は圧力室２に充填されたインクを吐
出する複数のノズル、５は互いに等間隔かつ一列に配列
された複数のノズル４ａないし４ｄからなるノズル列、
７はブラックマトリックスにより形成された枠体、８は
複数のノズル４ａないし４ｄから吐出されたインク液
滴、９は枠体７によって区切られた画素区画、１０はイ
ンク吐出方向、１１は凸状メニスカスを形成する充填イ
ンクであり、これは、ノズル４ａないし４ｄから同時に
吐出されたインク液滴８ａないし８ｄにより形成された
ものである。

【００３８】なお、インクジェットヘッド１のインク吐
出位置は、インク吐出方向１０から見てノズル列５の中
心が画素区画９の中心と重なる位置である。また、画素
区画９の形状が概ね長方形であって長辺と短辺の長さの
比が３以上である場合に、１つの圧力室２に設ける複数
のノズル４の数は、画素区画９の長辺と短辺の長さの比
に近い整数とする。これは、着弾したインク液滴が画素
区画内で効率よく拡がるようにするためである。

【００３９】次に、動作について説明する。インクジェ
ットヘッド１は、カラーフィルタ基板６上面の枠体７が
インクジェットヘッド１の吐出位置に移動した際に、図
示しない移動制御回路からインクジェットヘッド１の駆
動回路に対しインク吐出信号が出力され、このインク吐
出信号に基づいて圧力室２に充填されたインクをアクチ
ュエータ等で加圧して、ノズル列５のノズル４ａ，４
ｂ，４ｃ，４ｄからインク液滴８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ
を同時に吐出する。これらインク液滴８ａ，８ｂ，８
ｃ，８ｄの体積や飛翔速度などの特性はほぼ均一であ
り、それぞれ異なった着弾点で画素区画（インク充填領
域）９の基板６表面にほぼ同時に衝突し、次の瞬間に押
し潰されて、着弾点を中心に放射状に拡がり、薄い円柱
状のインクドットを形成する。次に、そのインクドット
は、画素区画９内を流れてドットの形状が崩れ、他のイ
ンクドットとともに、凸状メニスカスを形成する充填イ
ンク１１となる。

【００４０】実験では、粘度１０〜１５ｃｐ、及び体積
１５〜３０ｐｌのインク液滴を４〜７ｍ／ｓの飛翔速度
でカラーフィルタ基板６の画素区画９に衝突させた場
合、インクドットの直径は約６０〜９０μｍであった。
インク及びカラーフィルタ基板の種類が同一であれば、
インクドットの直径は、インク液滴の体積及び液滴の飛
翔速度によって決定されるので、画素区画９の大きさと
充填インク１１の量から最適なインクドットの直径を選
択することができる。

【００４１】このように、本実施の形態１では、複数個
のインク液滴８を透明基板６表面に同時に着弾させるた
め、各々のインクドットが画素領域（インク充填領域）
８で均一に同時に形成されると共に隣接するインクドッ
ト同士の干渉力によって、インク充填領域全体にインク
が押し広げられる。

【００４２】これに対し、従来の，インク液滴を順番に
突入させていくインク充填方法では、インク液滴を１つ
ずつ吐出するため、先行して吐出されたインク液滴８
ａ、８ｂ、８ｃで形成されたインク充填領域の凸状メニ
スカスに最終のインク液滴８ｄが突入すると、そのメニ
スカスに大きな波を発生させ、インクが枠体７から隣接
画素に溢れることがあった。

【００４３】しかしながら、本実施の形態１のインク充
填方法では、全てのインク液滴８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ
がカラーフィルタ基板６表面に同時に衝突するため、そ
の各々のインク液滴のインクを基板６表面に押し広げる
力にエネルギーが費やされ、インクの，枠体７を越えよ
うとする力が抑えられる。

【００４４】また、従来の方法では、最終のインク液滴
８ｄの着弾位置に近いインク充填領域の隅部にインクが
浸透せず色抜けが生じることがあった。これは、先行し
ているインク液滴８ａないし８ｃによって充填されたイ
ンクがインク充填領域の隅部を残して満たされている場
合に、最終インク液滴８ｄが充填インクの上に突入して
も充填インク側に圧力が流れて、隅部にインクが浸透し
にくいためである。

【００４５】この場合においても、本実施の形態１によ
る方法では、従来方法の最終インク液滴８ｄの着弾位置
に相当するインク充填領域の隅部付近の透明基板６表面
に、他のインク液滴８ａ，８ｂ，８ｃと同時に、直接透
明基板６表面に着弾するため、着弾後に透明基板６表面
を放射状にインクが押し広げられる力で、インク充填領
域８の隅部までインクが浸透しやすいという効果があ
る。

【００４６】さらに、受容層にインク液滴を吐出する場
合においても、本実施の形態１によれば、複数のインク
液滴が受容層へ均一に同時に着弾することで、受容層上
での隣接インクドット干渉部が液体の状態で混合した後
に吸収される。そのため、従来の方法で見られたインク
ドットの重なり部の濃度むらが解消される。

【００４７】次に、図３を用いて、本実施の形態１にお
けるインクジェットヘッドの圧力室とノズルの関係につ
いて説明する。図３は、１つの圧力室に複数のノズルを
設置したインクジェットヘッドをインク吐出方向から見
た模式図である。ここではノズルを４個形成した場合を
示している。これらのノズルはカラーフィルタのインク
充填領域の形状に合わせて一列に配置されている。

【００４８】図において、図２と同一符号は同一または
相当するものを示す。１２は図示しないアクチュエータ
を設置した、平面平板１４ａ，１４ｂよりなる，圧力室
２の長辺壁、１３は平面平板１４ｃ，１４ｄよりなる，
圧力室２の短辺壁、Ｌは圧力室２長辺壁１２の内側の長
さ、Ｗは圧力室２短辺壁１３の内側の長さ、Ｓはノズル
列５の両端に位置しているノズル４ａ，４ｄの中心から
短辺壁１３までの長さである。

【００４９】これら４個のノズル４ａないし４ｄは、一
つの圧力室２に設けられている。圧力室２の断面形状
は、ノズル列５の軸方向長さＬの長辺壁１２とそれに垂
直な幅Ｗの短辺壁１３を有する長方形である。短辺壁１
３からノズル列５の両端ノズルの中心までの間隔Ｓは、
短辺壁１３の幅Ｗ以上の長さで構成される。さらに、圧
力室２内のインクを加圧するための図示しないアクチュ
エータは、圧力室２の断面の長辺壁１２に設けられ、長
辺壁１２に垂直な方向へ変位するように構成されてい
る。

【００５０】ここで、複数のノズル４を一つの圧力室２
に設けたのは、次のような経緯による。即ち、代表的な
カラーフィルタの画素ピッチは、約３００μｍであり、
例えば１０．４インチのＶＧＡ（６４０×４８０ドッ
ト）液晶パネル用のものでは３３０μｍ、１８．１イン
チのＳＶＧＡ（１０２４×１０２４ドット）液晶パネル
用のものでは２８０μｍである。この画素区画に適切な
ノズル数は４個であるが、この４個のノズル４を３００
μｍ内にピッチ６０μｍで配置してインクを同時に吐出
することは、通常の（プリンタ用の）インクジェットヘ
ッド１では非常に困難である。何故なら、例えば、ピエ
ゾ方式での最小ピッチは約１４１μｍ、バブルジェット
方式のそれは約７１μｍであり、６０μｍを越えるから
である。

【００５１】しかも、このような狭いピッチのヘッドで
は、隣接チャンネルとの距離が短くなるため、いわゆる
クロストーク、即ち、或るチャンネル内部のインクを吐
出する際の圧力振動が隣接するチャンネルに影響を及ぼ
すため、隣接するノズルから同時に液滴を吐出する場合
の吐出性能が、１つのノズルから液滴を吐出する場合の
吐出性能から変化してしまう，という不具合、の発生が
大きいため、プリンタ用のインクジェットヘッドでは、
隣接するノズルから同時に液滴を吐出することを避け、
一つの圧力室に一つのノズルを設けるとともに、複数の
圧力室の個々のノズルの吐出タイミングをずらせて全ノ
ズルからのインク液滴吐出を達成している。

【００５２】しかしながら、一つの圧力室に一つのノズ
ルを設けるという考え方は、プリンタ用途では必要不可
欠であるが、カラーフィルタの製造にあたっては不要で
ある。それは、既に述べたように、インク液滴を１つづ
つ吐出すれば、色ムラ等が発生するためである。

【００５３】そこで、インクジェットヘッド１をカラー
フィルタ製造用に特化し、区画内に配列するノズル４を
同一の圧力室２に設けることにより、複数の液滴を同時
に吐出できるとともに、ノズルを狭ピッチで配置でき
る，カラーフィルタ製造用に最適化されたインクジェッ
トヘッドを得ることを着想した。

【００５４】しかしながら、このようなカラーフィルタ
製造用に最適化されたインクジェットヘッドでは、各ノ
ズルの吐出特性が揃っており、しかも狭ピッチのノズル
であるにもかかわらずクロストークが発生しないことが
必須である。

【００５５】本件発明者が鋭意研究を行った結果、これ
は、以下のような構成で実現できることを見い出した。
まず、このようなカラーフィルタ製造用に最適化された
インクジェットヘッドの圧力室２の断面形状について説
明する。図３において、ノズル列５のどのノズル４から
も同じ吐出特性を得るためには、ノズル列５を平行平板
で狭み全ノズルにインクの平行平板流れが加えられるよ
うにすることが有効である。そして、平行平板の側壁と
なる短辺壁１３の位置は、この短辺壁１３がノズル列５
の両端のノズルの流れに影響しないように、両端ノズル
４ａ、４ｄの中心から短辺壁１３までの距離Ｓを平行平
板間距離、即ち短辺長さＷ以上としている。この短辺長
さＷはノズル径の倍以上の大きさとすることが好まし
い。

【００５６】このような形状の圧力室２内のインクに効
果的に圧力を加えるには、両端ノズルから短辺壁までの
長さＳは両端ノズル４ａ，４ｄから吐出されるインクの
流れが短辺壁１３の影響を受けないように短辺壁１３内
側の長さＷ以上に設置し、ノズル列５は長辺壁１２に平
行で短辺壁１３の中心を通る直線上に設置し、かつ短辺
壁１３内側の長さＷはノズル径の２倍以上とすることが
好ましい。このようにすることにより、長辺壁１２の僅
かの変位で、均一かつ大きな圧力をインクに与えること
ができる。

【００５７】以上のことから、本発明の実施の形態１に
よれば、１つの画素区画９に複数のインク液滴８ａ，８
ｂ，８ｃ，８ｄを同時に、かつインク液滴の体積や飛翔
速度などの特性が均一になるように吐出することが可能
となり、これにより、直接カラーフィルタ基板６を着色
する場合では、衝突エネルギーがインクを放射状に押し
拡げる力に費やされ、枠体７を越えようとする力は抑え
られて、インクの混色および色抜けを防止でき、カラー
フィルタ基板６上の受容層を着色する場合では、各イン
クドットが混合した後にインクは受容層に吸収されて、
色むらを防止でき、その結果、いずれの場合でも色濃度
が均一なカラーフィルタを製造することができる。

【００５８】また、本発明の実施の形態１においては、
１つの圧力室２に複数のノズル４を設置したインクジェ
ットヘッド１を用いることにより、クロストークを発生
せずに、インクを小さいピッチで同時に吐出することが
でき、色濃度が均一なカラーフィルタを製造することが
できる。

【００５９】また、本発明の実施の形態１においては、
アクチュエータを設置した平面平板よりなる圧力室２の
長辺壁１２を有し、両端ノズルから短辺壁１３までの長
さＳを短辺壁１３内側の長さＷ以上となるように設置し
たインクジェットヘッド１を用いることにより、圧力室
２に充填されたインクにアクチュエータの僅かな変形で
均一かつ大きな圧力を与え、吐出するインク液滴８ａ，
８ｂ，８ｃ，８ｄの体積や飛翔速度などの特性を全て均
一にすることができ、色濃度が均一なカラーフィルタを
製造することができる。

【００６０】また、本発明の実施の形態１においては、
画素区画９の形状が概ね長方形であって長辺と短辺の長
さの比が３以上である場合に、１つの圧力室２に対する
複数のノズル４の数は、画素区画９の長辺と短辺の長さ
の比に近い整数とし、それらのノズル４を等間隔かつ一
列に設置したインクジェットヘッドを用いることによ
り、着弾したインク液滴が画素区画内を効率よく拡が
り、色濃度が均一なカラーフィルタを製造することがで
きる。

【００６１】（実施の形態２）本発明の実施の形態２に
係るカラーフィルタの製造方法は、圧電セラミックスの
せん断モード変形を利用する複数の圧力室及び空気室を
設置したインクジェットヘッドを用いて、画素区画の短
辺方向にある多数の同色画素区画にインク液滴を同時
に、かつインク液滴の体積や飛翔速度などの特性が均一
になるように吐出してカラーフィルタの着色層を形成す
るものである。

【００６２】図４は、複数の圧力室及び空気室を有し、
圧電セラミックスのせん断モード変形を利用するインク
ジェットヘッドを、インク吐出方向から見た模式図であ
る。図において、４１は圧力室４２及び空気室４８を隔
てる隔壁である。４２はインクを充填する複数の圧力室
であり、ノズル板、アクチュエータ１００、圧電セラミ
ックス基板４９、及びカバープレート５０で構成され
る。４５は複数のノズルを相互に平行となるように複数
設置してなるノズル列、４６は圧力室内壁の上半分に相
当する部分に金属膜で形成された信号電極、４７は空気
室内壁の上半分に相当する部分に金属膜で形成された共
通電極、４８は内部に空気が充填されている複数の空気
室であり、ノズル板、アクチュエータ、圧電セラミック
ス基板４９、及びカバープレート５０で構成され、ノズ
ルは有していない。４９は圧力室４２と空気室４８とな
るべき深溝が相互に平行になるように形成された圧電セ
ラミックス基板、５０はセラミックス材料または樹脂材
料等で形成され圧力室４２及び空気室４８となるべき深
溝の開口を封止するカバープレート、５２は隔壁４１の
分極方向、Ｖ１は共通電極４７に与えられる電位、Ｖ２
は信号電極４６に与えられる電位である。また、１００
はアクチュエータであり、隔壁４１、信号電極４６、及
び共通電極４７で構成され、圧電セラミックス基板４９
の深溝は、圧力室４２と空気室４８が所定間隔で配置さ
れるようにこれを形成する。

【００６３】図４に示すインクジェットヘッド１は、分
極方向５２と同方向に分極された圧電セラミックス基板
４９とカバープレート５０と図示しないノズルプレート
と図示しないドライバ基板とから構成されている。その
圧電セラミックス基板４９には、複数の深溝が同じ深さ
で平行に形成されている。深溝と深溝の間の方向５２に
分極された圧電セラミックスの隔壁４１には、上半分の
み金属膜が形成されており、奥行き方向の溝終端で繋が
って一つの信号電極４６と共通電極４７になっている。
また、これらの深溝によりインクの圧力室４２と空気室
４８が交互に形成される。空気室４８にはノズルは形成
されず、溝終端でカバープレート５０により封止され、
圧力室４２はインク供給路と連通している。カバープレ
ート５０は、セラミックス材料または樹脂材料等から形
成されており、圧電セラミックス基板４９とエポキシ系
接着剤で強固に接合されている。また、圧電セラミック
ス基板４９及びカバープレート５０の前方端面には圧力
室４２に対応して設けられたノズル列４５を有する図示
しないノズルプレートが接合されている。ノズル列４５
はその配列軸が深溝の深さ方向に平行に設けられてい
る。圧力室４２の信号電極４６と空気室４８の共通電極
４７は、それぞれ共通に接続されて図示しないドライバ
回路に接続されている。

【００６４】このドライバ回路から空気室４８の共通電
極４７にはＶ１なる電圧を、また、圧力室４２の信号電
極４６にはＶ２なる電位を与えて隔壁４１の間に電位差
を与えると、分極方向５２と電界方向が直交し隔壁上半
分がせん断力を受け、圧力室４２の両側の隔壁が図中の
破線で示すように同時に内側に変位して圧力室４２内の
インクを加圧する構成となっている。加圧されたインク
は、ノズル列４５の各ノズルから液滴となって吐出され
る。この場合、ノズル列４５の４個のノズルから同時に
液滴が吐出される。

【００６５】即ち、隔壁４１は、Ｖ１とＶ２の電位差に
よって分極し、その分極方向５２と電界方向が直交する
ことによって隔壁４１の上半分にせん断力を受ける。そ
のせん断力によって、同時に、図４の破線で示したよう
に、圧力室４２の隔壁４１は内側に変形して圧力室４２
に充填されるインクを加圧し、空気室４８の隔壁４１は
外側に変形する。隔壁４１によって加圧されたインク
は、それぞれノズル列４５から同時に吐出し、カラーフ
ィルタ基板の移動方向に垂直な列にある多数の同色画素
区画を着色する。

【００６６】ここで、空気室４８を設けているのは、互
いに隣接する圧力室４２が駆動するときの干渉で起こる
クロストークの影響を解消するためであり、これは、画
素区画の枠体へインク液滴を安定しかつ正確な位置と量
で吐出し着弾させるのに有効である。

【００６７】即ち、ピエゾ方式せん断モード型のヘッド
では、従来、隣接するチャンネルの全てのチャンネルか
らインク吐出を行っており、これはノズルピッチを縮め
るためには有効な方法であり、高速化を目指すプリンタ
ヘッドにおいては、有効なものであったが、チャンネル
側壁と隣接チャンネルのインクを通じて他のチャンネル
に圧力振動を与えるため、クロストークが避けられな
い，という欠点があった。

【００６８】これに対し、本実施の形態２では、解像度
の比較的低いカラーフィルタの製造用に最適化させるべ
く、高精度のインク吐出量制御を重視して、インク吐出
チャンネルの隣接チャンネルにはノズルをなくし、その
チャンネルを空気層にした。

【００６９】これにより、従来発生していた隣接チャン
ネルのインクを通じて起こる圧力振動を防ぐことがで
き、クロストークの無い，高精度・高安定なインク吐出
が可能となる。これは、インクにくらべ、空気の弾性率
は極端に低いので、空気層を介した圧力振動の伝搬は発
生しないことによる。

【００７０】そして、これら空気室４８を設けた場合で
も圧力室４２のピッチをカラーフィルタの特定色の画素
ピッチに合わすことは十分可能である。しかも、この空
気室４８を設けたことで、２系統の信号Ｖ１、Ｖ２のみ
で多数の圧力室４２を駆動することが可能となるので、
ドライバ回路が単純化され全体のコストダウンに寄与す
る。

【００７１】即ち、従来の連続したチャンネル全てにノ
ズルが設けられ、かつ各々のノズルからインク吐出が可
能なピエゾ方式せん断モード型のヘッドでは、インク吐
出チャンネルに信号Ｖ１（負圧：インク充填）を与え、
続いて隣接チャンネルに信号Ｖ２（加圧：インク吐出）
を与えることで、一滴の吐出が完了し、次に、今、信号
を与えたチャンネルからインクを吐出する場合は、その
チャンネルに信号Ｖ１を、続いて隣接するチャンネルに
信号Ｖ２を与える，という具合に、吐出パターンによっ
てチャンネルにＶ１とＶ２を与える必要があり、ドライ
バ回路が複雑になる。これに対し、本実施の形態２の，
インク吐出チャンネルの両側に空気層を持つ構造にする
と、インク吐出チャンネルには信号Ｖ１を、その両側の
空気層のチャンネルにはＶ２のみの信号を与えることに
なる。

【００７２】そして、空気層を有するヘッドのノズルピ
ッチをカラーフィルタの画素ピッチに合わせて作った場
合、カラーフィルタの画素配列軸とヘッドのノズル配列
軸を平行にできるため、ヘッドが傾斜したときに必要
な，駆動信号の遅延処理を必要とせず、かつ、全ノズル
を同時に吐出する配線にすることが可能となり、ドライ
バ回路が単純化される。このため、信号Ｖ１を多数の吐
出チャンネルに、信号Ｖ２を多数の空気層のチャンネル
へファンアウトすることが可能になる。

【００７３】図５は、本発明の実施の形態２に係るカラ
ーフィルタの製造方法を示す説明図である。図におい
て、図４と同一符号は同一または相当するものを示して
いる。５１は複数の圧力室４２及び空気室４８を有し、
圧電セラミックのせん断モード変形を利用するインクジ
ェットヘッド、５３はカラーフィルタ基板の移動方向、
Ｐ１は画素区画の短辺方向の同色の画素区画同士の間隔
である。なお、圧力室４２、空気室４８、及びノズル列
４５は、この間隔Ｐ１を保つように配列する。

【００７４】次に、その製造方法について説明する。カ
ラーフィルタ基板５６に形成された，画素区画Ｒ，Ｇ，
Ｂの特定色のピッチＰ１と同じピッチの圧力室と、その
圧力室の配列方向と垂直に設けられたノズル列を有する
インクジェットヘッド５１とカラーフィルタ基板５６を
図５のような位置関係で配置し、基板５６を矢印５３の
方向へ移動させてヘッドの吐出位置に来た画素区画に順
次、液滴を着弾させてインクを充填していく。このよう
な製造動作を行う製造装置によりカラーフィルタが製造
される。

【００７５】以上のことから、本発明の実施の形態２に
おいては、圧電セラミックスのせん断モード変形を利用
する複数の圧力室４２及び空気室４８を設置したインク
ジェットヘッド５１を用いることにより、複数の圧力室
４２が駆動する際の干渉を低減してクロストークを解消
し、インク液滴を同時に、かつインク液滴の体積や飛翔
速度などの特性が均一になるように吐出することがで
き、ローコスト化された設備で色濃度が均一なカラーフ
ィルタを製造することができる。

【００７６】また、本発明の実施の形態２においては、
圧力室４２及び空気室４８に設けたアクチュエータを、
信号電極４６と共通電極４７よりなる２系統の電極で駆
動することにより、インクジェットヘッド５１がコンパ
クト化、単純化、及びローコスト化でき、ローコスト化
された設備でカラーフィルタを製造することができる。

【００７７】（実施の形態３）本発明の実施の形態３に
係るカラーフィルタの製造方法は、圧電セラミックスの
横歪みモード変形を利用する複数の圧力室を設置したイ
ンクジェットヘッドを用いて、画素区画長辺方向にある
多数の同色画素区画にインク液滴を同時に、かつインク
液滴の体積や飛翔速度などの特性が均一になるように吐
出してカラーフィルタの着色層を形成するものである。

【００７８】図６は、複数の圧力室を有し、圧電セラミ
ックスの横歪みモード変形を利用する，インクジェット
ヘッドをインク吐出方向から見た模式図である。図にお
いて、６２はインクを充填する複数の圧力室であり、ノ
ズル板、圧電セラミックス基板６９、及び振動板７０で
構成される。６４は横歪みモードで変形する圧電セラミ
ックス板、６５はノズル板に直線状に配列された，複数
のノズルよりなるノズル列、６６は信号電極、６７は共
通電極、６９は溝幅の長さより浅い浅溝を相互に平行と
なるように複数形成した圧電セラミックス基板、７０は
圧電セラミックス基板６９の浅溝の開口を封止する振動
板、Ｖ１は共通電極６７に与えられる電位、Ｖ２は信号
電極６６に与えられる電位である。１１０はアクチュエ
ータであり、圧電セラミックス板６４、信号電極６６、
及び共通電極６７で構成される。

【００７９】ここに示すインクジェットヘッドは、圧力
室６２と振動板７０と圧電セラミック板６４とで構成さ
れている。圧力室６２は、セラミックス基板６９の上端
面に成型もしくは切削加工により形成した浅溝の開口を
振動板７０で封止した構成になっている。アクチュエー
タ１１０は、圧力室６２に対応して振動板７０上面に接
合された圧電セラミックス板６４と、振動板７０上面の
共通電極６７と圧電セラミックス板６４上面の信号電極
６６とで構成されている。圧電セラミックス板６４は、
共通電極６７と信号電極６６に高電圧を印加し分極処理
がおこなわれる。このように分極処理された圧電セラミ
ックス板６４を挟む共通電極６７と信号電極６６の間に
駆動レベルの電位差を与えると、分極方向と平行方向の
電界が印加され、圧電セラミックス板６４の横歪みが発
生し板面方向に収縮する。圧電セラミックス板６４の収
縮により振動板７０に曲げ応力が加えられ、振動板７０
は圧力室６２の内側方向へ変位する。圧力室６２前面に
は図示しないノズル板が接合されており、圧力室６２の
位置に対応してノズル列６５が設けられている。ノズル
列６５のノズル配列軸は、振動板７０と圧電セラミック
ス板６４の接合部材すなわちアクチュエータの板面と平
行に設けられている。横歪みモードの場合においても、
このようにセラミック基板６９に浅溝を形成して、圧力
室６２の長辺壁に当たる基板上端壁をアクチュエータと
することで、本発明に適したインクジェットヘッドを作
製できる。

【００８０】圧電セラミックス板６４は、Ｖ１とＶ２の
電位差によって分極し、その分極方向と電界が平行にな
ることにより横歪みが発生する。振動板７０は、圧電セ
ラミックス板６４の横歪みによって曲げ応力が加えら
れ、図６の破線で示したように、圧力室６２の内側に変
形する。圧力室６２は、振動板７０の変形によって充填
するインクを加圧してノズル列６５からインク液滴を同
時に吐出し、カラーフィルタ基板の移動方向に垂直な方
向の列にある多数の同色画素区画を着色する。

【００８１】図７は、本発明の実施の形態３に係るカラ
ーフィルタの製造方法を示す説明図である。図におい
て、図６と同一符号は同一または相当するものを示す。
７１は複数の圧力室６２を有し、圧電セラミックの横歪
みモード変形を利用するインクジェットヘッド、７３は
カラーフィルタ基板の移動方向、Ｐ２は画素区画の長辺
方向に隣接する画素区画同士の間隔である。なお、圧力
室６２及びノズル列６５は、この間隔Ｐ２を保つように
配列する。

【００８２】次に、その製造方法について説明する。カ
ラーフィルタ基板７６に形成された，画素区間Ｒ，Ｇ，
Ｂの特定色のピッチＰ２と同じピッチで形成された圧力
室と、その圧力室の配列方向と平行に設けられたノズル
列６５を有するインクジェットヘッド７１とカラーフィ
ルタ基板７６が図７のような位置関係で配置され、基板
７６が矢印７３の方向へ移動してヘッドの吐出位置に来
た画素区画に順次、液滴を着弾させて充填していく。こ
のような製造動作を行う製造装置によりカラーフィルタ
が製造される。

【００８３】以上のことから、本発明の実施の形態３に
おいては、圧電セラミックスの横歪みモード変形を利用
する複数の圧力室６２を設置したインクジェットヘッド
７１を用いることにより、インク液滴を同時に、かつイ
ンク液滴の体積や飛翔速度などの特性が均一になるよう
に吐出することができ、ローコスト化された設備で色濃
度が均一なカラーフィルタを製造することができる。な
お、上記実施の形態１ないし３では、いずれも液晶表示
パネル等のカラーフィルタを製造する場合について説明
したが、本発明はこれに限るものではなく、凹部や区画
等のセルの中にインクを着弾させて充填するものであれ
ば適用することが可能である。

【００８４】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、インクジェットヘッドを用いてカラーフィルタ基板
上の画素区画にインク液滴を吐出して着色層を形成する
カラーフィルタの製造方法において、前記インクジェッ
トヘッドが有する複数のノズルから、１つの画素区画に
対して、均一な吐出特性でもって、複数のインク液滴を
同時に吐出するインク液滴吐出工程を含むことにより、
直接カラーフィルタ基板を着色する場合では、衝突エネ
ルギーがインクを放射状に押し拡げる力に費やされ、枠
体を越えようとする力は抑えられて、インクの混色およ
び色抜けを防止でき、カラーフィルタ基板上の受容層を
着色する場合では、各インクドットが混合した後にイン
クは受容層に吸収されて、色むらを防止でき、その結
果、いずれの場合でも色濃度が均一なカラーフィルタを
製造することができる。

【００８５】また、請求項２の発明によれば、上記イン
クジェットヘッドが、複数のノズルよりなるノズル列が
形成されたノズル板と、電気信号によって変形するアク
チュエータが設置された平面平板と、上記ノズル板、及
び上記平面平板によって囲まれた空間により形成される
圧力室と、を有し、上記インク液滴吐出工程は、インク
供給源から上記圧力室に供給されるインクを上記アクチ
ュエータによって加圧し、上記ノズル列を構成する複数
のノズルから均一な吐出特性でもって、複数のインク液
滴を同時に吐出するようにしたことにより、クロストー
クを発生せずに、インクを小さいピッチで同時に吐出す
ることができ、色濃度が均一なカラーフィルタを製造す
ることができるインクジェットヘッドを得ることができ
る。

【００８６】また、請求項３の発明によれば、上記イン
クジェットヘッドが、溝幅の長さより深い深溝が相互に
平行となるように複数形成された圧電材料基板と、複数
のノズルよりなるノズル列が所要箇所に相互に平行とな
るように複数形成されたノズル板と、上記圧電材料基板
の深溝を封止するカバープレートと、上記圧電材料基板
の深溝の隔壁に電位差を与えて、該隔壁をせん断モード
で変形させるアクチュエータと、上記圧電材料基板の深
溝、上記ノズル列が形成された箇所の上記ノズル板、上
記カバープレート、及び上記アクチュエータによって囲
まれた空間により形成される複数の圧力室と、上記圧力
室と交互に配置される、上記圧電材料基板の深溝、上記
ノズル列が形成されていない箇所の上記ノズル板、上記
カバープレート、及び上記アクチュエータによって囲ま
れた空間により形成される複数の空気室と、を有し、上
記インク液滴吐出工程は、インク供給源から上記複数の
圧力室に充填されるインクを上記アクチュエータによっ
て加圧し、上記ノズル列を構成する複数のノズルから均
一な吐出特性でもって、複数のインク液滴を同時に吐出
するようにしたことにより、複数の圧力室が駆動する際
の干渉を低減してクロストークを解消し、インク液滴を
同時に、かつインク液滴の体積や飛翔速度などの特性が
均一になるように吐出することができ、ローコスト化さ
れた設備で色濃度が均一なカラーフィルタを製造するこ
とができるインクジェットヘッドを得ることができる。

【００８７】また、請求項４の発明によれば、前記イン
クジェットヘッドが、溝幅の長さより浅い浅溝を相互に
平行となるように複数形成された圧電材料基板と、複数
のノズルよりなるノズル列が直線上に複数形成されたノ
ズル板と、圧電材料基板に電位差を与えて、該圧電材料
基板を横歪みモードで変形させるアクチュエータと、上
記圧電材料基板の浅溝を封止し、上記アクチュエータに
よって変位する振動板と、上記圧電材料基板の浅溝、上
記ノズル板、及び上記振動板によって囲まれる空間によ
り形成される複数の圧力室とを有し、上記インク液滴吐
出工程は、インク供給源より上記複数の圧力室に充填さ
れるインクを上記振動板の変位によって加圧して上記ノ
ズル列を構成する複数のノズルから均一な吐出特性でも
って、複数のインク液滴を同時に吐出するようにしたこ
とにより、インク液滴を同時に、かつインク液滴の体積
や飛翔速度などの特性が均一になるように吐出すること
ができ、ローコスト化された設備で色濃度が均一なカラ
ーフィルタを製造することができるインクジェットヘッ
ドを得ることができる。

【００８８】また、請求項５の発明によれば、形状が概
ね長方形であって長辺と短辺の長さの比が３以上である
画素区画に着色層を形成する際には、上記画素区画の形
状に基づいた数のノズルを、上記画素区画の長辺方向と
平行に、かつ等しいノズル間隔で上記ノズル列に設置し
て、前記インク液滴吐出工程を行なうことにより、着弾
したインク液滴が画素区画内を効率よく拡がり、色濃度
が均一なカラーフィルタを製造することができるインク
ジェットヘッドを得ることができる。

【００８９】また、請求項６の発明によれば、両端に位
置するノズルを、上記圧力室の短辺壁から該短辺壁の長
さ以上離して上記ノズル列に設置して、前記インク液滴
吐出工程を行なうことにより、上記圧力室に充填された
インクにアクチュエータの僅かな変形で均一かつ大きな
圧力を与え、吐出するインク液滴の体積や飛翔速度など
の特性を全て均一にすることができ、色濃度が均一なカ
ラーフィルタを製造することができるインクジェットヘ
ッドを得ることができる。

【００９０】また、請求項７の発明によれば、上記アク
チュエータが、上記隔壁または上記圧電材料基板と、信
号電極と、共通電極と、を有し、上記インク液滴吐出工
程は、上記信号電極、及び上記共通電極にそれぞれ与え
られた第１及び第２の信号、および電位の差に基づい
て、全ての上記隔壁または上記圧電材料基板を同時に変
形させて、インク供給源から上記複数の圧力室に充填さ
れるインクを加圧し、上記複数のノズルから均一な吐出
特性でもって、インク液滴を同時に吐出することによ
り、上記インクジェットヘッドのコンパクト化、単純
化、及びローコスト化が可能となり、ローコスト化され
た設備でカラーフィルタを製造することができるインク
ジェットヘッドを得ることができる。

【００９１】また、請求項８の発明によれば、請求項２
ないし７のいずれかに記載のインクジェットヘッドによ
り、１つの画素区画に対して複数のインク液滴を同時
に、かつ各インク液滴の吐出特性を均一にして吐出する
ようにしたことにより、インクジェット法により色濃度
が均一なカラーフィルタをローコストで製造することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラーフィルタの着色パターンを示す模式図で
ある。

【図２】本発明の実施の形態１に係るカラーフィルタの
製造方法を示す説明図である。

【図３】１つの圧力室に複数のノズルを設置したインク
ジェットヘッドのインク吐出方向から見た模式図であ
る。

【図４】圧電セラミックスのせん断モード変形を利用す
る複数の圧力室及び空気室を設置したインクジェットヘ
ッドのインク吐出方向からみた模式図である。

【図５】本発明の実施の形態２に係るカラーフィルタの
製造方法を示す説明図である。

【図６】圧電セラミックスの横歪みモード変形を利用す
る複数の圧力室を設置したインクジェットヘッドのイン
ク吐出方向からみた模式図である。

【図７】本発明の実施の形態３に係るカラーフィルタの
製造方法を示す説明図である。

【図８】直接カラーフィルタ基板を着色する場合におい
て、従来のインクジェット法によるカラーフィルタの製
造方法を示す説明図である。

【図９】従来のインクジェット法によって製造されたカ
ラーフィルタの着色層を示す模式図である。

【符号の説明】

１，５１，７１，８１ インクジェットヘッド ２，４２，６２，８２ 圧力室 ３ ノズル板 ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，８４ ノズル ５，４５，６５ ノズル列 ６，５６，７６，８６ カラーフィルター基板 ７，８７ 枠体 ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８８ａ，８８ｂ，８８ｃ，８
８ｄ インク液滴 ９ 画素区画 １０ インク吐出方向 １１，８９ａ，８９ｂ，８９ｃ，８９ｄ，９９ｂ，９９
ｅ 充填インク １２ 長辺壁 １３ 短辺壁 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 平行平板 ４１ 隔壁 ４６，６６ 信号電極 ４７，６７ 共通電極 ４８ 空気室 ４９，６９ 圧電セラミックス基板 ５０ カバープレート ５２ 分極方向 ５３，７３ 移動方向 ６４ 圧電セラミックス板 ７０ 振動板 ９０ 色抜け ９１ａ，９１ｂ，９１ｃ，９１ｄ インクドット ９２ 重複部分 ９３ 単一部分 ９４ 越境インク ９５ａ，９５ｂ，９５ｃ，９５ｄ，９５ｅ，９５ｆ，９
５ｇ，９５ｈ，９５ｉ着色層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５００ (72)発明者 松井 昌朋 香川県高松市古新町８番地の１ 松下寿 電子工業株式会社内 (72)発明者 高山 佳久 香川県高松市古新町８番地の１ 松下寿 電子工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−101411（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 5/20 - 5/28

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェットヘッドを用いてカラーフ
   ィルタ基板上の画素区画にインク液滴を吐出して着色層
   を形成するカラーフィルタの製造方法において、 前記インクジェットヘッドが有する複数のノズルから、
   １つの画素区画に対して、均一な吐出特性でもって、複
   数のインク液滴を同時に吐出するインク液滴吐出工程を
   含む、 ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のカラーフィルタの製造
   方法において、 上記インクジェットヘッドは、 複数のノズルよりなるノズル列が形成されたノズル板
   と、 電気信号によって変形するアクチュエータが設置された
   平面平板と、 上記ノズル板、及び上記平面平板によって囲まれた空間
   により形成される圧力室と、を有し、 上記インク液滴吐出工程は、インク供給源から上記圧力
   室に供給されるインクを上記アクチュエータによって加
   圧し、上記ノズル列を構成する複数のノズルから均一な
   吐出特性でもって、複数のインク液滴を同時に吐出す
   る、 ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のカラーフィルタの製造
   方法において、 上記インクジェットヘッドは、 溝幅の長さより深い深溝が相互に平行となるように複数
   形成された圧電材料基板と、 複数のノズルよりなるノズル列が所要箇所に相互に平行
   となるように複数形成されたノズル板と、 上記圧電材料基板の深溝を封止するカバープレートと、 上記圧電材料基板の深溝の隔壁に電位差を与えて、該隔
   壁をせん断モードで変形させるアクチュエータと、 上記圧電材料基板の深溝、上記ノズル列が形成された箇
   所の上記ノズル板、上記カバープレート、及び上記アク
   チュエータによって囲まれた空間により形成される複数
   の圧力室と、 上記圧力室と交互に配置される、上記圧電材料基板の深
   溝、上記ノズル列が形成されていない箇所の上記ノズル
   板、上記カバープレート、及び上記アクチュエータによ
   って囲まれた空間により形成される複数の空気室と、を
   有し、 上記インク液滴吐出工程は、インク供給源から上記複数
   の圧力室に充填されるインクを上記アクチュエータによ
   って加圧し、上記ノズル列を構成する複数のノズルから
   均一な吐出特性でもって、複数のインク液滴を同時に吐
   出する、 ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のカラーフィルタの製造
   方法において、 前記インクジェットヘッドは、 溝幅の長さより浅い浅溝を相互に平行となるように複数
   形成された圧電材料基板と、 複数のノズルよりなるノズル列が直線上に複数形成され
   たノズル板と、 圧電材料基板に電位差を与えて、該圧電材料基板を横歪
   みモードで変形させるアクチュエータと、 上記圧電材料基板の浅溝を封止し、上記アクチュエータ
   によって変位する振動板と、 上記圧電材料基板の浅溝、上記ノズル板、及び上記振動
   板によって囲まれる空間により形成される複数の圧力室
   とを有し、 上記インク液滴吐出工程は、インク供給源より上記複数
   の圧力室に充填されるインクを上記振動板の変位によっ
   て加圧して上記ノズル列を構成する複数のノズルから均
   一な吐出特性でもって、複数のインク液滴を同時に吐出
   する、 ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載のカ
   ラーフィルタの製造方法において、 形状が概ね長方形であって長辺と短辺の長さの比が３以
   上である画素区画に着色層を形成する際には、 上記画素区画の形状に基づいた数のノズルを、上記画素
   区画の長辺方向と平行に、かつ等しいノズル間隔で上記
   ノズル列に設置して、前記インク液滴吐出工程を行な
   う、 ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載のカ
   ラーフィルタの製造方法において、 両端に位置するノズルを、上記圧力室の短辺壁から該短
   辺壁の長さ以上離して上記ノズル列に設置して、前記イ
   ンク液滴吐出工程を行なう、 ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
7. 【請求項７】 請求項３または４に記載のカラーフィル
   タの製造方法において、 上記アクチュエータは、 上記隔壁または上記圧電材料基板と、信号電極と、共通
   電極と、を有し、 上記インク液滴吐出工程は、上記信号電極、及び上記共
   通電極にそれぞれ与えられた第１及び第２の信号、およ
   び電位の差に基づいて、全ての上記隔壁または上記圧電
   材料基板を同時に変形させて、インク供給源から上記複
   数の圧力室に充填されるインクを加圧し、上記複数のノ
   ズルから均一な吐出特性でもって、インク液滴を同時に
   吐出する、 ことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。