JP4401806B2 - 複合膜の製造方法、複合膜、カラーフィルタ、及びカラーフィルタを備えた表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、カラーフィルタなどの複合膜、その製造方法、この複合膜からなるカラーフィルタ、及びこのカラーフィルタを備えた表示装置に関するものである。また、本発明は、塗布材によって塗布されるべき特定領域に塗布材を塗布する塗布方法、及び塗布する際の塗布材の流動制御方法に関するものである。

近年、液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力等の特徴を活かし、ワードプロセッサ、コンピュータ、ナビゲーションシステム用ディスプレイをはじめ、各種のディスプレイとしてより広く市場を拡大している。また、液晶表示装置は、カラー表示にも十分対応できるより表示品位の良いものへと発展してきている。

特に、画素をマトリクス状に配し、各画素に薄膜トランジスタ等の能動素子をスイッチング素子として用いるアクティブマトリクス型の液晶表示装置が主流となってきている。

一般的なアクティブマトリクス型の液晶表示装置では、走査線、階調信号線、スイッチング素子及び画素電極を配置した第１ガラス基板と、ブラックマトリクス、カラーフィルタ及び共通電極を配置した第２ガラス基板とを備えている。この第１及び第２ガラス基板は、互いの間に所定の間隙を保って対向配置され、その間隙に液晶材料を充填し、周囲を熱又は光によって硬化するシール材によりシールする。そして、画素電極と共通電極との間の電圧を画素ごとに制御することにより、画素ごとの階調表示が可能になっている。

この液晶表示装置は、その製造工程の複雑さや部品点数の多さに起因して依然として高価なものである。したがって、液晶表示装置の更なる市場の拡大を進めるためには、最終売価の低減が必須である。このような状況において、液晶表示装置の構成部材のうちで最も高価な部材の１つであるカラーフィルタの低価格化に向けた様々な提案がなされている。

一般に、カラーフィルタの製造には顔料分散法が採用されている。この顔料分散法は、フォトプロセスによりフィルタパターンを形成する。つまり、顔料分散法では、顔料を分散した感光性樹脂をスピンコート法などにより基板全面に塗布し、この感光性樹脂の膜を紫外線によりパターン露光して現像処理を施すことで単一色分のフィルタパターンを形成する。そして、この工程を複数回繰り返すことにより、ブラックマトリクスを含むカラーフィルタ層を形成する。

この顔料分散法では、各色のフィルタパターンを形成する際の現像処理において、顔料を分散した感光性樹脂の大半を除去することになる。そのため、顔料分散法では、材料コストがかさんでしまい、カラーフィルタの製造コストの低減が困難である。

近年、カラーフィルタの製造における材料コストの削減、及び工程数の削減を目的として、インクジェット方式を用いたカラーフィルタの製造方法が、例えば特許文献１などに提案されている。

特許文献１に開示されているカラーフィルタの製造方法を、図１５（ａ）〜（ｆ）に基づいて説明する。なお、図１５（ａ）〜（ｆ）は、以下の工程ａ〜ｆに対応している。

工程ａでは、基板１０１上に開口部１０２ａを有する遮光層１０２（ブラックマトリクス）を形成する。この遮光層１０２は、ライン状又は格子状にパターニングされた遮光性部材からなり、感光性黒色樹脂層などをフォトリソ工程によりパターニングして形成することができる。ここでは、遮光層１０２に後述する硬化型インクを塗布する際の隔壁作用を持たせるため、黒色樹脂などを用いて厚さの厚い遮光層を形成する。なお、遮光層の他の形成方法としては、特許文献２に開示されているサーマルイメージングプロセス（ＬＩＴＩ法）を用いることもできる。

工程ｂでは、遮光層１０２を形成した基板１０１全面に感光層１０３を形成する。この感光層１０３は、光照射によって親水性が増加或いは発現する層であり、好ましくは、感光性化合物としてＴｉＯ₂，ＳｎＯ₂，ＺｎＯ，ＷＯ₃，ＳｒＴｉＯ₃，Ｂｉ₂Ｏ₃，Ｆｅ₂Ｏ₃の少なくとも一種を含有する。これらの感光性化合物を用いて形成された感光層１０３に光を照射すると、この光照射によって励起生成した電子と正孔が感光性化合物表面の吸着酸素や水と反応して活性酸素を生成し、光照射領域の表面が親水化される。一方、上記感光性化合物等金属酸化物は元来撥水、撥油性を有するという性質があるため、光照射していない領域では親水性を発現せずにインクをはじく傾向にある。したがって、後述するインクジェット方式による硬化型インクの塗布の際に、隣接する光照射領域（すなわち、親水性領域）間において、光未照射領域（すなわち、非親水性領域）がインクをはじいて混色防止機能を呈するため、異なる色のインクの混色（色材のマイグレーションにより生じる混色も含む）を防止することができる。

上記感光性化合物を用いて感光層１０３を形成する具体的な方法としては、この感光性化合物を基板上に高温加熱（結晶化以上の温度加熱）によって焼結させる方法や、アルコキシシランとこの感光性化合物をアルコール等溶媒に分散させた組成物を基板１０１上に塗布して加熱することにより成膜させる方法が挙げられる。

上記焼結方法では、４００℃以上の高温加熱を行う必要があり、基板１０１上に樹脂材料を主原料とする材料を用いてなる遮光層１０２などが形成されている場合にはこの遮光層１０２が熱劣化する恐れがあり好ましくない。また、遮光層１０２がクロム等の金属材料であっても、高温加熱により寸法精度に狂いが生じやすいため好ましくない。したがって、ここではより低温での成膜が可能な上記組成物を塗布して焼成する方法が好ましく用いられる。

上記のようにして形成された感光層１０３は、パターン露光することにより、露光部分で水分子等が吸着され、親水性が向上する。上記パターン露光に用いる光の波長としては、用いる感光性化合物によって、紫外線領域の比較的短波長の光のみ用いるもの、あるいは、比較的長波長の可視光の光でも感光するもの等があり、最適な波長を種々選択することができる。

感光層１０３の形成において、上記組成物を塗布する方法としては、スピンコート、ロールコート、バーコート、スプレーコート、ディップコート等の塗布方法を用いることができる。

感光層１０３の厚さは、０．０１〜１０μｍが好ましく、望ましくは０．０１〜５μｍである。

工程ｃでは、基板１０１の裏面より感光層１０３を露光し、露光部に親水性が増加又は発現した親水性領域１０４を形成する。未露光部はこの親水性領域１０４よりも親水性が低いため、ここでは便宜上非親水性領域１０５と称する。感光層１０３は遮光層１０２を形成した上に形成されているため、遮光層１０２をマスクとして感光層１０３を露光することができる。なお、カラーフィルタの白抜け（着色部と遮光層との境界部に生じる色抜け）を防止するためには、遮光層１０２の開口部１０２ａよりも広い面積にわたって着色部を形成することが望ましく、そのためには感光層１０３を遮光層１０２の開口部１０２ａよりも広く露光する必要がある。具体的には、露光の際に照射光として拡散光を用いるのが好ましい。あるいは、オーバー露光を行って反応を拡散させる等の手段も有効である。

なお、ここでは基板裏面からの露光を示しているが、フォトマスクを用いて基板表面から露光してもかまわない。その場合には、上記白抜けを防止するために、遮光層１０２の開口部１０２ａよりも広い開口部を有するマスクを用いることが望ましい。具体的には、遮光層１０２の開口部１０２ａのエッジ部から３μｍ以上内側の遮光層１０２上に未露光部が形成されるようにすることが望ましい。

このパターン露光は、図１６（ａ）（ｂ）に示すように、ストライプ状又は格子状のいずれで行ってもよい。図１６（ａ）はストライプ状にパターン露光を行った例で、この場合、遮光層１０２には画素ごとに開口部１０２ａを設けてあるが、着色部１０７は行方向に連続したストライプ状に形成される。また、図１６（ｂ）は遮光層１０２の開口部１０２ａに対応して格子状にパターン露光を行った例である。

工程ｄでは、所定の着色パターンに応じて、インクジェット方式によって硬化型インク１０６を親水性領域１０４に塗布する。硬化型インク１０６は通常カラーフィルタを構成する上で、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色のインクが用いられる。

ここで用いられる硬化型インク１０６は、感光層１０３のインク吸収性が低いことから、ポリマー及びオリゴマー等の熱又は光照射による架橋成分、すなわちバインダー成分を含有することが好ましい。このようなポリマー、オリゴマー材料としては、以下の化学式（１）に示した構造単位からなる単量体の単独及び／又は他のビニル系単量体との共重合体が挙げられる。なお、化学式（１）におけるＲ₁、Ｒ₂は互いに異なっていてもよい置換基である。

上記化学式（１）で表される構造単位からなる単量体としては、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メトキシメチルアクリルアミド、Ｎ−エトキシメチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロポキシメチルアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、Ｎ−メトキシメチルメタクリルアミド、Ｎ−エトキシメチルメタクリルアミド等が挙げられるが、これらに限られるものではない。これらの単量体は、単独、あるいは、他のビニル系単量体と共重合される。他のビニル系単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のメタクリル酸エステル、ヒドロキシメチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシメチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート等の水酸基を含有したビニル系単量体、その他スチレン、α−メチルスチレン、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、アリルアミン、ビニルアミン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等を挙げることができるが、もちろんこれらに限られるものではない。

また、上記化合物（バインダー成分）の分子量としては、インクジェットによる吐出適性を考慮すると、好ましくは５００〜５００００、より好ましくは１０００〜２００００のものを主成分とするのがよい。さらに、インク中含有量としては、０．１〜１５重量％、より好ましくは、１〜１０重量％とするのがよい。

さらに、上記硬化型インク１０６は着色材を含有しており、この着色材としては、色素系及び顔料系のいずれも用いることが可能である。

また、インクジェット方式としては、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いたバブルジェット（登録商標）タイプ、あるいは圧電素子を用いたピエゾジェットタイプ等が使用可能であり、着色面積及び着色パターンは任意に設定することができる。

工程ｅでは、加熱処理や光照射等必要な処理を施して硬化型インク１０６を硬化させ、Ｒ，Ｇ，Ｂの着色部１０７を形成する。

工程ｆでは、必要に応じて、保護層１０８を形成する。保護層１０８としては、光硬化タイプ、熱硬化タイプ、光熱併用タイプの樹脂層、蒸着、スパッタ等によって形成された無機膜等を用いることができ、カラーフィルタとした場合の透明性を有し、その後のＩＴＯ膜（透明電極）形成プロセス、配向膜形成プロセスに耐えるものであれば使用可能である。
特開２０００−２５８６２２号公報（公開日２０００年９月２２日） 特開２００１−１３０１４１号公報（公開日２００１年５月１５日）

ところで、上記特許文献１に開示のカラーフィルタ製造方法において、硬化型インクを塗布する際の隔壁作用を有する遮光層１０２は、カラーフィルタにおけるブラックマトリクスとして機能し、その形状は図１６（ａ）（ｂ）に示したように格子状のパターンである。なお、以下では上記遮光層１０２をブラックマトリクス１０２と称する。

このような格子状のブラックマトリクス１０２が形成された基板１０１に対してインクジェット方式で硬化型インク１０６を塗布する場合、各開口部１０２ａに塗布される硬化型インク１０６の量は、その開口部１０２ａ内に着弾した硬化型インク１０６の液滴の数によって決定されることになる。なぜなら、格子状のブラックマトリクス１０２では、着弾後の硬化型インク１０６が各開口部１０２ａ間で流通しないため、各開口部１０２ａに着弾した液滴の数によってその開口部１０２ａに塗布される硬化型インク１０６の量が決まってくるからである。

また、各開口部１０２ａに塗布される硬化型インク１０６の量により、各開口部１０２ａにおける着色濃度が決定される。したがって、各開口部１０２ａ間での着色濃度のばらつきを防ぐためには、各開口部１０２ａ内に着弾する硬化型インク１０６の液滴の数がほぼ等しくなるように制御する必要がある。

しかし、実際にはインクジェット方式によりこのような制御を行うことは極めて困難である。その結果、図１６（ａ）（ｂ）に示した格子状のブラックマトリクス１０２に対してインクジェット方式を用いると、各開口部１０２ａ間での着色濃度のばらつきが大きくなるという問題がある。

これに対して、図１７に示すようなパターン、つまり、列方向を仕切らずに１つの開口部１１２ａを形成するパターンのブラックマトリクス１１２では、各開口部１１２ａに塗布される硬化型インク１０６の量のばらつきを小さくしやすい。なぜなら、ブラックマトリクス１１２の各開口部１１２ａに塗布される硬化型インク１０６の量は、ブラックマトリクス１０２の各開口部１０２ａに塗布される硬化型インク１０６の量と比較して極めて大きいため、各開口部１１２ａ間での硬化型インク１０６の量のばらつきを抑えやすいからである。例えば、ＸＧＡクラスの液晶表示装置用カラーフィルタの場合、硬化型インク１０６の量が、開口部１１２ａでは開口部１０２ａに対して７６８倍程度になる。

したがって、ブラックマトリクス１０２よりもブラックマトリクス１１２の方が、各セル間での着色濃度のばらつきを抑えやすい。

ところが、本願発明者らは、図１７のブラックマトリクス１１２では次のような問題が生じることを見出した。

インクジェット方式で硬化型インク１０６を塗布する際には、インクジェットヘッドと基板１０１とは、所定の相対速度Ｖｈをもって走査されることになる。また、硬化型インク１０６はインクジェットヘットから所定の吐出速度Ｖｖで吐出される。したがって、硬化型インク１０６の液滴１０６ａは、図１８に示すように、相対速度Ｖｈと吐出速度Ｖｖとの合成速度Ｖｔをもって基板１０１に着弾することになる。

液滴１０６ａが合成速度Ｖｔをもって基板１０１に着弾すると、着弾後の液滴１０６ａ（硬化型インク１０６）は着弾位置から大きく広がることになる。ここで、合成速度Ｖｔ、特に相対速度Ｖｈが大きいと、硬化型インク１０６の広がり方は、図１９に示すようになり、硬化型インク１０６の厚みは相対速度Ｖｈの上流側で小さく、下流側で大きくなる。その結果、硬化型インク１０６により形成される着色部の厚みばらつきが生じ、着色濃度のばらつきが生じることになる。

また、合成速度Ｖｔ、特に相対速度Ｖｈが大きいと、硬化型インク１０６が広がる速度も大きくなるため、硬化型インク１０６の一部が、隔壁であるブラックマトリクス１１２を乗り越え、さらには非親水性領域１０５までも越えて、隣接する開口部１１２ａにまで到達してしまうことがある。このことは、互いに隣接する着色部１０７間での混色を招来することになる。

このような問題を回避するためには、相対速度Ｖｈを低減することが考えられる。しかし、相対速度Ｖｈを低減すると、硬化型インク１０６の塗布工程のスループットが低下し、カラーフィルタの生産性の低下を招来する。

つまり、従来の技術では、材料コスト及び工程数の低減のための方策として有効なインクジェット方式を用いた場合、高い生産性を維持しつつ、着色濃度のばらつきや混色などといった特性の悪化の問題を解消することができていない。

さらに、本願発明者らは、図１７のブラックマトリクス１１２を備える基板に対して硬化型インク１０６を塗布することによって形成した着色部１０７では、図１７における上下方向中央部と比較して上下方向両端部において膜厚が大きくなる傾向があることを見出した。これは、両端部は塗布された硬化型インクの終端部になるため、硬化型インクの乾燥工程において、気化中の溶剤雰囲気濃度が中央部に対して両端部では薄くなるため、両端部においては中央部よりも乾燥速度が大きくなり、その結果、比較的乾燥速度の小さい中央部側から両端部側に向かってインクが補充されることが理由であると考えられる。

このような現象は、カラーフィルタにおける中央部と両端部との着色濃度のばらつきを招来することになる。

なお、上述した問題は、カラーフィルタの製造に限ったものではなく、インクジェット方式により成膜材料を塗布して膜を形成する工程を含む製造プロセスに共通のものである。

さらに、膜厚ばらつきの問題については、硬化型インクのような塗布材を塗布する際において、塗布した塗布材の厚みのばらつきとして一般に起こりうる問題でもある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、塗布材を塗布することによって生じる塗布材の厚みのばらつきを低減することにある。また、本発明は、塗布材の厚みのばらつきを低減することによって、インクジェット方式により成膜材料を塗布することで形成される膜を備えた複合膜を、高い生産性を維持しつつ、良好な特性で製造することにある。

本発明の複合膜の製造方法は、互いに間隙を介して並設された、同一方向に延びる複数本の隔壁部を有する第１膜と、前記第１膜の間隙領域に形成された第２膜とを備える複合膜の製造方法であって、上記の課題を解決するために、前記第１膜を基板上に形成する第１膜形成工程と、前記第１膜を形成した基板の前記間隙領域に対して、インクジェット方式により前記隔壁部の延設方向に沿って移動しつつ成膜材料を塗布し、塗布した成膜材料を硬化させることで前記第２膜を形成する第２膜形成工程とを含み、前記第１膜形成工程で形成する前記第１膜には、前記間隙領域の幅を部分的に狭める間隙幅規制部を設けることを特徴としている。

上記の方法では、第１膜の間隙領域に対して、インクジェット方式により隔壁部の延設方向に沿って成膜材料を塗布することで第２膜が形成され、これにより、第２膜が第１膜によって仕切られて構成される複合膜を製造する。この方法は、例えば、第１膜に相当する遮光膜と、第２膜に相当する透明着色膜とを備えたカラーフィルタなどの複合膜を製造するのに好適に利用することができる方法である。

この方法では、生産性の向上のために、インクジェット方式による成膜材料塗布の速度、すなわち、成膜材料を吐出するインクジェットノズルと基板との相対速度を大きくすることが望まれる。ところが、通常、上記相対速度を大きくすると、成膜材料が隔壁部を乗り越えてしまう、あるいは塗布した成膜材料の膜厚のばらつきが大きくなるといった問題が生じる。この問題は、複合膜としてのカラーフィルタの例では、混色や着色濃度のばらつきとなってカラーフィルタの特性の悪化を招来する。

これに対して、上記の方法では、第１膜に間隙幅規制部を形成しておく。間隙幅規制部は、間隙領域の幅を部分的に狭めるものであるため、成膜材料を塗布したときに、間隙領域において成膜材料が隔壁部の延設方向に沿って流れる際の抵抗となる。これにより、成膜材料が隔壁部を乗り越えてしまうことを抑制するとともに、塗布した成膜材料の膜厚のばらつきも小さくすることができる。これは、インクジェットノズルから吐出され、基板上に着弾した成膜材料が基板上で広がる際の、広がり度合いや広がりの速度が、間隙幅規制部により抑制されることによるものと考えられる。

このように、上記の方法では、成膜材料が隔壁部を乗り越えてしまう、あるいは塗布した成膜材料の膜厚のばらつきが大きくなることを抑制しつつ、インクジェットノズルと基板との相対速度を大きくすることができる。その結果、高い生産性で特性の良好な複合膜を製造することができるようになる。

なお、前記間隙幅規制部は、前記隔壁部の一部が前記間隙領域側に突出した突出部として形成する、あるいは、前記隔壁部から分離した前記第１膜の島状部として形成することができる。

また、前記間隙幅規制部は、その平面形状における隅となる部分を曲線に形成することが望ましい。このように間隙幅規制部の平面形状における隅となる部分を曲線で形成することにより、成膜材料の流れが不均一になることを抑制し、膜厚のばらつきをより小さくすることができる。

本発明の複合膜の製造方法において、前記第１膜には、前記隔壁部の延設方向に沿って前記間隙幅規制部が複数設けておき、前記隔壁部の延設方向では、中央部側に設けられた間隙幅規制部よりも、両端部側に設けられた間隙幅規制部の方が、前記間隙領域の幅を狭める割合が大きくなるようにしてもよい。

隔壁部の延設方向では、中央部側と比較すると両端部側において第２膜の膜厚が大きくなる傾向がある。これは、両端部側では中央部側よりも成膜材料の乾燥速度が大きくなり、その結果、比較的乾燥速度の小さい中央部側から両端部側に向かって成膜材料が補充されるためであると考えられる。

これに対して、上記のように、中央部側に設けられた間隙幅規制部よりも、両端部側に設けられた間隙幅規制部において、間隙領域の幅を狭める割合が大きくなるようにしておくことにより、中央部側から両端部側に向かう成膜材料の流動性を低下させることができる。その結果、中央部側と比較して両端部側において第２膜の膜厚が大きくなる傾向を抑制することができ、第２膜の膜厚をより均一化することができる。

なお、前記間隙領域の幅を狭める割合は、前記中央部側に設けられた間隙幅規制部から、前記両端部側に設けられた間隙幅規制部に向かって段階的に大きくなるようにしてもよい。

さらに、本発明の複合膜の製造方法では、前記両端部側に設けられた間隙幅規制部のうち、一方の端部側に設けられた間隙幅規制部は、他方の端部側に設けられた間隙幅規制部よりも、前記間隙領域の幅を狭める割合が大きくなるようにしておき、前記第２膜形成工程では、前記他方の端部から一方の端部に向かって移動しつつ成膜材料を塗布するようにしてもよい。

インクジェット方式によって成膜材料を塗布する場合、インクジェットノズルと基板との相対速度により、インクジェットノズルの移動方向下流側において成膜材料の厚みが大きくなる傾向にある。

これに対して、上記のように、一方の端部側に設けられた間隙幅規制部を、他方の端部側に設けられた間隙幅規制部よりも、間隙領域の幅を狭める割合が大きくなるようにしておくことにより、インクジェットノズルの移動方向上流側から下流側に向かう成膜材料の流動性を低下させることができる。その結果、上流側と比較して下流側において第２膜の膜厚が大きくなる傾向を抑制することができ、第２膜の膜厚をより均一化することができる。

本発明の複合膜の製造方法は、上記の方法における前記第２膜形成工程の前に、特定光で露光することにより前記成膜材料に対する濡れ性が向上する感光膜を、前記第１膜を形成した基板上に形成する感光膜形成工程と、前記感光膜に対して前記特定光の露光を行うことにより、前記感光膜における前記第１膜上の部分に前記濡れ性が相対的に低い領域を形成し、前記間隙領域に相当する部分に前記濡れ性が相対的に高い領域を形成する露光工程とをさらに含めてもよい。

上記の方法では、第１膜上に形成された濡れ性が相対的に低い領域により、成膜材料が隔壁部を乗り越えることをさらに効果的に抑制することができる。これにより、インクジェットノズルと基板との相対速度をさらに大きくすることができ、さらなる生産性の向上を図ることができる。

また、上記の方法において、前記基板を前記特定光に対して透光性を有するものとし、前記第１膜を前記特定光に対して遮光性を有するものとして、前記露光工程では、前記感光膜に対して前記基板側から前記特定光の露光を行うことで、前記第１膜をマスクとして利用するようにしてもよい。

この方法では、第１膜をマスクとして利用することで特定光の露光を行うことができるため、露光用のマスクを別途準備し、基板との位置合わせをして露光するといった手間を省くことができる。

本発明の複合膜の製造方法は、上記の方法における前記第１膜形成工程で、レーザー光を用いたサーマルイメージングプロセスにより、前記第１膜を前記基板上に形成するようにしてもよい。

この方法では、露光用のマスクを利用することなく、第１膜を形成することができる。また、露光後の現像処理も省くことができる。これにより、第１膜形成工程を簡素化することができる。

本発明の複合膜は、互いに間隙を介して並設された、同一方向に延びる複数本の隔壁部を有する第１膜と、前記第１膜の間隙領域に対して、インクジェット方式により塗布された成膜材料を硬化させることで形成された第２膜とを含み、前記第１膜が、前記間隙領域の幅を部分的に狭める間隙幅規制部をさらに有することを特徴としている。

上記構成の複合膜は、上述した製造方法によって製造することができる。したがって、上述したように、インクジェット方式によって成膜材料を塗布する際に、インクジェットノズルと基板との相対速度を大きくしつつ、成膜材料が隔壁部を乗り越えてしまう、あるいは塗布した成膜材料の膜厚のばらつきが大きくなることを抑制することができる。その結果、特性の良好なものを高い生産性で製造することができる。

なお、前記間隙幅規制部は、前記隔壁部の一部が前記間隙領域側に突出した突出部であってもよく、前記隔壁部から分離した前記第１膜の島状部であってもよい。

また、前記第１膜は、前記隔壁部の延設方向に沿って設けられた複数の間隙幅規制部を有するとともに、前記隔壁部の延設方向では、中央部側に設けられた間隙幅規制部よりも、両端部側に設けられた間隙幅規制部の方が、前記間隙領域の幅を狭める割合が大きくなっていてもよい。

上記の構成では、中央部側と比較して両端部側において第２膜の膜厚が大きくなる傾向を抑制することができ、第２膜の膜厚をより均一化することができる。

なお、前記中央部側に設けられた間隙幅規制部から、前記両端部側に設けられた間隙幅規制部に向かって、前記間隙領域の幅を狭める割合が段階的に大きくなっていてもよい。

また、前記両端部側に設けられた間隙幅規制部のうち、一方の端部側に設けられた間隙幅規制部は、他方の端部側に設けられた間隙幅規制部よりも、前記間隙領域の幅を狭める割合が大きくなっていてもよい。

上記の構成では、インクジェット方式によって成膜材料を塗布する際の上流側と比較して下流側において第２膜の膜厚が大きくなる傾向を抑制することができ、第２膜の膜厚をより均一化することができる。

本発明の複合膜は、上記の構成において、さらに、前記第１膜の上層、かつ、前記第２膜の下層となるように配置され、前記成膜材料に対する濡れ性が制御可能な機能膜を備え、前記機能膜は、前記第１膜上の部分に前記濡れ性が相対的に低い領域を有し、前記間隙領域に相当する部分に前記濡れ性が相対的に高い領域を有していてもよい。

上記構成の複合膜は、製造段階における成膜材料の塗布の際に、第１膜上に形成された濡れ性が相対的に低い領域により、成膜材料が隔壁部を乗り越えることを効果的に抑制することができる。これにより、さらなる生産性の向上を図ることができる。

本発明の複合膜は、上記の構成において、前記第１膜が、レーザー光を用いたサーマルイメージングプロセスにより形成されていてもよい。この構成では、露光用のマスクを利用することなく、第１膜を形成することができる。また、露光後の現像処理も省くことができる。これにより、第１膜の形成を簡素化することができる。

本発明のカラーフィルタは、上記何れかの複合膜からなるカラーフィルタであって、前記第１膜が遮光膜であり、前記第２膜が透明着色膜であることを特徴としている。

上記構成のカラーフィルタでは、製造段階において、高い生産性を維持しつつ、成膜材料が隔壁部を乗り越えてしまうことを抑制できることで混色の発生を抑制でき、また、塗布した成膜材料の膜厚のばらつきが大きくなることを抑制できることで着色濃度のばらつきを小さくできる。したがって、特性の良好なものを生産性よく製造することができる。

また、上記のカラーフィルタを備えて表示装置を構成することで、低コストで表示品位の良好な表示装置を構成することができる。

上記のカラーフィルタと、このカラーフィルタと対向して配置され、マトリクス状に配置されたスイッチング素子を有するアクティブマトリクス基板とを備える表示装置では、前記間隙幅規制部が、前記スイッチング素子に重畳するように配置されていることが望ましい。この構成では、表示装置としての開口率の低下を抑制することができる。

本発明のカラーフィルタは、上記の課題を解決するために、インクジェット方式により塗布された成膜材料が硬化することにより、ストライプ配列に形成された複数の透明着色膜と、前記各透明着色膜の間に介在するとともに、前記各透明着色膜の幅を部分的に狭める間隙幅規制部を有するブラックマトリクスとを備えることを特徴としている。

上記構成のカラーフィルタでは、製造段階において、高い生産性を維持しつつ、成膜材料が隔壁部を乗り越えてしまうことを抑制できることで混色の発生を抑制でき、また、塗布した成膜材料の膜厚のばらつきが大きくなることを抑制できることで着色濃度のばらつきを小さくできる。したがって、特性の良好なものを生産性よく製造することができる。

本発明のカラーフィルタは、上記のカラーフィルタにおいて、前記間隙幅規制部は、前記ブラックマトリクスの一部が前記各透明着色膜側に突出した突出部で構成することができる。あるいは、前記間隙幅規制部は、前記各透明着色膜内に介在する島状部で構成することもできる。また、前記間隙幅規制部は、その平面形状における隅となる部分が曲線形状を有していてもよい。

本発明のカラーフィルタは、上記のカラーフィルタにおいて、前記ブラックマトリクスは、前記透明着色膜の延設方向に沿って設けられた複数の間隙幅規制部を有するとともに、前記透明着色膜の延設方向では、中央部側に設けられた間隙幅規制部よりも、両端部側に設けられた間隙幅規制部の方が、前記間隙領域の幅を狭める割合が大きくなっていてもよい。また、前記中央部側に設けられた間隙幅規制部から、前記両端部側に設けられた間隙幅規制部に向かって、前記間隙領域の幅を狭める割合が段階的に大きくなっていてもよい。さらに、前記両端部側に設けられた間隙幅規制部のうち、一方の端部側に設けられた間隙幅規制部は、他方の端部側に設けられた間隙幅規制部よりも、前記間隙領域の幅を狭める割合が大きくなっていてもよい。

本発明の塗布方法は、塗布材によって塗布されるべき特定領域に塗布材を塗布する塗布方法であって、上記の課題を解決するために、塗布材の流動に対する障害を前記特定領域に設けて、前記特定領域に流動性の塗布材を塗布することを特徴としている。

上記の方法では、塗布材によって塗布されるべき特定領域に塗布材の流動に対する障害を設けておく。この障害は、特定領域において望ましくない塗布材の流動を抑制することができる。これにより、塗布された塗布材が広がる際の広がり度合いや広がりの速度を障害によって抑制することができ、塗布した塗布材の膜厚のばらつきを小さくすることができる。

なお、上記障害としては、望ましくない塗布材の流動に対して種々の物理的障害を起こさせるものであればよい。上記障害としては、例えば、特定領域における突出部や凹部、その他の構造物であってもよい。また、これらに限らず、上記の障害は、特定領域において望ましくない塗布材の流動を抑制することができるものであればよく、種々の力（例えば、塗布材が磁性を帯びている場合では磁力なども含まれる。）や物理的な物体などによって構成することができる。

本発明の塗布方法は、上記の塗布方法において、前記塗布をインクジェット方式によって行うことができる。また、前記障害を前記特定領域内に複数設けるようにしてもよい。この場合、前記複数の障害はそれぞれ大きさや形状が異なる障害物であってもよい。また、前記障害は、前記特定領域の表面から突出した障害物によって構成してもよい。この場合において、前記障害物は、その周囲を前記塗布材が流動するように形成されていてもよい。

本発明の塗布材の流動制御方法は、塗布材によって塗布されるべき特定領域に塗布材を塗布する際の塗布材の流動制御方法であって、上記の課題を解決するために、前記塗布材の流動を制御するために前記塗布材の流動に対する障害を前記特定領域に設けて、前記特定領域に前記塗布材を塗布することを特徴としている。

上記の方法では、塗布材によって塗布されるべき特定領域に塗布材の流動に対する障害を設けておく。この障害は、特定領域において望ましくない塗布材の流動を抑制することができる。これにより、塗布された塗布材が広がる際の広がり度合いや広がりの速度を障害によって抑制することができ、塗布した塗布材の膜厚のばらつきを小さくすることができる。つまり、前記障害を設けることにより、前記特定領域に塗布された前記塗布材の厚さを制御することができる。

なお、上記障害としては、望ましくない塗布材の流動に対して種々の物理的障害を起こさせるものであればよい。上記障害としては、例えば、特定領域における突出部や凹部、その他の構造物であってもよい。また、これらに限らず、上記の障害は、特定領域において望ましくない塗布材の流動を抑制することができるものであればよく、種々の力（例えば、塗布材が磁性を帯びている場合では磁場なども含まれる。）や物体などによって構成することができる。

本発明の塗布方法は、上記の塗布方法において、前記塗布をインクジェット方式によって行うことができる。また、前記障害は、前記特定領域の表面から突出した障害物であってもよく、この場合、前記障害は、その周囲を前記塗布材が流動するように形成された障害物であってもよい。また、前記障害を前記特定領域のそれぞれ異なる位置に複数設けるようにしてもよく、この場合、前記複数の障害はそれぞれ大きさが異なる障害物であってもよく、また、前記複数の障害は、それぞれの位置において前記塗布材の流動の制御の度合が異なっていてもよい。また、前記複数の障害は、それぞれの位置において塗布された前記塗布材の厚さを制御するようになっていてもよい。

本発明の複合膜の製造方法は、以上のように、第１膜を基板上に形成する第１膜形成工程と、第１膜を形成した基板の間隙領域に対して、インクジェット方式により隔壁部の延設方向に沿って移動しつつ成膜材料を塗布し、塗布した成膜材料を硬化させることで第２膜を形成する第２膜形成工程とを含み、第１膜形成工程で形成する第１膜には、間隙領域の幅を部分的に狭める間隙幅規制部を設ける。

また、本発明の複合膜は、互いに間隙を介して並設された、同一方向に延びる複数本の隔壁部を有する第１膜と、前記第１膜の間隙領域に対して、インクジェット方式により塗布された成膜材料を硬化させることで形成された第２膜とを含み、前記第１膜が、前記間隙領域の幅を部分的に狭める間隙幅規制部をさらに有している。

これにより、インクジェット方式により成膜材料を塗布する際に、成膜材料が隔壁部を乗り越えてしまう、あるいは塗布した成膜材料の膜厚のばらつきが大きくなることを抑制しつつ、インクジェットノズルと基板との相対速度を大きくすることができる。その結果、高い生産性で特性の良好な複合膜を製造することができるという効果を奏する。

また、本発明の塗布方法は、塗布材によって塗布されるべき特定領域に塗布材の流動に対する障害を設けておくことにより、塗布した塗布材の膜厚のばらつきを小さくすることができる。

また、本発明の塗布材の流動制御方法は、塗布材によって塗布されるべき特定領域に塗布材の流動に対する障害を設けておくことにより、塗布した塗布材の膜厚のばらつきを小さくすることができる。

〔実施形態１〕
本発明の第１の実施形態について図１から図１０に基づいて説明すれば、以下の通りである。

本実施形態のカラーフィルタ１０の平面図を図１（ａ）に、断面図を図１（ｂ）に示す。なお、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。

カラーフィルタ１０は、基板１１上に形成されており、遮光膜としてのブラックマトリクス１２、及び透明着色膜としての着色部１７を備えて構成されている。この着色部１７は、ＲＧＢの三原色に対応するように、赤色着色部１７ｒ、緑色着色部１７ｇ及び青色着色部１７ｂから構成されている。

ここで、着色部１７は、後述するように、インクジェット方式により成膜材料を塗布し、塗布した成膜材料を硬化させることで成膜される膜である。このようにして形成される着色部１７は、赤色着色部１７ｒ、緑色着色部１７ｇ及び青色着色部１７ｂがストライプ状のパターンを形成することになる。

ブラックマトリクス１２は、成膜材料を塗布する際に着色部１７の互いに隣り合うパターン、すなわち、赤色着色部１７ｒと緑色着色部１７ｇ、緑色着色部１７ｇと青色着色部１７ｂ、青色着色部１７ｂと赤色着色部１７ｒをそれぞれ分離する隔壁として機能する。このようにブラックマトリクス１２において隔壁として機能する部分を特に隔壁部１２ａと称することにする。隔壁部１２ａは、互いに間隙を介して並設された、同一方向に延びる複数本の部材である。この隔壁部１２ａの延設方向（長手方向）、つまり図１（ａ）の縦方向を、説明の便宜上「列方向」と称する。隔壁部１２ａの列方向における両端部は、図１（ａ）に示すようにつながっていてもよいが、分離されていてもよい。

そして、赤色着色部１７ｒ、緑色着色部１７ｇ及び青色着色部１７ｂは、ブラックマトリクス１２の開口部分、つまり、隔壁部１２ａによって挟まれた領域に形成されている。なお、上記ブラックマトリクス１２の開口部分を「ブラックマトリクス１２の間隙領域」あるいは単に「間隙領域」と称する。また、この間隙領域の幅方向を、列方向に直交する方向、つまり図１（ａ）の横方向とし、この方向を説明の便宜上「行方向」と称する。

カラーフィルタ１０は、隔壁部１２ａの一部が、間隙領域側に突出して形成されている突出部１２ｂを有している。この突出部１２ｂは、隔壁部１２ａの列方向に沿って複数設けられている。この突出部１２ｂは、間隙領域の幅を部分的に狭めるための間隙幅規制部であり、後述するように、インクジェット方式により着色部１７の成膜材料を塗布したときに、間隙領域において成膜材料が列方向に沿って流れる際の抵抗となるように機能する。

なお、ブラックマトリクス１２のパターンは、図１（ａ）に示したもの以外に、図６又は図７に示すものであってもよい。すなわち、図６に示すように、隔壁部１２ａの一部が、両側に突出することで突出部１２ｂが形成されていてもよく、図７に示すように、突出部１２ｂの代わりに、隔壁部１２ａから分離して島状に形成された島状部１２ｂ’が形成されていてもよい。島状部１２ｂ’も突出部１２ｂと同様に間隙領域の幅を部分的に狭めるための間隙幅規制部である。島状部１２ｂ’を形成する場合にも、隔壁部１２ａと同時に形成するようにすることで、新たな工程の追加を回避することができる。

このカラーフィルタ１０では、列方向に並ぶ各画素の境界付近に突出部１２ｂを設けるものとしている。したがって、図１（ａ）には各列３つの画素を図示していることになるが、実際には各列に多数の画素が形成される。

次に、図２（ａ）〜（ｃ）に基づいて、カラーフィルタ１０の製造方法について説明する。この製造方法では、ブラックマトリクス形成工程、成膜材料塗布工程、及び成膜材料硬化工程をこの順に行う。なお、以下では、実際に作成したカラーフィルタ１０に基づいて、具体的な材料やサイズ等を示すが、本発明の製造方法はこれらに限ったものではない。

ブラックマトリクス形成工程では、まず、ガラスなどからなる基板１１の全面に、スピンコート法により、カーボンを分散した光感光性樹脂材料を１．５μｍの膜厚で塗布し、１１０℃のオーブンで１２０秒間のベーク乾燥を行い、光感光性樹脂膜を形成する。その後、プロキシミティ露光により５０μｍの露光ギャップ（プロキシミティギャップ）を介して、基板１１上に形成した光感光性樹脂膜に対して所定の露光パターンによる露光を行い、非感光領域をアルカリ現像液で除去する。このときの露光パターンは、図１（ａ）に示したブラックマトリクス１２のパターンを得るためのパターンである。その後、２５０℃で９０分間の乾燥を行い、図２（ａ）に示すようにブラックマトリクス１２を形成する。なお、図２（ａ）にはブラックマトリクス１２における隔壁部１２ａが表れている。

ここでは感光性樹脂材料としてネガ型の材料を用いた。しかし、感光性樹脂材料はこれに限られるものではなく、感光性樹脂膜からなるブラックマトリクス１２に要求される特性、つまり基板１１との密着性、露光時の解像度、ブラックマトリクスとしての遮光性などの要件を満たすものであれば、ネガ型、ポジ型を問わずどのようなものであってもよい。

ブラックマトリクス１２の各部のサイズは図３の通りである。すなわち、隔壁部１２ａの幅を８μｍ、突出部１２ｂを１３μｍ×２０μｍ、画素ピッチを１０８μｍ×３２４μｍとし、１０２４×７６８画素を形成した。なお、図１（ａ）には、上記のように列方向に３画素分のみを示している。

突出部１２ｂは、その平面形状をほぼ長方形とし、突出部１２ｂの隅となる部分を曲線に形成している。これは、インクジェット方式により成膜材料を塗布する際に、成膜材料の流れが不均一になることを抑制し、膜厚のばらつきを小さくするためである。

成膜材料塗布工程では、図２（ａ）に示したブラックマトリクス１２の間隙領域１２ｃに対して、インクジェット方式により、図２（ｂ）に示すように、ＲＧＢの色ごとの成膜材料１６ｒ・１６ｇ・１６ｂを塗布する。なお、成膜材料１６ｒ・１６ｇ・１６ｂの塗布は、並行して同時に行ってもよく、別々に順次行ってもよい。成膜材料１６ｒ・１６ｇ・１６ｂは、各色の顔料を分散し、粘度を２０ｃｐｓに調整した硬化型インクである。なお、以下では、成膜材料１６ｒ・１６ｇ・１６ｂの色を区別しないときは、成膜材料１６と記す。

このとき、図４に示すように、基板１１に対してインクジェットノズル９１を列方向の一方の向きに移動しつつ、このインクジェットノズル９１から成膜材料の液滴１６ａを連続的に吐出する。実際には、基板１１に対するインクジェットノズル９１の相対速度Ｖｈ＝０．１ｍ／ｓｅｃ、インクジェットノズル９１から吐出される液滴１６ａの吐出速度Ｖｖ＝０．６ｍ／ｓｅｃとし、インクジェットノズル９１の移動に対して約５０μｍ間隔で液滴１６ａが吐出されるような吐出タイミングで塗布を行った。したがって、液滴１６ａは、相対速度Ｖｈと吐出速度Ｖｖとの合成速度Ｖｔをもって基板１１に着弾することになる。

液滴１６ａが合成速度Ｖｔをもって基板１０１に着弾すると、着弾後の液滴１６ａ（成膜材料１６）は着弾位置から大きく広がることになる。ここで、ブラックマトリクス１２に突出部１２ｂを設けていない従来の構成では、発明が解決しようとする課題の項において説明したように、成膜材料１６の厚みばらつきに起因する着色濃度のばらつきや、成膜材料１６が隔壁部１２ａを乗り越えることによる混色が生じる。なお、成膜材料１６、液滴１６ａは、発明が解決しようとする課題の項におけるそれぞれ硬化型インク１０６、液滴１０６ａに相当する。

ところが、ブラックマトリクス１２に突出部１２ｂを設けた本実施形態の構成では、上記成膜材料１６の厚みばらつきに起因する着色濃度のばらつきが十分小さく、成膜材料１６の乗り越えによる混色を防止することができた。さらには、相対速度Ｖｈを０．３５ｍ／ｓｅｃまで上げても、着色濃度のばらつきが十分小さく混色を防止することができた。このように、突出部１２ｂを設けることにより着色濃度ばらつきや混色を抑制する効果が得られた。

このような効果が得られる理由は、次のように考えることができる。液滴１６ａが基板１１に着弾することにより基板１１上に塗布された成膜材料１６は、着弾直後に図５に示すように着弾位置Ｐから前後左右に広がるが、相対速度Ｖｈの影響により相対速度Ｖｈの正の向きに大きく広がることになる。

このとき、突出部１２ｂの作用により成膜材料１６の広がりが部分的に阻止され、成膜材料１６の一部が着弾位置Ｐ側に戻されることになる。その結果、突出部１２ｂを設けない構成と比較して、着弾位置Ｐ側により多くの成膜材料１６が定着することになり、従来生じていた図１９のような成膜材料１６の厚みばらつきが緩和されると考えられる。

また、突出部１２ｂにより間隙領域が狭まっているため、この部分を成膜材料１６が通過する際に成膜材料１６の広がりの速さが小さくなる。したがって、部分的ではあるが、成膜材料１６の広がりの慣性力が低減される。その結果、成膜材料１６が隔壁部１２ａを乗り越えるだけの勢いを失うことになり、混色が抑制されると考えられる。

上記の効果は、格子状のブラックマトリクス、つまり、ブラックマトリクス１２において突出部１２ｂを隣の隔壁部１２ａに接続したようなブラックマトリクスにおいても得られると考えられる。しかし、このブラックマトリクスでは、発明が解決しようとする課題の項において説明したように、１画素当たりの液滴の数をより正確に制御しなければ画素間での着色濃度のばらつきが大きくなってしまう。

例えば、成膜材料の膜厚を１．５μｍとすると、格子状のブラックマトリクスでは、ブラックマトリクスで仕切られた領域の最小単位は１画素に相当し、そこに塗布すべき成膜材料の体積は１．５μｍ×（１０８μｍ−８μｍ）μｍ×（３２４μｍ−１３μｍ）＝約４７０００μｍ³となる。これに対し、本実施形態のブラックマトリクス１２では、上記の体積を、列方向に連通する画素数倍（７６８倍）した体積となる。したがって、何れに対しても一定の膜厚のばらつき（例えば１０％）を許容したとすると、ブラックマトリクスで仕切られた領域の最小単位に着弾すべき液滴の数の許容誤差が、格子状のブラックマトリクスの場合よりも、本実施形態のブラックマトリクス１２の場合の方が、上記列方向に連通する画素数倍大きくなることになる。つまり、液滴の数に対する精度が列方向に連通する画素数に反比例することになる。

このため、製造歩留りよく着色濃度のばらつきを低減するには、ブラックマトリクスのパターンは、列方向の画素が連通するような形状であることが望ましい。図１（ａ）に示したブラックマトリクス１２のパターンでは、着弾した成膜材料１６の広がりの速さを低減しつつ、成膜材料１６の画素間での流動を妨げないようになっている。このため、成膜材料１６の膜厚が、成膜材料１６自体の流動性により均一化される効果が得られる。

ここで、突出部１２ｂの行方向の長さを変化させることで、突出部１２ｂと隣接する隔壁部１２ａとの距離を変化させ、他の条件を一定に保って成膜材料１６の塗布に関する評価を行った。その結果、突出部１２ｂと隣接する隔壁部１２ａとの距離を５μｍ以上とすることで、成膜材料１６の流動性による膜厚の均一化の効果を保ちながら、混色の発生を防止し、良好な塗布が可能であることがわかった。なお、このとき用いた成膜材料は、顔料を分散し粘度を２０ｃｐｓに調整した硬化型インクである。

成膜材料硬化工程では、成膜材料１６を塗布した基板１１を加熱処理することにより、図２（ｃ）に示すように成膜材料１６を硬化させて着色部１７を形成する。ここでは、基板１１を１８０℃で９０分間加熱処理した。これにより、カラーフィルタ１０が完成する。なお、必要に応じてブラックマトリクス１２及び着色部１７上に保護層などを形成してもよい。

上述したように、突出部１２ｂの隅となる部分を曲線形状とすることにより、成膜材料の流動を阻害せず、かつ、隅の部分における気泡の噛み込みなどを防止でき、製造歩留りよく高品位なカラーフィルタ１０を形成することが可能となる。上記気泡の噛み込みは、カラーフィルタ１０における光漏れの原因となる。

ここでは、突出部１２ｂの隅となる部分を曲線形状とすることにより気泡の噛み込みなどを防止できる理由を、図２３（ａ）〜（ｄ）に基づいてより詳細に説明する。図２３（ａ）（ｂ）は、本実施形態のブラックマトリクス１２、製膜材料１６、着色部１７を示しており、図２３（ａ）は製膜材料１６塗布直後の状態を、図２３（ｂ）は製膜材料１６を硬化させて着色部１７を形成した状態を示している。また、図２３（ｃ）（ｄ）は、比較例としてのブラックマトリクス１２’、製膜材料１６’、着色部１７’を示しており、図２３（ｃ）は製膜材料１６’塗布直後の状態を、図２３（ｄ）は製膜材料１６’を硬化させて着色部１７’を形成した状態を示している。この比較例は、突出部１２ｂの隅となる部分を曲線形状ではなく矩形としたものである。

図２３（ａ）（ｃ）に示すように、成膜材料塗布工程において塗布させた直後の成膜材料１６・１６’は、塗布量に応じたはみ出し量でブラックマトリクス１２・１２’と重なり合う。その後、成膜材料硬化工程において、成膜材料１６・１６’は、表面張力の影響により収縮するが、特にブラックマトリクス１２’の矩形部Ｃにおいては、収縮率が大きくなり、ブラックマトリクス１２’の形状に追従できなくなる。その結果、上記矩形部Ｃにおいて着色部１７’の厚みが小さくなり、光漏れを生じる。これに対し、突出部１２ｂの隅となる部分を曲線形状とすることにより、矩形部をなくすことができ、光漏れを良好に防止できる。

次に、カラーフィルタ１０を用いた表示装置としての液晶ディスプレイ１について説明する。液晶ディスプレイ１は、図８に示すように、液晶ディスプレイパネル２、ソースドライバ３、及びゲートドライバ４を備えている。なお、ソースドライバ３及びゲートドライバ４は周知のものであるので説明を省略し、ここでは液晶ディスプレイパネル２について説明する。

液晶ディスプレイパネル２は、図９（ａ）に示すアクティブマトリクス基板２０を備えている。なお、図９（ａ）には、アクティブマトリクス基板２０の１画素分を主に示している。また、図９（ａ）のＣ−Ｃ線に相当する部分における液晶ディスプレイパネル２の断面を図１０に示す。

液晶ディスプレイパネル２では、カラーフィルタ１０と対向するようにアクティブマトリクス基板２０が配置される。そして、カラーフィルタ１０とアクティブマトリクス基板２０との間に液晶層３２が挟持される。

なお、液晶ディスプレイパネル２を構成する場合、カラーフィルタ１０の表面には、スパッタ法などにより例えば１４０ｎｍの膜厚のＩＴＯ膜が共通電極３３として形成される。

アクティブマトリクス基板２０は、ガラスなどからなる基板２１上に、ゲートバスライン２２、補助容量配線２９、ゲート絶縁膜２３、ソースバスライン２４、ドレイン引き出し線２５、スイッチング素子２６、保護膜２７、及び透明画素電極２８を備えたものである。

ゲートバスライン２２は、基板２１上に形成され、ゲートドライバ４に接続されている。ゲート絶縁膜２３は、ＳｉＮ_xなどからなり、基板２１及びゲートバスライン２２上に形成されている。ソースバスライン２４は、ゲート絶縁膜２３上に形成され、ソースドライバ３に接続されている。ドレイン引き出し線２５は、ゲート絶縁膜２３上にソースバスライン２４と同一層で形成されている。補助容量配線２９は、ゲートバスライン２２と同一層で形成され、ドレイン引き出し線２５との間で補助容量を形成する。スイッチング素子２６は、ゲートバスライン２２及びソースバスライン２４の一部、並びに図示しない半導体膜によって構成されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）などである。保護膜２７は、ゲート絶縁膜２３、ソースバスライン２４、ドレイン引き出し線２５上に形成され、スイッチング素子２６を保護している。透明画素電極２８は、保護膜２７上に形成され、表示のための電極となる。

この液晶ディスプレイパネル２では、基板２１側から入射した光の基板１１側への透過性を液晶層３２により制御することで表示を行う。このとき、ゲートバスライン２２、ソースバスライン２４、ドレイン引き出し線２５、スイッチング素子２６、補助容量配線２９などの、図９（ａ）において斜線を付した領域は光を遮光する遮光部になり、その他の領域が光の透過性を制御できる開口部となる。また、カラーフィルタ１０におけるブラックマトリクス１２も遮光部となる。液晶ディスプレイパネル２では、高輝度の表示を実現できるように、遮光部の割合を極力小さくし、開口部の割合、つまり開口率を極力大きくすることが望ましい。

そこで、アクティブマトリクス基板２０の遮光部と、カラーフィルタ１０のブラックマトリクス１２との位置関係を、図９（ｂ）に示すような関係にすることが望ましい。すなわち、液晶ディスプレイパネル２では、ブラックマトリクス１２の突出部１２ｂと、アクティブマトリクス基板２０のスイッチング素子２６とが、基板１１及び基板２１の法線方向において重なり合うような位置関係になるようにすることが望ましい。これにより、ブラックマトリクス１２に突出部１２ｂを設けたことによる開口率の低下を防ぐ、あるいは極力小さくすることができる。なお、ブラックマトリクス１２の隔壁部１２ａは、一般的な液晶ディスプレイパネルと同様、ソースバスライン２４と重なり合うように配置される。

このように、液晶ディスプレイパネル２における開口率を考慮した場合には、図６に示したように隔壁部１２ａの両側に突出部１２ｂを設けるよりも、図１（ａ）に示したように片側に設ける方が望ましい。

なお、本実施形態では本発明に係るカラーフィルタについて説明した。しかし、本発明は、カラーフィルタに限定されるものではなく、互いに間隙を介して並設された、同一方向に延びる複数本の隔壁部を有する第１膜と、前記第１膜の間隙領域にインクジェット方式により成膜材料を塗布し、塗布した成膜材料を硬化させることで形成された第２膜とを備える複合膜、及びその製造方法に広く適用することができる。なお、本実施形態のカラーフィルタにおいては、ブラックマトリクス１２が第１膜に相当し、着色部１７が第２膜に相当する。

カラーフィルタ以外の適用例としては、例えば、インクジェット方式により導電性の成膜材料を塗布し、塗布した成膜材料を硬化させることで形成される導電配線がある。そして、この導電配線の製造に本発明の製造方法を適用し、例えば、パッシブマトリクス型表示パネルの信号電極や走査電極となるストライプ電極を形成し、パッシブマトリクス型表示パネル用の電極基板を製造することができる。また、上記製造方法を用いて、アクティブマトリクス型表示パネル、特に、ＭＩＭ（Metal Insulator Metal）素子をアクティブ素子として備えるアクティブマトリクス型表示パネルの走査電極となるストライプ電極を形成し、アクティブマトリクス基板を製造することができる。

このように、本発明は、基板上にインクジェット方式により導電性又は非導電性のパターンを形成するためのパターン形成用基板、それを用いた電極付基板、能動素子付基板、あるいはカラーフィルタ付基板などに適用することができる。

以上のように、本発明の複合膜の製造方法は、互いに間隙を介して並設された、同一方向に延びる複数本の隔壁部を有する第１膜と、第１膜の間隙領域に形成された第２膜とを備える複合膜の製造方法である。この製造方法には、第１膜を基板上に形成する第１膜形成工程と、第１膜を形成した基板の前記間隙領域に対して、インクジェット方式により隔壁部の延設方向に沿って移動しつつ成膜材料を塗布し、塗布した成膜材料を硬化させることで第２膜を形成する第２膜形成工程とを含む。本実施形態においては、ブラックマトリクス形成工程が第１膜形成工程に相当し、成膜材料塗布工程及び成膜材料硬化工程が第２膜形成工程に相当する。そして、第１膜形成工程で形成する第１膜には、間隙領域の幅を部分的に狭める間隙幅規制部を設けるようにする。

この製造方法では、第１膜の間隙領域に対して、インクジェット方式により隔壁部の延設方向に沿って成膜材料を塗布することで第２膜が形成され、これにより、第２膜が第１膜によって仕切られて構成される複合膜を製造する。

この方法では、生産性の向上のために、インクジェット方式による成膜材料塗布の速度、すなわち、成膜材料を吐出するインクジェットノズルと基板との相対速度を大きくすることが望まれる。ところが、通常、上記相対速度を大きくすると、成膜材料が隔壁部を乗り越えてしまう、あるいは塗布した成膜材料の膜厚のばらつきが大きくなるといった問題を生じる。この問題は、カラーフィルタの例では、混色や着色濃度のばらつきとなってカラーフィルタの特性の悪化を招来する。

これに対して、上記の方法では、第１膜に間隙幅規制部を形成しておく。間隙幅規制部は、間隙領域の幅を部分的に狭めるものであるため、成膜材料を塗布したときに、間隙領域において成膜材料が隔壁部の延設方向に沿って流れる際の抵抗となる。これにより、成膜材料が隔壁部を乗り越えてしまうことを抑制するとともに、塗布した成膜材料の膜厚のばらつきも小さくすることができる。これは、インクジェットノズルから吐出され、基板上に着弾した成膜材料が基板上で広がる際の、広がり度合いや広がりの速度が、間隙幅規制部により抑制されることによるものと考えられる。

このように、上記の方法では、成膜材料が隔壁部を乗り越えてしまう、あるいは塗布した成膜材料の膜厚のばらつきが大きくなることを抑制しつつ、インクジェットノズルと基板との相対速度を大きくすることができる。その結果、高い生産性で特性の良好な複合膜を製造することができるようになる。

〔実施形態２〕
本発明の第２の実施形態について図１１及び図１２に基づいて説明すれば、以下の通りである。

本実施形態のカラーフィルタ４０は、図１１（ｅ）に示すように、実施形態１のカラーフィルタ１０におけるブラックマトリクス１２上、及び間隙領域１２ｃにおいて、ブラックマトリクス１２の上層、かつ、着色部１７の下層となる機能膜１３が設けられている点がカラーフィルタ１０と異なっている。なお、本実施形態のカラーフィルタにおける機能膜１３以外の構成要素は、カラーフィルタ１０の構成と同等のものである。そこで、対応する構成要素には実施形態１で用いた記号と同一の記号を用いることにし、その説明を省略する。

機能膜１３は、成膜材料１６に対する濡れ性が制御可能な膜である。また、機能膜１３は、ブラックマトリクス１２上の一部分が相対的に濡れ性の低い領域（「非親和性領域」と称する。）となり、その他の領域、特に、間隙領域１２ｃに相当する部分が相対的に濡れ性の高い領域（「親和性領域」と称する。）となるように濡れ性が調整されている。

機能膜１３としては、特定光で露光することにより、成膜材料１６に対する濡れ性が向上する感光膜を用いることができる。このような感光膜を用いると、機能膜１３を所定のパターンで特定光により露光することで、親和性領域及び非親和性領域を形成することができる。なお、特定光とは、特定の波長領域の波長を有する光である。

図１１（ａ）〜（ｅ）に基づいて、本実施形態のカラーフィルタ４０の製造方法について説明する。この製造方法では、ブラックマトリクス形成工程、機能膜形成工程、露光工程、成膜材料塗布工程、及び成膜材料硬化工程をこの順に行う。なお、ブラックマトリクス形成工程（図１１（ａ））、成膜材料塗布工程（図１１（ｄ））、及び成膜材料硬化工程（図１１（ｅ））は、実施形態１で説明した同一名称の工程と同じ工程であるので、ここでは説明を省略する。また、以下では、実際に作成したカラーフィルタ４０に基づいて、具体的な材料やサイズ等を示すが、本発明の製造方法はこれらに限ったものではない。

機能膜形成工程（感光膜形成工程）では、ブラックマトリクス１２を形成した基板１１の全面に、スピンコート方により、光触媒反応を示す酸化チタン（ＴｉＯ₂）を分散した塗布液を０．３μｍの膜厚で塗布し、１１０℃のオーブンで１２０秒間のベーク乾燥を行い、図１１（ｂ）に示すように機能膜１３を形成する。この状態における機能膜１３の表面は、純水に対する接触角が１１°を示す撥水状態となっており、比較的濡れ性の低い状態であった。

露光工程では、図１１（ｃ）に示すように、超高圧水銀ランプＬａの光Ｌを特定光として用い、この特定光を基板１１の裏面側から照射することで、ブラックマトリクス１２を露光マスクとして機能膜１３を露光する。このときの光Ｌの露光強度は、３６５ｎｍの波長における積算露光量において０．２Ｊ／ｃｍ²とした。この特定光に対して、基板１１は透光性を有し、ブラックマトリクス１２は遮光性を有している。これにより、機能膜１３は、ブラックマトリクス１２上の一部分が非親和性領域となり、その他の領域は親和性領域となる。

なお、ここでは、ブラックマトリクス１２を露光マスクとして用いた裏面露光をおこなっているが、所定の露光マスクを用いて前面露光を行ってもよい。ただし、裏面露光の場合には、ブラックマトリクス１２を露光マスクとして用いることができるため、露光マスクを別途準備し、基板１１との位置合わせをして露光するといった手間を省くことができる。

ここで、超高圧水銀ランプＬａからの光Ｌは、平行光ではなく散乱光とする。これにより、機能膜１３のブラックマトリクス１２上の部分にも、光Ｌが部分的に回り込むことになる。したがって、ブラックマトリクス１２のテーパ部分を含む外周部分をも親和性領域とすることができる。なお、図１１（ｃ）では、機能膜１３の斜線を付した部分が親和性領域となっている。また、ブラックマトリクス１２上に回り込んだ親和性領域を平面的に示すと図１２の斜線部のようになる。この回り込みの幅は２．５μｍであった。

このように親和性領域及び非親和性領域を形成することにより、次の成膜材料塗布工程における成膜材料１６の塗布の際に、成膜材料１６の混色をより効果的に防ぐことができる。なぜなら、非親和性領域は成膜材料１６に対する濡れ性が相対的に低いため、ブラックマトリクス１２上、特に隔壁部１２ａ及び突出部１２ｂ（図１（ａ）参照）上に形成された非親和性領域により、成膜材料１６の行方向への広がりが抑制されるからである。

その結果、成膜材料塗布工程における基板１１に対するインクジェットノズル９１の相対速度Ｖｈ（図４参照）を０．５ｍ／ｓｅｃまで上げても、着色濃度のばらつきが十分小さく混色を防止することができた。このように、本実施形態によると、実施形態１の場合よりもさらに大きい相対速度Ｖｈにより成膜材料１６の塗布を行うことが可能になり、生産性を向上させることができる。

なお、本実施形態２の製造方法におけるブラックマトリクス形成工程、機能膜形成工程、露光工程、成膜材料塗布工程、及び成膜材料硬化工程は、従来の技術の項で説明した工程ａ〜ｅにそれぞれ対応しており、工程ａ〜ｅで説明した方法や材料を適用することもできる。なお、本実施形態における部材等と、従来の技術の項における部材等との対応関係は次の通りである。すなわち、基板１１は基板１０１に、ブラックマトリクス１２はブラックマトリクス１０２に、機能膜１３は感光層１０３に、親和性領域は親水性領域１０４に、非親和性領域は非親水性領域１０５に、成膜材料１６は硬化型インク１０６に、着色部１７は着色部１０７にそれぞれ対応している。

〔実施形態３〕
本発明の第３の実施形態について図１３及び図１４に基づいて説明すれば、以下の通りである。

本実施形態の製造方法を図１３（ａ）〜（ｇ）に示す。本実施形態では、実施形態２の場合と異なるブラックマトリクス形成工程を用いた製造方法について説明する。ブラックマトリクス形成工程以外の工程、つまり、機能膜形成工程、露光工程、成膜材料塗布工程、及び成膜材料硬化工程は実施形態２で説明した工程と同じ工程であるので、ここでは説明を省略する。なお、本実施形態では、ブラックマトリクス形成工程以外の工程を実施形態２の場合と同一としているが、実施形態１の場合と同一とすることもできる。

本実施形態のブラックマトリクス形成工程では、ドナーシート１８を用いてブラックマトリクス１２を形成する。この形成方法は、特許文献２に開示されている方法を応用することができる。

まず、ドナーシート１８について図１４に基づいて説明する。ドナーシート１８は、レーザー光を用いたサーマルイメージングプロセス（ＬＩＴＩ法）により、画像パターンを基板１１に転写するための画像付与要素として使用されるものである。

ドナーシート１８は、基材１８ａと、その上に順次形成された、光熱変換層１８ｂ、中間層１８ｃ、そして光熱変換層１８ｂの作用により加熱されて溶融し、基板１１（図１３（ａ）参照）にパターン状に転写される画像成分を含む転写層１８ｄとを備えている。なお、上記画像成分の転写された画像パターンが、ブラックマトリクス１２（図１３（ｃ）参照）となる。

ドナーシート１８において、基材１８ａは、それがドナーシート１８に求められている要件を満たしうる限りにおいて、様々な材料から形成することができる。この基材１８ａに必要な要件は、例えば、画像成分の転写のためにレーザー光を照射して加熱が行われるので、レーザー光の透過性、耐熱性など、そして、受像要素に貼り合わせて使用されかつ使用後には剥離されるので、適度の柔軟性、軽さ、取り扱い性、機械的強度などである。好適な基材１８ａの材料としては、ポリエステル樹脂などの各種のプラスチック材料を挙げることができる。また、基材１８ａの厚さは、通常、約０．０１〜２．５４ｍｍの範囲である。

光熱変換層１８ｂ（ＬＴＨＣ層とも呼ばれる）は、レーザー光の照射を受けてその光エネルギーを熱エネルギーに変換し、中間層１８ｃを介して転写層１８ｄ中の画像成分を溶融させ、基板１１の表面に転写及び固着させるためのものである。

したがって、光熱変換層１８ｂは、カーボンブラック等の光吸収性材料そのものからなる、あるいは、そのような光吸収性材料を分散して含有する層からなることが好ましい。さらに、この光熱変換層１８ｂは、硬化目的のため、光重合性の成分を含有しているのが好ましい。好適な光熱変換層１８ｂは、例えば、カーボンブラック、光重合性モノマー又はオリゴマー、光重合開始剤等をバインダ樹脂中に分散させた層である。

このような光熱変換層１８ｂは、通常、所定の組成を有する樹脂組成物を、例えば、スピンコート法、グラビア印刷法、ダイコーティング法等の常用の塗布方法によって基材１８ａの表面に塗布し、乾燥させることによって形成することができる。光熱変換層１８ｂの厚さは、通常、約０．００１〜１０μｍの範囲である。

中間層１８ｃは、光熱変換層１８ｂの光熱変換作用を均一化するためのものであり、このような機能を有する樹脂材料から形成することができる。中間層１８ｃは、光熱変換層１８ｂと同様、所定の組成を有する樹脂組成物を、例えば、スピンコート法、グラビア印刷法、ダイコーティング法等の常用の塗布方法によって光熱変換層１８ｂの表面に塗布し、乾燥させることによって形成することができる。中間層の厚さは、通常、約０．０５〜１０μｍの範囲である。

転写層１８ｄは、上述したように、光熱変換層１８ｂの作用により加熱されて溶融し、基板１１にパターン状に転写される画像成分を含むものである。

転写層１８ｄは、それに含まれる画像成分をＬＩＴＩ法によって基板１１の表面に高コントラストで転写し、転写された画像パターンとして固着させることができ、かつ、ドナーシート１８を基板１１から剥離する際に剥離残渣を生じることがないような材料を用いることができる。また、上記画像パターンとして形成されるブラックマトリクス１２の機能を果たすべく、例えば、黒色顔料（カーボンブラック等）や、その他の有色顔料を多く添加する、あるいは、金属粉などを添加するようにすればよい。

このドナーシート１８を用いてブラックマトリクス１２を形成する方法を図１３（ａ）〜（ｃ）に示す。

図１３（ａ）に示すように、図１４のドナーシート１８を、転写層１８ｄが基板１１表面に密着するようにして重ね合わせる。次いで、図１３（ｂ）に示すように、ドナーシート１８に対して、基材１８ａ側から、レーザー光Ｌｂを所定のパターンで照射する。ここで、レーザー光Ｌｂの照射パターンは、形成するブラックマトリクス１２のパターンに対応するものである。

レーザー光Ｌｂを照射した結果、ドナーシート１８の光熱変換層１８ｂの作用により、光エネルギーが熱エネルギーに変換され、さらにこの熱エネルギーが中間層１８ｃの作用により均一化される。これにより、転写層１８ｄの内部に含まれる画像成分がパターン状に加熱されて溶融し、基板１１に密着する。なお、図１３（ｂ）では、転写層１８ｄにおける溶融、密着している画像成分の部分に斜線を付して示している。

その後、ドナーシート１８を基板１１から剥がすことにより、レーザー光Ｌｂの照射パターンに対応するパターンが基板１１に転写される。この転写した部分により、ブラックマトリクス１２が形成される。なお、図１３（ｃ）にはブラックマトリクス１２における隔壁部１２ａが表れている。

その後、実施形態２の機能膜形成工程、露光工程、成膜材料塗布工程、及び成膜材料硬化工程と同じ工程を経て、実施形態２のカラーフィルタ４０と同等のカラーフィルタが完成する。

このブラックマトリクス形成工程では、実施形態２のブラックマトリクス形成工程のようなアルカリ現像液などを用いた除去処理が不要になり、工程の簡素化を図ることができる。

〔実施形態４〕
本発明の第４の実施形態について図２０及び図２２に基づいて説明すれば、以下の通りである。

本実施形態のカラーフィルタ５０を図２０に示す。カラーフィルタ５０の基本的な構成は実施形態２のカラーフィルタ４０とほぼ同じであり、カラーフィルタ５０はカラーフィルタ４０と同様の製造方法によって製造することができる。そこで、カラーフィルタ５０における構成要素のうち、カラーフィルタ４０に対応する構成要素については、実施形態２で用いた記号と同一の記号を用いることとする。

本実施形態のカラーフィルタ５０と実施形態２のカラーフィルタ４０との相違点について説明する。実施形態２のカラーフィルタ４０では、ブラックマトリクス１２の突出部１２ｂが、その位置にかかわらず同一形状を有していた。これに対し、本実施形態のカラーフィルタ５０では、ブラックマトリクス５２の突出部５２ｂの形状が、突出部５２ｂの列方向の位置に応じて異なっており、中央部と比較して両端部の方が突出長さが大きくなるようになっている。なお、ブラックマトリクス５２の隔壁部５２ａは、ブラックマトリクス１２の隔壁部１２ａと同じ形状を有している。

具体例について図２１に基づいて説明する。ブラックマトリクス５２の各部のサイズは、図２１に示す通り、隔壁部５２ａの幅を８μｍ、突出部５２ｂの列方向の長さを１５μｍ、画素ピッチを１０８μｍ×３２４μｍとした。そして、行方向１０２４×列方向７６８画素を形成した。なお、本実施形態では、突出部５２ｂの列方向の長さを１５μｍとしているが、この長さを実施形態２と同様に１３μｍとしてもよい。

そして、一方の端部から数えて第ｉ番目の突出部５２ｂの行方向の長さ（突出長さ）Ｌｉ（単位μｍ）が数式（１）を満たすように、突出部５２ｂの形状を設定した。

つまり、中央部の突出部５２ｂの平面形状を行方向２０μｍ×列方向１５μｍとし、列方向両端部の突出部５２ｂの平面形状を行方向６０μｍ×列方向１５μｍとし、両端部から中央部へ向かって突出部５２ｂの突出長さが１μｍずつ短くなるようにした。

このように、本実施形態では、突出部５２ｂの列方向の位置に応じて突出部５２ｂの突出長さを変化させることにより、突出部５２ｂが間隙領域の幅を狭めている割合を変化させている。

なお、カラーフィルタ５０においても、突出部５２ｂを、その平面形状をほぼ長方形とし、突出部５２ｂの隅となる部分を曲線に形成している。これは、実施形態２と同様、インクジェット方式により成膜材料を塗布する際に、成膜材料の流れが不均一になることを抑制し、膜厚のばらつきを小さくするためである。

このようなカラーフィルタ５０を備えた基板１１に対し、インクジェットノズルを用いて成膜材料の塗布を行った。実際に用いた成膜材料は、赤色の顔料を分散し、粘度２０ｃｐｓに調整した硬化型インクである。

成膜材料の塗布は、図４に示したように、基板１１に対してインクジェットノズル９１を列方向の一方の向きに移動しつつ、このインクジェットノズル９１から成膜材料の液滴１６ａを連続的に吐出することにより行う。実際には、基板１１に対するインクジェットノズル９１の相対速度Ｖｈ＝０．１ｍ／ｓｅｃ、インクジェットノズル９１から吐出される液滴１６ａの吐出速度Ｖｖ＝０．６ｍ／ｓｅｃとし、インクジェットノズル９１の移動に対して約５０μｍ間隔で液滴１６ａが吐出されるような吐出タイミングで塗布を行った。したがって、液滴１６ａは、相対速度Ｖｈと吐出速度Ｖｖとの合成速度Ｖｔをもって基板１１に着弾することになる。

本実施形態においても、上述した各実施形態と同様に、成膜材料の厚みばらつきに起因する着色濃度のばらつきを抑え、成膜材料の乗り越えによる混色を防止する効果が得られた。

上記のようにして成膜材料を塗布した後、基板１１を１４０℃のホットプレート上で乾燥させ、成膜材料の溶剤を揮発させることにより、赤色の着色部を形成した。

次に、突出部１２ｂ・５２ｂを設けること、及び突出部５２ｂの突出長さに上記のような変化をもたせることによる効果を確認するために、３種類のカラーフィルタのサンプルを作成して評価を行った。第１のサンプルは本実施形態のカラーフィルタ５０であり、第２のサンプルは実施形態２のカラーフィルタ４０であり、第３のサンプルは突出部を備えないブラックマトリクスを用いて形成したカラーフィルタである。

評価のために、各サンプルにおける、成膜材料を硬化して得られた着色部の厚み（膜厚）ばらつきを調べた。その結果を図２２に示す。図２２には、着色部における、列方向中央部の厚さを基準値１としたときの、列方向両端部（初端及び終端）の厚さの比率を示している。なお、初端とは、基板に対するインクジェットノズルの移動方向における上流側の着色部の端部を指し、終端とは、下流側の端部を指す。

突出部を備えないブラックマトリクスを用いて形成したカラーフィルタ（第３のサンプル）では、ばらつきが非常に大きく、中央部に対する両端部の膜厚が約２．５〜３倍になった。これに対して、本実施形態のカラーフィルタ５０（第１のサンプル）、及び実施形態２のカラーフィルタ４０（第２のサンプル）では、ばらつきを非常に小さくすることができた。さらに、第１のサンプルと第２のサンプルとでは、第１のサンプルの方が、ばらつきが小さくなることが確認できた。

このように、ブラックマトリクスに対して突出部を設けることにより、着色部の膜厚ばらつきを抑えることができ、さらに、突出部の突出長さを、中央部と比較して両端部の方が突出長さが大きくなるように設定することによって、より効果的に膜厚ばらつきを抑えることができる。

また、図２２に示した結果より、何れのサンプルにおいても、着色部の膜厚は、初端よりも終端の方が大きくなる傾向にあることがわかる。これは、成膜材料が着弾時に有する慣性力の影響により、成膜材料が終端部側に偏りやすいためであると考えられる。

そこで、初端の膜厚と終端の膜厚との差を小さくするために、初端側よりも終端側において突出部の突出長さを大きくすることが望ましい。これにより、さらに着色部の膜厚ばらつきを小さくすることができる。

なお、本実施形態では、突出部５２ｂの突出長さを上記数式（１）のように設定したが、これはあくまで一具体例であり、これに限らず、列方向において中央部側に設けられた突出部５２ｂよりも、両端部側に設けられた突出部５２ｂの方が突出長さが長くなるように設定されておればよい。例えば、列方向における両端の突出部５２ｂのみ、その他の突出部５２ｂよりも突出長さを大きくしてもほぼ同様の効果が得られる。

また、本実施形態では、実施形態２のカラーフィルタ４０を前提とし、このカラーフィルタ４０のブラックマトリクス５２における突出部５２ｂの突出長さを変化させる構成について説明したが、これに限らず、実施形態１の図１，６，７に示したカラーフィルタ１０や、実施形態３の図１３に示したカラーフィルタ４０についても、同様の変更を加えることにより、同様の効果を得ることができる。

実施形態１の図６のカラーフィルタ１０については、隔壁部１２ａから両側に突出している２つの突出部１２ｂ・１２ｂの一方の突出長さを変化させてもよく、両方の突出長さを変化させてもよい。また、実施形態１の図７のカラーフィルタ１０については、突出部１２ｂの突出長さの代わりに、島状部１２ｂ’の行方向の幅を変化させればよい。

また、本実施形態では本発明に係るカラーフィルタについて説明した。しかし、上記各実施形態と同様、本発明はカラーフィルタに限定されるものではなく、互いに間隙を介して並設された、同一方向に延びる複数本の隔壁部を有する第１膜と、前記第１膜の間隙領域にインクジェット方式により成膜材料を塗布し、塗布した成膜材料を硬化させることで形成された第２膜とを備える複合膜、及びその製造方法に広く適用することができる。なお、本実施形態のカラーフィルタにおいては、ブラックマトリクス５２が第１膜に相当し、着色部１７が第２膜に相当する。

以上のように、本発明の複合膜の製造方法は、第１膜に、隔壁部の延設方向に沿って突出部や島状部などの間隙幅規制部を複数設けておき、隔壁部の延設方向では、中央部側に設けられた間隙幅規制部よりも、両端部側に設けられた間隙幅規制部の方が、間隙領域の幅を狭める割合が大きくなるようにしてもよい。

隔壁部の延設方向では、中央部側と比較すると両端部側において第２膜の膜厚が大きくなる傾向がある。これは、両端部側では中央部側よりも成膜材料の乾燥速度が大きくなり、その結果、比較的乾燥速度の小さい中央部側から両端部側に向かって成膜材料が補充されるためであると考えられる。

これに対して、上記のように、中央部側に設けられた間隙幅規制部よりも、両端部側に設けられた間隙幅規制部において、間隙領域の幅を狭める割合が大きくなるようにしておくことにより、中央部側から両端部側に向かう成膜材料の流動性を低下させることができる。その結果、中央部側と比較して両端部側において第２膜の膜厚が大きくなる傾向を抑制することができ、第２膜の膜厚をより均一化することができる。

なお、間隙領域の幅を狭める割合は、中央部側に設けられた間隙幅規制部から、両端部側に設けられた間隙幅規制部に向かって段階的に大きくなるようにしてもよい。

さらに、本発明の複合膜の製造方法では、両端部側に設けられた間隙幅規制部のうち、一方の端部側に設けられた間隙幅規制部は、他方の端部側に設けられた間隙幅規制部よりも、間隙領域の幅を狭める割合が大きくなるようにしておき、成膜材料を塗布する際には、上記他方の端部から一方の端部に向かって移動しつつ成膜材料を塗布するようにしてもよい。

インクジェット方式によって成膜材料を塗布する場合、インクジェットノズルと基板との相対速度により、インクジェットノズルの移動方向下流側において成膜材料の厚みが大きくなる傾向にある。

これに対して、上記のように、一方の端部側に設けられた間隙幅規制部を、他方の端部側に設けられた間隙幅規制部よりも、間隙領域の幅を狭める割合が大きくなるようにしておくことにより、インクジェットノズルの移動方向上流側から下流側に向かう成膜材料の流動性を低下させることができる。その結果、上流側と比較して下流側において第２膜の膜厚が大きくなる傾向を抑制することができ、第２膜の膜厚をより均一化することができる。

本発明は次のようなものであるということもできる。すなわち、インクジェット方式により液滴の吐出を行いパターンを形成する基板に、四隅が曲線で形成された多数の膨らみ又は島を持ったストライプ状の壁を形成しておく。この膨らみ又は島が防波堤として働き、着弾時の液滴の流速を低下させるとともに、液量を前後画素に若干流出させながら、ストライプ状の領域全体で均一な膜厚形成が可能となる。特にカラーフィルタの形成においてはストライプ状の壁は遮光性を有する樹脂材料を形成し、膨らみ又は島はスイッチング素子の遮光部と兼ねることが望ましい。

さらに、均一な乾燥後膜厚を得るために、四隅が曲線で囲まれた多数の膨らみ又は島は、両端ほど大きな膨らみ又は島を形成し、隣接画素とのインク材料の流動性は保ちながら両端では中央部に比べ流動性を低下させることで乾燥工程における両端への偏りを防止させる。また、基板がインクジェットヘッドに対して相対的に移動するため、インク材料はスキャン方向に初速度を持ち、インクの着弾開始位置に対し着弾終了位置にインクが偏る傾向が見られるが、両端の膨らみ又は島をスキャンの上流側では下流側に対して小さくすることにより、均一な膜厚形状が得られる。

〔応用例〕
上記各実施形態では、主にインクジェット方式によるカラーフィルタの形成について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、塗布材によって塗布されるべき特定領域に対して塗布材を塗布する塗布方法に広く適用することができ、本発明を適用することによって塗布材の厚みのばらつきを抑えることができる。

なお、上記各実施形態における成膜材料及び間隙領域が、ここでいうそれぞれ塗布材及び特定領域に相当することになる。塗布材は、流動性を有し、インクジェット方式などによって特定領域を塗布することができるものである。また、特定領域は、塗布材によって塗布されるべき範囲として規定された領域である。特定領域は、上記各実施形態におけるブラックマトリクスのような仕切によって仕切られた閉領域であってもよい。

本発明を上記塗布方法に適用するためには、塗布材の流動に対する障害を特定領域に設けて、この特定領域に流動性の塗布材を塗布するようにすればよい。

なお、上記各実施形態における突出部や島状部がここでいう障害に相当することになる。この障害は、特定領域において望ましくない塗布材の流動を抑制することができるものであればよい。これにより、塗布された塗布材が広がる際の広がり度合いや広がりの速度を障害によって抑制することができ、塗布した塗布材の膜厚のばらつきを小さくすることができる。

なお、上記障害としては、望ましくない塗布材の流動に対して種々の物理的障害を起こさせるものであればよい。上記障害としては、例えば、特定領域の表面から突出するように形成された突出部以外にも、特定領域の表面に形成された凹部であってもよく、これら以外の構造物であってもよい。また、これらに限らず、上記障害は、特定領域において望ましくない塗布材の流動を抑制することができるものであればよく、種々の力や物体などによって構成することができる。

例えば、塗布材が磁性を帯びている場合には、特定領域に磁場を形成しておくことによって塗布材に対して磁力を発生させることができるため、この場合の磁場も上記障害に含まれる。同様に、塗布材が電荷を帯びている場合には、静電場も上記障害に含まれる。このように、塗布材に対して何らかの力を作用させる要素は上記障害になり得る。

この塗布方法においては、塗布をインクジェット方式によって行うことができる。また、上記障害を上記特定領域内に複数設けるようにしてもよい。この場合、複数の障害はそれぞれ大きさや形状が異なる障害物であってもよい。また、上記障害は、上記特定領域の表面から突出した障害物によって構成してもよい。この場合において、この障害物は、上記実施形態における島状部のように、その周囲を塗布材が流動するように形成されていてもよい。

また、本発明は、塗布材の流動制御方法として捉えることもできる。本発明の塗布材の流動制御方法は、塗布材によって塗布されるべき特定領域に塗布材を塗布する際の塗布材の流動制御方法であって、塗布材の流動を制御するために塗布材の流動に対する障害を特定領域に設けて、この特定領域に塗布材を塗布することにより、特定領域において望ましくない塗布材の流動を抑制することができる。

なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、液晶表示装置などに用いられるカラーフィルタに好適に利用することができるほか、パッシブマトリクス型あるいはアクティブマトリクス型の表示パネルを構成するための導電配線や電極などにも利用することができる。

本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルタを示す図面であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１のカラーフィルタの製造工程を示す断面図である。 図１のカラーフィルタにおけるブラックマトリクスの平面図である。 インクジェット方式により成膜材料を塗布する際の、基板に対するインクジェットノズル及び成膜材料の液滴の速度を説明するための斜視図である。 基板上に着弾した成膜材料が広がる様子を示した斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルタの一変形例を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルタの他の変形例を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態に係る液晶ディスプレイの構成を示す平面図である。 （ａ）は、図８の液晶ディスプレイにおけるアクティブマトリクス基板の１画素を示す平面図であり、（ｂ）は、上記アクティブマトリクス基板と、このアクティブマトリクス基板に対向して設けられるカラーフィルタにおけるブラックマトリクスとの位置関係を示すために、（ａ）にブラックマトリクスを重ねて示した平面図である。 図９（ａ）のＣ−Ｃ線に相当する部分における液晶ディスプレイパネルの断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の第２の実施形態に係るカラーフィルタの製造工程を示す断面図である。 図１１（ｃ）に示した工程において、ブラックマトリクス上に形成される親和性領域を示す平面図である。 （ａ）〜（ｇ）は、本発明の第３の実施形態に係るカラーフィルタの製造工程を示す断面図である。 図１３（ａ）〜（ｃ）の工程によりブラックマトリクスを形成する際に用いるドナーシートの構成を示す断面図である。 （ａ）〜（ｆ）は、従来のカラーフィルタの製造工程を示す断面図である。 （ａ）（ｂ）は、格子状のブラックマトリクス上に形成した非親水性領域のそれぞれ互いに異なるパターンを示す平面図である。 図１６（ａ）（ｂ）に示したものとは形状の異なるブラックマトリクス、及びそのブラックマトリクス上に形成した非親水性領域を示す平面図である。 インクジェット方式により硬化型インクを塗布する際の、基板に対する硬化型インクの液滴の速度を説明するための斜視図である。 基板上に着弾し、広がった硬化型インクの厚みばらつきを示す断面図である。 本発明の第４の実施形態に係るカラーフィルタを示す平面図である。 図２０のカラーフィルタにおけるブラックマトリクスの平面図である。 着色部の膜厚ばらつきを調べた結果を示す図表である。 （ａ）は本発明の第１の実施形態における製膜材料塗布直後の状態を示す平面図であり、（ｂ）は本発明の第１の実施形態における製膜材料を硬化させて着色部を形成した状態を示す平面図であり、（ｃ）は比較例における製膜材料塗布直後の状態を示す平面図であり、（ｄ）は比較例における製膜材料を硬化させて着色部を形成した状態を示す平面図である。

符号の説明

１ 液晶ディスプレイ（表示装置）
１０ カラーフィルタ（複合膜）
１１ 基板
１２ ブラックマトリクス（第１膜）
１２ａ 隔壁部
１２ｂ 突出部（障害、障害物）
１２ｂ’ 島状部（障害、障害物）
１２ｃ 間隙領域（特定領域）
１３ 機能膜（感光膜）
１６ 成膜材料（塗布材）
１６ａ 液滴
１６ｒ 成膜材料（塗布材）
１６ｇ 成膜材料（塗布材）
１６ｂ 成膜材料（塗布材）
１７ 着色部（第２膜）
１７ｂ 青色着色部
１７ｇ 緑色着色部
１７ｒ 赤色着色部
１８ ドナーシート
２０ アクティブマトリクス基板
４０ カラーフィルタ（複合膜）
５０ カラーフィルタ（複合膜）
５２ ブラックマトリクス（第１膜）
５２ａ 隔壁部
５２ｂ 突出部（障害、障害物）
９１ インクジェットノズル

Claims (22)

1. 互いに間隙を介して並設された、同一方向に延びる複数本の隔壁部を有する第１膜と、前記第１膜の間隙領域に形成された第２膜とを備える複合膜の製造方法において、
   前記第１膜を基板上に形成する第１膜形成工程と、
   前記第１膜を形成した基板の前記間隙領域に対して、インクジェット方式により前記隔壁部の延設方向に沿って移動しつつ成膜材料を塗布し、塗布した成膜材料を硬化させることで前記第２膜を形成する第２膜形成工程とを含み、
   前記第１膜形成工程で形成する前記第１膜には、前記隔壁部と同一の膜厚を有し、前記間隙領域の幅を部分的に狭める間隙幅規制部を設けており、
   前記間隙領域は複数設けられており、前記複数の間隙領域にはそれぞれ前記間隙幅規制部が設けられており、
   前記間隙幅規制部は、前記隔壁部から分離した前記第１膜の島状部として形成することを特徴とする複合膜の製造方法。
2. 前記間隙幅規制部は、その平面形状における隅となる部分を曲線に形成することを特徴とする請求項１に記載の複合膜の製造方法。
3. 前記第１膜には、前記隔壁部の延設方向に沿って前記間隙幅規制部が複数設けられており、
   前記隔壁部の延設方向では、中央部側に設けられた間隙幅規制部よりも、両端部側に設けられた間隙幅規制部の方が、前記間隙領域の幅を狭める割合が大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の複合膜の製造方法。
4. 前記中央部側に設けられた間隙幅規制部から、前記両端部側に設けられた間隙幅規制部に向かって、前記間隙領域の幅を狭める割合が段階的に大きくなることを特徴とする請求項３に記載の複合膜の製造方法。
5. 前記両端部側に設けられた間隙幅規制部のうち、一方の端部側に設けられた間隙幅規制部は、他方の端部側に設けられた間隙幅規制部よりも、前記間隙領域の幅を狭める割合が大きく、
   前記第２膜形成工程では、前記他方の端部から一方の端部に向かって移動しつつ成膜材料を塗布することを特徴とする請求項３に記載の複合膜の製造方法。
6. 前記第２膜形成工程の前に、
   特定光で露光することにより前記成膜材料に対する濡れ性が向上する感光膜を、前記第１膜を形成した基板上に形成する感光膜形成工程と、
   前記感光膜に対して前記特定光の露光を行うことにより、前記感光膜における前記第１膜上の部分に前記濡れ性が相対的に低い領域を形成し、前記間隙領域に相当する部分に前記濡れ性が相対的に高い領域を形成する露光工程とをさらに含むことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の複合膜の製造方法。
7. 前記基板は前記特定光に対して透光性を有し、前記第１膜は前記特定光に対して遮光性を有しており、
   前記露光工程では、前記感光膜に対して前記基板側から前記特定光の露光を行うことで、前記第１膜をマスクとして利用することを特徴とする請求項６に記載の複合膜の製造方法。
8. 前記第１膜形成工程では、レーザー光を用いたサーマルイメージングプロセスにより、前記第１膜を前記基板上に形成することを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の複合膜の製造方法。
9. 互いに間隙を介して並設された、同一方向に延びる複数本の隔壁部を有する第１膜と、
   前記第１膜の間隙領域に対して、インクジェット方式により塗布された成膜材料を硬化させることで形成された第２膜とを含み、
   前記第１膜は、前記隔壁部と同一の膜厚を有し、前記間隙領域の幅を部分的に狭める間隙幅規制部をさらに有しており、
   前記間隙領域を複数有しており、前記複数の間隙領域にはそれぞれ前記間隙幅規制部を有しており、
   前記間隙幅規制部は、前記隔壁部から分離した前記第１膜の島状部であることを特徴とする複合膜。
10. 前記第１膜は、前記隔壁部の延設方向に沿って設けられた複数の間隙幅規制部を有するとともに、前記隔壁部の延設方向では、中央部側に設けられた間隙幅規制部よりも、両端部側に設けられた間隙幅規制部の方が、前記間隙領域の幅を狭める割合が大きいことを特徴とする請求項９に記載の複合膜。
11. 前記中央部側に設けられた間隙幅規制部から、前記両端部側に設けられた間隙幅規制部に向かって、前記間隙領域の幅を狭める割合が段階的に大きくなることを特徴とする請求項１０に記載の複合膜。
12. 前記両端部側に設けられた間隙幅規制部のうち、一方の端部側に設けられた間隙幅規制部は、他方の端部側に設けられた間隙幅規制部よりも、前記間隙領域の幅を狭める割合が大きいことを特徴とする請求項１０に記載の複合膜。
13. 前記第１膜の上層、かつ、前記第２膜の下層となるように配置され、前記成膜材料に対する濡れ性が制御可能な機能膜をさらに備え、
    前記機能膜は、前記第１膜上の部分に前記濡れ性が相対的に低い領域を有し、前記間隙領域に相当する部分に前記濡れ性が相対的に高い領域を有していることを特徴とする請求項９から１２の何れか１項に記載の複合膜。
14. 前記第１膜は、レーザー光を用いたサーマルイメージングプロセスにより形成されていることを特徴とする請求項９から１３の何れか１項に記載の複合膜。
15. 請求項９から１４の何れか１項に記載の複合膜からなるカラーフィルタであって、前記第１膜が遮光膜であり、前記第２膜が透明着色膜であることを特徴とするカラーフィルタ。
16. 請求項１５に記載のカラーフィルタを備えることを特徴とする表示装置。
17. 請求項１５に記載のカラーフィルタと、
    前記カラーフィルタと対向して配置され、マトリクス状に配置されたスイッチング素子を有するアクティブマトリクス基板とを備え、
    前記間隙幅規制部は、前記スイッチング素子に重畳するように配置されていることを特徴とする表示装置。
18. インクジェット方式により塗布された成膜材料が硬化することにより、ストライプ配列に形成された複数の透明着色膜と、
    前記各透明着色膜の間に介在するとともに、前記各透明着色膜の間に介在する部分と同一の膜厚に形成され前記各透明着色膜の幅を部分的に狭める間隙幅規制部を有するブラックマトリクスとを備えており、
    前記複数の透明着色膜にはそれぞれ前記間隙幅規制部が介在しており、
    前記間隙幅規制部は、前記各透明着色膜内に介在する島状部であることを特徴とするカラーフィルタ。
19. 前記間隙幅規制部は、その平面形状における隅となる部分が曲線形状を有することを特徴とする請求項１８に記載のカラーフィルタ。
20. 前記ブラックマトリクスは、前記透明着色膜の延設方向に沿って設けられた複数の間隙幅規制部を有するとともに、前記透明着色膜の延設方向では、中央部側に設けられた間隙幅規制部よりも、両端部側に設けられた間隙幅規制部の方が、前記透明着色膜の幅を狭める割合が大きいことを特徴とする請求項１８又は１９に記載のカラーフィルタ。
21. 前記中央部側に設けられた間隙幅規制部から、前記両端部側に設けられた間隙幅規制部に向かって、前記透明着色膜の幅を狭める割合が段階的に大きくなることを特徴とする請求項２０に記載のカラーフィルタ。
22. 前記両端部側に設けられた間隙幅規制部のうち、一方の端部側に設けられた間隙幅規制部は、他方の端部側に設けられた間隙幅規制部よりも、前記透明着色膜の幅を狭める割合が大きいことを特徴とする請求項２０に記載のカラーフィルタ。

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