WO2003048818A1

WO2003048818A1 - Procede de fabrication de corps de formation de motifs et appareil de fabrication de motifs

Info

Publication number: WO2003048818A1
Application number: PCT/JP2002/012385
Authority: WO
Inventors: Manabu Yamamoto; Masashi Nishiyama
Original assignee: Dai Nippon Printing Co., Ltd.
Priority date: 2001-12-06
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2003-06-12
Also published as: US7374262B2; TW200301732A; TWI252168B; EP1452891A1; US20040201818A1; KR20040068921A; EP1452891A4; US20080286454A1; JP4149161B2; CN1589412A; KR100987682B1; EP1452891B1; DE60231238D1; CN100510796C; JP2003172814A

Description

パタ一ン形成体の製造方法およぴパタ一ン製造装置 [技術分野]

本発明は、高精細なパターンの形成を行うことが可能なパターン形成方法およびパターン製造装置に関するものである。明

[背景技術]

田

カラー液晶表示装置は、各画素毎に表示すべき色に対応したカラーフィルタを備えている。カラーフィルタの製造方法としては、従来より、フォトリソグラフィー工程を複数回繰り返す顔料分散法等が用いられてきたが、近年、コストダウンを主たる目的として、インクジエツト装置を用いる方法が注目されている。カラーフィルタのパターンピッチは、カラ一液晶表示装置の高精細化に伴って、益々微細化する傾向にある。インクジェット装置から吐出されるインク量は、数ピコリットルであり極めて小さい。細かな線幅のパターンを形成するには、吐出量が小さいことが必要であり、この点においてもインクジエツト装置はカラーフィルタの製造に好適である。

ところで、インクジェット装置では、複数のピエゾ駆動型へッドを備えたへッドュ-ットを用いてカラーフィルタのパターンを生成するのが通常である。

し力、し、各ピエゾ駆動型ヘッドには機械的 ·電気的なバラツキがあるので、同 —の駆動パルスを供給しても各ピエゾ駆動型へッドから吐出される液滴量は不均一となる。インクの吐出量が不均一であると、カラーフィルタを構成する着色層等の厚みが不均一となる。

すなわち、従来のインクジェット装置を用いてカラーフィルタを製造すると、インクの吐出量が不均一であることに起因して、カラーフィルタの表示色にムラが発生してしまうといった問題があった。

[発明の開示] 本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、各ピエゾ駆動型ヘッドから吐出する液滴の量を不均一であっても、均一なパタ一ンを形成するのに好適なィンクジェット装置およびパターン形成方法を提供することを解決課題とする。本発明においては、上記課題を解決するために、複数のヘッドが一体となったへッドュ-ットと基板との相対的な位置を可変しながら、前記各へッドから前記基板に対して複数の液滴を吐出することによって、前記基板にパターンを形成するパターン形成体の製造方法であって、形成すべきパターンに対応して、前記液滴が濡れ広がる親液性領域からなるパターンを前記基板表面に形成し、前記親液性領域に着弾させる単位面積当たりの液滴量を均一化するように、前記各へッドの液滴の吐出を予め定められた規則に従って間引くことを特徴とするパターン形成体の製造方法を提供する。

この発明によれば、各ヘッドから吐出される液滴は、単位面積当たりの液滴量を均一化されるように間引かれるから、各へッドの 1回の吐出量が異なっていても均一なパターンを形成することが可能となる。また、基板には予め液滴がぬれ広がる親液性領域が形成されているから、液滴の吐出を間引いたとしても、間引かれた部分には、当該部分に隣接する部分に着弾した液滴が濡れ広がるため、パターン内においても溶液を均一に広げることができるから、パターン内でムラ力 s 発生することもない。したがって、極めて精度の高いパターンを安価に形成することが可能となる。

またこの際、前記各ヘッド毎に予め定められるとともに前記液滴を着弾させる前記親液性領域上の位置を示す吐出位置情報に基づいて、記各へッドは前記液滴を吐出することが好ましい。吐出位置情報は、各ヘッド毎に液滴を着弾させる親液性領域上の位置を定めたものであるから、へッド間の吐出量の相違に基づいて、吐出位置情報を設定することによって、へッド間の吐出量の相違をキャンセルして、均一なパターンを形成することが可能となる。

さらに、前記吐出位置情報は、前記液滴の吐出を間引く位置が前記親液性領域内で略均等に分散するように定めることが好ましい。親液性領域では液滴が濡れ広がるが、その範囲には一定の限界がある。したがって、液滴を吐出しない領域が連続していると、パターン内でムラが発生する可能性がある。しかしながら、この発明によれば、液滴の吐出を間引く位置が親液性領域内で略均等に分散するように定めるから、液滴をパターン内で均一に分散させることができる。

ここで、前記吐出位置情報は、前記親液性領域上に均等に位置する複数のドットのうち液滴の吐出を行うドットを指定するものであり、形成すべきパターンの体積と前記各ヘッドの吐出量とに基づいて定めることが好ましい。この発明によれば、各ドット毎に吐出の有無を定めるから、吐出を間引くことによってヘッド間の吐出量の相違をキャンセルして、均一なパターンを形成することが可能となる。

さらに、前記吐出位置情報は、前記各ヘッドの吐出量のうち最も小さい最小吐出量と形成すべきパターンの体積とに基づいて前記パターン内のドット数を算出し、前記各ヘッドの吐出量の平均値を算出し、前記平均値に基づいて各ドット毎に吐出の有無を定め、前記各へッドの吐出量と前記平均値との各差分値を算出し、前記各差分値に基づいて各ドット毎に吐出の有無を修正して生成することができる。各ヘッドの吐出量は殆どのものが平均値の近傍にバラックので、この発明によれば、吐出位置情報を効率よく生成できる。

また、前記吐出位置情報は、前記各ヘッドの吐出量のうち最も小さい最小吐出量と形成すべきパターンの体積とに基づいて前記パターン内のドット数を算出し、前記各へッドの吐出量と前記最小吐出量との各差分値を算出し、前記各差分値に基づいて各ドット毎に吐出の有無を決定したものとすることができる。この発明によれば、最小吐出量を基準として各ドット毎に吐出の有無を決定するから、吐出位置情報を効率良く生成することができる。

ここで、前記吐出位置情報は、前記親液性領域の端部において前記液滴の吐出を間引くように定めたものであることが好ましい。例えばライン状のパターンを形成するために親液性領域上に吐出を行った場合、そのラインの両端部において、膜厚が厚くなる傾向がある。したがって、親液性領域の端部において前記液滴の吐出を間引き、端部への吐出を行わないようにすることにより、全面にわたって均一な膜厚のパターンを形成することができる。

上述した発明においては、前記基板表面に形成される親液性領域からなるパターンが、エネルギーのパターン照射に伴う光触媒の作用により濡れ性を変化させることができる濡れ性可変層を用い、この濡れ性可変層上にエネルギーをパターン状に照射することにより形成するものであることが好ましい。このように親液性領域を濡れ性可変層上に形成することにより、エネルギーのパターン照射により容易に高精細な親液性領域を形成することが可能となり、これによりカラーフィルタ等の高精細なパターンを有するパターン形成体を製造することができるからであ。

この際、前記濡れ性可変層が、光触媒を含有する光触媒処理層と接触させて、もしくは 2 0 0 μ m以下の間隙をおいて配置した後、エネルギーを照射することにより濡れ性が変化する濡れ性変化層であってもよい。この場合は、光触媒がパターン形成体内に残らないことから、パターン形成体の物性が経時的に変化する可能性が少ないという利点を有するものである。

一方、前記濡れ性可変層が、光触媒とバインダとからなり、エネルギーの照射に伴う光触媒の作用により液体との接触角が低下するように濡れ性が変化する光触媒含有層であってもよい。濡れ性可変層として光触媒含有層を用いることにより、単にエネルギーを照射することのみで、高精細なパターンを形成することが可能となる。

また、前記光触媒が、醱化チタン（T i〇₂) 、酸化亜鉛（Z n O ) 、酸化スズ（S n〇₂) 、チタン酸ストロンチウム（S r T i 0 ₃)、酸化タングステン（W 0 ₃) 、酸化ビスマス（B i ₂〇₃) 、および酸化鉄（F e ₂〇₃) から選択される 1種または 2種以上の物質であることが好ましく、中でも前記光触媒が酸化チタン（T i〇₂) であることが好ましい。これは、酸化チタンのバンドギャップェネルギ一が高いため光触媒として有効であり、かつ化学的にも安定で毒性もなく、入手も容易であることから、酸化チタンを用いる濡れ性可変層が好適に用いられるため、この濡れ性のパターンの欠陥を検出する必要性が高いからである。

この際、前記バインダもしくは前記濡れ性変化層が、 Y _n S i X (_{4 n}) (ここで、 Yはアルキル基、フルォロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フエ二ル基またはエポキシ基を示し、 Xはアルコキシ /レ基またはハロゲンを示す。 nは 0〜3 までの整数である。）で示される珪素化合物の 1種または 2種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンを含有する層であることが好ましい。このような材料を用いることにより、エネルギー照射に伴う濡れ性の変化を大幅なものとすることが可能となり、その後のパタ一ン形成に好ましいからである。

次に、本発明は、複数のへッドが一体となったへッドュニットと基板との相対的な位置を可変しながら、前記各ヘッドから前記基板に対して複数の液滴を吐出することによって、前記基板にパターンを形成するパターン製造装置において、前記基板を載置するためのステージと、前記ステージと前記へッドュニットとの相対的な位置関係を調整する位置調整機構と、前記基板に着弾させる単位面積当たりの液滴量を前記各へッド間で均一化するように、前記各へッドの液滴の吐出を予め定められた規則に従って間引きながら前記各へッドから前記液滴を吐出させる制御部とを備えるパタン製造装置を提供する。

このパターン製造装置によれば、位置制御機構によってへッドュニットと基板との相対的な位置を可変しながら、各ヘッドから液滴の吐出させるが、このときに、基板に着弾させる単位面積当たりの液滴量を各へッド間で均一化するように、各へッドの液滴の吐出を間引くから、各へッドの 1回の吐出量が異なっていても均一なパターンを形成することが可能となる。

ここで、制御部は、前記各ヘッド毎に予め定められるとともに前記液滴を着弾させる前記基板上の位置を示す吐出位置情報を記憶する記憶部を備え、当該記憶部から読み出した前記吐出位置情報に基づいて、前記各へッドの液滴の吐出を制御することが好ましい。吐出位置情報は、各ヘッド毎に液滴を着弾させる基板上の位置を定めたものであるから、ヘッド間の吐出量の相違に基づいて、吐出位置情報を設定することによって、ヘド間の吐出量の相違をキャンセルして、均一なパターンを形成することが可能となる。

さらに、前記吐出位置情報は、前記液滴の吐出を間引く位置が前記基板上に形成するパターン内で略均等に分散するように定めたものであることが好ましい。この発明によれば、液滴の吐出を間引く位置をパターン内で略均等に分散するように定めるから、液滴をパターン内で均一に分散させることができ、より一層均一なパターンを形成することが可能となる。

くわえて、前記ヘッドユニットは、前記各ヘッド毎に吐出動作を有効にするか無効にするかを設定可能な設定部を備え、前記制御部は、前記吐出位置情報に基づいて、前記設定部を制御するための設定情報を生成して前記設定部に供給することが好ましい。より具体的には、前記各ヘッドは共通のピエゾ素子を備え、前記ピエゾ素子には共通電極と前記各へッドに各々対応する個別電極とが形成されており、前記制御部は、前記各ヘッドに共通の駆動パルスを生成して前記共通電極に供給する駆動パルス生成部を備え、前記設定部は、前記設定情報に基づいて、前記各個別電極を接地するか開放かを制御することが好ましい。

本発明は、さらに、上述したパターン形成体の製造方法を用いて着色層形成用塗工液からなるパターンを形成し、次いで、これを硬化させて着色層を形成する工程を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法を提供する。本発明によれば、着色層の膜厚が極めて均一であり、高品質なカラーフィルタを製造することが可能である。

以上に説明したように、本発明によれば、各ヘッド間の吐出量が相違しても、均一なパターンを形成することができる。

[図面の簡単な説明]

図 1は本発明の吐出システムの外観構成を示す斜視図である。

図 2は同システムに用いるピエゾ駆動型へッドュニットの機械的構成を示す斜視図である。

図 3は同ュ-ットに用いるピエゾ素子の構成を示す断面図である。

図 4は基板に形成するカラーフィルタのパターンを示す平面図である。

構成を示す斜視図である。

図 5は液滴が着弾する位置とピエゾ駆動型へッドュニット 3 0 0との関係を模式的に示す説明図である。

図 6は同システムの電気的構成を示すプロック図である。

図 7は同システムに用いるドライバ回路の回路図である。

図 8は同システムの動作を示すタイミングチャートである。

図 9は同システムを用いたカラーフィルタの製造工程を示す工程図である。図 1 0は第 1の態様に係るビットマップデータ B MDの生成に関するパーソナルコンピュータ P Cの動作を示すフローチャートである。

図 1 1はパラメータの入力画面を説明するための説明図である。

図 1 2は第 2の態様に係るビットマップデータ BMDの生成に関するパーソナルコンピュータ P Cの動作を示すフローチャートである。

[発明を実施するための最良の形態]

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。

< 1. 吐出システムの機械的構成 >

図 1に、吐出システム 1の外観構成を示す。吐出システム 1は、パーソナルコンピュータ PC、制御装置 Ul、駆動ユニット U2、および製造装置 U3を備える。製造装置 U 3は、ピエゾ駆動型へッドュニット 300、基準台 340、およぴステージ 350を備える。このうちピエゾ駆動型へッドュニット 300は複数のピエゾ駆動型へッドを備えており、各ピエゾ駆動型へッドからインクが吐出される。

図 2は、ピエゾ駆動型へッドュニット 300の外観構成を示す斜視図である。なお、以下の説明では、ピエゾ駆動型へッドュニット 300は n個のピエゾ駆動型へッド H 1〜H nを備えるものとする。ピエゾ駆動型へッドュニット 300は、本体 Qとピエゾ素子 PZを備える。本体 Qには、インクの吐出孔であるオリフィス 300— 1〜300— nと、オリフィス 300— 1〜 300— n毎に壁で仕切られた各インク室とが形成されている。そして、オリフィス 300— 1〜 300 一 nからインクが吐出されるようになっている。

図 3は、ピエゾ素子 P Zの構成を示す断面図である。この図に示すように本体 Qと固着されるピエゾ素子 P Zの下面には共通電極 Yが形成され、その上面には、電極 X l〜Xnが形成されている。

このようなピエゾ駆動型へッドュ-ット 300において、各ピエゾ駆動型へッドピエゾ駆動型へッド H 1〜； H は、各ォリフィス 300— l〜300— n、ォリフィス 300— 1〜300— n毎に壁で仕切られた各インク室、ピエゾ素子 P Zの各電極 X l〜Xnに対応する各部分で構成されている。なお、この例では、各へッドピエゾ駆動型へッド H l~Hnにおいて共通のピエゾ素子 P Zを用いた力ピエゾ素子 p zをへッド毎に分割してもよいことは勿論である。

次に、図 1に示すステージ 3 5 0は、図示せぬステージ駆動機構によって、基準台 3 4 0の位置を基準として X方向および Y方向に移動可能であり、さらに、 0方向に回転可能である。また、ステージ 3 5 0は、図示せぬバキューム機構を備えており、その上に載置される基板 4 0 0を吸引することができる。一方、へッドュエツト 3 0 0はアーム部材 3 6 0を介して壁 3 7 0に固定されている。さらに壁 3 7 0は基準台 3 4 0に対して直角に固定されている。

したがって、バキューム機構を用いて基板 4 0 0をステージ 3 5 0上に固定するとともに、ステージ駆動機構によってステージ 3 5 0を移動させると、基板 4 0 0とへッドュニット 3 0 0との相対的な位置を調整することができる。この製造装置 U 3では、基板 4 0 0を移動させつつ、ピエゾ駆動型へッド H 1〜H nからインクを吐出してパターンを形成する。

図 4に基板 4 0 0に形成するカラーフィルタのパターンを示す。この例のカラ —フィルタはストライプ状のパターン Pを有しており、図中に示す「R」、「G j 、「B」の各符号は、そのパターン Pが R色、 G色、 B色に着色されていることを示している _n また、各パターン P間には、ブラックマトリックスと呼ばれる遮光膜が形成される。

図 5に液滴が着弾する位置とピエゾ駆動型へッドュニット 3 0 0との関係を模式的に示す。ただし、この例のピエゾ駆動型へッドュニット 3 0 0は、 6個のピェゾ駆動型ヘッド H I〜H 6から構成されており、オリフィス 3 0 0— 1〜3 0 0— 6を備えている。この図において、黒丸のドット Dは液滴が着弾する位置を示しており、白丸のドット Dは、液滴の吐出が行われなかったことを示している。つまり、液滴の吐出が間引かれている。以下の説明では、各ドット D間の距離をドットピッチ D Pと称し、また、あるパターンの中心から隣接するパターンの中心までの距離をパターンピッチ P Tと称することにする。

同図に示すようにピエゾ駆動型へッドユニット 3 0 0は、パターン Pの長手方向に対して直角ではなく、ある角度で配置されている。これは、パターンピッチ P Tが各オリフィス間の距離 Wより小さいからである。図に示す角度 0は、 s i n - 1 (W/ P T) で与えられる。また、各パターン P 1〜P 6の色濃度はドット密度によって定まるから、この吐出システム 1においては、ドットピッチ D Pを調整することによって色濃度を変更している。

ここで、全てのドット Dに対して液滴を吐出するものとすれば、各パターン P 1〜P 6間で色濃度を均一にするために、各オリフィス 3 0 0— 1〜3 0 0— 6 から吐出される液滴量が等しいことが必要となる。しかしながら、実際のピエゾ駆動型ヘッド H I〜H 6は、機械的 '電気的特性がばらついているので、各オリフィス 3 0 0 _ 1〜3 0 0— 6から吐出される液滴量は等しくない。そこで、この吐出システム 1においては、液滴の吐出を間引くことによって、各パターン P 1〜P 6間の色濃度を均一化している。

例えば、パターン P 1においては、 4回に 1回の割合で液滴の吐出を間引いており、パターン P 5においては、 9回に 2回の割合で液滴の吐出を間引いている。パターン P 5における液滴の吐出は、 4回連続して吐出し、 1回休み、 3回連続して吐出し、 1回休むといった吐出動作を繰り返す。つまり、間引きがなるべく分散するように吐出動作を行っている。

後述するように基板 4 0 0には、基板調整処理として親液性領域が形成されている。親液性領域は良好な濡れ性を有するものであるため、液滴が広い範囲にわたって濡れ広がる。したがって、間引きによってあるドット Dに液滴が吐出されなくても、隣接するドット Dに吐出された液滴が濡れ広がって間引かれたドット Dにもインクを塗ることが可能となる。

しかしながら、親液性領域において液滴が無制限に広がるわけではなく、液滴が広がる範囲には一定の限界がある。間引きを分散させたのは、基板 4 0 0に着弾した液滴によってインクをなるベく均一に塗り、パタ一ン内の色濃度を一定にするためである。

次に、図 1に示すパーソナルコンピュータ P Cは、所定のプログラムにビットマップデータ B MDを生成し、これを制御装置 U 1に転送する。また、モニタ M は、パーソナルコンピュータ P Cに接続されており、そこには吐出システム 1の動作状態を示す画像や、液滴の着弾位置を模式的に示す画像等が表示される。ここで、ビットマップデータ BMDは、各ピエゾ駆動型ヘッド H I〜H nから吐出される各液滴が基板 4 0 0に着弾する位置を定めたものである。換言すれば、図 5に示す各ドット Dについて、黒丸のものには「1」を、白丸のものには「0 J を割り当てている。このビットマップデータ B MDによって、各ドット Dに対して液滴を吐出するか否かを定めることができる。

次に、制御装置 U 1は、吐出システム 1の制御中枢として機能し、パーソナルコンピュータ P Cから転送されるビットマップデータ B MDに基づいて、駆動ュニット U 2および製造装置 U 3を制御する。また、駆動ユニット U 3は、制御装置 U 1から送出されるトリガ信号に同期して高電圧の駆動パルスを生成し、これをピエゾ駆動型へッドユニット 3 0 0に供給する。

< 2 . ビットマップデータの生成〉

次に、ビットマップデータ B MDの生成について説明する。ビットマップデータ B MDの生成には、以下に述べる二態様がある。図 1 0は、第 1の態様に係るパーソナルコンピュータ P Cの動作を示すフローチャートである。

パーソナルコンピュータ p Cは、ビットマップデータ B MDを生成するために必要なパラメータを入力するための入力画面をモニタ Mに表示して、オペレータに各パラメータを入力するように促す（ステップ S 1 ) 。

図 1 1に入力画面の一例を示す。モニタ Mには第 1入力画面 G 1が表示される。ここで、ライン幅とはパターン Pの幅であり、ライン長とはパターンの長さである。さらに高さとはパターン Pの膜厚である。これらのパラメータによって、 1 個のパターン Pの体積を求めることが可能となる。この例では、オペレータがライン幅として X、ライン長として Y、高さとして Ηを入力したものとする。

くわえて、使用オリフィス N oとは、 1個のヘッドユニット 3 0 0が有する各オリフィス.3 0 0— 1〜 3 0 0— nのうち、液滴を吐出させるオリフィスの番号である。この例では、 n = 1 2 8であり、 2 1番のオリフィス 3 0 0— 2 1から 1 1 6番のオリフィス 3 0 0— 1 1 6を使用するものとする。

オペレータが入力画面 G 1の各パラメータの入力を完了すると、パーソナルコンピュータ P Cは入力画面 G 2をモニタ Mに表示して、使用するオリフィスについて 1回の吐出当たりの吐出量を入力するようにオペレータに促す。オペレータは、各オリフィス 3 0 0— 1 ~ 3 0 0— nからの吐出量（体積）を予め計測しておく。吐出量は実際に各オリフィス 3 0 0— 1〜3 0 0— nからインクを吐出させ、その重量観測した値をインクの比重から換算する。オペレータが吐出量を入力すると、パーソナルコンピュータ P Cは各オリフィス番号と吐出量を対応付け飞 5己' fe、す O。

これらのパラメータの入力が終了すると、パーソナルコンピュータ P Cは、処理を図 1 0に示すステップ S 2に進め、最小吐出量を特定する。次に、パーソナルコンピュータ P Cは、最小吐出量に基づいて、パターン内のドット数おょぴドットピッチ D Pを算出する（ステップ S 3 ) 。ドット数はパターンの体積を最小吐出量で割算することによって算出する。具体的には、ドット数を S D、最小吐出量を Kmin としたとき、パーソナルコンピュータ P Cは、次に示す式を演算してドット数 S Dを算出する。 S D = (X · Y■ H) /Kmin

また、パーソナルコンピュータ P Cは、次に示す式を演算してドットピッチ D Pを算出する。 D P = Y/ S D = Kmin/ (X · H)

次に、パーソナルコンピュータ P Cは、ドット Dのレイアウトデータを生成する（ステップ S 4 ) 。レイアウトデータは、各ドット Dの配置を示すものであつて、使用するオリフィス番号とドット数とに基づいて生成される。この時点では、各ドット Dの配置が決定されるだけであって、どのドット Dを有効にするか無効にするかについて決定されていない。

次に、パーソナルコンピュータ P Cは、各オリフィス 3 0 0—：!〜 3 0 0— n からの吐出量について平均値を算出し（ステップ S 5 ) 、さらに、全てのドットについて平均値を基準としたビットマップデータ BMDを生成する。ここで、平均値を Kavrとすれば、 1一 Kmin/Kavrの割合でドットを間引いたビットマツプデータ B MDを生成する。例えば、平均値 Kavrが 1 0 p 1で最小吐出量 Kmin 力 S 9 p 1であれば、 1一 Kmin/Kavrの値は 0 . 9となり、 1 0個のドット Dに対して 1個のドット Dを間引いて（無効）、 9個のドット Dを有効にする。

次に、パーソナルコンピュータ P Cは、各オリフィス 3 0 0— 1〜3 0 0— n 毎に平均値からの差分を算出する（ステップ S 7 ) 。ここで、各差分値は、平均値を基準とする⁰ /₀で表すものとする。例えば、あるオリフィスの吐出量が 1 0 . 5 p 1であるとすれば、このオリフィスに対応する差分値 Δは、次に示す式で算出される。 Δ=100 · (10. 5 - Kavr) /Kavr= + 5 % 次に、パーソナルコンピュータ P Cは、各オリフィス 300_ 1〜300— n 毎に差分値に基づいてビットマップデータ BMDを修正する（ステップ S8) 。例えば、差分値 Δがー 10 %であれば、 10個のドット Dに対して 1個のドット Dを有効にするようにビットマツプデータ B MDを修正し、差分値 Δ力 5 %であれば、 20個のドット Dに対して 1個のドット Dを無効にするようにビットマツプデータ BMDを修正する。

これにより、各オリフィス 300_ 1~300 _nから吐出するインクの吐出量が相違する場合であっても、基板 400に着弾する単位面積当たりの液滴量を均一として、各ピエゾ駆動型へッド H 1〜Hn間のバラツキを捕正することができる。換言すれば、パーソナルコンピュータ PCは、パラメータに基づいて基板 400に着弾する単位面積当たりの液滴量が均一となるようにビットマツプデータ BMDを生成している。

次に、図 1 2に第 2の態様に係るパーソナルコンピュータ PCの動作を示すフローチャートを示す。なお、ステップ S1〜S4までの処理は第 1の態様と同様であるから説明を省略する。

ステップ S 4が終了すると、パーソナルコンピュータ P Cは最小吐出量 Kmin を基準として、各オリフィス 300- 1-300 _nからの吐出量について差分値 Δを算出する（ステップ S 9) 。

ここで、各差分値 Δは、最小吐出量 Ktnin を基準とする％で表すものとする。例えば、あるオリフィスの吐出量が 1 1 p 1であり、最小吐出量 Krainが 10 p 1であるとすれば、このオリフィスに対応する差分値 Δは、次に示す式で算出される。 Δ= 100 · (1 1-Kmin) /Kmin=+ 10%

次に、パーソナルコンピュータ P Cは、各オリフィス 300— 1〜300— n 毎に差分値に基づいてビットマップデータ BMDを生成する（ステップ S10)。例えば、差分値△が +1 0%であれば、 10個のドット Dに対して 1個のドット D を無効にするようにビットマップデータ BMDを生成する。

これにより、各オリフィス 300— 1〜300— nから吐出するインクの吐出量が相違する場合であっても、基板 400に着弾する単位面積当たりの液滴量を均一として、各ピエゾ駆動型へッド H l〜H n間のバラツキを補正することができる。換言すれば、パーソナルコンピュータ P Cは、パラメータに基づいて基板 4 0 0に着弾する単位面積当たりの液滴量が均一となるようにビットマップデータ B MDを生成している。

なお、上述した第 1および第 2の態様において、パーソナルコンピュータ P C は、間引きに対応するドット Dをパターン内で略均等に分散させるようにビットマップデータ B MDを生成する。例えば、 1 0 0個のドット Dのうち 5個のドット Dに対する吐出を間引く場合、パーソナルコンピュータ P Cは、連続する 1 9 個のドット Dに対して吐出を指示し、これに続く 1個のドット Dに対して吐出停止を指示するビットマツプデータ B MDを生成する。

また、上述した第 1および第 2の態様において、手動によるビットマップデータ B MDの修正工程を加えてもよい。この修正工程では、各ドット D毎に有効 - 無効を示すビットマップをモニタ Mに表示し、オペレータがマウス等の入力装置を用いて変更を希望するドット Dを指定して、変更指示を入力するようにすればよい。この場合、パーソナルコンピュータ P Cは、変更が指示されたドット Dについて、有効と無効とを反転させればよい。例えば、あるドット Dが指定された場合、当該ドット Dに対応するビットマツプデータ B MDの値が「 1」であれば値を「0」に変更し、値が「0」であれば値を「1」に変更すればよい。

さらに、上述した第 1および第 2の態様において、製造装置 U 3に各オリフィス 3 0 0— 1〜3 0 0— nの吐出量を自動的に測定する測定装置を追加し、パーソナルコンピュ^タ p cが測定装置から測定結果を取り込むようにしてもよい。この場合には、電子天秤とテスト基板を用いる。第 1にテスト基板の重量を電子天秤で重量を測定し、測定結果をパーソナルコンピュータ P Cに取り込む。第 2 にテスト基板をステージ 3 5 0上に自動搬送装置によって載置する。第 3にあるオリフィスからインクを複数回吐出する。第 4にテスト基板を電子天秤に再び搬送してその重量を測定し、測定結果をパーソナルコンピュータ P Cに取り込む。第 4にパーソナルコンピュータ P Cで吐出前後の重量差を算出し、算出結果を吐出回数で割算して 1回の吐出重量を算出する。第 5にパーソナルコンピュータ P Cが吐出重量をィンクの比重で換算して吐出量を求める。以上の処理、を各ォリフイス 300— 1〜 300— n毎に実行することによって、各オリフィス 300- 1〜300— nの吐出量をパーソナルコンピュータ PCに自動的に取り込むようにしてもよい。

< 3. 吐出システムの電気的構成〉

次に、吐出システム 1の電気的構成について説明する。図 6は、吐出システム 1の電気的構成を示すプロック図である。

制御装置 U 1は、制御回路 100、 RAM 1 10、 R OM 1 20、ビットマツプメモリ 1 30、およびインターフェース 140を備える。制御回路 100は、 CPUを主要部として構成されており、制御装置 100の各構成部分とバス（図示略）を介して接続されている。 RAMI 10は、制御回路 100の作業領域として機能し、演算途中のデータ等を記憶する。また、 ROM1 20には、ブートプログラムの他、制御装置 U 1全体を制御するための制御プログラムが記憶されている。制御回路 100は、この制御プログラムに従って吐出システム 1を制御する。さらに、ビットマップメモリ 1 30は、パーソナルコンピュータ P Cから転送されるビットマップデータ BMDを記憶する。インターフェース 140は、パーソナルコンピュータ PCとの間で通信を行うものであって、その通信プロトコルは、例えば、 SC S I規格に準拠している。

また、制御回路 100は、ステージ駆動機構 320を制御して、図 1に示すステージ 350および基板 400を移動させる。ステージ 350を移動させるためには、その位置を正確に検出する必要がある。製造装置 U 3に設けられた位置検出センサ 330は、ステージ 350の位置を検出するための構成であって、ステージ 350の位置を示す位置信号を生成し、位置信号を制御装置 U 1の制御回路 100に供給する。制御回路 100は、位置信号に基づいて、ステージ 350および基板 400を移動させる。

また、制御回路 100は、制御プログラムに従って、ローレベルでアクティブとなるトリガ信号 T Gを生成する。駆動ュ-ット U 2は、トリガ信号 T Gの論理レベルがハイレベルからローレベルに遷移したことを検知して、駆動パルス Vを生成してピエゾ馬区動型へッドュ-ット U 3を構成する各ピエゾ駆動型へッド H 1 〜Ηιιに供給する。したがって、駆動パルス Vはトリガ信号 TGと同期したものとなる。また、駆動ユニット U2は、駆動パルス Vがアクティブにする期間を示す応答信号 R Sを生成して制御回路 100に供給する。

次に、ピエゾ駆動型へッドュニット U 3はドライバ回路 310を備えている。図 7は、ドライバ回路 3 10とその周辺回路の構成を示す回路図である。この図において、キャパシタ C l、 C 2、 "ヽ Cnは、各ピエゾ駆動型ヘッド H 1〜H nを構成するピエゾ素子 P Zを等価回路として表したものである。各キャパシタ C l、 C 2、 ···、 Cnの各端子のうち、接続点 yと接続される各端子は、図 3に示す共通電極 Yに相当する一方、接続点 yと反対側の各端子は図 3に示す電極 X

1、 X2、 ···、 Xnに相当する。

ドライバ回路 3 10は、シフトレジスタ 3 1 1、ラッチ回路 312、およびスイッチ SW1、 SW2、 ·'·、 SWnを備える。シフトレジスタ 311は、クロック信号 C L Kに同期して制御データ C Dを取り込む。制御データ C Dはシリアル形式のデータであって、各ピエゾ駆動型へッド HI〜Hnを有効とするか無効とするかを指示する。制御データ CDは、制御回路 100力ビットマップデータ BMDに基づいて生成する。ラッチ回路 31 2は、シフトレジスタ 31 1の各出力信号をラッチパルス L Pに基づいてラッチする。そして、ラッチ回路 31 2の出力信号 CTL 1、 CTL2、 ···、 CTLnに基づいて各スィッチ SW1、 SW

2、 '··、 SWnのオン .オフが制御される。

< 4. 吐出システムの動作 >

次に、吐出システム 1の動作を説明する。図 8は、吐出システム 1の動作例を示すタイミングチャートである。この例では、図 5に示すパターン P 1〜P 6を形成するものとし、ピエゾ駆動型へッドュニット 300と基板 400との相対位置が図 5に示すものであるものとする。

時刻 t 0において、ピエゾ駆動型へッドュニット 300がライン L 1に到達すると、制御回路 100はトリガ信号 TGをアクティブ（ローレベル）にする。トリガ信号 TGを受信した駆動ュ-ット U2は、期間 TAにおいて駆動パルス Vをアクティブにするとともに、応答信号 RSをアクティブ（ローレべにする。これにより、各ピエゾ駆動型へッド Η 1〜Η 6に対して駆動パルス Vが供給される。当該期間 Τ Αにおいて、ラッチ回路 31 2の出力信号 CTL 1〜CTL 6は、「H、 H、 H、 L、 H」となっているので、スィッチ SW1〜SW3、 S W5および SW6がオン状態となる一方、スィッチ SW4をオフ状態となる。したがって、オリフィス 300— 1〜300— 3、 300— 5、および 300— 6 から液滴が吐出される一方、オリフィス 300— 4からは液滴が吐出されない。つまり、ライン L 1上のパターン P 4に対するドット Dについては液滴の吐出が間引かれることになる。

次に、時刻 t lにおいて、駆動パルス Vが非アクティブになると、駆動ュニット U2は、応答信号 RSを非アクティブ（ハイレベル）にする。制御回路 100 は応答信号 R Sが非アクティブになったことを検知すると、次回の吐出のための制御データ CDをドライバ回路 310に対して送出する。そして、制御データ C Dの送出が終了した後、制御回路 100がラッチパルス LPをアクティブにすると（時刻 t 2) 、ラツチ回路 3 12はシフトレジスタ 3 1 1の各出力信号をラッチする。これによつて、出力信号 CTL 1〜CTL 6の論理レベルが切り替わる。この例では、出力信号 CTL 3の論理レベルがハイレベルからローレベルに変化するとともに、出力信号 CT L 4の論理レベルがローレベルからハイレベルに遷移する。

そして、時刻 t 3において、ピエゾ駆動型へッドュニット 300がライン L 2 に到達すると、制御回路 100はトリガ信号 TGをアクティブ（ローレベル）にする。すると、期間 TBにおいても期間 TAと同様に、駆動パルス Vが各ピエゾ駆動型ヘッド HI〜H 6に供給される。ただし、期間 TBにおいて出力信号 CT L 1〜CTL 6は、「H、 H、 L、 H、 HJ となっているので、スィッチ SW1、 SW2、および SW4〜SW6がオン状態となる一方、スィッチ SW3がオフ状態となる。したがって、オリフィス 300— 1、 300— 2、および 300— 4 ~300— 6から液滴が吐出される一方、オリフィス 300— 3からは液滴が吐出されない。つまり、ライン L 2上のパターン P 4に対するドット Dについては液滴の吐出が間引かれることになる。

以下の同様に、期間 TC、 TD、 TE、 …において、所定のドット Dを間引いた液滴の吐出を行うことによって、各ピエゾ駆動型へッド H 1 ~H nから吐出したィンクが基板 400に着弾する単位面積当たりの液滴量を均一化することができる。これにより、厚さが均一のパターンを形成することができ、色濃度が均一な力ラーフィルタを製造することができる。

< 5 . パターン形成体の製造方法 >

次に、本発明のパターン形成体の製造方法について説明する。本発明のパターン形成体の製造方法は、複数のへッドが一体となつたへッドュニットと基板との相対的な位置を可変しながら、前記各へッドから前記基板に対して複数の液滴を吐出することによって、前記基板にパターンを形成するパターン形成体の製造方法であって、

形成すべきパターンに対応して、前記液滴が濡れ広がる親液性領域からなるパターンを前記基板表面に形成し、

前記親液性領域に着弾させる単位面積当たりの液滴量を均一化するように、前記各へッドの液滴の吐出を予め定められた規則に従って間引くことを特徴とするものである。

本発明においては、このように予め定められた規則にしたがって各へッドから吐出される液滴を間引くものであるので、一回の塗布工程により親液性領域上の単位面積当りの液適量を均一化することが可能であるという利点を有する。また、本発明においては、液滴の着弾位置が親液性領域であるので、液滴が間引かれた場合であっても液滴が濡れ広がることが可能であり、均一な膜厚とすることが可能である。なお、ここでいう親液性領域とは、着弾した塗工液が濡れ広がる程度の濡れ性を有するものであれば特に限定されるものではなないが、特に、対象となる塗工液に対する接触角が 2 0 ° 以下、好ましくは 1 0 ° 以下となるような親液性領域を用いることが好ましい。

また、本発明において形成するパターン形成体のパターンとしては、ストライプ状のパターンであることが好ましく、特に一つのへッドからの?夜滴で一つのストライプを形成するような場合に好適である。このようなパターンを形成する際に特に、へッド間の液滴量のバラツキが問題となるからである。

本発明においては、上記ヘッドからの液滴の吐出情報は、上記液滴の吐出を間引く位置が上記親液性領域内でほぼ均等に分散するように定めたものであることが好ましい。吐出を間引く位置、すなわち吐出がされない位置が連続すると、着弾した液滴が濡れ広がつた場合でも、均一な膜厚が形成できない可能性があるからである。

本発明においては、どの程度の間隔まで連続して間引くことができるかについては、予め基板上の親液性領域に対する塗工液の濡れ性を測定し、その範囲内とすることにより決定される。また、通常許容される範囲内のインクジェット装置のへッドのばらつきを均一化するように液滴を間引いた際に、液滴が親液性領域內で均一な膜厚となるように親液性領域の濡れ性を決定するようにしてもよい。本発明においては、また、上記吐出情報は、上記親液性領域の端部において前記液滴の吐出を間引くように定めたものであることが好ましい。例えばストライプ状のパターンを形成する場合、ストライプの端部に相当する親液性領域の端部、すなわち塗布を開始する領域と塗布が終了する領域は液滴を吐出しないようにすることが好ましいのである。

一般に、インクジェット装置を用いて液滴を塗布した場合に、このような端部は膜厚が厚くなる傾向にある。本発明においては、このような端部の厚膜化を、端部における液滴の吐出を間引くことにより均一化するものである。この際、端部からどの程度の距離まで液滴の吐出を間引くかについては、各基板の親液性領域と塗布する塗工液との濡れ性や塗工液の粘度等により大きく異なるものであるので、一般的には、予め塗布を行うことによりその距離を決定しておくことが好ましい。

本発明においては、上記基板表面に形成される親液性領域からなるパターンが、エネルギーのパターン照射に伴う光触媒の作用により濡れ性を変化させることができる濡れ性可変層を用い、この濡れ性可変層上にエネルギーをパターン状に照射することにより形成するものであることが好ましい。

このように光触媒の作用を利用して親液性領域のパターンを形成する方法は、エネルギーのパターン照射により親液性領域を形成することができることから、高精細な親液性領域のパターンを形成することが可能であり、例えば力ラーフィルタ等の高精細なパターン形成体にも対応することができるからである。

本発明において、このように光触媒を用いて親液性領域のパターンを形成する方法として、上記濡れ性可変層が、光触媒を含有する光触媒処理層と接触させ、もしくは 2 0 0 / m以下の間隙をおいて配置させた後、エネルギーを照射することにより濡れ性が変化する濡れ性変化層を用いる実施態様（以下、第 1実施態様とする。）と、上記濡れ性可変層が、光触媒とバインダとからなり、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により液体との接触角が低下するように濡れ性が変化する光触媒含有層を用いる実施態様（以下、第 2実施態様とする。）とがある。以下、それぞれについて説明する。

( 1 ) 第 1実施態様

まず、濡れ性変化層を用いる実施態様について説明する。本実施態様において用いられる濡れ性変化層は、光触媒を有する光触媒処理層と接触させた状態で露光（ここで、本発明における露光とはエネルギー照射を含めた概念とする。またエネルギー照射のエネルギーとは、濡れ性変化層もしくは光触媒含有層の濡れ性を変化させることができる紫外線等のエネルギーを示すものである。 ) することにより、その表面に親液性領域と撥液性領域とからなる濡れ性パターンが形成される層である。

この濡れ性変化層は、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により液体の接触角が低下するように濡れ性が変化する濡れ性変化層である。これにより、パターン露光等を行えば、容易に濡れ性を変化させ、液体との接触角の小さい親液性領域のパターンを形成することができる。したがって、この濡れ性変化層上の親液性領域としたい部分、カラーフィルタであれば、着色層を形成する領域のみ露光することにより容易に親液性領域とすることが可能となり、この部分に、例えば上記カラーフィルタであれば着色層形成用塗工液を付着させることにより、容易に着色層を有するカラーフィルタを形成することができる。したがって、効率的にカラーフィルタを製造でき、コスト的に有利となる。

ここで、親支性領域とは、上述したように所定の液体に対して接触角が小さい領域であり、パターン形成用の塗工液、例えばカラーフィルタ用の着色層形成用塗工液等に対する濡れ性の良好な領域をいうこととする。また、撥液性領域とは、液体の接触角が大きい領域であり、パターン形成用の塗工液、例えばカラーフィルタ用の着色層形成用塗工液等に対する濡れ性が悪い領域をいうこととする。本実施態様に用いられる濡れ性変化層表面に形成される撥液性領域および親液性領域の濡れ性としては、以下の範囲であることが好ましい。すなわち撥液性領域においては、表面張力 4 O mN/mの液体との接触角が 1 0 ° 以上、好ましくは表面張力 3 O mNZmの液体との接触角が 1 0 ° 以上、特に表面張力 2 O mN

/mの液体との接触角が 1 0 ° 以上であることが好ましレ、。これは、撥液性領域、すなわち露光していない部分は、本実施態様においては撥液性が要求される部分であることから、液体との接触角が小さい場合は、撥液性が十分でなく、塗工液等が残存する可能性が生じるため好ましくないからである。

また、濡れ†生変化層表面上の親液性領域は、表面張力 4 O mN/mの液体との接触角が 9 ° 以下、好ましくは表面張力 5 O mNZmの液体との接触角が 1 0 ° 以下、特に表面張力 6 O mNZmの液体との接触角が 1 0 ° 以下であることが好ましい。親液性領域における液体との接触角が高いと、この部分での塗工液等の広がりが劣る可能性があるからである。

なお、本実施態様における接触角は、種々の表面張力を有する液体との接触角を接触角測定器（協和界面科学（株）製 C A— Z型）を用いて測定（マイクロシリンジから液滴を滴下して 3 0秒後）し、その結果から、もしくはその結果をグラフにして得たものである。また、この測定に際して、種々の表面張力を有する液体としては、純正化学株式会社製のぬれ指数標準液を用いた。

本実施態様に用いられる濡れ性変化層は、上述したように表面の濡れ性が光触媒の作用により変化し得る材料で形成されたものであれば特に限定されるものではなく、例えば後述するように基板上に塗布されるものであってもよいが、そのもの自体が自己支持性を有するもの、例えばフィルム状のものを用いることも可能である。

なお、本実施態様でいう自己支持性を有するとは、他の支持材無しで有形な状態で存在し得ることをいうこととする。

このような本実施態様に用いられる濡れ性変化層の材料として、具体的には、光触媒含有層をその表面に接触させてエネルギーを照射させることにより、その後塗布するパターン形成用の塗工液が有する表面張力と同等の表面張力の液体に対する接触角が、少なくとも 1 ° 以上、好ましくは 5 ° 特に 1 0 ° 以上変化する材料を挙げることができる。このような材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリプ口ピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリビニノレフ口ライド、ァセタール樹脂、ナイロン、 ABS、 PTFE、メタクリル樹脂、フエノール樹脂、ポリ弗化ビ -リデン、ポリオキシメチレン、ポリビュルアルコール、ポリ塩化ビュル、ポリエチレンテレフタレート、シリコーン等を挙げることができる。

一方、基材上に塗布して濡れ性変化層とする材料としては、上述した濡れ性変化層の特性、すなわち露光により接触もしくは近傍に配置される光触媒処理層中の光触媒の作用により濡れ性が変化する材料で、かつ光触媒の作用により劣化、分解しにくい主鎖を有するものであれば、特に限定されるものではない。

具体的には、（1 ) ゾルゲル反応等によりクロ口またはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサン、（2 ) 撥水牲ゃ撥油性に優れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等のオルガノポリシロキサンを挙げることができる。

上記の（ 1 ) の場合、一般式：

Y _n S i X _{( 4}— _{n )}

(ここで、 Yはアルキル基、フルォロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フエ二ル基またはエポキシ基を示し、 Xはアルコキシル基、ァセチル基またはハロゲンを示す。 nは 0〜 3までの整数である。）

で示される珪素化合物の 1種または 2種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。なお、ここで Y で示される基の炭素数は 1〜2 0の範囲内であることが好ましく、また、 Xで示されるアルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。また、特にフルォロアルキル基を含有するポリシロキサンが好ましく用いることができ、一般にフッ素系シランカツプリング剤として知られたものを使用することができる。

具体的な材料等に関しては、本発明者等の出願に係る特開 2 0 0 0— 2 4 9 8 2 1公報に詳細に記載されている。

また、上記の（2 ) の反応性シリコーンとしては、下記一般式で表される骨格をもつ化合物を挙げることができる。

ただし、 nは 2以上の整数であり、 R ¹ , R ²はそれぞれ炭素数 1〜1 0の置換もしくは非置換のアルキル、アルケニル、ァリールあるいはシァノアルキル基であり、モル比で全体の 4 0 %以下がビエル、フエニル、ハロゲン化フエニルである。また、 R R ²がメチル基のものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、モル比でメチル基が 6 0 %以上であることが好ましい。また、鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に少なくとも 1個以上の水酸基等の反応性基を有する。また、上記のオルガノポリシロキサンとともに、ジメチルポリシロキサンのような架橋反応をしない安定なオルガノシリコーン化合物を混合してもよい。

このような濡れ性変化層は、上述した成分を必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を基板上に塗布することにより形成することができる。本実施態様において、この濡れ性変化層の厚みは、光触媒による濡れ性の変化速度等の関係より、 0 . 0 0 1 /x mから 1 /i mであることが好ましく、特に好ましくは 0 . 0 1〜0 . l // mの範囲内である。

本実施態様において上述した成分の濡れ性変化層を用いることにより、接触して、もしくは所定の間隔をおいて配置された光触媒処理層中の光触媒の作用により、上會己成分の一部である有機基や添加剤の酸化、分解等の作用を用いて、露光部の濡れ性を変化させて親液性とし、非露光部との濡れ性に大きな差を生じさせることができる。よって、機能性部用組成物、例えば着色層形成用塗工液等との受容性（親液性）および反撥性（撥液性）を高めることによって、品質の良好でかつコスト的にも有利なカラーフィルタ等とすることができる。

このような濡れ性変化層上に親液性領域およぴ撥液性領域とからなる濡れ性パターンを形成する方法は、上述したように光触媒処理層と接触させてパターン露光することによるものである。

この光触媒処理層としては、後述する光触媒含有層を好適に用いることができるが本実施態様はこれに限定されるものではなく、例えば真空製膜法等により光触媒のみから形成された層であってもよい。なお、用いる光触媒の種類は、後述する第 2実施態様で用いられるものを用いることができる。

また、この接触の態様も、実際に接触させてもよく、また、 2 0 0 / m以下、特に 0 . 2 μ m〜 1 0 / mの範囲内、中でも 1 μ m〜 5 μ mの範囲内の空隙を、上記濡れ性変化層と光触媒処理層との間に形成し、この状態で露光するようにしてもよい。

( 2 ) 第 2実施態様

本実施態様においては、濡れ性可変層が光触媒とパインダと力らなる光触媒含有層である態様である。

この光触媒含有層上の親液性領域おょぴ撥液性領域の定義および濡れ性の範囲等に関しては、上記第 1実施態様の項での説明と同様であるので、ここでの説明は省略する。

本実施態様に用いられる上記光触媒含有層は、少なくとも光触媒とバインダとから構成されている。このような層とすることにより、エネルギー照射によって光触媒の作用によりバインダ中の成分が変化することにより、臨界表面張力を高くすることが可能となり、その結果濡れ性パターンを容易に形成することができるからである。

このような光触媒含有層における、後述するような酸化チタンに代表される光触媒の作用機構は、必ずしも明確なものではないが、光の照射によって生成したキャリアが、近傍の化合物との直接反応、あるいは、酸素、水の存在下で生じた活性酸素種によって、有機物の化学構造に変化を及ぼすものと考えられている。本実施態様において濡れ性可変層として光触媒含有層を用いた場合、光触媒により、バインダの一部である有機基や添加剤の酸化、分解等の作用を用いて、ェネルギー照射部の濡れ性を変化させて親液性とし、未照射部との濡れ性に大きな差を生じさせることができる。また、本実施態様においてこのような光触媒含有層を用いた場合、この光触媒含有層が少なくとも光触媒とフッ素とを含有し、さらにこの光触媒含有層表面のフッ素含有量が、光触媒含有層に対しエネルギーを照射した際に、上記光触媒の作用によりエネルギー照射前に比較して下するように上記光触媒含有層が形成されていてもよい。

エネルギーが照射されて形成されたフッ素含有量が低い親液性領域におけるフッ素含有量は、エネルギー照射されていない部分のフッ素含有量を 100とした場合に 10以下、好ましくは 5以下、特に好ま'しくは 1以下であることが好ましい。

このような光触媒含有層中のフッ素含有量の測定は、一般的に行われている種々の方法を用いることが可能であり、例えば X線光電子分光法（X-ray Photoelectron Spectroscopy, ESCA (Electron Spectroscopy ror Chemical Analysis)とも称される。）、蛍光 X線分析法、質量分析法等の定量的に表面のフッ素の量を測定できる方法であれば特に限定されるものではな、。

本実施態様で使用する光触媒としては、光半導体として知られる例えば酸化チタン（T i 0₂) 、酸化亜鉛（Z nO) 、酸化スズ（S n0₂) 、チタン酸スト口ンチウム（S r T i 0₃) 、酸化タングステン（W0₃) 、酸化ビスマス（B i ₂ 0₃) 、および酸化鉄 (F e ₂0₃) を挙げることができ、これらから選択して 1 種または 2種以上を混合して用いることができる。

本実施態様においては、特に酸化チタンがノンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。酸ィ匕チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本実施態様ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型の酸化チタンが好ましい。アナターゼ型酸化チタンは励起波長が 380 nm以下にある。

このようなアナターゼ型酸化チタンとしては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（石原産業（株）製 STS— 02 (平均粒径 7 nm) 、石原産業（株）製 ST— K01) 、硝酸解膠型のアナターゼ型チタユアゾル（日産化学 (株）製 TA— 1 5 (平均粒径 12 nm) ) 等を挙げることができる。

光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、平均粒径は 50 nm以下が好ましく、 20 n m以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。また、光触媒の粒径が小さいほど、形成された光触媒含有層の表面粗さが小さくなるので好ましく、光触媒の粒径が 100 nmを越えると光触媒含有層の中心線平均表面粗さが粗くなり、光触媒含有層の非露光部の撥液性が低下し、また露光部の親液性の発現が不十分となるため好ましくない。

本実施態様に用いられる光触媒含有層は、上記光触媒とバインダとを主たる成分とするものである。ここで、使用するバインダは、上記濡れ性変化層の項で説明した、基材上に塗布する態様のものと同様であるので、ここでの説明は省略する。

本実施態様において光触媒含有層には上記の光触媒、バインダの他に、界面活性剤を含有させることができる。具体的には、日光ケミカルズ（株）製 N I KK OL BL、 BC、 BO、 B Bの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製 ZO NYL F SN、 F SO、旭硝子（株）製サーフロン S— 141、 145、大日本インキ化学工業（株）製メガファック F— 141、 144、ネオス（株）製フタージェント F— 200、 F 251、ダイキン工業（株）製ュニダイン DS— 4 01、 402、スリーェム（株）製フロラード FC— 170、 176等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることかでき、また、カチオン系界面活性剤、ァニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。

また、光触媒含有層には上記の界面活性剤の他にも、ポリビエルアルコール、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジァリルフタレート、ェチレンプロピレンジェンモノマー、エポキシ樹脂、フエノーノレ樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレン、ポリプチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニノレ、ポリエステル、ポリブタジェン、ポリベンズィミダゾール、ポリアクリル-トリル、ェピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマー等を含有させることができる。

光触媒含有層中の光触媒の含有量は、 5〜 60重量％、好ましくは 20〜 40 重量％の範囲で設定することができる。また、光触媒含有層の厚みは、 0. 05 〜： L 0 μ mの範囲内が好ましい。

上記光触媒含有層は、光触媒とバインダを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を塗布することにより形成することができる。使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、デイッブコート、口一ルコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。バインダとして紫外/線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより光触媒含有層を形成することかできる。

< 6 . カラーフィルタの製造方法 >

最後に、本発明のカラーフィルタの製造方法について説明する。図 9に、カラ一フィルタの製造工程の一例を示す。

図 9 (A) に示すように、ガラス等の透明基板 4 1 0の上に、ブラックマトリックス 4 2 0を形成する。次いで、図 9 ( B ) に示すように光触媒含有層形成用塗工液をスピンコート法等により塗布し、硬化させることにより光触媒含有層 4 3 0を形成する。そして、着色層が形成される領域に、パターン状に紫外光が照射されるように、光源（図示略）と光触媒含有層 4 3 0との間にフォトマスク M を配置し、光源から光を照射する。これにより、光触媒含有層 4 3 0のうち、光が照射された部分が親液性領域 4 3 1となる一方、光が照射されなかった部分が撥水性領域 4 3 2となる。

これらの工程は、吐出システム 1に用いる基板 4 0 0を製造するための工程であって、基板調整処理と呼ばれる。図 9 (D) に示す工程では、こうして製造した基板 4 0 0を製造装置 U 3のステージ 3 5 0の上に载置して、ピエゾ駆動型へッドュニット 3 0 0から着色層を形成するための液滴を吐出して着色層を形成する。この際、各ピエゾ駆動型ヘッド H I〜H nから吐出する液滴は、必要に応じて間引くので、ピエゾ駆動型ヘッド H l〜H nの吐出量が相違しても均一でムラのないカラーフィルタを製造することが可能となる。

上記カラーフィルタの製造方法の一例においては、上記パターン形成体の製造方法における第 2実施態様である光触媒含有層を用いた例を示したが、本発明においては、上記第 1実施態様で示される濡れ性変化層を用いた態様であってもよい。

上記着色層を形成するための着色層形成用塗工液としては、インクジエツト装置で塗布することができる着色層形成用塗工液であれば特に限定されるものではない。また上記ブラックマトリックスも通常用いられているクロム等の金属薄膜や遮光性の樹脂等が用いられる。

本発明のカラーフィルタの製造方法においては、その他、必要に応じて透明電極層の形成や保護層の形成等の工程が行われてカラーフィルタが製造される。

< 7 . 変形例 >

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態は例示であり、例えば、以下に述べる変形が可能である。また、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

( 1 ) 上述した各実施形態のインクジェット装置は、カラーフィルタの製造装置の一部として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、紙等の記録媒体にィンクを吐出して印刷を行うプリンタ装置に適用可能であることは勿論である。

( 2 ) 上述した各実施形態にあっては、ピエゾ駆動型ヘッド H I〜H nを用いてインクの吐出を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、ノズル中のヒータを加熱することにより泡を生成しこの泡によりインクを押し出すサーマノレインクジェット方式のヘッドを用いてもよい。

[実施例]

(透明基板上への親液性パターンの形成）

300 X 400ramの無アルカリガラス基板上に光触媒おょぴバインダを含有する光触媒含有層を形成した。この状態で、濡れ性可変層は撥インキ性を有した。紫外 ί泉を開口部 90 / mX 200, 000 m、 100 ^ mピッチで 1024本のライン状のマスクパターンを介して照射したところ、光触媒含有層上に同ピッチの親液性のラインパターンが形成された。

(ィンクジェット吐出量の確認） 128個の吐出穴を有するピエゾ駆動式インクジエツトへッドを用意し、各吐出穴から吐出されるインクドロップの体積を計測したところ平均 20pLZdrop、最小 18_PLZdrop、最大 22pLZdropであった。すなわち平均吐出量に対し、 ± 10%のばらつきがあることを確認した。

(Bitma 作製）

カラーフィルタ作製に必要な吐出量をドロップ量で計算したところ、吐出量の最も少ない吐出穴からの吐出にて 1ラインあたり 9000drop必要であることがわかった。よって 1ラインあたり 9000 ドット、 1024ライン分の Bitmapデータを作成した。デフォルトとして、 1ライン 9000 ドット中の 90%のドットを「1」、残り 10%割のドットを「0」とした。

(Bitmap調整）

インクジエツトの各吐出穴からの吐出量に合わせ、全ラインの Bitmapデータを調整した。例えば吐出量平均値より 5%少ない吐出穴に相当するラインのデータは、「1」とするドットを 5 %増加し、吐出量平均値より 8 %多い吐出穴に相当に相当するラインのデータは、「1」とするドットを 8 %間引いた。

(インクジエツト塗布、カラーフィルタ作製)

上記作製の Bitmapデータに基づきインクジエツトへッドよりカラーフィ/レタ作製用ィンキを吐出させ、上記親液性パターンを有する透明基板の親液性パターンに着弾させた。着弾インキは親液性部分に均一に濡れ広がった。これを硬化、乾燥させたところ、膜厚 1 /x mのライン状のカラーフィルタを作製することができた。各ラインの膜厚差は ± 1 %以内とすることができた。

Claims

請求の範囲

1 . 複数のへッドが一体となつたへッドュュットと基板との相対的な位置を可変しながら、前記各へッドから前記基板に対して複数の液滴を吐出することによつて、前記基板にパターンを形成するパターン形成体の製造方法であって、形成すべきパターンに対応して、前記液滴が濡れ広がる親液性領域からなるパターンを前記基板表面に形成し、

前記親液性領域に着弾させる単位面積当たりの液滴量を均一化するように、前記各へッドの液滴の吐出を予め定められた規則に従って間引く

ことを特徴とするパタ一ン形成体の製造方法。

2 . 前記各へッド毎に予め定められるとともに前記液滴を着弾させる前記親液性領域上の位置を示す吐出位置情報に基づいて、記各へッドは前記液滴を吐出することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のパターン形成体の製造方法。

3 . 前記吐出位置情報は、前記液滴の吐出を間引く位置が前記親液性領域内で略均等に分散するように定めたものであることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載のパターン形成体の製造方法。

4 . 前記吐出位置情報は、前記親液性領域上に均等に位置する複数のドットのうち液滴の吐出を行うドットを指定するものであり、形成すべきパターンの体積と前記各へッドの吐出量とに基づいて定めることを特徴とする請求の範囲第 2または第 3項に記載のパターン形成体の製造方法。

5 . 前記吐出位置情報は、

前記各へッドの吐出量のうち最も小さい最小吐出量と形成すべきパターンの体積とに基づいて前記パターン内のドット数を算出し、

前記各へッドの吐出量の平均値を算出し、

前記平均値に基づいて各ドット毎に吐出の有無を定め、

前記各へッドの吐出量と前記平均値との各差分値を算出し、

前記各差分値に基づいて各ドット毎に吐出の有無を修正して生成することを特徴とする請求の範囲第 4項に記載のパターン形成体の製造方法。

6 . 前記吐出位置情報は、前記各へッドの吐出量のうち最も小さい最小吐出量と形成すべきパターンの体積とに基づいて前記パターン内のドット数を算出し、

前記各へッドの吐出量と前記最小吐出量との各差分値を算出し、

前記各差分値に基づいて各ドット毎に吐出の有無を決定したものであることを特徴とする請求の範囲第 4項に記載のパターン形成体の製造方法。

7. 前記吐出位置情報は、前記親液性領域の端部において前記液滴の吐出を間引くように定めたものであることを特徴とする請求の範囲第 2項から第 6項までのいずれかに記載のパターン形成体の製造方法。

8. 前記基板表面に形成される親液性領域からなるパターンが、エネルギーのパターン照射に伴う光触媒の作用により濡れ性を変化させることができる濡れ性可変層を用い、この濡れ性可変層上にエネルギーをパターン状に照射することにより形成するものであることを特徴とする請求の範囲第 1項から第 7項までのいずれかに記載のパターン形成体の製造方法。

9. 前記濡れ性可変層が、光触媒を含有する光触媒処理層と接触させて、もしくは 200 μ m以下の間隙をおいて配置した後、エネルギーを照射することにより濡れ性が変化する濡れ性変化層であることを特徴とする請求の範囲第 8項に記載のパターン形成体の製造方法。

10. 前記濡れ性可変層が、光触媒とバインダとからなり、エネルギーの照射に伴う光触媒の作用により液体との接触角が低下するように濡れ性が変化する光触媒含有層であることを特徴とする請求の範囲第 8項に記載のパターン形成体の製造方法。

1 1. 前記光触媒が、醱化チタン（T i 0₂) 、酸化亜鉛（Z nO) 、酸化スズ（S n〇₂) 、チタン酸ストロンチウム（S r T i 0₃) 、酸化タングステン（W ◦ ₃) 、酸化ビスマス（B i ₂0₃) 、および酸化鉄（Fe ₂0₃) から選択される 1種または 2種以上の物質であることを特徴とする請求の範囲第 9項または第 1 0項に記載のパターン形成体の製造方法。

' 1 2. 前記光触媒が酸化チタン（T i 0₂) であることを特徴とする請求の範囲第 1 1項に記載のパターン形成体の製造方法。

13. 前記濡れ性変化層もしくは前記バインダが、 Y_nS i X _{( n}) (ここで、 Yはアルキル基、フルォロアルキル基、ビエル基、アミノ基、フエニル基またはエポキシ基を示し、 Xはアルコキシル基またはハロゲンを示す。 ηは 0〜3までの整数である。）で示される珪素化合物の 1種または 2種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンを含有する層であることを特徴とする請求の範囲第 9項から第 1 2項までいずれかに記載のパターン形成体の製造方法。

1 4 . 複数のへッドが一体となったへッドュ-ットと基板との相対的な位置を可変しながら、前記各へッドから前記基板に対して複数の液滴を吐出することに ' よって、前記基板にパターンを形成するパターン製造装置において

前記基板を載置するためのステージと、

前記ステージと前記へッドュ-ットとの相対的な位置関係を調整する位置調整機構と、

前記基板に着弾させる単位面積当たりの液滴量を前記各へッド間で均一化するように、前記各へッドの液滴の吐出を予め定められた規則に従って間引きながら前記各へッドから前記液滴を吐出させる制御部と

を備えることを特徴とするパターン製造装置。

1 5 . 前記制御部は、前記各へッド毎に予め定められるとともに前記液滴を着弾させる前記基板上の位置を示す吐出位置情報を記憶する記憶部を備え、当該記憶部から読み出した前記吐出位置情報に基づいて、前記各へッドの液滴の吐出を制御することを特徴とする請求の範囲第 1 4項に記載のパターン製造装置。

1 6 . 前記吐出位置情報は、前記液滴の吐出を間引く位置が前記基板上に形成するパターン内で略均等に分散するように定めたものであることを特徴とする請求の範囲第 1 5項に記載のパターン製造装置。

1 7 . 前記へッドュ-ットは、前記各へッド毎に吐出動作を有効にするか無効にするかを設定可能な設定部を備え、

前記制御部は、前記吐出位置情報に基づいて、前記設定部を制御するための設定情報を生成して前記設定部に供給すること

を特徴とする請求の範囲第 1 4から第 1 6項のうちいずれか 1項に記載したパターン製造装置。

1 8 . 前記各ヘッドは共通のピエゾ素子を備え、前記ピエゾ素子には共通電極と前記各へッドに各々対応する個別電極とが形成されており、

前記制御部は、前記各へッドに共通の駆動パルスを生成して前記共通電極に供給する駆動パルス生成部を備え、

前記設定部は、前記設定情報に基づいて、前記各個別電極を接地するか開放かを制御する

ことを特徴とする請求の範囲第 1 7項に記載のパターン製造装置。

1 9 . 請求の範囲第 1項から第 1 3項までのいずれかに記載のパターン形成体の製造方法を用いて着色層形成用塗工液からなるパターンを形成し、次いで、これを硬化させて着色層を形成する工程を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。