KR20060060560A

KR20060060560A - 칼라 필터의 형성 방법

Info

Publication number: KR20060060560A
Application number: KR1020050102794A
Authority: KR
Inventors: 나오유키 도요다
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2006-06-05
Also published as: TW200619690A; CN1782812A; US20060115749A1; TWI281046B; US7404982B2; JP2006154354A; KR100714256B1

Abstract

본 발명은 보다 간편한 방법으로 뱅크 홈부에 충분한 잉크를 체류시켜, 뱅크 홈부내에서의 색의 농담의 차가 적고, 콘트라스트비가 큰 칼라 필터의 형성 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은, 액적 토출 헤드(200)(도 7 참조)에 의해서, 잉크(11)는 동도면 지면 오른쪽에서 왼쪽으로 향하여, 예를 들면 적색(R)의 잉크(11a)가 토출되어 친수화 뱅크 홈부(21a)에 체류하고, 다음에 예를 들면 녹색(G)의 잉크(11b)가 토출되어 친수화 뱅크 홈부(21b)에 체류된다. 이 경우에, 친수화 뱅크 홈부(21a,21b)내는 상술한 바와 같이 친수화막(90)에 의해서 차광층(95)을 포함하여 친수화되어 있기 때문에, 잉크(11)는 친수화 뱅크 홈부(21a,21b)내에 용이하게 체류할 수 있어, 친수화 뱅크 홈부(21a,21b)의 높이에 대해서 가득 찰 때까지 잉크(11a,11b)를 토출하여 체류할 수 있다.

칼라 필터, 친수화 뱅크 홈부

Description

칼라 필터의 형성 방법{COLOR FILTER FORMING METHOD}

도 1은 기판과 그 기판상에 뱅크를 형성하는 공정의 플로우 차트.

도 2(a)∼(f)는 포토리소그래피법에 의해서 뱅크막을 에칭하여 뱅크를 형성하는 공정을 설명하는 기판 단면도.

도 3(a)∼(e)는 도 1의 플로우 차트에서의 포토리소그래피법에 의해서, 기판을 에칭하여 뱅크를 형성하는 공정(S120, S121, S122)을 설명하는 기판 단면도.

도 4(a)는 기판(10)상에 필요 뱅크막(12a)이 형성되어 있는 기판(10)의 단면도, (b)는 기판과 뱅크의 일부 또는 전부를 친수화하는 공정에 의해서 친수화된 기판(10)의 단면도.

도 5(a)∼(c)는 평판 형상의 원판(原版) 부재의 제조 방법을 설명하는 평단면도와 사시도.

도 6(a)∼(c)는 기판(10)에 형성된 친수화 뱅크 상면(22)의 일부 또는 전부에 발액제(80)를 도포하는 공정을 설명하는 기판(10) 및 원판 부재(51)의 단면도. 　　 도 7(a)는 액적 토출 헤드(200)의 전체 단면 사시도, (b)는 토출부의 상세 단면도.

도 8은 액적 토출 헤드(200)로부터 토출된 적(R), 녹(G), 청(B)의 어느 하나의 잉크(11)와 기판(10)의 관계를 설명하는 단면도.

도 9(a)∼(c)는 롤 형상의 원판 부재(61)의 제조 방법을 나타내는 평단면도 및 사시도.

도 10(a)∼(d)는 기판(10)상에 차광층(95)을 마련하고, 그 차광층(95)을 포함하는 칼라 필터의 형성 방법을 설명하는 기판(10)의 단면도.

도 11은 액적 토출 헤드(200)로부터 토출된 적(R), 녹(G), 청(B)의 어느 하나의 잉크(11)와 기판(10)의 관계를 설명하는 단면도.

[부호의 설명]

10...기판, 10a...표면, 10b...패턴, 11,11a,11b...잉크, 11c...액면, 11d,11e...액면, 12...뱅크막, 12a...필요 뱅크막, 12b...불필요 뱅크막, 12c,12d...뱅크벽 측면, 12e...뱅크 상면, 14...레지스트, 14a...필요 레지스트, 14b...불필요 레지스트, 16...포토마스크, 16a...포토마스크 패턴, 20...뱅크 홈부, 21,21a,21b...친수화 뱅크 홈부, 22...친수화 뱅크 상면, 50...발액제, 51...기판과는 다른 부재의 평판 형상의 원판 부재, 52...형틀(mold), 52a...안내 구멍, 52b...벽면, 53...스탬프체, 53a...경사면, 53b...돌출부, 53c...면, 54...스탬프제, 54a...원판면, 55...평판, 55a...면, 56...바이어스 부재, 61...기판과는 다른 부재의 롤 형상의 원판 부재, 62...형틀, 62a...벽, 62b, 62c...계단형 구멍(stepped opening), 63,64...바닥판, 64a...구멍, 65...중심축, 65a,65b...돌출부, 66...덮개, 66a...구멍, 66b,66c...빼냄 구멍, 70...표면 처리제, 80...발액제, 81...발액화막, 90...친수화막, 95...차광층, 200...액적 토출 헤드, 220...캐비티, 222...격벽, 224...진동자, 224a,224b...전극, 224c...피에조 소자, 226...진 동판, 227...토출부, 228...노즐 플레이트, 229...액저류소, 230...공급구, 232...구멍, 252...노즐.

본 발명은 잉크젯 방식을 사용한 칼라 필터의 제조 프로세스에 관한 것이다.

잉크젯 방식에 의한 칼라 필터 형성에서는, 기판에 배열설치된 볼록 형상의 격벽 부재(이하, 뱅크라 함)에 의한 패턴의 미세화가 행해지고 있다. 잉크젯 방식에 의해서 토출된 필터 재료(이하, 잉크라 함)를 뱅크와 기판으로 형성된 오목부(이하, 뱅크 홈부라 함)에 수납하기 위해서, 뱅크는 발액성을 나타내고, 기판은 친수성을 나타내도록 하여 잉크가 뱅크를 타고 넘는 것을 방지하고 있다(예를 들면 일본 특개2001-272527호 공보).

그러나, 뱅크를 발액성으로 하면, 잉크젯 헤드로부터 토출된 잉크는 뱅크의 발액성에 의해 수축하여 둥글게 되고, 뱅크의 중앙부 부근에서는 색이 진하고, 뱅크 부근에서는 잉크의 두께가 얇기 때문에 색이 엷어져, 칼라 필터로서의 성능을 손상하였다.

따라서, 본 발명의 목적은, 보다 간편한 방법으로 뱅크 홈부에 충분한 잉크를 체류시켜, 뱅크 홈부내에서의 색의 농담의 차이가 적고, 콘트라스트비가 큰 칼라 필터의 형성 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에서는, 기판상에 뱅크를 형성하는 공정과, 상기 기판과 상기 뱅크의 일부 또는 전부를 친수화하는 공정과, 상기 뱅크 상면의 일부 또는 전부에 발액제를 도포하는 공정을 포함하는 것을 요지로 한다.

이것에 의하면, 기판과 기판상에 형성된 뱅크의 일부 또는 전부를 친수화함에 의해, 뱅크 홈부내가 모두 친수성으로 되어, 잉크를 충분히 체류시킬 수 있다. 또한, 뱅크 상면의 일부 또는 전부에 발액제를 도포함에 의해서, 잉크가 뱅크를 넘는 것을 방지하는 동시에, 잉크젯 헤드로부터 토출된 잉크가 뱅크 위에 착탄한 경우에, 뱅크 위의 잉크를 뱅크 홈내로 끌어들여 인접하는 뱅크의 잉크와 혼탁하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 발액제는 상기 기판 이외의 원판 부재에 부착시켜, 상기 원판 부재와 상기 기판상의 상기 뱅크가 접촉함에 의해, 상기 발액제가 상기 뱅크 상면의 일부 또는 전부에 전사하는 것을 요지로 한다.

이것에 의하면, 발액제를 기판 이외의 원판 부재에 부착시켜, 원판 부재와 기판상의 뱅크가 접촉함에 의해, 발액제가 뱅크 상면의 일부 또는 전부에 전사할 수 있기 때문에, 친수화되어 있는 뱅크 홈부에 영향을 주지 않고 뱅크 상면의 일부 또는 전부에 발액제를 마련할 수 있다.

본 발명의 뱅크의 재질은 무기 재료 또는 유기 재료인 것을 요지로 한다.

이것에 의하면, 뱅크의 재질에 관계없이 본 발명을 적용할 수 있다.

본 발명의 뱅크의 높이는 1㎛ 이상인 것을 요지로 한다.

이것에 의하면, 뱅크 상면의 일부 또는 전부에 발액제를 마련할 때에, 뱅크의 높이가 1㎛ 이상이면 뱅크 홈부 중에 발액제가 부착하는 것을 막을 수 있다.

본 발명의 상기 뱅크는 차광층 위에 배열설치되어 있는 것을 요지로 한다.

이것에 의하면, 기판에 배열설치되어 있는 차광층 위에 뱅크를 마련하고, 기판과 뱅크와 차광층의 일부 또는 전부를 친수화함에 의해서, 뱅크 홈부내는 전부 친수화되어, 잉크를 뱅크 홈부내에 균일하게 체류시킬 수 있다.

본 발명의 상기 기판과 상기 뱅크의 일부 또는 전부를 친수화하는 공정은 오존 산화 처리, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 전자선 조사 처리, 산 처리, 알칼리 처리의 적어도 하나의 차리를 포함하는 것을 요지로 한다.

이것에 의하면, 기판과 뱅크의 일부 또는 전부를 친수화하는 공정의 처리 방법으로서, 오존 산화 처리, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 전자선 조사 처리, 산 처리, 알칼리 처리의 적어도 하나의 처리를 포함함에 의해서, 기판과 뱅크의 일부 또는 전부를 친수화할 수 있다.

본 발명의 원판 부재는 평판 형상 또는 롤 형상인 것을 요지로 한다.

이것에 의하면, 기판상에 형성된 뱅크 상면의 일부 또는 전부에 대해서, 평판 형상 또는 롤 형상의 원판 부재에 부착되어 있는 발액제를 용이하게 전사할 수 있어, 뱅크 상면의 일부 또는 전부가 발액성을 구비할 수 있다.

본 발명의 원판 부재의 재질은 적어도 실록산 구조를 함유하는 엘라스토머인 것을 요지로 한다.

이것에 의하면, 원판 부재의 재질이 적어도 실록산 구조를 함유하는 엘라스 토머이기 때문에, 탄성체로서의 원판 부재를 얻을 수 있고, 기판과 뱅크의 일부 또는 전부와의 밀착성을 높일 수 있다. 또한, 발액제에 대한 내성도 확보된다.

본 발명의 발액제는 실란 커플링제 또는 발액성을 나타내는 고분자인 것을 요지로 한다.

이것에 의하면, 발액제가 실란 커플링제 또는 발액성을 나타내는 고분자이기 때문에, 뱅크 상면의 일부 또는 전부에 강한 발액성이 구비되어, 잉크를 안정하게 뱅크 홈부에 수용할 수 있다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명한다.

[실시예 1]

칼라 필터는, 기판상에, 매트릭스상으로 늘어선 복수의 화소를 구비하고, 화소와 화소의 경계선은 볼록 형상의 격벽 부재(이하, 뱅크라 함)에 의해서 구획되어 있다. 이 뱅크로 구획된 내측의 영역을 뱅크 홈부라 한다. 화소의 하나 하나에는 잉크젯 장치(도시하지 않음)로부터 적(R), 녹(G), 청(B)의 어느 하나의 필터 재료(이후, 잉크라 함)가 토출되어, 칼라 필터가 형성되어 있다. 화소의 형상은 원형, 타원, 사각, 스트라이프 어느 형상이어도 상관없지만, 잉크 조성물에는 표면장력이 있기 때문에, 사각형의 각부는 둥그스름함을 띠고 있는 편이 바람직하다. 또한, 적, 녹, 청의 배치는 모자이크 배열, 스트라이프 배열, 델타 배열 등이 있고, 본 실시예에서는 그 외의 배치여도 상관없다.

본 실시예는 칼라 필터의 형성 방법으로서의 기판과 그 기판상에 뱅크를 형 성하는 공정과, 기판과 뱅크의 일부 또는 전부를 친수화하는 공정과, 뱅크 상면의 일부 또는 전부에 발액제를 도포하는 공정에 대해서 설명한다.

＜기판과 그 기판상에 뱅크를 형성하는 공정의 플로우 차트＞

도 1은 본 실시예의 기판과 그 기판상에 뱅크를 형성하는 공정의 플로우 차트이다.

본 실시예에서는, 기판 자체를 뱅크로서 사용할지 여부를 스텝(이후, S라 함) 100에서 선택한다. 기판 자체를 뱅크로서 사용하지 않는 경우는 S101로 진행하고, 기판 자체를 뱅크로서 사용하는 경우는 S120으로 진행한다.

여기서, 기판의 재질로는 유리, 석영 등으로 이루어지는 투명 또는 반투명의 무기질 기판 재료, 다이아몬드, 실리콘계, 게르마늄계 등의 단결정 또는 비단결정의 반도체 기판 재료, 또는 세라믹 등으로 이루어지는 기판 재료, 또는 폴리에틸렌 수지계, 폴리스티렌 수지계, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지계, 폴리아크릴 수지계, 폴리메타크릴 수지계 등의 범용 플라스틱이나 폴리카보네이트 수지계, 폴리에스테르계 수지계, 폴리아미드 수지계, 폴리아세탈 수지계, 폴리아미드이미드 수지계, 폴리이미드 수지계, 폴리에테르이미드 수지계, 에폭시 수지계(유리 함유된 것 포함), 폴리설폰 수지계, 폴리에테르설폰 수지계, 폴리에테르 수지계, 폴리에테르에테르케톤 수지계, 폴리에테르니트릴 수지계, 폴리페닐렌에테르 수지계, 폴리페닐렌설파이드 수지계, 폴리페놀 수지계 등의 엔지니어링 플라스틱의 어느 하나 또는 각각의 재료를 조합한 재료이다.

기판 자체를 뱅크로서 사용하지 않는 경우에 대해서 설명한다.

S101에서는 기판(10)상에 뱅크를 다층화할지 여부를 선택한다. 다층화하지 않고 한층의 뱅크를 선택한 경우(NO)는 S102∼S105를 1회만 행한다. 또한, 「뱅크를 다층화함」을 선택한 경우(YES)는 다층화하는 회수만큼 S102∼S105를 반복하여 행한다.

S102에서는 기판의 일부 또는 전부에 뱅크의 재료를 도포 또는 부착시켜, 열 및／또는 광처리 등의 막형성 처리를 행하여 소망한 뱅크막을 얻는다. 열 및／또는 광처리라 함은 가열, 자외선 조사, 적외선 조사 또는 가시광 조사 등에 의해 뱅크막을 구성하고 있는 물질을 활성화하여, 반응시켜, 뱅크막으로서의 성능을 얻기 위한 처리를 말한다. 이후, 이 처리를 막형성 처리라 한다. 여기서 얻어진 막을 이후, 뱅크막이라 한다. 뱅크의 높이로서의 뱅크막의 두께(높이)는 1㎛ 이상인 것이 바람직하다.

여기서, 뱅크의 재료는 무기 재료로서의 무기질 기판 재료, 반도체 기판 재료, 세라믹 기판 재료, 또는 유기 재료로서의 범용 플라스틱이나 엔지니어링 플라스틱의 어느 하나 또는 각각의 재료를 조합한 재료이다. 특히, S101에서 「뱅크를 다층화함」을 선택한 경우는 이들 재료를 조합하여 뱅크를 구성한다.

또한, S102에서의 뱅크의 재료를 도포 또는 부착하는 방법에 대해서 설명한다.

도포하는 방법으로는 액상의 상술한 뱅크의 재료를 회전하고 있는 기판에 공급함에 의해서 소망한 두께를 가진 뱅크막을 얻을 수 있는 스핀 코팅법, 액상의 상술한 뱅크의 재료를 기체 또는 매체에 의해서 안개 형상으로 하여 기판에 분무하는 스프레이 코팅법, 액상의 상술한 뱅크의 재료를 회전하고 있는 복수의 롤에 공급하여 소망한 두께로 조정하고, 적어도 하나의 롤과 기판을 접촉시켜 뱅크의 재료를 롤로부터 기판에 전사하는 롤 코팅법, 액상의 상술한 뱅크의 재료를 스퀴지의 내부에 공급하여, 스퀴지의 선단으로부터 균일하게 기판에 도포하는 다이 코팅법, 액상의 상술한 뱅크의 재료를 용기에 저장하고, 기판을 침지한 뒤에 등속으로 끌어올려 도포하는 딥 코팅법이 있다.

동 도면의 S102에서 얻어진 뱅크막을 소망한 패턴으로 성형하는 방법으로서, 포토리소그래피법이 있다.

S103의 포토리소그래피법에서는, 뱅크 형상에 맞춰 마스크를 행하고, 액상의 레지스트를 도포·노광·현상하고, S104에서 뱅크막의 불필요부를 에칭하여 제거하고, S105에서 레지스트를 박리하여 소망한 뱅크 형상을 얻는다. 상세한 것은 후술한다.

S101에서, 뱅크를 다층화함(YES)을 선택한 경우는, S102로 진행 １회째에 얻어진 뱅크 위에, １회째와 동일하거나 또는 다른 뱅크의 재료를 도포하여 막형성 처리를 행하고, 이후의 처리를 소망한 다층화하는 회수분만큼 반복한다.

기판 자체를 뱅크로서 사용하는 경우에 대해서 설명한다.

동 도면 S100에서 기판 자체를 뱅크로서 사용하는 경우가 선택되고, S120의 포토리소그래피법에서는, 뱅크 형상에 맞춰 마스크를 행하고, 액상의 레지스트를 도포·노광·현상하고, S121에서 포토리소그래피법에 의해서 기판상에 형성된 레지스트에 의한 패턴의 레지스트가 없는 부분의 기판을, 인산, 황산, 질산 등의 산성 용제 또는 알칼리 용제에 의해서 에칭하고, S122에서 레지스트를 박리하여 기판상에 소망한 깊이의 오목부를 얻는다. 이 오목부를 뱅크 홈부로서 사용한다.

＜포토리소그래피법에 의해서 기판상에 뱅크를 형성하는 공정＞

도 2(a)∼(f)는 포토리소그래피법에 의해서 뱅크막을 에칭하여 뱅크를 형성하는 공정을 설명하는 기판 단면도이다.

도 2(a)에서는, 도 1의 S101에서 뱅크를 다층화하지 않은 경우(NO)가 선택되고, 기판(10)의 일부 또는 전부에 뱅크막(12)을 도 1의 S102에서 설명한 바와 같이 형성한다. 도 2(b)에서는, 도 2(a)의 뱅크막(12)의 일부 또는 전부 위에 레지스트(14)를 형성한다.

도 2(c)에서는, 형성된 레지스트(14)에 밀착하도록, 포토마스크(16)를 행하고, 그 밀착된 포토마스크(16)의 면에는, 소망한 패턴이 행해져 있다. 본 실시예에서는, 포지티브 레지스트가 사용되고 있어, 포토마스크(16) 위쪽에서 조사된 평행광은 포토마스크 패턴(16a)이 없는 부분에만 조사된다.

도 2(d)에서는, 광이 조사된 레지스트(14)는 그 광에 의해서 화학반응을 일으켜, 현상액에 대해서 가용으로 된다. 현상액에 레지스트(14)의 표면을 충분히 침지하면, 불필요 레지스트(14b)는 현상액에 용해된다. 또한, 필요 레지스트(14a)는 현상액에 용해되지 않는다. 필요 레지스트(14a)는 가열시켜 뱅크막(12)과의 밀착성을 향상시켜도 좋다.

도 2(e)에서는, 뱅크막(12)을 용해하는 용제(이후, 에칭액이라 함)를 뱅크막(12)의 표면에 공급하여, 필요 레지스트(14a)가 없는 부분의 불필요 뱅크막(12b)을 용해하여 제거한다. 필요 뱅크막(12a)은 필요 레지스트(14a)와 기판(10)의 사이에 확보되어 있다.

도 2(f)에서는, 필요 레지스트(14a)가 박리 용제에 의해서 제거되고, 필요 뱅크막(12a)이 기판(10)상에 패턴화되어 형성되어 있다. 본 실시예에서는, 하나의 필요 뱅크막(12a)의 뱅크벽 측면(12c)과 대향하여 화소를 구성하고 있는 다른 필요 뱅크막(12a)의 뱅크벽 측면(12d)과 기판(10)의 표면(10a)으로 형성된 오목부를 뱅크 홈부(20)라 한다. 또한, 필요 뱅크막(12a)의 위쪽 면을 뱅크 상면(12e)이라 한다.

여기서, 뱅크막(12)의 재료에, 예를 들면, 흑색, 청색, 회색의 안료 또는 염료를 혼입시켜 뱅크막(12)을 기판(10)상에 도포하여 막형성 처리를 행하여, 본 실시예의 공정을 거친 경우에, 필요 뱅크막(12a)은 흑색, 청색, 회색을 나타낸다. 이것에 의해, 필요 뱅크막(12a)을 본 발명의 칼라 필터를 통과하는 광을 차폐하는 차광층으로서 사용할 수 있다. 혼입하는 안료 또는 염료의 색조와 색의 농도는 상술한 색에 한정되지 않는다. 또한, 뱅크막(12)의 재료는 무기 재료여도 유기 재료여도 좋다.

도 3(a)∼(e)는 도 1의 플로우 차트에서의 포토리소그래피법에 의해서, 기판을 에칭하여 뱅크를 형성하는 공정(S120,S121,S122)을 설명하는 기판 단면도이다.

도 3(a)에서는, S120에서, 기판(10)상에 레지스트(14)를 형성하는 공정이다. 형성하는 방법, 재질은 S103와 동일하다. S120와 S103의 차이점은 기판(10)상에 뱅크막(12)이 배열설치되지 않고, 기판(10)상에 레지스트(14)가 형성되는 것이다.

도 3(b)에서는, S120에서, 포토마스크(16)를 행하고, 포토마스크 패턴(16a)이 없는 부분으로부터 평행광이 조사되어, 포토마스크 패턴(16a)이 없는 부분에 대향하고 있는 레지스트(14)에만 평행광이 조사된다.

도 3(c)에서는, S120에서, 광이 조사된 레지스트(14)는 그 광에 의해서 화학반응을 일으켜, 현상액에 대해서 가용으로 된다. 현상액에 레지스트(14)의 표면을 충분히 침지하면, 불필요 레지스트(14b)는 현상액에 용해된다. 또한, 필요 레지스트(14a)는, 현상액에 용해되지 않는다. 필요 레지스트(14a)는 가열시켜 뱅크막(12)과의 밀착성을 향상시켜도 좋다.

도 3(d)에서는, S121에서, 기판(10)을 용해하는 용제(이후, 기판 에칭액이라 함)를 필요 레지스트(14a)와 기판(10)의 표면에 공급하여, 필요 레지스트(14a)가 없는 부분의 기판(10)을 용해하여 소망한 깊이로 제거하여 오목 형상의 소망한 패턴(10b)을 얻는다. 기판 에칭액은 필요 레지스트(14a)를 용해하지 않고 기판(10)을 용해하는 액이면 좋다.

도 3(e)에서는, S122에서, 필요 레지스트(14a)가 박리 용제에 의해서 제거되어, 에칭된 기판(10)의 오목 형상의 소망한 패턴(10b)이 얻어지고, 본 실시예에서는, 이 오목 형상의 소망한 패턴(10b)을 뱅크 홈부(20)로서 사용하는 것이다. 또한, 에칭되어 있지 않은 기판(10)의 표면(10a)을 뱅크 상면(12e)이라 한다.

＜기판과 뱅크의 일부 또는 전부를 친수화하는 공정＞

도 4(a)는 기판(10)상에 필요 뱅크막(12a)이 형성되어 있는 기판(10)의 단면도이고, 도 4(b)는 기판과 뱅크의 일부 또는 전부를 친수화하는 공정에 의해서 친 수화된 기판(10)의 단면도이다.

도 4(a)는 도 1의 S102∼S105 방법으로 형성한 기판(10)상의 뱅크 홈부(20)를 나타낸다.

도 4(a)에서는, 상술한 바와 같이 기판(10)상에 필요 뱅크막(12a)이 형성되고, 기판(10)의 표면(10a)과, 필요 뱅크막(12a)의 뱅크벽 측면(12c)과, 필요 뱅크막(12a)의 뱅크벽 측면(12d)으로 뱅크 홈부(20)가 구성되어 있다. 뱅크 홈부(20)는 칼라 필터의 화소로 되는 곳이며, 각각의 뱅크 홈부(20)에는, 잉크젯 장치(도시하지 않음)로부터 적(R), 녹(G), 청(B)의 어느 하나의 잉크가 토출되어 칼라 필터가 형성되게 된다.

도 4(b)에서는, 친수화하는 공정(친수 처리)에 대해서 설명한다.

친수화하는 공정(친수 처리)은, 물에 대해서 젖기 쉽게 하기 위한 처리이고, 뱅크 홈부(20), 기판(10) 및 뱅크 상면(12e)의 일부 또는 전부에 대해서 처리하는 것이며, 처리된 표면의 친수화된 막을 동도면에 친수화막(90)으로서 나타낸다. 이 친수화막(90)으로 덮힌 뱅크 홈부(20)를 특히, 친수화 뱅크 홈부(21)라 한다. 또한, 친수화막(90)으로 덮힌 뱅크 상면(12e)을 특히, 친수화 뱅크 상면(22)이라 한다. 여기서, 친수화 뱅크 홈부(21)는 친수화 뱅크 상면(22)을 포함하지 않은 영역을 말한다.

친수 처리의 구체예로는 오존 산화 처리, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 전자선 조사 처리, 산 처리, 알칼리 처리 등을 예시할 수 있다. 또한, 뱅크 홈부(20), 기판(10) 및 뱅크 상면(12e)의 표면 특성에 따라 적당히 행해 지는 처리이며, 예를 들면 유기물인 뱅크 홈부(20)나 기판(10)의 표면에 히드록실기, 알데히드기, 케톤기, 아미노기, 이미노기, 카복실기, 실라놀기 등의 극성기가 함유되어 있는 경우에는, 친수 처리 공정은 생략할 수도 있다.

친수 처리가 행해진 친수화 뱅크 홈부(21) 및 기판(10)은 물에 대해서 20°이하의 접촉각을 나타낸다.

＜뱅크 상면의 일부 또는 전부에 발액제를 도포하는 공정＞

다음에, 상술한 친수화 뱅크 상면(22)의 일부 또는 전부에 대해서, 발액제(50)를 도포하는 공정에 대해서 설명한다. 이 공정은, 친수화 뱅크 상면(22)의 일부 또는 전부가 물에 대해서 젖기 어렵게 하는 처리이다.

발액제(50)를 기판(10)과는 다른 부재의 원판 부재(51)에 부착하여, 이 원판 부재(51)와 기판(10)상의 뱅크 상면(12e)이 접촉함에 의해, 발액제(50)가 친수 화 뱅크 상면(22)의 일부 또는 전부에 전사하여, 친수화 뱅크 상면(22)을 발액화 하는 공정이다.

도 5(a)∼(c)는 평판 형상의 원판 부재의 제조 방법을 설명하는 평단면도와 사시도이다.

도 5(a)는 평판 형상의 원판 부재를 제조할 때의 평면도이고, 도 5(b)는 평판 형상의 원판 부재를 제조할 때의 도 5(a)의 A-A 단면도이고, 도 5(c)는 완성한 평판 형상의 원판 부재의 사시도이다.

도 5(a)에서는, 평판 형상의 원판 부재(51)를 제조하기 위해서, 먼저 형틀(52) 위쪽으로부터 스탬프체(53)를 삽착(揷着)한다. 형틀(52)의 바닥면에는 안내 구멍(52a)이 배열설치되어, 스탬프체(53)로부터 아래쪽으로 뻗어있는 돌출부(53b)가 끼어 맞추어져 있다. 또한, 형틀(52)과 스탬프체(53)는 끼어 맞추어져 있다. 스탬프체(53)의 위쪽에는 아래쪽으로 간격이 줄어들도록 대향한 한쌍의 경사면(53a)을 구비한 돌출부가 배열설치되어 있다.

형틀(52)의 위쪽으로부터 스탬프체(53)를 삽착한 뒤에, 액상의 스탬프제(54)를 형틀(52)과 스탬프체(53)로 구성된 오목 형상의 영역에 유입한다. 유입된 액상의 스탬프제(54)는, 스탬프체(53)의 면(53c)과 경사면(53a) 및 형틀(52)의 내벽면(52b)을 포함하는 영역에 충전할 때까지 유입한다.

액상의 스탬프제(54)의 삽입 충전 후에, 적어도 한면이 평활한 면(55a)을 구비하고 있는, 예를 들면, 실리콘 웨이퍼 또는 유리 등의 평판(55)을 형틀(52)의 위쪽으로부터 삽착하여, 액상의 스탬프제(54)를 끼워 넣는다. 이 경우에, 평판(55)의 평활한 면(55a)과 액상의 스탬프제(54)의 사이에 공기가 들어가지 않도록, 미리 평판(55)의 평활한 면(55a)에 액상의 스탬프제(54)를 도포하고 나서 삽착한다. 평판(55)은 평탄한 면을 갖는 것이라면 무엇이든 좋고, 특히 한정되지 않는다.

평판(55)을 형틀(52)에 삽착한 뒤에, 바이어스 부재(56)를 삽착한다. 본 실시예에서는, 바이어스 부재(56)의 중량을 이용하여, 평판(55)과 액상의 스탬프제(54)를 바이어스 하고 있지만, 윗쪽으로부터 에어 실린더, 스프링에 의해서 바이어스 해도 좋고, 형틀(52)과 바이어스 부재(56)를 나선결합해도 좋다.

이와 같이 하여 각각의 부재가 장착된 세트를 실온에서 24시간 방치한다. 또한, 가열해도 좋다. 이 처리에 의해 액상의 스탬프제(54)가 탄력성을 구비한 상 태로 경화한다.

여기서, 원판 부재의 재질로서의 스탬프제(54)의 재료에 대해서 설명한다.

스탬프제(54)의 재료로는 폴리디메틸실록산(PDMS)(신에츠가가쿠고교제 KE1310ST)을 사용하여, 부가형의 반응 기구에 의해 경화하는 수지 재료와 경화제를 혼합한 뒤, 실온에서 24시간 방치 또는 가열 방치에 의해서 탄력성을 구비한 상태로 경화한다.

예를 들면, 액상의 스탬프제(54)를 반응시켜 엘라스토머를 성형하는 경우의 반응은 축합형 또는 부가형 어느 것에 의해서도 좋지만, 0.5％ 정도의 선수축율을 나타내는 축합형은 고분자가 반응하는 과정에 가스를 발생하기 때문에, 선수축율 0.1％ 정도의 부가형 반응 기구에 의한 탄성체 재료를 사용하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 스탬프제(54)로는, 기판(10) 및 친수화 뱅크 상면(22)과의 밀착성을 높이기 위해서 실록산 구조를 함유하는 엘라스토머를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 실란 화합물인 폴리디메틸실록산(PDMS)계의 엘라스토머를 들 수 있다. 이 고분자의 구조식은 Si(CH₃)₃-O-(Si(CH₃)₂O)_n-Si(CH₃)₃으로 표시된다. n은 양의 정수이다. 이 재료를 사용함에 의해, 성형된 원판면(54a)의 표면에, 후술하는 친수화 뱅크 상면(22)에 도포하는 표면 처리제를 흡수 또는 부착시킬 수 있다.

도 5(c)는 스탬프제(54)가 탄력성을 구비하여 경화된 상태로, 형틀(52)로부터 떼어낸 원판 부재(51)의 사시도이다.

스탬프체(53)의 복수의 경사면(53a)과 면(53c)을 포함하여 스탬프제(54)가 고착되어 있다. 스탬프체(53)에 배열설치되어 있는 돌출부(53b)는 후술하는 공정에서 원판 부재(51)를 다른 장치에 장착하기 위해서 사용된다. 또한, 스탬프제(54)의 원판면(54a)은 평판(55)의 평활한 면(55a)에 의해서 평활한 면으로 되어 있다.

원판 부재(51)의 원판면(54a) 위에, 표면 처리제(70)로서 발액성 고분자 용액(다이킨고교제　유니다인 TG-656)를, 스피너에 의해, 3000rpm으로 30초간의 회전에 의해 원판면(54a)에 표면 처리제(70)를 도포한다. 이 표면 처리제(70)의 도포에 의해, 원판면(54a)은 발액성을 구비한다.

＜뱅크 상면의 일부 또는 전부에 발액제를 도포하는 공정＞

도 6(a)∼(c)는 기판(10)에 형성된 친수화 뱅크 상면(22)의 일부 또는 전부에 발액제(80)를 도포하는 공정을 설명하는 기판(10) 및 원판 부재(51)의 단면도이다.

도 6(a)는 발액제(80)가 도포되어 있는 원판 부재(51)의 단면도이다.

원판 부재(51)가 구비하고 있는 스탬프제(54)의 원판면(54a)의 일부 또는 전부에 발액제(80)가 도포되어 있다. 발액제(80)로는, 예를 들면, 분자의 말단 관능기가 기판 구성 원자에 선택적으로 화학적 흡착하는 것을 특징으로 하는 실란 커플링제(유기 규소 화합물)나 계면활성제를 사용할 수 있다.

여기서, 실란 커플링제라 함은 R¹SiX¹ _mX² _(3-m)으로 표시되는 화합물이며, R¹은 유기기를 표시하고, X¹ 및 X²는 -OR², -R², -Cl를 표시하고, R²는 탄소수 1∼4의 알킬기를 표시하고, m은 1∼3의 정수이다.

또한, 계면활성제라 함은 R¹Y¹로 표시되는 화합물이며, Y¹는 친수성의 극성기, -OH, -(CH₂CH₂O)_nH, -COOH, -COOK, -COONa, -CONH₂, -SO₃H, -SO₃Na, -OSO₃H, -OSO₃Na, -PO₃H₂, -PO₃Na₂, -PO₃K₂, -NO₂, -NH₂, -NH₃Cl(암모늄염), -NH₃Br(암모늄염), ≡NHCl(피리디늄염), ≡NHBr(피리디늄염) 등이다.

실란 커플링제는 기판 표면에서의 수산기에 대해서 화학적으로 흡착하는 것을 특징으로 하고, 금속이나 절연체 등의 폭넓은 재료의 산화물 표면에 반응성을 나타내기 때문에, 발액제(80)로서 적합하게 사용할 수 있다. 이들 실란 커플링제나 계면활성제 중에서, 특히 R¹이 퍼플루오로알킬 구조 C_nF_2n ₊₁이나 퍼플루오로알킬에테르 구조 C_pF_2p ₊₁O(C_pF_2pO)_r를 갖도록 불소 원자 함유 화합물에 의해서 변성되어, 고체 표면의 표면 자유 에너지는 25mJ／㎡보다도 낮게 되어, 극성을 가진 재료와의 친화성이 작아지기 때문에, 적합하게 사용된다.

보다 구체적으로는, 실란 커플링제로는 CF₃-CH₂CH₂-Si(OCH₃)₃, CF₃(CF₂)₃-CH₂CH₂-Si(OCH₃)₃, CF₃(CF₂)₅-CH₂CH₂-Si(OCH₃)₃, CF₃(CF₂)₅-CH₂CH₂-Si(OC₂H₅)₃, CF₃(CF₂)₇-CH₂CH₂-Si(OCH₃)₃, CF₃(CF₂)₁₁-CH₂CH₂-Si(OC₂H₅)₃, CF₃(CF₂)₃-CH₂CH₂-Si(CH₃)(OCH₃)₂, CF₃(CF₂)₇-CH₂CH₂-Si(CH₃)(OCH₃)₂, CF₃(CF₂)₈-CH₂CH₂-Si(CH₃)(OC₂H₅)₂, CF₃(CF₂)₈-CH₂CH₂-Si(C₂H₅)(OC₂H₅)₂, CF₃O(CF₂O)₆-CH₂CH₂-Si(OC₂H₅)₃, CF₃O(C₃F₆O)₄-CH₂CH₂-Si(OCH₃)₃, CF₃O(C₃F₆O)₂(CF₂O)₃-CH₂CH₂-Si(OCH₃)₃, CF₃O(C₃F₆O)₈-CH₂CH₂-Si(OCH₃)₃, CF₃O(C₄F₉O)₅-CH₂CH₂-Si(OCH₃)₃, CF₃O(C₄F₉O)₅-CH₂CH₂-Si(CH₃)(OC₂H₅)₂, CF₃O(C₃F₆O)₄-CH₂CH₂-Si(C₂H₅)(OCH₃)₂등을 들 수 있다. 다만, 이들 구조에 한정되는 것은 아니다.

또한, 계면활성제로는 CF₃-CH₂CH₂-COONa, CF₃(CF₂)₃-CH₂CH₂-COONa, CF₃(CF₂)₃-CH₂CH₂-NH₃Br, CF₃(CF₂)₅-CH₂CH₂-NH₃Br, CF₃(CF₂)₇-CH₂CH₂-NH₃Br, CF₃(CF₂)₇-CH₂CH₂-OSO₃Na, CF₃(CF₂)₁₁-CH₂CH₂-NH₃Br, CF₃(CF₂)₈-CH₂CH₂-OSO₃Na, CF₃O(CF₂O)₆-CH₂CH₂-OSO₃Na, CF₃O(C₃F₆O)₂(CF₂O)₃-CH₂CH₂-OSO₃Na, CF₃O(C₃F₆O)₄-CH₂CH₂-OSO₃Na, CF₃O(C₄F₉O)₅-CH₂CH₂-OSO₃Na, CF₃O(C₃F₆O)₈-CH₂CH₂-OSO₃Na 등을 들 수 있다. 다만, 이들 구조에 한정되는 것은 아니다.

또한, 발액제(80)로는, 발액성의 고분자 화합물을 사용할 수도 있다. 예를 들면, 발액성 고분자 화합물로는, 분자내에 불소 원자를 함유하는 올리고머 또는 폴리머를 사용할 수 있고, 구체예를 든다면, 폴리4불화에틸렌(PTFE), 에틸렌－4불화에틸렌 공중합체, 6불화프로필렌－4불화에틸렌 공중합체, 폴리불화비닐리덴(PVdF), 폴리(펜타데카플루오로헵틸에틸메타크릴레이트)(PPFMA), 폴리(퍼플루오로옥틸에틸아크릴레이트) 등의 장쇄 퍼플루오로 알킬 구조를 갖는 에틸렌, 에스테르, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 비닐, 우레탄, 실리콘, 이미드, 카보네이트계 폴리머이다.

전사된 발액제(80)의 막(이후, 발액화막(81)이라 함)은 친수화 뱅크 상면(22)에 영향을 주지 않도록, 두께는 10nm 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5nm 이하의 막두께이다.

또한, 스탬프제(54)의 원판면(54a)으로의 발액제(80)의 도포 방법으로는 일반적인 코팅 방법, 예를 들면, 압출 코팅 방법, 스핀 코팅 방법, 그라비아 코팅 방법, 리버스 롤 코팅 방법, 로드 코팅 방법, 슬릿 코팅 방법, 마이크로 그라비아 코팅 방법, 딥 코팅 방법, 잉크젯 코팅 방법 등을 채용할 수 있다.

도 6(b)는 발액제(80)가 도포되어 있는 원판면(54a)과 기판(10)의 친수화 뱅크 상면(22)을 접촉시켜, 원판면(54a)의 발액제(80)를 기판(10)의 친수화 뱅크 상면(22)에 전사하는 것을 설명하는 기판(10) 및 원판 부재(51)의 단면도이다.

먼저, 원판면(54a)과, 기판(10)의 친수화막(90)의 일부인 친수화 뱅크 상면(22)의 평행도가 조정된다. 다음에, 탄력성을 구비한 스탬프제(54)가 다소 변형할 정도로, 원판면(54a)과 기판(10)의 친수화 뱅크 상면(22)의 사이에서 바이어스 한다. 따라서, 친수화 뱅크 홈부(21)에는 발액제(80)가 도포되지 않고, 친수화 뱅크 홈부(21)의 친수성은 그대로 확보되어 있다. 스탬프제(54)가 다소 변형함에 의해서, 발액제(80)가 친수화 뱅크 홈부(21)에 부착하는 경우가 있기 때문에, 필요 뱅크막(12a)의 높이(두께)는 1㎛이상인 것이 바람직하다.

도 6(c)은 원판 부재(51)가 기판(10)의 친수화 뱅크 상면(22)으로부터 이탈 하고, 발액제(80)가 기판(10)의 친수화 뱅크 상면(22) 위에 전사된 상태를 설명하는 기판(10)의 단면도이다.

원판면(54a)과 기판(10)의 친수화 뱅크 상면(22)이 접촉한 부분에만 발액제(80)가 전사되고, 접촉하지 않은 부분에는 발액제(80)가 전사되지 않는다. 이것은, 친수화 뱅크 상면(22)의 일부에 전사할 수 있는 방법이다. 친수화 뱅크 상면(22)의 전부에 발액제(80)를 전사해도 좋다.

전사된 친수화 뱅크 상면(22)의 발액제(80)의 발액성을 높이기 위해서, 전사 공정 후에, 발액제(80)를 기판(10)에 대해서 고정하여 발액화막(81)을 얻기 위한 공정, 구체적으로는 가열 처리나 반응성의 증기에 쬐는 등의 처리를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 실란 커플링제의 경우, 기판을 고온에서 가열하거나, 또는 실온에서 고습도의 환경하에 노출함에 의해 반응이 진행한다. 구체예로서, 발액제(80)로서의 발액성 고분자를 기판(10)의 친수화 뱅크 상면(22)에 반응 정착시키기 위해서, 150℃로 가열한 오븐에서 1분간 가열 처리하는 방법이다.

이와 같이, 도포된 발액제(80)가 기판(10)에 고정되어 발액성 고분자의 박막으로서의 발액화막(81)으로 됨에 의해, 기판(10)상의 친수화 뱅크 상면(22)만이 발액성을 나타내게 된다. 전사된 발액제(80)에 의해서 생성된 발액화막(81)의 발액성 고분자에 의해 표면이 발액성으로 처리되어, 발액화막(81)은 물에 대해서 90°이상의 높은 접촉각을 갖게 된다.

도 7(a)는 액적 토출 헤드(200)의 전체 단면 사시도, (b)는 토출부의 상세 단면도이다. 각각의 액적 토출 헤드(200)는 잉크젯 액적 토출 헤드이다. 각각의 액적 토출 헤드(200)는 진동판(226)과, 노즐 플레이트(228)를 구비하고 있다. 진동판(226)과, 노즐 플레이트(228) 사이에는, 탱크(도시하지 않음)로부터 튜브(도시하지 않음)를 거쳐서, 구멍(232)에 공급되는 적(R), 녹(G), 청(B)의 어느 하나의 잉크가 항상 충전되는 액저류소(229)가 위치하고 있다.

또한, 진동판(226)과 노즐 플레이트(228) 사이에는, 복수의 격벽(222)이 위치하고 있다. 또한, 진동판(226)과 노즐 플레이트(228)와, 한쌍의 격벽(222)에 의해 둘러싸인 부분이 캐비티(220)이다. 캐비티(220)는 노즐(252)에 대응하여 마련되어 있기 때문에, 캐비티(220)의 수와 노즐(252)의 수는 동일하다. 캐비티(220)에는, 한쌍의 격벽(222) 사이에 위치하는 공급구(230)를 거쳐서, 액저류소(229)로부터 적(R), 녹(G), 청(B)의 어느 하나의 잉크(11)가 공급된다.

도 7(b)에서는, 진동판(226)상에는, 각각의 캐비티(220)에 대응하여, 진동자(224)가 위치한다. 진동자(224)는 피에조 소자(224c)와, 피에조 소자(224c)를 끼운 한쌍의 전극(224a,224b)을 포함한다. 이 한쌍의 전극(224a,224b) 사이에 구동 전압을 부여함으로써, 대응하는 노즐(252)로부터 적(R), 녹(G), 청(B)의 어느 하나의 잉크(11)가 토출된다. 또한, 노즐(252)로부터 Z축 방향으로 잉크(11)가 토출되도록, 노즐(252)의 형상이 조정되어 있다.

여기서, 본 실시예에서「잉크(11)」라 함은 노즐로부터 토출 가능한 점도를 갖는 재료를 말한다. 이 경우, 재료가 수성인지 유성인지는 상관없다. 노즐로부터 토출 가능한 유동성(점도)을 구비하고 있으면 충분하고, 고체 물질이 혼입하여 있어도 전체로서 유동체이면 좋다.

잉크(11)의 점도는 1mPa·s이상 50mPa·s이하인 것이 바람직하다. 점도가 1mPa·s보다 작은 경우에는, 잉크(11)의 액적을 토출할 때에 노즐(525)의 주변부가 잉크(11)의 유출에 의해 오염되기 쉽다. 한편, 점도가 50mPa·s보다 큰 경우는 노즐(252)에서의 막힘 빈도가 높아지고, 이 때문에 원활한 액적의 토출이 곤란하게 될 수 있다.

본 실시예에서는, 하나의 노즐(252)과, 노즐(252)에 대응하는 캐비티(220)와 , 캐비티(220)에 대응하는 진동자(224)를 포함한 부분을 「토출부(227)」로 표기하는 경우도 있다. 이 표기에 의하면, 하나의 액적 토출 헤드(200)는 노즐(252)의 수와 동일한 수의 토출부(227)를 갖는다. 토출부(227)는 피에조 소자 대신에 전기열변환 소자를 가져도 좋다. 즉, 토출부(227)는 전기열변환 소자에 의한 재료의 열팽창을 이용하여 재료를 토출하는 구성을 갖고 있어도 좋다.

여기서 잉크(11)의 재질에 대해서 설명한다.

잉크(11)는 예를 들면 폴리우레탄 수지 올리고머에 안료로서 무기 안료 또는 유기 안료를 분산시킨 뒤, 저비점 용제로서 시클로헥사논 및 아세트산부틸을, 고비등점 용제로서 부틸칼비톨아세테이트를 첨가하고, 비이온계 계면활성제 0.01중량％을 분산제로서 더 첨가하여, 점도 6∼8mPa·s로 한 것을 사용한다. 따라서, 적(R), 녹(G), 청(B)의 무기 안료를 각각 별도로 분산시킴에 의해서 적(R), 녹(G), 청(B)의 잉크(11)로 할 수 있다.

도 8은 액적 토출 헤드(200)로부터 토출된 적(R), 녹(G), 청(B)의 어느 하나의 잉크(11)와 기판(10)의 관계를 설명하는 단면도이다.

액적 토출 헤드(200)로부터 토출된 잉크(11)는 포탄형의 형상으로 기판(10)에 도달한다. 액적 토출 장치(도시하지 않음)에 의해서, 친수화 뱅크 홈부(21)에 대해서, 토출하기 위한 위치가 제어되어 적량의 잉크(11)가 토출된다. 동도면에 도시하고 있는 잉크(11)는 액적 토출 장치가 구비하고 있는 액적 토출 헤드(200)로부터 토출된 것이다.

액적 토출 헤드(200)(도 7 참조)에 의해서, 잉크(11)는 동도면 지면 오른쪽에서 왼쪽으로 향하여, 예를 들면 적색(R)의 잉크(11a)가 토출되어 친수화 뱅크 홈부(21a)에 체류하고, 다음에 예를 들면 녹색(G)의 잉크(11b)가 토출되어 친수화 뱅크 홈부(21b)에 체류된다. 이 경우에, 친수화 뱅크 홈부(21a,21b)내는 상술한 바와 같이 친수화막(90)에 의해서 친수화되어 있기 때문에, 잉크(11)는 친수화 뱅크 홈부(21a,21b)내에 용이하게 체류할 수 있어, 친수화 뱅크 홈부(21a,21b)의 높이에 대해서 가득 찰 때까지 잉크(11a,11b)를 토출하여 체류할 수 있다.

이 때문에, 액적 토출 헤드(200)로부터 토출하는 잉크(11a)의 양을 많게 하여, 친수화 뱅크 홈부(21a)에 토출되어 체류된 잉크(11)의 액면(11c)이 거의 수평한 상태를 용이하게 얻을 수 있다. 친수화 뱅크 홈부(21a)내에서의 잉크(11a)의 두께가 거의 균등한 상태이면, 잉크(11a)에 분산되어 있는 안료의 농도는 거의 균일하기 때문에, 후술하는 건조 처리가 행해져 잉크(11a)의 용제가 증발한 경우에 화소로서의 친수화 뱅크 홈부(21a)내의 색의 농도는 균일하고 또한 진하게 할 수 있다.

또한, 액적 토출 헤드(200)로부터 토출된 잉크(11a)의 기판(10)으로의 도달 위치(이후, 착탄 위치라 함)가 조금 어긋나, 잉크(11a)가 발액화막(81) 위에 걸린 경우에, 발액화막(81)의 발액성에 의해 잉크(11a)는 튕겨져서 친수화 뱅크 홈부(21a)내로 끌려들어가, 서로 이웃하는 다른 색의 잉크(11b)와 혼합하는 것을 방지할 수 있다.

다음에, 액적 토출 헤드(200)로부터 토출되는 화소로서의 각 친수화 뱅크 홈부(21a, 21b)에 체류되어 있는 잉크(11)를 건조시킨다.

먼저, 자연 분위기 중에서 3시간 방치한 뒤에, 80℃의 핫 플레이트상에서 40분간 가열하고, 마지막으로 오븐 중에서 200℃에서 30분간 가열하여 잉크(11)의 건조 처리를 행함에 의해 기판(10)상에 적(R), 녹(G), 청(B)의 칼라 필터를 형성할 수 있다.

친수화 뱅크 홈부(21b)에서, 잉크(11b)의 양이 많은 경우는, 잉크(11b)의 액면(11e)은 발액화막(81)보다도 높은 위치까지 솟아오른다. 이 경우에도, 본 실시예에 의하면 발액화막(81)의 발액성에 의해, 서로 이웃하는 화소로서의 친수화 뱅크 홈부(21a)로 유출하는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 실시예의 효과를 기재한다.

(1)뱅크 홈부(20)(도 4 참조)에 친수화 처리가 행해져 있지 않은 경우는, 잉크(11)와 뱅크 홈부(20)의 젖음성이 나쁘고, 동도면에 2점쇄선으로 나타내는 액면(11d)과 같이 되어, 뱅크 홈부(20)의 중심부에서는 두께가 두껍고, 뱅크 홈부(20)의 주변부에서는 두께가 거의 없는 상태로 된다. 따라서, 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 화소 중의 색의 균일성 및 색의 농담에 과제가 있었지만 본 실시예에 의해서 해 결된다.

(2)뱅크막(12) 중에, 안료 또는 염료를 혼입함에 의해서 필요 뱅크막(12a)은 차광층으로서 작용할 수 있기 때문에, 본 실시예의 방법으로 형성한 칼라 필터를 사용함에 의해서 콘트라스트비가 큰 표시 장치를 제공할 수 있다.

[실시예 2]

다음에 실시예 2에 대해서 도면을 사용하여 설명한다.

본 실시예는 실시예 1과 다른 부분에 대해서 기재하고, 기재되어 있지 않은 부분은 실시예 1과 동일하다.

도 9(a)∼(c)는 롤 형상의 원판 부재(61)의 제조 방법을 나타내는 평단면도 및 사시도이다.

도 9(a)는 원판 부재(61)를 제조하는 공정을 설명하는 평단면도이다. 형틀(62)의 내벽(62a)은 원통 연삭 가공으로 진원도, 원통도가 정밀도 좋게 마무리되어 있다. 형틀(62)의 아래쪽에는 계단형 구멍(62b)이 내벽(62a)과 동심도가 확보되어 마련되고, 중심에 구멍(64a)을 구비한 바닥판(64)과 바닥판(63)이 끼어 맞추어져 있다. 여기에 실시예 1에 기재한 액상의 스탬프제(54)를 유입한다.

중심축(65)을 형틀(62)의 위쪽으로부터 삽입하여, 중심축(65)의 일단을 바닥 판(64)의 중심의 구멍(64a)에 삽입한다. 형틀(62)의 위쪽에 마련되어 있는 계단형 구멍(62c)과 끼어 맞춘 덮개(66)를 형틀(62)의 위쪽으로부터 삽입하여, 덮개(66)에 구비되어 있는 구멍(66a)과 중심축(65)의 타단을 끼워 맞추면서 삽입한다. 덮개(66)에 구비되어 있는 빼냄 구멍(66b,66c)으로부터는, 여분의 액상의 스탬프제(54) 가 형틀(62)의 외부로 유출되도록 되어 있다. 이들 부재를 실시예 1과 동일하게 처리함에 의해서, 액상의 스탬프제(54)가 고화한다. 고화된 스탬프제(54)와 일부가 스탬프제(54)에 내포되어 있는 중심축(65)을 형틀(62)로부터 취출한다.

도 9(c)는 형틀(62)로부터 취출한 롤 형상의 원판 부재(61)의 사시도이다.

스탬프제(54)로부터 돌출해 있는 중심축(65)의 돌출부(65a,65b)와, 스탬프제(54)의 원판면(54a)의 동축도(同軸度)를 계측한다. 계측된 동축도가 바람직하지 않은 경우 또는 스탬프제(54)의 원판면(54a)에 기포가 존재하고 있는 경우는, 중심축(65)의 돌출부(65a,65b)를 기준으로 하여 원판면(54a)을 선삭한다. 이 경우에, 스탬프제(54)는 탄력성을 갖고 있기 때문에, 가열된 예리한 칼날로 선삭하면 좋다.

원판 부재(61)의 스탬프제(54)의 원판면(54a)은 실시예 1과 동일하게 표면 처리제(70)에 의해서 처리된다. 이렇게 하여 제조한 원판 부재(61)를 롤 코팅하는 장치 등에 장착하여, 스탬프제(54)의 원판면(54a)에 실시예 1에 기재한 발액제(80)를 균일한 두께로 도포하고, 친수화 뱅크 홈부(21)가 구비되어 있는 기판(10)의 친수화 뱅크 상면(22)에 전사하여 발액제(80)를 막형성 처리하여 발액화막(81)을 형성한다.

이하, 본 실시예의 효과를 기재한다.

(3)원판 부재(61)에 구비되어 있는 스탬프제(54)를 롤 형상으로 함에 의해서, 롤 코팅하는 장치 등에 장착하여, 기판(10)의 친수화 뱅크 상면(22)에 발액제(80)를 연속하여 효율 좋게 전사할 수 있다.

[실시예 3]

다음에 실시예 3에 대해서 도면을 사용하여 설명한다.

본 실시예는 실시예 1 또는 실시예 2와 다른 부분에 대해서 기재하고, 기재되어 있지 않은 부분은 실시예 1 또는 실시예 2와 동일하다.

도 10(a)∼(d)는 기판(10)상에 차광층(95)을 마련하여, 그 차광층(95)을 포함한 칼라 필터의 형성 방법을 설명하는 기판(10)의 단면도이다.

도 10(a)에서는 기판(10)상의 차광층(95)에 대해서 설명한다.

기판(10)의 표면에, 스패터법 또는 증착법에 의해 크롬막을 평균 0.2㎛의 막두께로 형성하고, 포토리소그래피법에 의해, 이 크롬막을 화소의 매트릭스 패턴 형상으로 한다. 이 차광층(95)은 블랙 매트릭스로도 불리고, 칼라 필터의 차광층(95)에 의해서, 광제어 소자의 배선 등을 마스크하여 보이지 않게 한다. 흑색의 차광층(95)으로 하면 칼라 필터에 사용하는 적(R), 녹(G), 청(B)의 잉크를 통과하는 광과의 콘트라스트를 좋게 할 수 있다. 차광층(95)은 금속 박막, 불투명 또는 반투명인 유기 재료이면 좋다.

차광층(95)이 불투명 또는 반투명인 유기 재료인 경우에 대해서 설명한다. 기판(10)상에 뱅크막(12)을 형성할 때에, 뱅크막(12)으로 되는 액상의 뱅크막의 재료에 안료 또는 염료를 적당히 혼합한다. 이렇게 함으로써, 막형성 처리된 뱅크막(12)은 광을 통과시키지 않은 차광층(95)으로서 작용한다. 또한, 차광층(95)이, 예를 들면, 한쌍의 편광판 사이에 배열설치되어 있는 경우는, 편광된 광을 산란 시킴에 의해서 한쪽의 편광판으로부터 나온 광을 감소시켜서 차광층(95) 작용을 할 수도 있다. 이 경우의 광산란제는 뱅크막(12)으로 되는 액상의 뱅크막의 재료와 다른 굴절율을 갖는 재료이면 좋다.

도 10(b)에서는 기판(10)상에 배열설치된 차광층(95)상에, 상기 실시예를 사용하여 필요 뱅크막(12a)을 형성한다.

도 10(c)에서는 기판(10)과 차광층(95) 및 필요 뱅크막(12a)에 대해서 친수 처리를 행하여, 친수화막(90)을 형성한다. 차광층(95)은 필요 뱅크막(12a)보다 폭이 넓기 때문에, 친수화막(90)을 형성하지 않으면 잉크(11)와 차광층(95)이 직접 접촉해버린다. 차광층(95)의 물질에 따라서는 잉크(11)를 튕기는 것도 있기 때문에, 친수화막(90)은 차광층(95)도 포함하여 친수화하고 있다.

필요 뱅크막(12a)의 뱅크벽 측면(12c), 뱅크벽 측면(12d), 차광층(95)의 일부 및 기판(10)의 표면(10a)과의 영역으로 구성된 오목부를 뱅크 홈부(20)라 한다. 이 뱅크 홈부(20)에 친수화막(90)이 배열설치된 영역을 친수화 뱅크 홈부(21)라 한다. 또한, 뱅크 상면(12e)에 친수화막(90)을 형성한 부위를 친수화 뱅크 상면(22)이라 한다.

도 10(d)에서는, 상기 실시예와 마찬가지로, 친수화 뱅크 상면(22)에 발액제(80)를 본 발명의 전사 방법을 사용하여 도포하여, 발액화막(81)을 얻는다.

도 11은 액적 토출 헤드(200)로부터 토출된 적(R), 녹(G), 청(B)의 어느 하나의 잉크(11)와 기판(10)의 관계를 설명하는 단면도이다.

액적 토출 헤드(200)로부터 토출된 잉크(11)는 포탄형의 형상으로 기판(10)에 도달한다. 액적 토출 장치(도시하지 않음)에 의해서, 차광층(95)을 포함하는 친수화 뱅크 홈부(21)에 대해서, 토출하기 위한 위치가 제어되어 적량의 잉크(11) 가 토출된다. 동 도면에 도시하고 있는 잉크(11)는 액적 토출 장치가 구비하고 있는 액적 토출 헤드(200)로부터 토출된 것이다.

액적 토출 헤드(200)(도 7 참조)에 의해서, 잉크(11)는 동도면 지면 오른쪽에서 왼쪽으로 향하여, 예를 들면 적색(R)의 잉크(11a)가 토출되어 친수화 뱅크 홈부(21a)에 체류하고, 다음에 예를 들면 녹색(G)의 잉크(11b)가 토출되어 친수화 뱅크 홈부(21b)에 체류된다. 이 경우에, 친수화 뱅크 홈부(21a,21b)내는 상술한 바와 같이 친수화막(90)에 의해서 차광층(95)을 포함하여 친수화되어 있기 때문에, 잉크(11)는 친수화 뱅크 홈부(21a,21b)내에 용이하게 체류할 수 있어, 친수화 뱅크 홈부(21a,21b)의 높이에 대해서 가득 찰 때까지 잉크(11a,11b)를 토출하여 체류할 수 있다.

또한, 액적 토출 헤드(200)로부터 토출된 잉크(11a)의 기판(10)으로의 도달 위치(이후, 착탄 위치라 함)가 조금 어긋나, 잉크(11a)가 발액화막(81) 위에 걸린 경우에, 발액화막(81)의 발액성에 의해 잉크(11a)는 튕기어져 친수화 뱅크 홈부 (21a)내로 끌려 들어가, 서로 이웃하는 다른 색의 잉크(11b)와 혼합하는 것을 방지할 수 있다.

다음에, 액적 토출 헤드(200)로부터 토출하여 화소로서의 각 친수화 뱅크 홈부(21a, 21b)에 체류되어 있는 잉크(11)를 건조시킨다.

먼저, 자연 분위기 중에서, 3시간 방치한 뒤에, 80℃의 핫 플레이트 상에서 40분간 가열하고, 마지막으로 오븐 중에서 200℃에서 30분간 가열하여 잉크(11)의 건조 처리를 행함에 의해서 기판(10)상에 적(R), 녹(G), 청(B)의 칼라 필터를 형성할 수 있다.

친수화 뱅크 홈부(21b)에서, 잉크(11b)의 양이 많은 경우는 잉크(11b)의 액면(11e)은 발액화막(81)보다도 높은 위치까지 솟아오른다. 이 경우에도, 본 실시예에 의하면 발액화막(81)의 발액성에 의해, 서로 이웃하는 화소로서의 친수화 뱅크 홈부(21a)로 유출하는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 실시예의 효과를 기재한다.

(4)뱅크 홈부(20)(도 11 참조)에 친수화 처리가 행해져 있지 않은 경우는, 잉크(11)와 뱅크 홈부(20)의 젖음성이 나빠서, 동도면에 2점쇄선으로 나타내는 액면(11d)과 같이 되고, 뱅크 홈부(20)의 중심부에서는 두께가 두껍고, 뱅크 홈부(20)의 주변부에서는 두께가 거의 없는 상태로 된다. 따라서, 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 화소 중의 색의 균일성 및 색의 농담에 과제가 있었지만 본 실시예에 의해서 해결된다.

본 발명의 각 실시예는 상기에 한정되지 않고 이하와 같이 변경할 수 있다.

(변형예 1) 상기 실시예에서는, 원판면(54a)은 평활한 평면을 구비하고 있으나, 기판(10)의 친수화 뱅크 홈부(21)의 형상에 맞추어 요철로 성형하여, 친수화 뱅크 상면(22)의 일부 또는 전부에 발액제(80)를 도포하여 발액화막(81)을 형성해도 좋다.

(변형예 2) 상기 실시예에서는, 원판 부재(61)에 구비되어 있는 스탬프제(54)를 롤 형상으로 하고 있지만, 기판(10)의 친수화 뱅크 홈부(21)의 형상에 맞추어 요철로 성형하여, 친수화 뱅크 상면(22)의 일부 또는 전부에 발액제(80)를 도포하여 발액화막(81)을 형성해도 좋다.

(변형예 3) 상기 실시예에서는, 필요 뱅크막(12a)을 차광층(95) 위에 배열설치하고 있지만, 기판(10)상에 차광층(95)으로 되는 금속 박막 또는 불투명한 유기 재료를 스패터법, 증착법, 각종 코팅법에 의해 전면에 배열설치하여, 포토리소그래피법에 의해, 뱅크 홈부(20)에 대응한 매트릭스 패턴 형상으로 레지스트를 형성하여, 기판(10)을 에칭한다. 기판(10)이 에칭되지 않은 표면(10a)에는 차광층(95)이 남고, 에칭된 오목부는 뱅크 홈부(20) 또는 친수화 뱅크 홈부(21)로서 적(R), 녹(G), 청(B)의 잉크를 체류하여 건조 처리함에 의해서 간이한 칼라 필터로서 사용할 수 있다.

이것에 의하면, 차광층(95)과 뱅크 홈부(20) 또는 친수화 뱅크 홈부(21)가 동시에 생성되기 때문에 공정이 단축되어, 또한 차광층(95)과 뱅크 홈부(20) 또는 친수화 뱅크 홈부(21)의 위치적인 오차는 전무하다.

(변형예 4) 상기 실시예에서는, 기판(10)상에 뱅크막(12)을 도포하여 막형성 처리하고 있지만, 레지스트 중에 안료 또는 염료를 적당 혼합하여 포토리소그래피법에 의해, 소망한 패턴을 형성하고, 이 레지스트를 필요 뱅크막(12a)으로서 사용해도 좋다.

(변형예 5) 상기 실시예에서는, 발액제(80)에 의해서 발액성을 얻고 있지만, 이 발액제(80) 중에 안료, 염료 또는 광확산제를 넣어, 차광층(95)으로 해도 좋다.

본 발명에 의하면, 보다 간편한 방법으로 뱅크 홈부에 충분한 잉크를 체류시켜, 뱅크 홈부내에서의 색의 농담의 차이가 적고, 콘트라스트비가 큰 칼라 필터의 형성 방법을 제공할 수 있다.

Claims

기판상에 뱅크를 형성하는 공정과,

상기 기판과 상기 뱅크의 일부 또는 전부를 친수화하는 공정과,

상기 뱅크의 상면의 일부 또는 전부에 발액제를 도포하는 공정

을 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라 필터의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 발액제는 상기 기판과는 다른 부재의 원판(原版) 부재에 부착되어, 상기 원판 부재와 상기 기판상의 상기 뱅크의 상면이 접촉함에 의해, 상기 발액제가 상기 뱅크의 상면의 일부 또는 전부에 전사하는 것을 특징으로 하는 칼라 필터의 형성 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 뱅크의 재료는 무기 재료 또는 유기 재료인 것을 특징으로 하는 칼라 필터의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 뱅크의 높이는 1㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 칼라 필터의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 뱅크는 차광층 위에 배열설치되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라 필터의 형성 방법.
제1항에 있어서, 상기 기판과 상기 뱅크의 일부 또는 전부를 친수화하는 공정은 오존 산화 처리, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 전자선 조사 처리, 산 처리, 알칼리 처리의 적어도 하나의 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라 필터의 형성 방법.
제2항에 있어서, 상기 원판 부재는 평판 형상 또는 롤 형상인 것을 특징으로 하는 칼라 필터의 형성 방법.
제2항 또는 제7항에 있어서, 상기 원판 부재의 재질은 적어도 실록산 구조를 함유하는 엘라스토머인 것을 특징으로 하는 칼라 필터의 형성 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 발액제는 실란 커플링제 또는 발액성을 나타내는 고분자인 것을 특징으로 하는 칼라 필터의 형성 방법.