JP3814469B2 - カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法および製造装置、カラーフィルタを備えた表示装置の製造方法、表示装置を備えた装置の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット法によりカラーフィルタを製造する技術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の発達、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、とりわけカラー液晶ディスプレイの需要が増加の一途を辿っている。しかしながら、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。従来から、カラーフィルタの要求特性を満足しつつ上記の要求に応えるべく種々の方法が試みられているが、いまだ全ての要求特性を満足する方法は確立されていない。以下にそれぞれの方法を説明する。
【０００３】
第１の方法は顔料分散法である。この方法は、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 のカラーフィルタ層を形成するものである。
【０００４】
第２の方法は、染色法である。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を塗布し、これをフォトリソグラフィー法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て着色パターンを得る。これを３ 回繰り返すことによりＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタ層を得るものである。
【０００５】
第３の方法としては電着法がある。この方法は、基板上に透明電極をパターニングし、顔料、樹脂、電解液等の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を塗り分けた後、樹脂を熱硬化させることにより表色層を形成するものである。
【０００６】
第４の方法としては、印刷法がある。この方法は熱硬化型の樹脂に顔料を分散させ、印刷を３ 回繰り返すことによりＲ、Ｇ、Ｂを塗り分けた後、樹脂を熱硬化させることにより着色層を形成するものである。また、上記いずれの方法においても着色層上に保護層を形成するのが一般的である。
【０００７】
これらの方法に共通している点は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３ 色を着色するために同一の工程を３回繰り返す必要があり、コスト高になることである。また工程が多いほど歩留まりが低下するという問題点を有している。さらに、電着法においては、形成可能なパターン形状が限定されるため、現状の技術ではＴＦＴ 方式のカラー液晶ディスプレイには適用が難しい。また、印刷法は、解像性、平滑性が悪いためファインピッチのパターンは形成が難しい。
【０００８】
これらの欠点を補うべく、特開昭５９−７５２０５号公報、特開昭６３−２３５９０１号公報、特開昭６３−２９４５０３号公報、あるいは、特開平１−２１７３２０号公報等には、インクジェット方式を用いてカラーフィルタを製造する方法が開示されている。
【０００９】
インクジェット法を用いてカラーフィルタの製造（着色）する方法を図３１に示す。インクジェット法による大きなメリットは、図３１に示すように３色のヘッド５５（光の三原色である赤（ＲＥＤ）、緑（ＧＲＥＥＮ）、青（ＢＬＵＥ）のインクを吐出するためのヘッド）により基板１上の着色領域（画素領域）を１度に着色することが可能な点である。尚、図３１では、使用するノズルピッチとカラーフィルタの画素ピッチとを一致させるために各ヘッドを傾けている。そして、ヘッドのノズルを５ノズル毎に使用することで画素領域の着色を行っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インクジェット方式の場合、一定時間（例えば１分間程度）インク吐出を休止すると、インク中の揮発成分である水や溶剤が蒸発してインクが高粘度となり、インクの吐出状態が安定しにくい。特に、インク吐出を休止してからインク吐出を再開するまでの時間が長くなると、インクの吐出方向がよれる、インク吐出量が多くなり過ぎる、インク吐出量が少なくなり過ぎる等の現象が起こり、インク吐出動作がより不安定になりやすい傾向がある。この現象は、樹脂を含有するインクを吐出してカラーフィルタを製造する場合において特に起こりやすい。また、インク吐出を再開したとき、特に再開後の１発目のインク吐出は安定せず、吐出が乱れやすい傾向がある。１発目のインクは、特に、着弾精度が悪く、吐出量が多くなりやすいのである。
【００１１】
カラーフィルタのように、高精細にパターンニングされた凹部内にインクを着弾させる場合、１発目のインクの吐出方向が乱れると隣接する異なる色の画素にインクが入り込み混色を発生させてしまったり、インク吐出量が変化して所望の色濃度が得られなくなり画素間で濃度ムラが発生してしまったりするという問題が発生する場合がある。
【００１２】
このような問題を回避するために、通常インクジェット方式では、情報を表示するための表示領域として機能することになる領域（凹部）に対してインクを吐出する前に、基板外の所定位置で予備吐出動作を行っている。ところが、近年、ＮＴＳＣ規格やＰＡＬ規格の色再現範囲に近づけるために、カラーフィルタの色再現範囲の拡大化がなされ、これに伴ってインク中の色材の比率は高まってきており、インク粘度が高粘度化している。その結果、吐出再開時の１発目のインクの吐出特性変化が発生するまでの時間が短くなってきており、基板外での予備吐出動作だけでは不十分である場合も多い。
【００１３】
このようなインクジェット方式の課題を解決するために、特開平９−１０１４１０号公報、特開平１０−７３７１２号公報、特開平１０−７３７０９号公報等では、基板上の表示領域以外の周辺領域（額縁部）に対して予備吐出動作を行っている（図３２）。具体的には、図３３及び図３４に示されるように、額縁部からインクの吐出を開始して表示領域を着色している。このように表示領域を着色する前に額縁部に対して予備吐出することで、表示領域の着色時におけるインク吐出状態を安定化させることができる。
【００１４】
また、特開平１０−１８６１２３公報でも、基板上に予備吐出を行っている。具体的には、特開平１０−１８６１２３公報では、表示領域の第１画素に対して吐出する前に、表示領域の周辺領域である遮光部上（ＢＭ上）に直接インクを予備吐出している。これにより、第１画素に対してインクを吐出するときには既に吐出状態は安定しており、正確な位置にインクを吐出することができる。
【００１５】
しかしながら、遮光部上に残ったインク（遮光部上に直接付着しているインク）は、カラーフィルタの平滑性の問題や保護膜成膜時における塗布不良の問題、保護膜と遮光部との密着性不良の問題等を引き起こす場合がある。また、特開平１０−１８６１２３号公報では撥インク性を有する遮光部上にインクを予備吐出させているが、この場合予備吐出されたインクが遮光部上を自由に移動してしまい混色を発生させてしまう場合がある。また、このような現象は、基板上に設けた隔壁により囲まれる凹部内に自発光材料（ＥＬ発光材料）を付与することで形成されるＥＬ素子を製造する際においても同様に起こりうることである。尚、ＥＬ素子の場合、混色ではなく、自発光材料の混合である。
【００１６】
また、上記課題とは別に、カラーフィルタでは表示領域を広げるようとする傾向があり、そのために額縁部分を狭めることが望まれている。
【００１７】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、表示領域に対してインクを吐出させる際の吐出状態を安定させ、異なる色の画素間での混色を低減させることが可能なカラーフィルタの製造方法、その製造装置を提供することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、保護膜と遮光部との密着性が十分なカラーフィルタ、該カラーフィルタを製造することが可能なカラーフィルタの製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
【００１９】
また、本発明は、額縁部を狭めることが可能なカラーフィルタの製造方法および製造装置を提供することを目的とする。
【００２０】
また、本発明は、平坦性のよいカラーフィルタ、該カラーフィルタを製造することが可能なカラーフィルタの製造方法、その製造装置を提供することを目的とする。
【００２１】
また、本発明は、上記製造方法もしくは製造装置により製造されたカラーフィルタ、該カラーフィルタを用いた表示装置の製造方法、該表示装置を備えた装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決すべき手段】
上記目的を達成するための本発明は、基板上に設けた仕切り部材により囲まれる複数の凹部内にインクジェットヘッドから複数色のインクを吐出して複数色の着色部を有するカラーフィルタを製造する方法であって、表示に用いられる着色部を形成するための第１の凹部と、表示には用いられない非表示部を形成するための、前記第１の凹部が存在する領域の周辺領域にある第２の凹部とを共に有する基板を用意する工程と、前記基板上の前記第２の凹部に対し前記インクジェットヘッドから前記複数色のインクを予備吐出した後に、前記基板上の前記第１の凹部の各々に対し前記インクジェットヘッドから各色のインクを吐出することで前記着色部を形成する工程とを備え、前記第１の凹部に対して吐出される複数のインクの着弾位置の間隔に関する条件と前記第２の凹部に対して吐出される複数のインクの着弾位置の間隔に関する条件とが異なり、前記周辺領域にある第２の凹部に形成される非表示部は、前記第２の凹部内に吐出される前記複数色のインクが混ざり合うことで形成され、且つ黒色を呈することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明は、基板上に設けた仕切り部材により囲まれる複数の凹部内にインクジェットヘッドから複数色のインクを吐出して複数色の着色部を有するカラーフィルタを製造する装置であって、表示に用いられる着色部を形成するための第１の凹部と表示には用いられない非表示部を形成するための、前記第１の凹部が存在する領域の周辺領域にある第２の凹部とを共に有する基板と、前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させるための移動手段と、前記移動手段によって前記基板と前記インクジェットヘッドを相対移動させながら、前記基板上の前記第２の凹部に対し前記インクジェットヘッドから前記複数色のインクを予備吐出させた後に前記基板上の前記第１の凹部の各々に対し前記インクジェットヘッドから各色のインクを吐出することで前記着色部を形成するように、前記インクジェットヘッドと前記移動手段とを制御するための制御手段とを備え、前記第１の凹部に対して前記インクを吐出するときの前記インクの吐出条件と前記第２の凹部に対して前記インクを予備吐出するときの前記インクの吐出条件とが異なり、前記インクの吐出条件とは、前記インクの着弾位置の間隔に関する条件、前記インクの吐出間隔に関する条件、および前記インクの吐出量に関する条件のうちの少なくとも１つの条件であり、前記周辺領域にある第２の凹部に形成される非表示部は、前記第２の凹部内に吐出される前記複数色のインクが混ざり合うことで形成され、且つ黒色を呈することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明は、基板上に設けた仕切り部材により囲まれる複数の凹部内にインクジェットヘッドから複数色のインクを吐出して複数色の着色部を有するカラーフィルタを製造する方法であって、表示に用いられる着色部を形成するための第１の凹部と、表示には用いられない非表示部を形成するための、前記第１の凹部が存在する領域の周辺領域にある第２の凹部とを共に有する基板を用意する工程と、前記基板上の前記第２の凹部に対し前記インクジェットヘッドから前記複数色のインクを予備吐出した後に、前記基板上の前記第１の凹部の各々に対し前記インクジェットヘッドから各色のインクを吐出することで前記着色部を形成する工程とを備え、前記第１の凹部に対して前記インクを吐出するときの前記インクの吐出間隔に関する条件と前記第２の凹部に対して前記インクを予備吐出するときの前記インクの吐出間隔に関する条件とが異なり、前記周辺領域にある第２の凹部に形成される非表示部は、前記第２の凹部内に吐出される前記複数色のインクが混ざり合うことで形成され、且つ黒色を呈することを特徴とする。
また、本発明は、基板上に設けた仕切り部材により囲まれる複数の凹部内にインクジェットヘッドから複数色のインクを吐出して複数色の着色部を有するカラーフィルタを製造する方法であって、表示に用いられる着色部を形成するための第１の凹部と、表示には用いられない非表示部を形成するための、前記第１の凹部が存在する領域の周辺領域にある第２の凹部とを共に有する基板を用意する工程と、前記基板上の前記第２の凹部に対し前記インクジェットヘッドから前記複数色のインクを予備吐出した後に、前記基板上の前記第１の凹部の各々に対し前記インクジェットヘッドから各色のインクを吐出することで前記着色部を形成する工程とを備え、前記第１の凹部に対して前記インクを吐出するときの前記インクの吐出量に関する条件と前記第２の凹部に対して前記インクを予備吐出するときの前記インクの吐出量に関する条件とが異なり、前記周辺領域にある第２の凹部に形成される非表示部は、前記第２の凹部内に吐出される前記複数色のインクが混ざり合うことで形成され、且つ黒色を呈することを特徴とする。
【００２８】
また、本発明は、基板上に設けた仕切り部材により囲まれる複数の凹部内にインクジェットヘッドから赤色、青色、緑色のインクを吐出して複数の着色部を有するカラーフィルタを製造する方法であって、表示に用いられる着色部を形成するための第１の凹部と、前記第１の凹部が存在する領域の周辺領域にある第２の凹部であって、表示には用いられない非表示部を形成するための第２の凹部とを共に有する基板を用意する工程と、前記基板上の前記第２の凹部に対し前記インクジェットヘッドから赤色、青色、緑色のインクを予備吐出した後に、前記基板上の前記第１の凹部の各々に対し前記インクジェットヘッドから各色の前記インクを吐出することで前記着色部を形成する工程とを備え、前記第１の凹部に対して前記インクを吐出するときの前記インクの吐出条件と前記第２の凹部に対して前記インクを予備吐出するときの前記インクの吐出条件とが異なり、 前記インクの吐出条件とは、前記インクの着弾位置の間隔に関する条件、前記インクの吐出間隔に関する条件、および前記インクの吐出量に関する条件のうちの少なくとも１つの条件であり、前記周辺領域にある第２の凹部に形成される非表示部は、前記第２の凹部内に吐出される赤色、青色、緑色のインクが混ざり合うことで形成されることを特徴とする。
【００３０】
また、本発明は、基板上に設けた仕切り部材により囲まれる複数の凹部内にインクが充填されてなる複数の着色部を有するカラーフィルタを備えた表示装置を製造する方法であって、請求項１乃至１２のいずれかに記載の製造方法により製造されたカラーフィルタを用意する工程と、前記用意されたカラーフィルタと対向基板との間に液晶化合物を充填する工程と、を備えることを特徴とする。
【００３１】
また、本発明は、基板上に設けた仕切り部材により囲まれる複数の凹部内にインクが充填されてなる複数の着色部を有するカラーフィルタを用いた表示装置を備えた装置を製造する方法であって、請求項１５に記載の製造方法により製造された表示装置を用意する工程と、表示装置に画像信号画像信号を供給するための画像信号供給手段と、前記用意された表示装置とを接続する工程と、を具備することを特徴とする。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００３６】
なお、本発明において定義する表示装置用パネル（表示用素子）とは、表示に用いられる表示部を有するものである。より具体的には、表示装置用パネルとは、例えば着色部を備えるカラーフィルタあるいは自己発光する材料により形成された発光部を備えるＥＬ素子等を含む、表示装置に使用されるパネルのことである。カラーフィルタであれば着色部が上記表示部に相当し、ＥＬ素子であれば発光部が上記表示部に相当する。また、本発明において定義するカラーフィルタとは、着色部と被着色体（基体）とを備えるものであり、入力光に対し、特性を変えた出力光を得ることができるものである。
【００３７】
〔第１の実施形態〕
図１はカラーフィルタの製造装置の一実施形態の構成を示す概略図である。図１において、５１は装置架台、５２は架台５１上に配置されたＸＹθステージ、５３はＸＹθステージ５２上にセットされたカラーフィルタ基板、５４はカラーフィルタ基板５３上に形成されるカラーフィルタ、５５はカラーフィルタ５４の着色を行うためのＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のインクジェットヘッド、５６はカラーフィルタの着色状態（画素の白抜け・混色・濃度ムラ等）をモニタするためのカメラ、５８はカラーフィルタ製造装置９０の全体動作を制御するためのコントローラ、５９はコントローラの表示部であるところのティーチングペンダント（パソコン）、６０は５９の操作部であるところのキーボード、６２は情報を表示するための表示画面を示している。
【００３８】
尚、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各インクジェットヘッドを有するヘッドユニットは、カラーフィルタ製造装置９０の支持部に対して着脱自在に、かつ水平面内で回動角度を調整可能に装着されている。また、ＸＹθステージ５２の延長上に、各色のインクジェットヘッド５５（Ｒ）・５５（Ｇ）・５５（Ｂ）のインク吐出ノズルからインクを吸引してノズルの吐出不良の回復を図るための回復ユニット（不図示）を配置してもよい。尚、この回復ユニットには、ノズルをキャッピングするキャップ部がある。
【００３９】
図２はカラーフィルタ製造装置９０の制御コントローラの構成図である。５９は制御コントローラ５８の入出力手段であるパソコン、６２は製造の進行状況及びヘッドの異常の有無等の情報を表示する表示画面、６０はカラーフィルタ製造装置９０の動作等を指示する操作部（キーボード）である。
【００４０】
５８はカラーフィルタ製造装置９０の全体動作を制御するところのコントローラ、６５はパソコン５９とコントローラ５８のデータの受け渡しを行うインタフェース、６６はカラーフィルタ製造装置９０の制御を行うＣＰＵ、６７はＣＰＵ６６を動作させるための制御プログラムを記憶しているＲＯＭ、６８は異常情報や予備吐出動作を行うために必要な情報等を記憶するＲＡＭ、７０はカラーフィルタ基板上における凹部内に対するインク吐出動作を制御する吐出制御部、７１はカラーフィルタ製造装置９０のＸＹθステージ５２の動作を制御するステージ制御部、９０はコントローラ５８に接続され、その指示に従って動作するカラーフィルタ製造装置を示している。
【００４１】
図３は、上記のカラーフィルタの製造装置９０に使用されるインクジェットヘッド５５の構造を示す図である。通常インクジェットヘッドはＲ,Ｇ,Ｂの３色に対応して３個設けられているが、これらの３個のヘッドは夫々同一の構造であるので、図３にはこれらの３個のヘッドのうちの１つの構造を代表して示している。
【００４２】
図３において、インクジェットヘッド５５は、インクを加熱するための複数のヒータ１０２が形成された基板であるヒータボード１０４と、このヒータボード１０４の上にかぶせられる天板１０６とから概略構成されている。天板１０６には、複数の吐出口１０８が形成されており、吐出口１０８の後方には、この吐出口１０８に連通するトンネル状の液路１１０が形成されている。各液路１１０は、隔壁１１２により隣の液路と隔絶されている。各液路１１０は、その後方において１ つのインク液室１１４に共通に接続されており、インク液室１１４には、インク供給口１１６を介してインクが供給され、このインクはインク液室１１４から夫々の液路１１０に供給される。
【００４３】
ヒータボード１０４と、天板１０６とは、各液路１１０に対応した位置に各ヒータ１０２が来る様に位置合わせされて図３の様な状態に組み立てられる。図３においては、２つのヒータ１０２しか示されていないが、ヒータ１０２は、夫々の液路１１０に対応して１つずつ配置されている。そして、図３の様に組み立てられた状態で、ヒータ１０２に所定の駆動パルスを供給すると、ヒータ１０２上のインクが沸騰して気泡を形成し、この気泡の体積膨張によりインクが吐出口１０８から押し出されて吐出される。従って、ヒータ１０２に加える駆動パルスを制御、例えば電力の大きさを制御することにより気泡の大きさを調整することが可能であり、吐出口から吐出されるインクの体積を自在にコントロールすることができる。
【００４４】
図４はインクジェットヘッドのヒータに印加するための駆動パルスの例を示した図である。（Ａ）はシングルパルス駆動の例を示しており、（Ｂ）はダブルパルス駆動の例を示している。（Ａ）のシングルパルス駆動、（Ｂ）のダブルパルス駆動のどちらの場合でも、ヒータに与えるパルスの電圧値やパルス幅を変化させることで、ノズルから吐出されるインクの吐出量を制御することができる。尚、（Ａ）のシングルパルス駆動方法に比べ（Ｂ）のダブルパルス駆動方法の方がインク吐出量の調整幅が広く、吐出量の調整に関して有利である。
【００４５】
図４（Ｂ）において、Ｔ１はプレパルスのパルス幅、Ｔ２は休止時間、Ｔ３はメインパルスのパルス幅である。プレパルスは、実際にインクを吐出するに先立ってインクを所定温度に暖めるためのパルスであり、インクを吐出するために必要な最低のパルス幅よりも短い値に設定されている。従って、このプレパルスによりインクが吐出されることはない。プレパルスをヒータ１０２に印加するのは、インクの初期温度を、一定の温度にまで上昇させておくことにより、後に一定のメインパルスを印加したときのインク吐出量を常に一定にするためである。また、逆にプレパルスの長さＴ１を調節することにより、予めインクの温度を調節しておき、同じメインパルスが印加された場合でも、インクの吐出量を異ならせることも可能である。また、メインパルスの印加に先立ってインクを暖めておくことにより、メインパルスを印加した時のインク吐出の時間的な立ち上がりを早めて応答性を良くする働きも持っている。一方、メインパルスは、実際にインクを吐出させるためのパルスであり、インクを吐出するために必要な最低のパルス幅よりも長く設定されている。ヒータ１０２が発生するエネルギーは、メインパルスの幅(印加時間)Ｔ３に比例するものであるため、このメインパルスの幅Ｔ３を調節することにより、ヒータ１０２の特性のバラツキを調節することが可能である。
【００４６】
なお、プレパルスとメインパルスとの間隔（休止時間）Ｔ２を調整して、プレパルスによる熱の拡散状態を制御することによってもインクの吐出量を調節することが可能となる。また、ヒーターに対して与える（印加する）電圧パルスの電圧値を変化させることでインクの吐出量を調節することも可能である。
【００４７】
上記の説明から分かる様に、インクの吐出量は、プレパルスの印加時間（プレパルスのパルス幅）Ｔ１を調節することによって制御することも可能であるし、メインパルスの印加時間（メインパルスのパルス幅）Ｔ３を調節することによって制御することも可能であるし、プレパルスとメインパルスの双方の印加時間（パルス幅）を調節することによって制御することも可能である。またプレヒートパルスとヒートパルスの印加間隔（休止時間）Ｔ２を調節することによって制御することも可能である。また、ヘッドの駆動電圧を調整することによって制御することも可能である。従って、プレヒートパルス及びヒートパルスの印加時間、プレヒートパルスとヒートパルスの印加間隔、ヘッドの駆動電圧等を必要に応じて調整することにより、インクの吐出量やインクの吐出の印加パルスに対する応答性を自在に調節することが可能となる。
【００４８】
本実施形態では、インク吐出量を広く調整することが可能なダブルパルス駆動を用いる。そして、特に、プレパルスのパルス幅Ｔ１を可変させることで、カラーフィルタにおける表示領域の周辺の領域（周辺領域。予備吐出領域）に対してインクを吐出（予備吐出）するときのインク吐出量を多くしたり、少なくしたりすることを可能としている。尚、プレパルスのパルス幅Ｔ１を長くすると吐出量は増加し、逆に、短くすると吐出量は減少する。
【００４９】
ここで、インク吐出量を制御する方法について、図５〜図８を用いて具体的に説明する。尚、本実施形態においては、パルス幅Ｔ１が異なる複数種類のプレパルスから1つを選択することにより吐出量を制御している。
【００５０】
図５に示すように、ヘッドをコントロールするためのコントロールボードのＲＯＭのエリアＡ及びＢに、各ノズルに対応した２ビットのデータが書き込まれている。そして、図５のような２ビットのデータにより、図６に示すような４種類のパルス幅が選択可能であるものとする。つまり、（エリアＡ・エリアＢ）＝（０・０）のデータの場合、プレパルス１（ＰＨ１）が選択され、（エリアＡ・エリアＢ）＝（０・１）のデータの場合、プレパルス２（ＰＨ２）が選択され、（エリアＡ・エリアＢ）＝（１・０）のデータの場合、プレパルス３（ＰＨ３）が選択され、（エリアＡ・エリアＢ）＝（１・１）のデータの場合、プレパルス４（ＰＨ４）が選択される。例えば、図５のノズル１は（０・１）であるのでＰＨ２が選択され、ノズル３は（１・０）であるのでＰＨ３が選択され、ノズル５は（１・１）であるのでＰＨ４が選択され、ノズル８は（０・０）であるのでＰＨ１が選択される。尚、図6に示すようにＰＨ１、ＰＨ２、ＰＨ３、ＰＨ４のパルス幅は夫々異なるものであり、これらのパルス幅の関係はＰＨ１＜ＰＨ２＜ＰＨ３＜ＰＨ４となっている。
【００５１】
このようにビットデータ（選択ビット）により各ノズルに対するプレパルス幅Ｔ１が決定され、その後、所定のメインパルスが印加されることでインク吐出動作は行われる。また、インク吐出量を変更したいときは、所望の位置でビットデータを書き換えることで吐出量の制御を行うことが可能である。
【００５２】
図７は、吐出制御回路の構成を示す図である。,図７において、ＶＨはヘッドの電源、ＨＧＮＤはヘッド電源ＶＨに対するＧＮＤ線、ＭＨはメインパルスの信号線、ＰＨ１〜ＰＨ４は上記で説明したプレパルスの信号線、ＢＬＡＴはＰＨ１〜ＰＨ４を選択するためのビットデータをラッチするための信号線、ＤＬＡＴはインク吐出に必要なデータ（インク吐出パターンデータ）をラッチするための信号線である。また、ＤＡＴＡは、ビットデータ及びインク吐出パターンデータをシリアルデータとして転送し、Shift Registerに格納するための信号線である。
【００５３】
この様な構成において、図５で示したビットデータ（選択ビット）がシリアルデータとしてＤＡＴＡ信号線からShift Registerに格納される。全ノズルのビットデータが揃ったところでＢＬＡＴ信号が発生し、ビットデータがラッチされる。次に、カラーフィルタを着色するのに必要なインク吐出パターンデータが、上記ビットデータと同様にＤＡＴＡ信号からにShift Register格納される。全ノズルのデータが揃ったところでＤＬＡＴ信号が発生してデータがラッチされる。先にラッチされたビットデータからSelect Logic回路を介してＰＨ１〜ＰＨ４の何れかが選択される。選択されたプレパルス信号とメインパルス信号が合成され、更にインク吐出パターンデータとのＡＮＤをとって、ノズルＭのトランジスタが駆動され抵抗（ヒーターボード）に電源ＶＨが印可されることによりノズルＭからインクが吐出される。以上のような構成は、全ノズルに渡ってなされている。つまり、上記の吐出量制御回路が各ノズルに対応して設けられているのである。
【００５４】
図８は、プレパルス信号ＰＨとメインパルス信号ＭＨが合成される様子を示す図である。インク吐出量を変更したい場合は、吐出量を変更したい所望のタイミングで新たなビットデータをShift Registerに送り、ＢＬＡＴ信号を発生させればよい。これによりインク吐出量を変更することができる。尚、本実施形態では、２ビットのデータを使用して４種類のプレパルスを選択可能としているが、１ビットデータを使用して２種類のプレパルスを選択可能としても良い。また、より細かく吐出量を制御したい場合には、ビット数を増して選択可能なプレパルスの種類を増加させても良い。選択可能なプレパルスの種類を増加させるに伴い、Select Logic回路が複雑となることは言うまでもない。
【００５５】
図９は、カラーフィルタの製造工程を示した図である。以下に、図９を参照してカラーフィルタ５４の製造工程を説明する。
【００５６】
本実施形態においては、基板（基材、基体）として一般にガラス基板が用いられるが、カラーフィルタとしての透明性、機械的強度等の必要特性を有するものであればガラス基板に限定されるものではない。例えば、プラスチック基板でもよい。
【００５７】
図９（ａ）は、光透過性の基板１上に設けた撥インク性を有する隔壁（仕切り部材）２ａにより囲まれる凹部３２内に、インクジェットヘッド５５からインク１４を付与する工程を示したものである。
【００５８】
本実施形態において隔壁（仕切り部材）２ａは、インク１４を受けるための凹部を形成し、且つ隣接する凹部３２間で異なる色のインクの混色を防止するために設けられる部材である。
【００５９】
隔壁２ａは、例えば感光性樹脂をパターニングして容易に形成することができるが、該隔壁２ａをブラックマトリクスやブラックストライプで兼用することもでき、その場合には黒色の樹脂をパターニングすれば良い。
【００６０】
本実施形態において、隔壁１２は光透過性基板１上に直接形成しても良いが、必要に応じて他の機能を有する層を形成した基板、例えばＴＦＴアレイを作製したアクティブマトリクス基板上に形成しても良い。いずれの場合にも、硬化性インクの拡散性を高めるために、基板上表面に何らかの表面処理を施しても良い。
【００６１】
具体的に本実施形態では、先ず、透明基板１上に黒色顔料含有レジストを塗布し、一般的なフォトリソグラフィー法によりパターニングしてブラックマトリクスを形成する。この時、ブラックマトリクスの厚みを０．５μｍ以上にすることが好ましい。厚みが０．５μｍ未満の場合、ブラックマトリクスの光学濃度が低くなり、遮光層としての機能が低下してしまい好ましくない。 また、厚みが０．５μｍ未満の場合、インクジェット法によりインクを付与した際に、隣接する異なる色のインク同士が混じり合うという現象、いわゆる混色を引き起こしてしまうことがある。即ち、隔壁２ａの厚みが０．５μｍ未満の場合、隔壁が混色防止壁としての十分に機能しないことがある。
【００６２】
また、隔壁２ａの材料としては黒色顔料含有レジストの他に、クロム、酸化クロム等の金属膜を用いることが可能である。隔壁２ａとして金属膜を用いる場合、厚みを０．５μｍ以上とするため、インクの混色を防止するための混合防止壁として機能するシリコーンゴム等の層を金属層の上部に設ける必要がある。いずれにせよ、隔壁２ａの上部は撥インク性であることが好ましく、また遮光性と混色防止の観点から厚みを０、５μｍ以上とすることが好ましい。
【００６３】
本発明において適用可能なインク１４は、少なくとも色材成分、エネルギー付与により硬化する硬化成分を含有するものである。ここでエネルギーの付与とは、例えば、光照射を行うこと、熱処理を行うこと、或いは光照射及び熱処理の双方を行うこと等である。本発明において適用可能なインク１４は、光照射又は熱処理、或いはこれらの併用によって硬化するので、硬化性インクということもできる。硬化性インクとしては、液状インク、ソリッドインク共に使用可能である。また、硬化成分としては、市販の樹脂や硬化剤を用いることができ、具体的には、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン樹脂等が好適に用いられる。
【００６４】
上記色材としては、染料、顔料、いずれも適用可能である。染料としては、直接染料、酸性染料、反応性染料、分散染料、油溶性染料等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの染料、顔料はインク中で０．１〜２０重量％の範囲で使用されるのが好ましい。エネルギー付与により硬化する化合物（硬化成分）としては、例えば、熱硬化型の化合物として、公知の樹脂と架橋剤との組み合わせが使用できる。具体的には、メラミン樹脂、水酸基或いはカルボキシル基含有ポリマーとメラミン、水酸基或いはカルボキシル基含有ポリマーと多官能エポキシ化合物、水酸基或いはカルボキシル基含有ポリマーと繊維素反応型化合物、エポキシ樹脂とレゾール型樹脂、エポキシ樹脂とアミン類、エポキシ樹脂とカルボン酸又は酸無水物、エポキシ化合物などが挙げられる。また光硬化型の化合物としては、公知の光硬化型材料、例えば市販のネガ型レジストが好適に用いられる。上記した化合物は熱或いは光だけでなくこれらを併用して硬化させても良い。
【００６５】
本発明に用いるインクとしては、種々の溶媒を用いることができる。特にインクジェット方式に用いる場合の吐出性の面から、水及び水溶性有機溶剤の混合溶媒が好ましく用いられる。水としては、イオン交換水（脱イオン水）を用いるのが好ましい。本発明において併用し得る任意の溶剤成分としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール等の炭素数１〜４のアルキルアルコール類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセトン、ジアセトンアルコール類のケトン又はケトアルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類；エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレン基が２〜６個の炭素原子を含むアルキレングリコール類；グリセリン；エチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、ジエチレングリコールメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリシノン、さらにベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；ヘキサン、オクタン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類；プロピレンカーボネート等が挙げられる。上記有機溶剤の中でもジエチレングリコール等の多価アルコール、トリエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテルが好ましい。また、上記の熱或いは光硬化型化合物を安定に溶解或いは分散させるためにはエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル、ジエチレングリコールメチル（又はエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドンが好ましく用いられる。さらに、インクの吐出の安定性を得るためには、エチルアルコール、或いは、イソプロピルアルコール、又は多価アルコールの低級アルキルエーテル類を添加することが効果的である。これはこれら溶剤を添加することによって、熱エネルギー方式によるインクジェットヘッドにおける薄膜抵抗体上でインクの発泡をより安定に行なうことができるからと推測される。本発明に用いるインクは、上記成分の他に必要に応じて所望の特性を持たせるために、界面活性剤、消泡剤、防腐剤等を添加することができ、さらに、市販の水溶性染料などを添加することもできる。例えば、界面活性剤としては、インクの保存安定性に悪影響を及ぼさないものであれば好適に用いることができ、脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エステル塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類等の陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類、アセチレンアルコール、アセチレングリコール等の非イオン性界面活性剤があり、これらの１種又は２種以上を適宜選択して使用できる。また、インクの保存安定性を保つために、ｐＨ調整が必要である場合に用いられるｐＨ調整剤としては、例えば、アンモニア、或いはジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の各種有機アミン、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物等の無機アルカリ剤、有機酸や無機酸が挙げられる。また、上記した光或いは熱硬化型化合物のうち、水或いは水溶性有機溶剤に溶解しないものでも安定に吐出可能なものであれば、水や水溶性有機溶剤以外の溶媒を用いても構わない。また、特に光により重合するタイプの硬化性化合物を用いる場合には、色材をモノマーに溶解した無溶剤タイプとすることもできる。
【００６６】
図９（ｂ）は、隔壁２ａで囲まれる各凹部３２内に硬化性インク１４が付与された直後の状態を示している。ここでは、付与インクの高さが隔壁２ａの高さより高くなっている。
【００６７】
その後、必要に応じて乾燥処理を行い、光照射又は熱処理、或いはこれらの併用によってインクを硬化し、着色部（画素部）３を形成する（図９（ｃ））。この図９（ｃ）では、着色部９の高さ（膜厚）が隔壁２ａの高さよりも低くなっているが、これには限定されず、着色部９の高さ（膜厚）と隔壁２ａの高さとが略同じになるようにしてもよい。尚、着色部表面の平坦化の観点から、着色部３の膜厚（着色部３の底面から表面までの高さ）を隔壁２ａの高さ（隔壁２ａの底面から表面までの高さ）の２０〜８０％とすることが好ましい。また、着色部の表面をより平坦化させるためには、４０〜６０％とすることが好ましい。
【００６８】
その後、必要に応じて保護膜（保護部）８を形成する（図９（ｄ））。尚、保護層８としては、光照射又は光照射と熱処理による硬化する樹脂組成物が好ましく用いられ、カラーフィルタとしての透明性を有し、その後のプロセス、例えばＩＴＯ膜形成プロセス、配向膜形成プロセス等に耐え得るものであれば使用可能である。また、本発明においては、保護膜８はなくても構わない。
【００６９】
図１０乃至図１２は、本発明に係わるカラーフィルタを組み込んだカラー液晶表示装置３０の基本構成を示す断面図である。１１は偏光板、１はガラスなどの基板、２ａは隔壁、３は着色部、８は保護層、１６は共通電極、１７は配向膜、１８は液晶化合物、１９は配向膜、２０は画素電極、２２は偏光板、２３はバックライト光である。５４は上記のカラーフィルタ、２４ は対向基板である。
【００７０】
本発明におけるカラー液晶表示装置（カラー液晶ディスプレイ）は、本発明に係るカラーフィルタ基板１と対向基板２１を合わせこみ、液晶化合物１８を封入することにより形成される。液晶表示装置の一方の基板２１の内側に、ＴＦＴ(Thin Film Transistor)（不図示）と透明な画素電極２０がマトリクス状に形成される。また、もう一方の基板１の内側には、画素電極に対向する位置にＲＧＢの色材が配列するようカラーフィルタ５４が設置され、その上に透明な対向電極（共通電極）１６が一面に形成される。ブラックマトリクス２は、通常カラーフィルター基板１側に形成されるが（図１０参照）、ＢＭ（ブラックマトリクス）オンアレイタイプの液晶パネルにおいては対向するＴＦＴ基板側に形成される（図１１参照）。さらに、両基板の面内には配向膜１９が形成されており、これをラビング処理することにより液晶分子を一定方向に配列させることができる。また、それぞれのガラス基板の外側には偏光板１１,２２が接着されており、液晶化合物１８は、これらのガラス基板の間隙（２〜５μｍ程度）に充填される。また、バックライトとしては蛍光灯（不図示）と散乱板（不図示）の組み合わせが一般的に用いられており、液晶化合物をバックライト光の透過率を変化させる光シャッターとして機能させることにより表示を行う。尚、液晶化合物は、カラーフィルタに照射される光量を可変する機能を有しているため、光量可変手段ともいえる。
【００７１】
また、図１２に示すように、画素電極２０上に着色部を形成し、カラーフィルタとして機能させるようにしても良い。すなわち、カラーフィルタを構成する着色部は、ガラス基板上に形成されることに限定されるものではない。
【００７２】
図１３は上記の液晶表示装置をワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ装置、複写装置としての機能を有する情報処理装置に適用した場合の概略構成を示すブロック図である。
【００７３】
図中、１８０１は装置全体の制御を行う制御部（画像信号供給手段）で、マイクロプロセッサ等のＣＰＵや各種Ｉ／Ｏポートを備え、各部に制御信号やデータ信号等を出力したり、各部よりの制御信号やデータ信号を入力して制御を行っている。１８０２はディスプレイ部で、この表示画面には各種メニューや文書情報及びイメージリーダ１８０７で読み取ったイメージデータ等が表示される。１８０３はディスプレイ部１８０２上に設けられた透明な感圧式のタッチパネルで、指等によりその表面を押圧することにより、ディスプレイ部１８０２上での項目入力や座標位置入力等を行うことができる。
【００７４】
１８０４はＦＭ(Frequency Modulation)音源部で、音楽エディタ等で作成された音楽情報をメモリ部１８１０や外部記憶装置１８１２にデジタルデータとして記憶しておき、それらメモリ等から読み出してＦＭ変調を行うものである。ＦＭ音源部１８０４からの電気信号はスピーカ部１８０５により可聴音に変換される。プリンタ部１８０６はワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ装置、複写装置の出力端末として用いられる。
【００７５】
１８０７は原稿データを光電的に読取って入力するイメージリーダ部で、原稿の搬送経路中に設けられており、ファクシミリ原稿や複写原稿の他各種原稿の読取りを行う。
【００７６】
１８０８はイメージリーダ部１８０７で読取った原稿データのファクシミリ送信や、送られてきたファクシミリ信号を受信して復号するファクシミリ（ＦＡＸ）の送受信部であり、外部とのインタフェース機能を有する。１８０９は通常の電話機能や留守番電話機能等の各種電話機能を有する電話部である。
【００７７】
１８１０はシステムプログラムやマネージャープログラム及びその他のアプリケーションプログラム等や文字フォント及び辞書等を記憶するＲＯＭや、外部記憶装置１８１２からロードされたアプリケーションプログラムや文書情報、さらにはビデオＲＡＭ等を含むメモリ部である。
【００７８】
１８１１は文書情報や各種コマンド等を入力するキーボード部である。
【００７９】
１８１２はフロッピーディスクやハードディスク等を記憶媒体とする外部記憶装置で、この外部記憶装置１８１２には文書情報や音楽あるいは音声情報、ユーザのアプリケーションプログラム等が格納される。
【００８０】
図１４は図１３に示す情報処理装置の模式的概観図である。
【００８１】
図中、１９０１は上記の液晶表示装置を利用したフラットパネルディスプレイで、各種メニューや図形情報及び文書情報等を表示する。このディスプレイ１９０１上ではタッチパネル１８０３の表面は指等で押圧することにより座標入力や項目指定入力を行うことができる。１９０２は装置が電話機として機能するときに使用されているハンドセットである。キーボード１９０３は本体と着脱可能にコードを介して接続されており、各種文書機能や各種データ入力を行うことができる。また、このキーボード１９０３には各種機能キー１９０４等が設けられている。１９０５は外部記憶装置１８１２へのフロッピーディスクの挿入口である。
【００８２】
１９０６はイメージリーダ部１８０７で読取られる原稿を載置する用紙載置部で、読取られた原稿は装置後部より排出される。またファクシミリ受信等においては、インクジェットプリンタ１９０７よりプリントされる。
【００８３】
上記情報処理装置をパーソナルコンピュータやワードプロセッサとして機能する場合、キーボード部１８１１から入力された各種情報が制御部１８０１により所定のプログラムに従って処理され、プリンタ部１８０６に画像として出力される。
【００８４】
ファクシミリ装置の受信機として機能する場合、通信回線を介してＦＡＸ送受信部１８０８から入力したファクシミリ情報が制御部１８０１により所定のプログラムに従って受信処理され、プリンタ部１８０６に受信画像として出力される。
【００８５】
また、複写装置として機能する場合、イメージリーダ部１８０７によって原稿を読取り、読取られた原稿データが制御部１８０１を介してプリンタ部１８０６に複写画像として出力される。なお、ファクシミリ装置の受信機として機能する場合、イメージリーダ部１８０７によって読取られた原稿データは、制御部１８０１により所定のプログラムに従って送信処理された後、ＦＡＸ送受信部１８０８を介して通信回線に送信される。
【００８６】
なお、上述した情報処理装置は図１５に示すようにインクジェットプリンタを本体に内蔵した一体型としてもよく、この場合は、よりポータブル性を高めることが可能となる。同図において、図１４と同一機能を有する部分には、対応する符号を付す。このように表示装置を備えた装置は、▲１▼まず、本発明に係るカラーフィルタを用意し、▲２▼次に、用意したカラーフィルタと対向基板との間に液晶化合物を充填して表示装置を製造し、▲３▼最後に、その表示装置に、画像信号供給手段を接続することにより、製造されるものである。
【００８７】
次に、本実施形態の特徴的部分である、基板に対して実行する予備吐出動作について説明する。本実施形態では、表示領域の周辺の領域にある遮光部に凹部を設け、その凹部内に予備吐出を行うことを特徴としている。これに関して、図１６〜図１９を参照しながら詳述する。尚、予備吐出が行われた部分が非表示部となる。
【００８８】
図１６は、隔壁２ａ（仕切り部材、例えばＢＭ）により囲まれる複数の凹部３２を有した基板１を示す図であり、着色する前の状態を示している。尚、図１６（ａ）は基板を上から見た上面図であり、図１６（ｂ）は図１６(ａ)のＡ−Ａの線で切断した断面図である。図１７は、図１６の基板に対してインクを吐出する様子を示しており、着色途中の状態を示している。尚、図１７（ａ）は基板を上から見た上面図であり、図１７（ｂ）は図１７(ａ)のＡ−Ａの線で切断した断面図である。図１８は、着色後の状態を示しており、カラーフィルタが完成した様子を示している。
【００８９】
図１６において、１はガラス基板、２ａは凹部３２を形成するための隔壁（仕切り部材）である。３２は隔壁により囲まれる凹部であり、第１の凹部３２ａと第２の凹部３２ｂとから構成される。第１の凹部３２ａは表示のために用いられ、表示部を形成するための部分であり、第２の凹部３２ｂは表示には用いられず、非表示部を形成するための部分である。第１の凹部３２ａは色を表す領域として機能し、該第１の凹部の各々にはＲＧＢの各着色部が形成される。第２の凹部３２ｂは予備吐出領域として機能し、該第２の凹部３２ｂには２色以上のインクが予備吐出される。３５は表示に用いられる複数の表示部を有する表示領域である。３７は表示領域３５の周辺の領域である周辺領域（額縁部）であり、この周辺領域には遮光部が形成されている。尚、この周辺領域３７にある第２の凹部は、表示には用いられない非表示部となる部分である。尚、周辺領域（額縁部）に上記第２の凹部を形成する方法は、フォトリソグラフィー法による隔壁（ＢＭ）のパターニング法と同様の方法である。つまり、まず、隔壁のパターンを形成するための材料（レジスト材料）を基板上にスピンあるいはロールコータで塗布し、その後、隔壁パターン用の露光マスクを用いて露光する。この露光マスクには、額縁部に第２の凹部が形成できるように細工を施しておく。このような露光マスクを用いて露光した後、エッチングを行うことでレジストの一部を剥離する。これにより、第1の凹部と第２の凹部とが形成された隔壁パターンが完成する。その後は、隔壁の少なくとも上部に対し撥水処理を施す。これらのプロセスをまとめると、下記１）〜７）の手順となる。１）レジスト材料の塗布、２）プリベーク、３）露光（必要なパターンによって露光マスクを選択）、４）現像、５）リンス、６）ポストベーク、７）ＢＭ部の撥水処理。
【００９０】
通常インクジェットヘッドは、インクを連続して吐出している状態では各ノズルからのインクの吐出量が安定している。ところが、一旦インクの吐出を休止させると、ノズル内でインクが乾燥し増粘する等の影響で吐出を再開させたときのインクの吐出量が安定しなかったり、吐出方向が乱れたりする場合がある。具体的には、インクの吐出を数分間休止するとその後吐出を再開したときの初めの数発から十数発はインクの吐出が安定せず、インクの種類によっては、数十秒停止させただけでもインクの吐出が安定しなくなる場合もある。また、第１の凹部３２ａの着色の際にインク吐出状態が安定していないと、第１の凹部で混色が生じ、不良品のカラーフィルタとなってしまう。
【００９１】
そこで本実施形態では、図１７(ａ)と図１７(ｂ)で示すように、第１凹部３２ａ内にインクを吐出する前に、表示領域３５の周辺の遮光部に形成された第２の凹部に向けてインクを吐出するようにしている。尚、第２の凹部に対するインク吐出動作は着色部を形成するためでなく、単にインクの吐出状態を安定化させために行う予備的な吐出動作であるので、ここでは予備吐出と称することとする。このように第２の凹部に対して予備吐出を行うことで、ノズル内のインクがリフレッシュされるため、第１の凹部３２ａに対してインクを吐出する際の吐出状態を安定化させることができる。尚、この第２の凹部は表示に用いられず非表示部３９となる部分であるため、複数色のインクを予備吐出させて第２の凹部内で混合させても問題は生じない。また、第２の凹部に対する上記予備吐出動作は、インクの吐出状態が安定化するまで実行することが好ましい。また、予備吐出動作の回数や予備吐出動作を実行する時間の長さは、使用するインクの種類や吐出口径、吐出方式等に応じて適宜決定すればよい。例えば、粘性の高いインクを使用する場合や吐出状態が直ぐに悪化するような系にてインク吐出を行う場合は、予備吐出動作の回数を多くしたり、予備吐出動作を実行する時間の長さを長くすればよく、反対に、粘性が低いインクを使用する場合や吐出状態があまり悪化しないような系にてインク吐出を行う場合は、予備吐出動作の回数を少なくしたり、予備吐出動作を実行する時間の長さを短くすればよい。
【００９２】
本実施形態において上記予備吐出領域の大きさは、インクジェットの吐出開始時に発生する吐出不安定さを解消できる大きさに設計することが好ましい。そのためには、吐出量が安定するまでの全吐出総量を受容できる大きさであることが好ましい。また、吐出方向の乱れによるインクの着弾位置のズレ量を受容できる大きさであることが好ましい。しかしこれらは、使用するインクジェットヘッドの性能、インクジェットヘッドと基板との距離、吐出していない休止時間、クリーンルームの温湿度環境、使用するインクの特性等の多くの条件により左右されるため、それぞれの使用条件・製造条件等により実験的に大きさを決定することが好ましい。尚、カラーフィルタは年々その表示領域を広げるために額縁部分を狭めようとする傾向にあり、このことを考慮すれば予備吐出領域も可能な限り小さくする形成することが好ましい。
【００９３】
上記第２の凹部（予備吐出領域）３２ｂ内に複数色のインクが予備吐出されることにより形成された非表示部３９は、ＲＧＢの色を表示するための部分ではなく、情報を表示するための部分でもない。この非表示部３９はカラーフィルタの額縁に相当する部分であり、通常、カラーフィルタが液晶表示装置に組み込まれたとき該液晶表示装置の表示パネル（画面）における最外郭の黒色の部分に相当する箇所である。従って、予備吐出領域３２ｂ内に形成される非表示部３９は黒色系に着色されていることが好ましい。仮に、非表示部３９が赤色や緑色等の黒色以外の色に着色されていると、ユーザーが画面を見たとき、その部分だけが周りの色と異なるためユーザーに違和感を持たせる場合がある。そこで、本実施形態では、第２の凹部（予備吐出領域）３２ｂ内において２色以上のインクが混ざり合うようにしている。つまり、この第２の凹部内では複数色のインクが混合しており、減法混色領域となっているのである。
【００９４】
また、本実施形態においては、非表示部３９の光学濃度が遮光部として必要とされる程度の光学濃度を有するようにしている。仮に、この非表部の光学濃度が低いとこの部分からバックライトが回り込んでしまうことがあり、その場合ユーザーの視認性の観点から好ましくない。つまり、この非表示部は、遮光性機能を有することが好ましいのである。そこで、本実施形態では、複数色のインクを第２の凹部内にて混合させて、黒色系且つ遮光部として必要とされる程度の光学濃度を有する非表示部を形成している。具合的には、第２の凹部内にＲＧＢの３色のインクを吐出して、それを混合して黒色としている。ここではＲＧＢのインクを混合させて、非表示部３９の光学濃度が遮光部の光学濃度と略同じになるようにしている。尚、ＲＧＢの３色のインクを混合させることには限定されず、ＲＧＢのうち任意の２つの色を混合させるだけでもよい。２色のインクの混合でも、カラーフィルタの額縁としての機能を十分に果たす程度の黒色系となるからである。また、上記ＲＧＢのインクとは異なる色のインクを第2の凹部内に更に付与することで、非表示部を形成するようにしてもよい。上記異なる色のインクとしては、黒色系のインクや、予備吐出される複数色（ＲＧＢ）のインクの減法混色の補色となるインクが好ましく、これらのインクを付与することで、遮光部の可視波長依存性を均一にして、より一層の遮光性能を確保することが可能である。
【００９５】
尚、上記のように、第２の凹部（予備吐出領域）３２ｂ内において２色以上のインクが混合することは必須ではないが、非表示部を黒色系にする点や光学濃度を遮光部として機能し得る程度にする点等から２色以上のインクを混合することが好ましい。また、上記では、凹部内に予備吐出されたインクを混合させると説明したが、凹部内に予備吐出されたインク同士は勝手に混じり合うため、何らかの手段を講じインクをわざわざ混合させる必要なない。凹部の底面は親水性を有するガラス基板であり、予備吐出されたインクは該ガラス上に付着し直ぐに広がるため、インクの混合は勝手に起こるのである。
【００９６】
また、本実施形態では、予備吐出領域が凹状に形成されていることが特徴である。仮に、上述した特開平１０−１８６１２３公報のように表示領域の周辺の遮光部上にインクを予備吐出すると、予備吐出されたインク１５１が遮光部上を自由に移動してしまい混色を発生させる場合がある（図１９）。尚、図１９ではＲ色の予備吐出インク１５１が、Ｇ色の着色部及びＢ色の着色部に入り込んでしまい、混色が発生してしまっている。一方、本実施形態では上記図１７のように、予備吐出されたインクは凹部内に充填されるので、予備吐出されたインクが遮光部上を自由に移動することがない。
【００９７】
また、表示領域の周辺の遮光部上に予備吐出を行うと、平滑性の点及び密着性の点において不十分となってしまう。これを図２０を参照しながら、以下で説明する。尚、図２０は、カラーフィルタ５４と対向基板２４との間に液晶化合物１８を充填することにより形成された液晶表示装置の断面図であり、周辺の遮光部上には予備吐出されたインクが付着している。また、遮光部上及び着色部上には、表面を平坦化し且つ着色部を保護するための保護層が形成されている。
【００９８】
まず、平滑性について説明する。図２０のように周辺の遮光部上に予備吐出インク１５１が付着すると、着色部３や他の隔壁部に比べ予備吐出されたインク部分が盛り上がってしまう。このような状態で保護層を形成すると、予備吐出インク１５１上の保護層が他の部分に比べ盛り上がってしまい、保護層の表面が平坦化しにくい。（図２０のように、平坦性の悪い部分１６０が発生する）。保護層の表面が平坦化していないと、カラーフィルタと対向基板とを平行に保持することが困難となってしまう。このようにカラーフィルタの保護層の表面は平滑性を有していることが好ましいのであるが、上述したように遮光部上に予備吐出インクが付着していると、表面の平滑性の点で不十分となってしまう。
【００９９】
次に、密着性について説明する。図２０のように周辺の遮光部上に予備吐出インク１５１が付着すると、この予備吐出インクと遮光部との密着性が不十分であるために、予備吐出インクと遮光部との接触部分１６３において膜剥れが生じる場合がある。上記接触部分１６３において密着性が不十分となるのは、遮光部上が發インク性を有しているからである。
【０１００】
これに対し、本実施形態では、図１７のように周辺領域の遮光部に設けた凹部内にインクを予備吐出するため、着色部３や他の隔壁に比べ予備吐出されたインク部分が盛り上がることはない。その結果、保護層を形成したとき保護層表面が平坦化しやすく、カラーフィルタと対向基板とを平行に保持しやすくなる。また、本実施形態では、親水性のガラス基板に予備吐出インクを付着させているので、予備吐出インクとガラス基板との密着性が十分であり、図２０の場合に比べて膜剥れの発生をかなり抑制できる。このように凹部内に予備吐出を行うことで、カラーフィルタ表面が平滑性を有するようになり、且つ膜剥れの発生を抑制することができる。
【０１０１】
上記のように予備吐出動作を実行した後に、第１の凹部内の各々に対してインクを吐出して各着色部の形成を行う。このようにして着色されたカラーフィルタを図１８に示す。図１８では、ＲＧＢの着色部３の列がストライプ状に形成されている。また、第２の凹部内に予備吐出された、ＲＧＢの３色のインクにより非表示部が形成されている。この非表示部は、黒色を呈している。尚、着色部は、ユーザーに視覚的に色を認識させるための部分であり、情報の表示を行うための部分でもあるので、表示部ということもできる。
【０１０２】
次に、基板とインクジェットヘッドとを相対的に移動させながら隔壁を備えた基板に向けてインクを吐出し着色を行っていく様子を、図２１〜図２３を用いて説明する。尚、図２１は、カラーフィルタの着色工程を示すフローチャートであり、図２２、図２３は予備吐出領域（第２の凹部）３２ｂと表示領域領域３５の位置関係を示した図である。また、本実施形態では、基板を載せたステージとインクジェットヘッドとを相対的に一回または複数回走査させながら、第１の凹部内にインクを吐出して各着色部を形成する。その際、表示領域の第１の凹部のうち端部に位置する凹部に対する着色を開始する前に、第２の凹部（予備吐出領域）に対してインクを適宜吐出させている。
【０１０３】
まず、図２１のステップＳ１において、カラーフィルタ製造装置９０のＸＹθステージ５２上にカラーフィルタ基板５３をセットし、位置決めを行う。本実施形態では、図２２・図２３に示すようなカラーフィルタ基板を用いる。すなわち、１枚のカラーフィルタ基板から多数枚のカラーフィルタを取ることが可能な基板である。この図２２・図２３では、基板の大きさが３６０ｍｍ×４６０ｍｍの場合を示しており、１０インチサイズのカラーフィルタであれば、その中に４枚のカラーフィルタ５４ａ、５４ｂ，５４ｃ，５４ｄを形成することが可能である。尚、本実施形態では、予備吐出領域（第２の凹部）３２bと、カラーフィルタとして機能することになる第１の凹部（表示部）を含む表示領域３５とを共に有する基板を用いることとする。
【０１０４】
次に、ステップＳ２において、カラーフィルタ基板５３とインクジェットヘッド１２０とを相対的に移動させて、基板５３の予備吐出領域３２ｂ（３２ｂ−（Ａ））の真上にインクジェットヘッド５５を位置させる。この相対移動はＸＹθステージ５２を移動させることにより実行しても良いし、インクジェットヘッドを移動させることにより実行しても良い。
【０１０５】
次に、ステップＳ３において、インクジェットヘッド５５から予備吐出領域３２ｂ（３２ｂ−（Ａ））に対してインクを吐出する（予備吐出工程）。また、カラーフィルタとして機能する表示部と、この表示部を有する表示領域の外側にある予備吐出領域との位置関係は、図２２のように表示領域３５の片側にだけ形成されていてもよいし、図２３のように表示領域３５の両側に形成されていてもよい。いずれにせよ、本実施形態では第１の凹部を着色する直前に、カラーフィルタ基板上であってカラーフィルタとして機能しない領域（予備吐出領域３２ｂ）に対して予備吐出を行っている。これは、予備吐出を行ってから第１の凹部を着色するまでの時間を短くするためである。予備吐出を行ってから第１の凹部を着色するまでの時間を短くすることで、インクの吐出を休止して吐出を再開するまでの時間が長くなることに起因して生じるインク吐出の不安定性を低減することができるとともに、第１の凹部の着色の際には常にインクの吐出状態を安定化させることができる。
【０１０６】
ステップＳ３にて予備吐出動作を行った後、ステップＳ４において、カラーフィルタ基板５３とインクジェットヘッド５５とを相対的に移動させながら、インクジェットヘッドから基板に対してインクを吐出して複数の第１の凹部を着色する。このステップＳ４では、基板とヘッドとの相対移動を１回行う。すなわち、図２２における３２ｂの位置からＹ２の位置まで基板をヘッドに対して相対走査させるのである。その後、ステップＳ５へ進む。ステップＳ５において、予め設定された所定の回数だけ、ヘッドと基板とを相対移動させたかどうかを判定する。所定回数移動させたと判定されれば、ステップＳ６へ進み、そのカラーフィルタ基板の着色は終了する。一方、ステップＳ５において所定回数移動させていなければ、ステップＳ２へ戻り、ステップＳ２以降の工程を繰り返す。すなわち、今度はヘッドがＹ２に位置しているので、Ｙ１の方向に向けてヘッドと基板とを相対走査させて、ヘッドが予備吐出領域３２ｂ（３２ｂ−（Ｂ））の真上にくるようにし、予備吐出領域３２ｂ（３２ｂ−（Ｂ））に対して予備吐出を行い、その後、第１の凹部を着色していくのである。上記から分かるように、１回目・３回目…等の奇数回目の相対走査では、３２ｂ−（Ａ）もしくは３２ｂ−（Ｃ）の予備吐出領域に対して予備吐出を実行するのに対し、２回目・４目…等の偶数回目の相対走査では、３２ｂ−（Ｂ）もしくは３２ｂ−（Ｄ）の予備吐出領域に対して予備吐出を実行する。このように１回走査する度に予備吐出を行っているので、走査と走査の間の休止によって生じる吐出安定性の低下を招くことがない。また、奇数回目の相対走査では基板に対してヘッドをＹ１からＹ２の方向へ移動するのに対し、偶数回目の相対走査では基板に対してヘッドをＹ２からＹ１の方向へ移動する。
【０１０７】
尚、上記ステップＳ３における予備吐出を実行するタイミングや位置は、上述したタイミングや位置に限られるものでない。上記ステップＳ３では、図２２に示すような位置に対して予備吐出動作を行うと説明したが、本実施形態では図２３に示すような位置に対して予備吐出を行ってもよい。すなわち、図２３に示すように表示領域３５の両側に予備吐出を行ってもよい。この場合、１回の走査中では、下記▲１▼〜▲６▼の工程が順々に行われる。▲１▼予備吐出領域３２ｂ−（Ａ）に予備吐出を行う工程、▲２▼カラーフィルタ５４ａにおける第１の凹部にインク吐出を行う工程、▲３▼予備吐出領域３２ｂ−（Ｅ）に予備吐出を行う工程、▲４▼予備吐出領域３２ｂ−（Ｆ）に予備吐出を行う工程、▲５▼カラーフィルタ５４ｂにおける第１の凹部にインク吐出を行う工程、▲６▼予備吐出領域３２ｂ−（Ｂ）に予備吐出を行う工程。図２３のように両側に予備吐出を行うことでインク吐出状態の更なる安定化が図れる。
【０１０８】
このように予備吐出動作を実行することで、インク吐出開始時において吐出量の不安定性や吐出方向の不安定性等が存在したとしても、表示領域内を着色するときには吐出状態が安定化しているため、混色がなく且つ均一な色濃度を有するカラーフィルタを製造することができる。
【０１０９】
図２４は、第２の凹部（予備吐出領域）３２ｂに吐出される複数のインクの着弾位置の間隔Ｌ１と第1の凹部に吐出される複数のインクの着弾位置の間隔Ｌ２との関係を示す図である。図２４ではＬ１＝Ｌ２の関係となっており、予備吐出領域に対してインクを吐出するときも表示領域に対してインクを吐出するときも、同一の吐出間隔（吐出タイミング）にてインクを吐出すればよく、インク吐出制御が簡単である。尚、この吐出条件を第１の吐出条件と称することとする。
【０１１０】
これに対し、図２５に示すように、第２の凹部（予備吐出領域）３２ｂに吐出される複数のインクの着弾位置の間隔Ｌ₁と第1の凹部に吐出される複数のインクの着弾位置の間隔Ｌ₂との関係がＬ₁＜Ｌ₂となるようなインク吐出条件（第２の吐出条件）にて吐出動作を行うことも考えられる。つまり、Ｌ₁＜Ｌ₂の関係となるようなインク吐出条件にてインクを吐出すれば、予備吐出領域に対して高密度でインクを吐出することができ、予備吐出領域に対して多くの量のインクを吐出することができる。この吐出方法は、例えば、高粘度のインクを吐出する場合であって多くの量のインクを予備吐出する必要がある場合には非常に有効である。また、予備吐出領域における着弾インクの間隔を狭くすればする程、それだけ単位長さあたりの着弾インクの数を多くすることができるため、予備吐出領域を小さくすることができる。つまり、仮に、１０μｍ間隔で１０発のインクを、Ｘμｍの長さの予備吐出領域に対して打ち込んでいたとする。ここで上記間隔を５μｍに変更すると、予備吐出領域の長さはＸ／２μｍでいいことになる。このように予備吐出領域でのインクの着弾位置の間隔を狭めることにより、予備吐出領域を小さくすることができ、ひいては額縁部分の面積も小さくすることができる。上述したように、カラーフィルタの表示領域は年々広がる傾向にあり、そのために額縁部分を狭くすることは非常に有効である。尚、インクの着弾位置の間隔を狭めるためには、インク吐出タイミングの間隔（インク吐出間隔）を短くすることで実現できる。以上のように、予備吐出領域でのインク吐出間隔を短くする、もしくはインクの着弾位置の間隔を狭くすることで、予備吐出領域を小さくすることができる。また、多量のインクを予備吐出しなければならない場合であっても、インク吐出間隔を短くしたり、インクの着弾位置の間隔を狭くすることで対応できる。このように図２５に示すような上記吐出条件にてインク吐出を行うことは、額縁部分を狭くすることができ、多量のインクを予備吐出することも可能であるので、非常に有効なインク吐出方法である。
【０１１１】
また、図２６のように、第２の凹部（予備吐出領域）３２ｂに対して吐出するときのインク吐出量Ｍ₁と第1の凹部に対して吐出するときのインク吐出量Ｍ₂との関係がＭ₁＞Ｍ₂となるようなインク吐出条件（第３の吐出条件）にて吐出動作を行うことも考えられる。つまり、Ｍ₁＞Ｍ₂の関係となるようなインク吐出条件にてインクを吐出すれば、予備吐出領域に対して多くの量のインクを吐出することができる。この吐出方法は、例えば、インクの粘度が高く、多くの量のインクを予備吐出する必要がある場合には非常に有効である。また、予備吐出領域の光学濃度を遮光部として必要とされる程度の光学濃度（ 遮光部の光学簿濃度に近い光学濃度）とするために、予備吐出領域に打ち込むインクの量を多くする必要がある場合等にも有効である。尚、予備吐出領域でのインク吐出量を多くするには、上記プレパルスの幅Ｔ１、休止時間Ｔ２、メインパルスの幅Ｔ３等を調整すればよい。また、ここでいうインク吐出量とは、１回の吐出動作にて吐出されるインクの量のことである。
【０１１２】
さらに、このＮ第３の吐出条件と上記第２の吐出条件とを組み合わせた吐出条件（第４の吐出条件）にてインクを吐出すれば、第２吐出条件にてインクを吐出する場合に比べて予備吐出領域を更に小さすることが可能となる。また、予備吐出領域でのインク着弾位置の間隔および／または予備吐出領域に対するインク吐出量等を調整することで、予備吐出領域に充填するインクの量を調整することができ、これにより予備吐出領域の平坦化が図れ、ひいてはカラーフィルタの平坦化にも寄与することが可能となる。例えば、予備吐出領域に充填するインクの量を増加させる場合には、インク着弾位置の間隔を狭めるか、インク吐出量を多くするか、あるいはこれらを組み合わせるか、を実行すればよく、一方、予備吐出領域に充填するインクの量を減少させる場合には、インク着弾位置の間隔を広くするか、インク吐出量を少なくするか、あるいはこれらを組み合わせるか、を実行すればよい。
【０１１３】
以上のように、インク着弾位置・インク吐出量・インク吐出タイミング等のインク吐出条件（インク吐出パターン）を第１の凹部と第２の凹部とで異ならせることで、予備吐出領域の縮小化やカラーフィルタの平坦化等の図ることができる。尚、図２４〜図２６では、着色動作をイメージするために各インクの着弾ドットが残った状態で示されているが、実際には、これら各インクドットは第２の凹部（予備吐出領域）内で混ざり合い（混色し）、全体にわたって黒色となっている。
【０１１４】
図２７は、カラーフィルタの着色動作及び予備吐出動作を説明するための図である。図２７では、インクジェットヘッド５５のノズルピッチとカラーフィルタの画素ピッチとが一致していないため、ヘッド５５を傾けて着色を行うようにしている。そして、ここでは４ノズルおきのノズルが常時使用しされ、他のノズルは使用されない。つまり、黒丸で示したノズルが着色動作で使用される使用ノズル２７１であり、白丸で示したノズルが着色動作で使用されない不使用ノズル（予備ノズル）２７５である。
【０１１５】
このように使用ノズル２７１と不使用ノズル２７５とがある場合、使用ノズル２７１のみで予備吐出動作を行うようにしてもよいし、使用ノズル２７１と不使用ノズル２７５の両方で予備吐出動作を行うようにしてもよい。使用ノズル２７１のみで予備吐出動作を行う場合、インクの使用量が少なくて済むというメリットがある。一方、使用ノズル２７１と不使用ノズル２７５の両方で予備吐出動作を行う場合、予備吐出領域に充填されるインクの量が多くなり、それに伴い光学濃度もアップし、より濃度の高い黒色とすることができる。
【０１１６】
また、使用ノズル２７１に不吐出等の異常が発生した場合には、１ノズルずつ使用するノズルをずらして予備ノズル２７５で着色を行う場合がある。このような場合でも、上記のように予備ノズル２７５からもインクを予備吐出させておけば、全てのノズルが即座に本吐出に対応できる状態となっているため、急に使用するノズルを切り替えたとしても正常な着色動作を実行することができる。
【０１１７】
尚、本実施形態では、第２の凹部（予備吐出領域）内が全く区画されていない場合を示したが、第２の凹部内は複数に区画されていてもよい。
【０１１８】
以上のように本実施形態によれば、第１の凹部の着色の直前に第２の凹部に対して予備吐出動作を行っているため、第１の凹部を着色する際にはインク吐出状態が安定しており、表示領域における混色の発生を低減あるいは抑制することができる。
【０１１９】
〔第2の実施形態〕
本実施形態では、図２８に示すように、ヘッドと基板の相対走査の方向において、隣り合う画素領域の色が異なる色となるような着色パターンを形成することを特徴としており、その他は上記実施形態１と同じなので説明を省略する。
【０１２０】
図２８に示すような場合でも、第１の凹部を着色する前に第２の凹部内に対しインクを予備吐出させる。また、第２の凹部内で複数色のインクを混合させ、第２の凹部を黒色とすることが好ましい。尚、図２８では、予備吐出領域に吐出されたＲＧＢのインクの着弾位置が異なっているが、これには限定されず、同じ位置にＲＧＢのインクを予備吐出するようにしてもよい。図２８のような着色パターンを形成する場合において、ＲＧＢのインクを同じ位置に予備吐出させるようにすれば、上記第１の実施形態に比べて更に予備吐出領域を縮小化することが可能となる。
【０１２１】
〔その他の実施形態〕
なお、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【０１２２】
例えば、近年ＴＦＴアレイ側にカラーフィルタを設けたパネルも存在するが、本明細書で定義しているカラーフィルタは、色材により着色された被着色体であり、ＴＦＴアレイ側にあるか否かにかかわらず、どちらも包含する。
【０１２３】
また、上記実施形態ではＲ・Ｇ・Ｂの色材を用いた場合について説明したが、色材はこれに限定されるものでなく、例えば、Ｃ（シアン）・Ｍ（マゼンタ）・Ｙ（イエロー）の色材を用いることもできる。特に、反射型カラーフィルタの場合ではＣＭＹの色材を用いることが有効である。
【０１２４】
また、上記実施形態では、熱エネルギー方式によるインクジェットヘッドの例を説明したが、本発明はこれには限定されず、例えば、電気エネルギーが与えられることによって変位し前記変位に伴う圧力変化によってインクを吐出させる圧電素子（ピエゾ素子）を備えたヘッドも適用可能であるし、静電吸引力によりインクを吐出させるヘッドも適用可能である。
【０１２５】
また、上記実施形態では、各色に対応して１個のインクジェットヘッドを設けることとしたが、これには限定されず、各色に対応して複数個のインクジェットヘッドを用いることとしてもよい。例えば、Ｒヘッドを２個、Ｇヘッドを２個、Ｂヘッドを２個用いてカラーフィルタを製造してもよい。このように各色に対応して複数個のインクジェットヘッドを用いる場合、一度に着色可能な領域が広くなるため着色時間の短縮化を図れる。
【０１２６】
また、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々に変更して適用することが可能である。
【０１２７】
本発明は、たとえば、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス、electroluminesence）表示素子の製造方法や製造装置等にも適用可能である。ＥＬ表示素子は、蛍光性の無機および有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子および正孔（ホール）を注入して再結合させることにより励起子を生成させ、この励起子が失活する際の蛍光或いは燐光の放出を利用して発光させる素子である。こうしたＥＬ表示素子に用いられる蛍光性材料のうち、赤、緑および青色の発光色を呈する材料を本発明の製造装置を用いて、ＴＦＴ等の素子基板上にインクジェット法によりパターニングすることで、自発光フルカラーＥＬ表示素子を製造することができる。本発明には、このようなＥＬ表示素子、該表示素子の製造方法及びその製造装置等も含まれる。
【０１２８】
本発明の製造装置は、ＥＬ材料が付着しやすいように、樹脂レジスト、画素電極および下層となる層の表面に対し、プラズマ処理、ＵＶ処理、カップリング処理等の表面処理工程を実行するための手段を有するものであってもよい。
【０１２９】
本発明の製造方法を用いて製造したＥＬ表示素子は、セグメント表示や全面同時発光の静止画表示等のローインフォメーション分野にも利用できるし、点・線・面形状をもった光源としても利用することができる。さらに、パッシブ駆動の表示素子をはじめ、ＴＦＴ等のアクティブ素子を駆動に用いることで、高輝度で応答性の優れたフルカラー表示素子を得ることが可能である。
【０１３０】
以下に、本発明により製造される有機ＥＬ素子の一例を示す。図２９に、有機ＥＬ素子の積層構造断面図を示す。図２９に示す有機ＥＬ素子は、透明基板３００１、隔壁（仕切り部材）３００２、発光層（発光部）３００３、透明電極３００４および金属層３００６を備えている。また、３００７は、透明基板３００１と透明電極３００４とから構成される部分を示しており、これを駆動基板と呼ぶ。
【０１３１】
透明基板３００１としては、ＥＬ表示素子としての透明性や機械的強度等の必要特性を有していれば特に限定されるものではなく、例えば、ガラス基板やプラスチック基板等の光透過性の基板が適用可能である。
【０１３２】
隔壁（仕切り部材）３００２は、液体付与ヘッドから発光層３００３となる材料を付与するに際し隣接する画素間で該材料が混合しないように画素と画素の間を隔離するための機能を有するものである。すなわち、隔壁３００２は混合防止壁として機能するのである。また、この隔壁３００２を透明基板３００１上に設けることにより、基板上には複数の凹部（画素領域）が形成される。尚、隔壁３００２は、該材料に対して親和性の異なる多層構造であっても問題無い。
【０１３３】
発光層３００３は、電流を流すことにより発光する材料、例えばポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）等公知の有機半導体材料を使用して、十分な光量が得られる厚み、例えば０．０５μｍ〜０．２μｍ程度積層して構成される。発光層３００３はインクジェット方式によって薄膜材料液（自発光材料）を隔壁３００２で囲まれる凹部に充填し加熱処理することで形成される。
【０１３４】
透明電極３００４は、導電性がありかつ光透過性のある材料、例えばＩＴＯ等により構成されている。透明電極３００４は、画素単位で発光させるために、画素領域ごとに独立して設けられている。
【０１３５】
金属層３００６は、導電性のある金属材料、例えばアルミニウムリチウム（Ａｌ−Ｌｉ）を０．１μｍ〜１．０μｍ程度積層して構成される。金属層３００６は、透明電極３００４に対向する共通電極として作用するように形成されている。
【０１３６】
駆動基板３００７は、図示しない薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、配線膜および絶縁膜等が多層に積層されており、金属層３００６および各透明電極３００４間に画素単位で電圧を印加可能に構成されている。駆動基板３００７は公知の薄膜プロセスによって製造される。
【０１３７】
上記のような層構造を有する有機ＥＬ素子において、透明電極３００４と金属層３００６との間に電圧が印加された画素領域では、発光層３００３に電流が流れ、エレクトロルミネッセンス現象を生じ、透明電極３００４および透明基板３００１を通して光が射出されるようになっている。
【０１３８】
ここで、有機EL素子の製造工程について説明する。
【０１３９】
図３０は、有機EL素子の製造工程の一例を示したものである。以下、図３０に沿って、各工程（ａ）〜（d）について説明する。
【０１４０】
工程（ａ）
まず、透明基板３００１としてガラス基板を用い、これに図示しない薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、配線膜および絶縁膜等を多層に積層したうえ、透明電極３００４を形成して画素領域に電圧を印加できるようにする。
【０１４１】
工程（b）
次に、隔壁３００２を各画素間にあたる位置に形成する。隔壁３００２は、発光層となるＥＬ材料液をインクジェット法によって付与する際に隣接する画素間でＥＬ材料液が混合しないようにするための混合防止壁として機能するものであればよい。ここでは、黒色の材料を添加したレジストを用いてフォトリソグラフィー法により形成するが、本発明はこれには限定されず、種々の材料、色、形成方法等が使用可能である。
【０１４２】
工程（c）
次に、インクジェット方式よってＥＬ材料を隔壁３００２で囲まれる凹部に充填し、その後加熱処理することで発光層３００３を形成する。
【０１４３】
工程（d）
さらに、発光層３００３上に金属層３００６を形成する。
【０１４４】
この様な工程（ａ）〜（ｄ）を経ることによって、簡便な工程でフルカラーのＥＬ素子を形成することが可能となる。特にカラーの有機ＥＬ素子を形成する場合には、赤、緑または青などの異なる発光色を有する発光層を形成する必要があるため、任意の位置に所望のＥＬ材料を吐出可能なインクジェット方式を用いることは有効である。
【０１４５】
尚、本発明では、隔壁に囲まれる凹部内に、表示に用いられるための材料を充填することで表示部を形成しており、カラーフィルタであれば着色部が上記表示部に相当し、ＥＬ素子であれば発光部が上記表示部に相当する。上記着色部や発光部を含む表示部は、情報の表示のために用いられる部分であり、視覚的に色を認識するための部分でもある。
【０１４６】
また、カラーフィルタの着色部やＥＬ素子の発光部は、色を生じさせる（色が発さられる）部分でもあるため発色部というもできる。例えば、カラーフィルタの場合、バックライトによる光が着色部を通過してＲＧＢの光が発せられ、また、ＥＬ素子の場合、発光部が自発光することによりＲＧＢの光が発せられる。
【０１４７】
また、インクや自発光材料は、上記発色部を形成するための材料であるので、発色を生じさせる材料ということもできる。またインクや自発光材料は、液体であるので、総称して液体材料ということもできる。また、インクや自発光材料は、表示に用いられる表示部を形成するための材料でもある。
【０１４８】
また、上記では、カラーフィルタを製造するに際し、画素領域（第1の凹部）において混色が発生することを起こりにくくすることができると説明した。一方、ＥＬ素子の製造の場合、画素領域（第1の凹部）において複数の自発光材料が混ざり合うことを起こりにくすることができる。
【０１４９】
以上のように本発明は、隔壁により囲まれる複数の凹部に材料を充填することで複数の表示部が形成されたパネル、例えばカラーフィルタ・ＥＬ素子等を含むカラー表示装置に使用されるパネル（表示用素子）の製造に適用可能である。尚、この表示装置用のパネルは上記カラーフィルタ及びＥＬ表示素子に限定されるものでなく、基板上に設けられた凹部に液体材料を充填していくことにより形成されたパネルであって、表示装置に利用できるパネル全般を含むものである。
【０１５０】
本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式のプリント装置について説明したが、かかる方式によれば記録の高密度化、高精細化が達成できる。
【０１５１】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて膜沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に１対１で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状をすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。
【０１５２】
このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【０１５３】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９-１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９-１３８４６１号公報に基づいた構成としても良い。
【０１５４】
さらに、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【０１５５】
加えて、装置本体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いてもよい。
【０１５６】
また、本発明の記録装置の構成として設けられる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安定にできるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対しての加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを行うことも安定した記録を行うために有効である。
【０１５７】
以上説明した本発明実施形態においては、インクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであっても、室温で軟化もしくは液化するものを用いても良く、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであればよい。
【０１５８】
加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のような、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は適用可能である。このような場合インクは、特開昭５４-５６８４７号公報あるいは特開昭６０-７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としてもよい。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【０１５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、表示部を形成するための第１の凹部において複数の材料が混ざり合うことを起こりにくくすることができ、歩留まりの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラーフィルタの製造装置の一実施形態の構成を示す概略図である。
【図２】カラーフィルタの製造装置の動作を制御する制御部の構成を示す図である。
【図３】カラーフィルタの製造装置に使用されるインクジェットヘッドの構造を示す図である。
【図４】インクジェットヘッドに印加するための駆動パルスの例を示した図である。
【図５】プレパルスを決定するためのデータがコントロールボードのＲＯＭのエリアに格納されている様子を概念的に示した図である。
【図６】パルス幅の異なる複数のプレパルスを示した図である。
【図７】吐出制御回路の構成を示す図である。
【図８】プレパルス信号ＰＨとメインパルス信号ＭＨが合成される様子を示す図である。
【図９】カラーフィルタの製造工程の一例を示した図である。
【図１０】一実施形態のカラーフィルタを組込んだカラー液晶表示装置の基本構成の一例を示す断面図である。
【図１１】一実施形態のカラーフィルタを組込んだカラー液晶表示装置の基本構成の一例を示す断面図である。
【図１２】一実施形態のカラーフィルタを組込んだカラー液晶表示装置の基本構成の一例を示す断面図である。
【図１３】液晶表示装置を情報処理装置に適用した場合の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】液晶表示装置が使用される情報処理装置を示した図である。
【図１５】液晶表示装置が使用される情報処理装置を示した図である。
【図１６】第1の実施形態において用いた基板を示す図である。
【図１７】図１２の基板に対してインクを吐出する様子を示した図である。
【図１８】第1の実施形態において製造されたカラーフィルタを示す図である。
【図１９】遮光部上に予備吐出されたインクが遮光部上を自由に移動してしまい混色を発生させる場様子を示した図である。
【図２０】カラーフィルタ５４と対向基板２４との間に液晶化合物１８を充填することにより形成された液晶表示装置の断面図である。
【図２１】カラーフィルタの着色工程を示すフローチャートである。
【図２２】予備吐出領域と表示領域の位置関係を示した図である。
【図２３】予備吐出領域と表示領域の位置関係を示した図である。
【図２４】第２の凹部（予備吐出領域）に吐出される複数のインクの着弾位置の間隔Ｌ１と第1の凹部に吐出される複数のインクの着弾位置の間隔Ｌ２との関係を示す図である。
【図２５】第２の凹部（予備吐出領域）に吐出される複数のインクの着弾位置の間隔Ｌ１と第1の凹部に吐出される複数のインクの着弾位置の間隔Ｌ２との関係を示す図である。
【図２６】第２の凹部（予備吐出領域）３２ｂに対して吐出するときのインク吐出量Ｍ１と第1の凹部に対して吐出するときのインク吐出量Ｍ２との関係を示す図である。
【図２７】カラーフィルタの着色動作及び予備吐出動作を説明するための図である。
【図２８】ヘッドと基板の相対走査の方向と、カラーフィルタの着色パターンとの関係を示した図である。
【図２９】ＥＬ素子の構成の一例を示す図である。
【図３０】ＥＬ素子の製造工程の一例を示す図である。
【図３１】インクジェットヘッドを用いてカラーフィルタを着色することを説明するための図である。
【図３２】基板上の表示領域外の額縁部分にインクを予備吐出することを説明するための図である。
【図３３】基板上の表示領域外の額縁部分にインクを予備吐出することを示す図である。
【図３４】基板上の表示領域外の額縁部分にインクを予備吐出することを示す図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ ブラックマトリクス
２ａ 隔壁（仕切り部材）
３ 着色部（表示部）
８ 保護層
１１ 偏光板
１６ 共通電極
１７ 配向膜
１８ 液晶化合物
１９ 配向膜
２０ 画素電極
２１ ガラス基板
２２ 偏光板
２４ 対向基板
２３ バックライト
３０ 液晶表示装置
３２ 凹部
３２ａ 第１の凹部
３２ｂ 第２の凹部（予備吐出領域）
３５ 表示領域
３７ 周辺領域
３９ 非表示部
５１ 装置架台
５２ ＸＹθステージ
５３ カラーフィルタ基板
５４ カラーフィルタ
５５ インクジェットヘッド
５６ テレビカメラ
５８ 制御コントローラ
５９ ティーチングペンダント（パソコン）
６０ キーボード
１０２ ヒータ
１０４ ヒータボード
１０６ 天板
１０８ 吐出口
１１０ 液路
１１２ 隔壁
１１４ 液室
１１６ インク供給口
１５０ スペーサー
１５１ 予備吐出インク
１６０ 平坦性の悪い部分
１６３ 予備吐出インクと遮光部との接触部分
２７１ 使用ノズル
２７５ 予備ノズル（不使用ノズル）

Claims (16)

1. 基板上に設けた仕切り部材により囲まれる複数の凹部内にインクジェットヘッドから複数色のインクを吐出して複数色の着色部を有するカラーフィルタを製造する方法であって、
   表示に用いられる着色部を形成するための第１の凹部と、表示には用いられない非表示部を形成するための、前記第１の凹部が存在する領域の周辺領域にある第２の凹部とを共に有する基板を用意する工程と、
   前記基板上の前記第２の凹部に対し前記インクジェットヘッドから前記複数色のインクを予備吐出した後に、前記基板上の前記第１の凹部の各々に対し前記インクジェットヘッドから各色のインクを吐出することで前記着色部を形成する工程とを備え、
   前記第１の凹部に対して吐出される複数のインクの着弾位置の間隔に関する条件と前記第２の凹部に対して吐出される複数のインクの着弾位置の間隔に関する条件とが異なり、
   前記周辺領域にある第２の凹部に形成される非表示部は、前記第２の凹部内に吐出される前記複数色のインクが混ざり合うことで形成され、且つ黒色を呈することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
2. 前記第２の凹部に吐出される前記複数のインクの着弾位置の間隔は、前記第１の凹部に吐出される前記複数のインクの着弾位置の間隔より狭いことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
3. 基板上に設けた仕切り部材により囲まれる複数の凹部内にインクジェットヘッドから複数色のインクを吐出して複数色の着色部を有するカラーフィルタを製造する方法であって、
   表示に用いられる着色部を形成するための第１の凹部と、表示には用いられない非表示部を形成するための、前記第１の凹部が存在する領域の周辺領域にある第２の凹部とを共に有する基板を用意する工程と、
   前記基板上の前記第２の凹部に対し前記インクジェットヘッドから前記複数色のインクを予備吐出した後に、前記基板上の前記第１の凹部の各々に対し前記インクジェットヘッドから各色のインクを吐出することで前記着色部を形成する工程とを備え、
   前記第１の凹部に対して前記インクを吐出するときの前記インクの吐出間隔に関する条件と前記第２の凹部に対して前記インクを予備吐出するときの前記インクの吐出間隔に関する条件とが異なり、
   前記周辺領域にある第２の凹部に形成される非表示部は、前記第２の凹部内に吐出される前記複数色のインクが混ざり合うことで形成され、且つ黒色を呈することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
4. 前記第２の凹部に対して前記インクを吐出するときの前記インクの吐出間隔は、前記第１の凹部に対して前記インクを吐出するときの前記インクの吐出間隔より短いことを特徴とする請求項３に記載のカラーフィルタの製造方法。
5. 基板上に設けた仕切り部材により囲まれる複数の凹部内にインクジェットヘッドから複数色のインクを吐出して複数色の着色部を有するカラーフィルタを製造する方法であって、
   表示に用いられる着色部を形成するための第１の凹部と、表示には用いられない非表示部を形成するための、前記第１の凹部が存在する領域の周辺領域にある第２の凹部とを共に有する基板を用意する工程と、
   前記基板上の前記第２の凹部に対し前記インクジェットヘッドから前記複数色のインクを予備吐出した後に、前記基板上の前記第１の凹部の各々に対し前記インクジェットヘッドから各色のインクを吐出することで前記着色部を形成する工程とを備え、
   前記第１の凹部に対して前記インクを吐出するときの前記インクの吐出量に関する条件と前記第２の凹部に対して前記インクを予備吐出するときの前記インクの吐出量に関する条件とが異なり、
   前記周辺領域にある第２の凹部に形成される非表示部は、前記第２の凹部内に吐出される前記複数色のインクが混ざり合うことで形成され、且つ黒色を呈することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
6. 前記第２の凹部に対して前記インクを吐出するときのインク吐出量は、前記第１の凹部に対して前記インクを吐出するときのインク吐出量より多いことを特徴とする請求項５に記載のカラーフィルタの製造方法。
7. 前記仕切り部材は、光を遮光するための遮光部であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
8. 前記遮光部の表面は發インク性であることを特徴とする請求項７に記載のカラーフィルタの製造方法。
9. 基板上に設けた仕切り部材により囲まれる複数の凹部内にインクジェットヘッドから赤色、青色、緑色のインクを吐出して複数の着色部を有するカラーフィルタを製造する方法であって、
   表示に用いられる着色部を形成するための第１の凹部と、前記第１の凹部が存在する領域の周辺領域にある第２の凹部であって、表示には用いられない非表示部を形成するための第２の凹部とを共に有する基板を用意する工程と、
   前記基板上の前記第２の凹部に対し前記インクジェットヘッドから赤色、青色、緑色のインクを予備吐出した後に、前記基板上の前記第１の凹部の各々に対し前記インクジェットヘッドから各色の前記インクを吐出することで前記着色部を形成する工程とを備え、
   前記第１の凹部に対して前記インクを吐出するときの前記インクの吐出条件と前記第２の凹部に対して前記インクを予備吐出するときの前記インクの吐出条件とが異なり、
   前記インクの吐出条件とは、前記インクの着弾位置の間隔に関する条件、前記インクの吐出間隔に関する条件、および前記インクの吐出量に関する条件のうちの少なくとも１つの条件であり、
   前記周辺領域にある第２の凹部に形成される非表示部は、前記第２の凹部内に吐出される赤色、青色、緑色のインクが混ざり合うことで形成されることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
10. 前記非表示部は、前記遮光部として必要とされる光学濃度を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
11. 前記非表示部の光学濃度は、前記遮光部の光学濃度と略同じであることを特徴とする請求項１０に記載のカラーフィルタの製造方法。
12. 前記非表示部は、黒色且つ光学濃度が１．０以上であることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
13. 基板上に設けた仕切り部材により囲まれる複数の凹部内にインクジェットヘッドから複数色のインクを吐出して複数色の着色部を有するカラーフィルタを製造する装置であって、
    表示に用いられる着色部を形成するための第１の凹部と表示には用いられない非表示部を形成するための、前記第１の凹部が存在する領域の周辺領域にある第２の凹部とを共に有する基板と、前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させるための移動手段と、
    前記移動手段によって前記基板と前記インクジェットヘッドを相対移動させながら、前記基板上の前記第２の凹部に対し前記インクジェットヘッドから前記複数色のインクを予備吐出させた後に前記基板上の前記第１の凹部の各々に対し前記インクジェットヘッドから各色のインクを吐出することで前記着色部を形成するように、前記インクジェットヘッドと前記移動手段とを制御するための制御手段とを備え、
    前記第１の凹部に対して前記インクを吐出するときの前記インクの吐出条件と前記第２の凹部に対して前記インクを予備吐出するときの前記インクの吐出条件とが異なり、
    前記インクの吐出条件とは、前記インクの着弾位置の間隔に関する条件、前記インクの吐出間隔に関する条件、および前記インクの吐出量に関する条件のうちの少なくとも１つの条件であり、
    前記周辺領域にある第２の凹部に形成される非表示部は、前記第２の凹部内に吐出される前記複数色のインクが混ざり合うことで形成され、且つ黒色を呈することを特徴とするカラーフィルタの製造装置。
14. 請求項１乃至１２のいずれかに記載の製造方法により製造されたカラーフィルタ。
15. 基板上に設けた仕切り部材により囲まれる複数の凹部内にインクが充填されてなる複数の着色部を有するカラーフィルタを備えた表示装置を製造する方法であって、
    請求項１乃至１２のいずれかに記載の製造方法により製造されたカラーフィルタを用意する工程と、
    前記用意されたカラーフィルタと対向基板との間に液晶化合物を充填する工程と、
    を備えることを特徴とする表示装置の製造方法。
16. 基板上に設けた仕切り部材により囲まれる複数の凹部内にインクが充填されてなる複数の着色部を有するカラーフィルタを用いた表示装置を備えた装置を製造する方法であって、
    請求項１５に記載の製造方法により製造された表示装置を用意する工程と、
    表示装置に画像信号画像信号を供給するための画像信号供給手段と、前記用意された表示装置とを接続する工程と、
    を具備することを特徴とする、表示装置を備えた装置の製造方法。

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