表示装置用基板及びその製造方法並びに表示装置
【課題】 インクジェット法等の塗布法による液状材料を用いた色層の形成に際し、簡易な工程で、液状材料中の成分が充填されない領域の発生を抑制でき、良好な表示品位が実現できる表示装置用基板及びその製造方法並びに表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 基板の主面上に、樹脂材料からなるバンクと、上記バンクによって囲まれた複数の絵素領域に配置された色層とを備えた表示装置用基板であって、上記色層は、液状材料から形成され、上記バンクは、上記液状材料中の成分を含有する含浸領域を備える表示装置用基板である。
【解決手段】 基板の主面上に、樹脂材料からなるバンクと、上記バンクによって囲まれた複数の絵素領域に配置された色層とを備えた表示装置用基板であって、上記色層は、液状材料から形成され、上記バンクは、上記液状材料中の成分を含有する含浸領域を備える表示装置用基板である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置用基板及びその製造方法並びに表示装置に関する。より詳しくは、カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板や有機エレクトロルミネセンス表示装置等に用いられる基板として好適な表示装置用基板及びその製造方法並びに表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ＴＶの市場の拡大に伴い、液晶ディスプレイ、とりわけカラー液晶ディスプレイの需要が増加している。このカラー液晶ディスプレイについて、今後のより一層の普及を図るために、製造コストを低減することが求められており、特に安価なカラーフィルタ基板（ＣＦ基板）が求められている。これに対して、ＣＦ基板におけるＣＦ（色層）の形成方法として、材料の使用量を低減できることから、インクジェット法の適用が検討されている。
【０００３】
インクジェット法によるＣＦ基板の形成方法の一例について、以下に、図６を用いて説明する。図６は、インクジェット印刷装置を用いた基板へのインクの塗布を説明するための断面模式図である。図６において、ＣＦを形成するためのガラス基板５０には、その主面上に、バンク５１と呼ばれる仕切壁（混色防止壁）が格子状に形成されており、バンク５１によって複数の絵素領域が区画される。ここでは、赤色（Ｒ）のＣＦが設けられる絵素領域６０ａ、緑色（Ｇ）のＣＦが設けられる絵素領域６０ｂ、及び、青色（Ｂ）のＣＦが設けられる絵素領域６０ｃを例に挙げて説明する。
【０００４】
上記のように構成されたガラス基板５０には、塗布されるインク材料の塗り分けのために、バンク５１は撥水性を有し、絵素領域６０ａ〜６０ｃの開口部分は親水性を有するように、前処理が施される。
【０００５】
インクジェット印刷装置４０は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色のインクを塗布（吐出）するためのノズル４１ａ〜４１ｃを備え、絵素領域６０ａ〜６０ｃと対向するように配置される。そして、ノズル４１ａ〜４１ｃから赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色のインクが吐出されると、インクの液滴４３ａ〜４３ｃは、矢印Ａ方向に落下して各絵素領域６０ａ〜６０ｃに広がる。これにより、ガラス基板５０にはインク層５３ａ〜５３ｃが形成され、焼成処理によりインク層５３ａ〜５３ｃが硬化してＣＦとなる。このような方法によるＣＦの形成は、フォトリソグラフィ技術を用いないことから、コストが低いというメリットがある。
【０００６】
しかしながら、上記の方法によって形成されたＣＦは、その膜厚が均一にならないために、光抜けを生じることがある。特に、長方形の絵素領域では、この傾向が顕著である。この理由について、図７を用いて説明する。図７（ａ）は、絵素領域６０ａ〜６０ｃの平面模式図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＡ−Ｂ線に沿う断面模式図、図７（ｃ）は、図７（ａ）におけるＣ−Ｄ線に沿う断面模式図である。
【０００７】
インク層５３ａ〜５３ｃは、液状材料からなる。そのため、インク自身が有する表面張力による影響と、撥水性を有するバンク５１に弾かれる影響とによって、バンク５１の付近では膜厚が薄くなり、絵素領域６０ａ〜６０ｃの中心部付近では膜厚が厚くなる。これにより、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、絵素領域６０ａ〜６０ｃの中央部付近では、インク層５３ａ〜５３ｃは、充分な膜厚を確保できておりインクの塗布が良好に行われているが、図７（ａ）、（ｃ）に示すように、絵素領域６０ａ〜６０ｃの周辺部では充分な膜厚を確保できず、場合によってはインクが塗布されていない領域５５が生じることもある。これにより、絵素領域６０ａ〜６０ｃ内で色濃度のムラを生じ、表示画像の表示品位が低下することがあった。なお、図７（ｃ）において、白抜きの矢印は、光抜けが起こる様子を示している。
【０００８】
このような光抜けを抑制するためには、図８（ａ）に示すように、インクの液滴量を増やしてバンク５１上に乗り上げるようにすることが考えられるが、インクの液滴量を増やすと、図８（ｂ）に示すように、隣接する絵素間でインクの液滴同士が混ざり合う混合領域５４が生じて、混色が発生する可能性がある。
【０００９】
そこで、矩形の絵素領域内において膜厚が薄くなる領域を塞ぐように、絵素領域内の隅の部分のバンクの形状を面取りすることで、矩形絵素の四隅などからの極端な光抜けを防ぐ方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）しかしながらこの方法では、光抜けを低減することはできるものの、絵素領域が小さくなるため、開口率を向上させるうえで更なる工夫の余地があった。
【００１０】
また、有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）表示装置において、インクを逃がすための溝や孔をバンクに形成することで、インクの断面形状を平坦化するような力を生じさせる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながらこの方法では、溝や孔等を形成するための加工処理が必要となるため、工程が煩雑となる。また、バンクは遮光部としても働くため、溝や孔等を形成することで遮光すべき光が透過することもあり、この方法を液晶表示パネルに適用した場合には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の遮光不良による動作不良、液晶駆動領域外の部分からの光漏れ、ＴＦＴ基板の金属配線からの外光反射等を生じて、表示品位の低下を招くことになる。
【００１１】
また、塗布されたインクの表面に平坦化処理を施して膜厚の均一なＣＦを得る方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。しかしながらこの方法では、加圧ロール等を用いた加圧、ブレード等による表面の掻き取り、カッター等による表面の切り取り等によってＣＦ表面の平坦化処理を行っているため工程が煩雑であり、またＣＦ基板の表面が劣化する恐れもある。
【００１２】
更に、バンクとインク材料との接触角を規定することにより、絵素領域に塗布されたインク材料がバンクを乗り越えて混色することを防ぐ方法が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。この方法では、プラズマ処理等によりバンクに撥水性及び／又は親水性を付与することによって、バンクとインク材料との接触角を規定することができ、これにより混色を防止できるが、より簡易に混色を防止できるようにする工夫の余地があった。
【特許文献１】特開２００６−１６２８８１号公報
【特許文献２】特開２００７−９５６１４号公報
【特許文献３】特開２００２−１０７５２８号公報
【特許文献４】特開２００６−１６２８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、インクジェット法等の塗布法による液状材料を用いた色層の形成に際し、簡易な工程で、液状材料が充填されない領域の発生を抑制でき、良好な表示品位が実現できる表示装置用基板及びその製造方法並びに表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、インクジェット法等の塗布法による色膜の形成に際し、液状材料の未充填領域の発生を抑制できる表示装置用基板及びその製造方法について種々検討したところ、樹脂材料からなるバンクの構成にまず着目した。そして、液状材料塗布時のバンクの硬化度を液状材料を含有できる程度の硬化度に制御し、基板上に液状材料を塗布した際に液状材料をバンクに染み込ませれば、絵素領域内に液状材料が納まりやすくなるとともに、液状材料がバンクの表面で弾かれて未充填領域が発生することも解消でき、液状材料を平坦化させることができるので、表示装置に適用した際には、良好な表示品位を実現できることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
【００１５】
すなわち、本発明は、基板の主面上に、樹脂材料からなるバンクと、上記バンクによって囲まれた複数の絵素領域に配置された色層とを備えた表示装置用基板であって、上記色層は、液状材料から形成され、上記バンクは、上記液状材料中の成分を含有する含浸領域を備える表示装置用基板である。
【００１６】
本発明はまた、基板の主面上に、樹脂材料からなるバンクと、上記バンクによって囲まれた複数の絵素領域に配置された液状材料からなる色層とを備えた表示装置用基板の製造方法であって、上記バンクを形成するバンク形成工程と、上記色層を形成する色層形成工程とを有し、上記バンク形成工程は、上記基板の主面上にパターン形成された上記樹脂材料を露光する露光工程を含み、上記露光工程は、上記色層と接する部分の樹脂材料に他の部分の樹脂材料よりも硬化度の低い領域が形成されるように露光処理し、上記色層形成工程は、上記液状材料を塗布し、上記露光工程で形成された硬化度の低い樹脂材料に液状材料を染み込ませる塗布工程と、上記塗布工程後に上記液状材料を焼成して上記色層を形成する焼成工程とを含む表示装置用基板の製造方法でもある。
【００１７】
本発明は更に、上記本発明の表示装置用基板、又は、上記本発明の表示装置用基板の製造方法により製造された表示装置用基板を備える表示装置でもある。
【００１８】
以下に本発明を詳述する。
本発明において、バンクが形成されるための基板は、特に限定されるものではなく、ガラス基板、樹脂基板等の表示装置用基板として一般的に使用されているものが適用できる。基板の主面上に形成されるバンクは、樹脂材料からなるが、この樹脂材料は特に限定されるものではなく、一般的に使用されているものについて広く適用できる。バンクは、複数の絵素領域を仕切るように基板の主面に形成される。
【００１９】
バンクによって囲まれた複数の絵素領域には、液状材料が塗布されて色層が形成される。ここで、本発明に係るバンクは、上記液状材料中の成分を含有する含浸領域を備える必要がある。含浸領域は、液状材料が絵素領域の中央部だけに配置されているのではなく、バンクまで到達し、その成分がバンクに染み込むことで形成される。従来は、液状材料は、撥液性を有するバンクに弾かれるため絵素領域の中央部で盛り上がり、絵素領域の周辺部で膜厚が薄くなって、バンク近傍では液状材料の未充填領域が生じることがあった。
【００２０】
これに対し、本発明においては、液状材料がバンクに染み込んで含浸領域が形成されることから、液状材料は絵素領域の中央部からバンクの側へ流動するようになり、これにより、絵素領域において液状材料が塗布されていない領域が生じにくくなって光抜けを改善できる。また、塗布時（塗布直後）の液状材料は、膜厚の薄い部分よりも膜厚の厚い部分の方がバンクへの液状材料の染み込み量が多くなるため、バンクへの液状材料の染み込み量の制御を特に行わなくても、液状材料の膜厚の均一化を図ることができる。更に、液状材料の膜厚の均一化が図れることで、液状材料がバンクを超えて隣の絵素領域へ入りにくくなり、例えば、液状材料がカラーフィルタを形成するためのインク材料であれば、隣接する絵素間でインクの液滴同士が混ざり合う混色の発生を抑制できる。
【００２１】
上記バンクの好ましい形態としては、隣接する上記絵素領域間の中央部には、上記含浸領域が形成されていないものが挙げられる。隣接する絵素領域間の中央部とは、両側で絵素領域と接していない部分である。また、幅の狭いバンクと幅の広いバンクが基板上に混在している場合には、幅の狭い方のバンクにおける絵素領域間の中央部に上記含浸領域が形成されていないことが好ましい。また、絵素領域の形状が長方形であれば、長辺側における絵素領域間の中央部に上記含浸領域が形成されていないことが好ましい。この形態によると、バンクに染み込んだ液状材料が隣の絵素領域まで到達することを防止でき、混色の発生を効果的に抑制できる。
【００２２】
また、バンクの好ましい他の形態としては、上記絵素領域の隅部と接する領域に上記含浸領域を有するものが挙げられる。絵素領域の隅部に含浸領域が形成されるということは、絵素領域の隅部にまで充分に液状材料が行き渡っているということであり、これにより、光抜けを解消できる。
【００２３】
更に、バンクの好ましい他の形態としては、隣接する上記絵素領域間の中央部には、上記含浸領域が形成されておらず、上記絵素領域の隅部と接する領域には上記含浸領域を有するものが挙げられる。この形態によると、混色と光抜けとを抑制できる。
【００２４】
上記バンクは、全体が遮光性材料により形成されているものであることが好ましい。これにより、互いに異なる色の絵素を構成する色層同士を隔てる遮光部材（ブラックマトリクス）としてバンクを利用できる。
【００２５】
上記色層は、表示装置における色の表示に寄与するものであればよく、着色された層に限定されないが、着色透明樹脂により形成されているものは、例えば、液晶表示装置のＣＦ基板におけるＣＦ層として好適に用いられる。本発明の表示装置用基板の構成を有するＣＦ基板であれば、液状材料が各絵素領域の隅部にまで充分に行き渡ることで、光抜けを防止できる。また、上記色層は、ＥＬ層であってもよい。ＥＬ層としては、例えば、有機ＥＬ表示装置における発光層や正孔輸送層等の有機層が挙げられる。
【００２６】
本発明の表示装置用基板の構成としては、上述した特徴を備えるものであればよく、その他の構成において特に限定されるものではない。本発明の表示装置用基板がＣＦ基板であれば、例えば、基板上の絵素毎にそれぞれ赤色、緑色及び青色の３色の色層と、各色層同士を隔てるバンクとが設けられ、その上層に保護膜、対向電極、配向膜等が積層配置された基板構成を有する。
【００２７】
また、本発明の表示装置用基板の製造方法は、基板の主面上に、樹脂材料からなるバンクを形成するバンク形成工程と、バンクによって囲まれた複数の絵素領域に液状材料からなる色層を形成する色層形成工程とを有するものである。
【００２８】
上記バンク形成工程は、基板の主面上にパターン形成された樹脂材料を露光する露光工程を含む。この露光工程は、上記色層と接する部分の樹脂材料に他の部分の樹脂材料よりも硬化度の低い領域が形成されるように露光処理する。このような露光処理は、例えば、所望の場所に開口部を設けたマスクを使用して露光処理すればよいため、簡易な方法で本発明を実現できる。
【００２９】
上記色層形成工程は、上記液状材料を塗布し、上記露光工程で形成された硬化度の低い樹脂材料に液状材料を染み込ませる塗布工程と、上記塗布工程後に上記液状材料を焼成して上記色層を形成する焼成工程とを含む。上記塗布工程としては、インクジェット法等の塗布法により液状材料をバンク内に滴下するものが好ましい。
【００３０】
本発明に係る好ましい態様としては、上記焼成工程は、上記液状材料の焼成と共に上記樹脂材料の重合を行うものが挙げられる。この工程によると、樹脂材料の重合と液状材料の焼成とを一度に行えるため、製造工程の簡略化が図れる。
【００３１】
また、本発明に係る好ましい態様としては、上記露光工程は、隣接する上記絵素領域間において、上記絵素領域間の中央部の硬化度が周辺部の硬化度よりも高くなるように上記樹脂材料に露光処理を行うものが挙げられる。このような露光処理は、例えば、隣接する絵素領域間において、絵素領域領域間の中央部のみが開口となったマスクを用いることにより、容易に実現できる。
【００３２】
また、本発明に係る好ましい態様として、上記露光工程は、上記絵素領域の隅部と接する領域の硬化度が他の領域の硬化度よりも低くなるように露光処理を行うものも挙げられる。このような露光処理は、絵素領域の隅部と接する領域を覆うようなマスクを用いることにより、容易に実現できる。更に、上記のように隣接する上記絵素領域間において、上記絵素領域間の中央部の硬化度が周辺部の硬化度よりも高くなり、かつ、上記絵素領域の隅部と接する領域の硬化度が他の領域の硬化度よりも低くなるように露光処理してもよい。
【００３３】
本発明の表示装置用基板の製造方法の態様としては、このような要素を必須とするものである限り、その他の工程の有無により特に限定されるものではない。
【００３４】
本発明において表示装置は、上記した本発明の表示装置用基板、又は、上記した製造方法により製造された表示装置用基板を備えるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置であることが好ましい。表示装置が液晶表示装置であれば、色層の形成にインクジェット法等の塗布法を用いて、絵素の周辺領域での光抜けが防止された高表示品位の液晶表示装置を実現できる。また、表示装置が有機ＥＬ表示装置であれば、発光層等の有機層の形成にインクジェット法等の塗布法を用いて、絵素の周辺領域での輝度ムラが防止された高表示品位の有機ＥＬ表示装置を実現できる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の表示装置用基板及びその製造方法並びに表示装置においては、バンクが、液状材料中の成分を含有する含浸領域を備えることで、インクジェット法等の塗布法による色層の形成に際し、簡易な工程で、混色を防止でき、しかも絵素領域に液状材料が充填されない領域が発生することを抑制して光抜けを防止できるため、良好な表示品位の表示装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下に実施形態を掲げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
【００３７】
実施形態１
本実施形態では、表示装置用基板がＣＦ基板である場合において、バンクを形成するための樹脂材料としてはフィルムタイプの感光性・遮光性樹脂を用い、インクジェット法により、液状材料であるインク材料を用いて色層としてのＣＦを形成する例を挙げて、図１〜図４を用いて説明する。
【００３８】
図１は、本実施形態に係るＣＦ基板の製造工程を示すフローチャート図であり、図２は、本実施形態に係るＣＦ基板の製造工程を示す断面模式図である。図１において、バンクを形成するためのバンク形成工程（ステップＳ１０）は、フィルム貼付け工程（ステップＳ１１）〜樹脂材料焼成工程（ステップＳ１６）からなり、色層を形成するための色層形成工程（ステップＳ２０）は、液状材料塗布工程（ステップＳ２１）〜液状材料焼成工程（ステップＳ２２）からなる。
【００３９】
バンク形成工程（Ｓ１０）では、まず、フィルム貼付け工程（Ｓ１１）を行う。フィルム貼付け工程（Ｓ１１）では、ガラス基板の主面上に、バンクの材料となる樹脂フィルムの貼り付けを行う。このフィルムの貼り合わせに先立って、ガラス基板の主面上に、フィルムの密着性を高めるためのシランカップリング剤を塗布して、ベーク処理を行う。ベーク処理は、約１４０〜１６０℃の温度で行うことが好ましい。
【００４０】
次いで、感光性・遮光性樹脂からなる樹脂フィルムを加熱しながらラミネート処理する。樹脂フィルムとしては、紫外線（ＵＶ）硬化性、熱硬化性、及び遮光性を有する樹脂フィルムが好適に使用できる。樹脂フィルムの膜厚は、後述する色層形成工程（Ｓ２０）において、隣接する絵素との混色が起きない程度の厚みであって、色層の仕上がり膜厚と比べて著しく厚くならない程度の膜厚に設定される。例えば、色層の仕上がり膜厚が約２μｍである場合には、樹脂フィルムは、１．５〜２．５μｍ程度の膜厚とする。また、ラミネート処理は、約８０〜１６０℃で行うことが好ましい。ラミネート処理により、図２（ａ）に示すように、ガラス基板２０の主面上には樹脂層２１が形成される。
【００４１】
次いで、第１の露光工程（Ｓ１２）を行う。この工程では、図２（ｂ）に示すように、樹脂層２１の上部に、所望のバンクパターンに対応する開口部２２ａが形成された第１のマスク２２を配置し、この第１のマスク２２を介してＵＶ光２３を照射する。この工程でのＵＶ照射は、樹脂層２１が完全には硬化しない程度に行う。これは、後述する色層形成工程（Ｓ２０）において、所望の領域における樹脂にインク材料を染み込ませて含浸領域を形成するためである。第１の露光工程（Ｓ１２）における樹脂材料の硬化度は、樹脂材料やインク材料の材質・組み合わせ、絵素領域の形状等によって適宜設定されるものであるが、バンクとしての形状を維持できる程度の硬化度とする。ＵＶ照射としては、例えば、波長３６５ｎｍの光を含むＵＶ光２３を、５０〜２００ｍＪ／ｃｍ２（検出波長：３６５ｎｍ）の強さで樹脂層２１に照射するものが挙げられる。
【００４２】
次いで、現像（パターン形成）工程（Ｓ１３）が行われる。現像処理により、図２（ｃ）に示すように、ガラス基板２０の主面上には、所望のパターンを有するバンク１３ａが形成される。
【００４３】
次いで、撥液・親液処理工程（Ｓ１４）が行われる。この工程では、絵素領域に塗布するインク材料の塗り分けのために、絵素の開口領域、すなわちガラス基板２０の主面は親液性となり、バンク１３ａは撥液性を示すように、前処理を行う。このような前処理としては、例えば、親液性を付与するための酸素プラズマ処理等によるアッシング処理や、撥液性を付与するためのＣＦ４プラズマ処理等のフッ素プラズマ処理等が挙げられる。
【００４４】
ここで、本発明においては、バンク１３ａには混色を防止するために撥液性を付与することが好ましい。これは、塗布されたインク材料がバンク１３ａの上部を乗り越えて隣の絵素領域のインク材料と混ざり合い混色が発生するのを防止するためである。一方で、バンク１３ａには、インク材料を染み込ませて含浸領域を形成する必要がある。したがって、フッ素プラズマ処理は、バンク１３ａの上部において特に撥液性を発現し、バンク１３ａの側面は、含浸領域の形成箇所等に応じて処理すれば良い。なお、フッ素プラズマ処理において、容易にバンクの上部側のみに撥液性を発現させるバンクの構造としては、幅方向の断面形状が逆テーパ形状のテーパ面（側面）を有するものが挙げられる。
【００４５】
フッ素プラズマ処理は、真空排気系のドライエッチング装置や大気圧プラズマ装置等を用いて行うことができる。真空排気系のドライエッチング装置を用いたプラズマ処理であれば、ＣＦ４／Ｏ２＝２４０〜３００ｓｃｃｍ／０〜６０ｓｃｃｍ、２０〜１００ｓｅｃ、２５℃（室温で処理）の処理条件が好適である。大気圧プラズマ装置を用いたプラズマ処理であれば、ダイレクトタイプのプラズマ装置が好ましく、ＣＦ４／Ｎ２＝１５〜２０ｓｌｍ／６５〜７５ｓｌｍ、３．０〜３．６ＫＶＡ、搬送速度０．５〜３ｍ／ｍｉｎ、温度２５〜３５℃の処理条件が好適である。フッ素プラズマ処理に使用するガスとしては、ＣＦ４以外にも、ＳＦ６、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６等のフッ素系ガスを用いてもよく、フッ素系ガスには、Ｏ２ガス、ＨｅやＮ２等の不活性ガスが混合されていてもよい。
【００４６】
次いで、第２の露光工程（Ｓ１５）が行われる。この工程では、バンク１３ａにインク材料の含浸領域を形成するために、図２（ｄ）に示すように、バンク１３ａが形成されたガラス基板２０の主面上に、所望のパターン形状に開口部２７ａが形成された第２のマスク２７を配置し、第２のマスク２７の上部側及びガラス基板２０の裏面側の両側からＵＶ光を照射（ポスト露光）する。これにより、バンク１３ａは、硬化度の高い領域２４ａと硬化度の低い領域２４ｂとが形成されたバンク１３ｂとなる。ここで、硬化度の高い領域２４ａにおける硬化度とは、後述する色層形成工程（Ｓ２０）において塗布されたインク材料が実質的に染み込まない程度の硬化度をいい、硬化度の低い領域２４ｂにおける硬化度とは、インク材料を含浸できる程度の硬化度をいう。
【００４７】
第２のマスク２７は、図３（ａ）に示すように、隣接する絵素領域間において、絵素領域間の中央部に開口部２７ａが形成されたマスクパターンを有するマスク２７を用いる。なお第２の露光工程（Ｓ１５）では、必要に応じて、ガラス基板２０の裏面側にも所望のマスクパターンを有するマスクを配置してもよい。
【００４８】
次いで、樹脂材料焼成工程（Ｓ１６）が行われる。焼成処理では、焼成中に熱収縮によりバンク１３ｂの変形が生じることを考慮して、バンク１３ｂのテーパ角が所望の値となるように温度調整する。なお、上記した樹脂材料の硬化度は、主に第２の露光工程（Ｓ１５）のＵＶ照射によって定まるが、本工程（Ｓ１６）の焼成温度によっても決まるものであり、樹脂材料とインク材料とのなじみ等を考慮して、ＵＶ照射条件・焼成温度等が定められる。
【００４９】
上記のような焼成処理を行うことで、樹脂材料は、パターン形状を安定して維持できるだけでなく、重合が進むことによって、表示パネルの形成後における樹脂材料の溶出を防ぐことができる。また、第２の露光工程（Ｓ１５）及び樹脂材料焼成工程（Ｓ１６）において、ＵＶ照射・焼成処理を行うことにより、バンク１３ｂがガラス基板２０から剥がれにくくなるという効果も得られる。
【００５０】
上記のようにバンク形成工程（Ｓ１０）が行われると、引き続き、色層形成工程（Ｓ２０）が行われる。色層形成工程（Ｓ２０）では、まず、インク材料を塗布する塗布工程（Ｓ２１）が行われる。塗布工程（Ｓ２１）では、図２（ｅ）に示すように、インクジェット印刷装置２８を用いてインク材料を塗布する。インク材料とは、所望の色を発現するための顔料・染料等を溶媒に溶解・分散させた液状材料である。インク材料の組成は特に限定されるものではないが、ここでは、高分子材料を溶媒に溶かしてインク化した赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色のインクを例に挙げて説明する。インクジェット印刷装置２８は、各色のインクを吐出するノズル２８ａ〜２８ｃを備え、ノズル２８ａ〜２８ｃは、所望の絵素領域３２ａ〜３２ｃと対向するように配置される。
【００５１】
ノズル２８ａ〜２８ｃから赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色のインク材料が吐出されると、インク材料の液滴３０ａ〜３０ｃは、矢印Ａ方向に落下する。ガラス基板２０には、上記した撥液・親液処理工程（Ｓ１４）において表面処理が施されているため、インク材料の液滴３０ａ〜３０ｃは、自己パターニング現象により絵素領域３２ａ〜３２ｃ内に収納され、インク層３１ａ〜３１ｃとなる。
【００５２】
ここで、本実施形態においては、上記第２の露光工程（Ｓ１５）においてバンク１３ｂには、硬化度の低い領域２４ｂが形成されていることから、絵素領域３２ａ〜３２ｃに広がったインク材料の一部は、硬化度の低い領域２４ｂに染み込む。本実施形態においては、絵素領域３２ａ〜３２ｃを囲むバンク１３ｂの内周面全てが硬化度の低い領域２４ｂとなっていることから、滴下時には、自身が有する表面張力の影響によって絵素領域３２ａ〜３２ｃの中央部で盛り上がった球形のインク材料は、バンク１３ｂと接触した部分からバンク１３ｂに染み込んで、インク材料は中央部からバンク１３ｂの側へ向かって流れるようになる。これにより、インク材料は絵素領域３２ａ〜３２ｃ内に均一に広がる。
【００５３】
また、バンク１３ｂには、インク材料が含浸されない硬化度の高い領域２４ａが形成されているため、バンク１３ｂに含浸されたインク材料が、隣のインク材料と混色することを防止できる。更に、撥液・親液処理工程（Ｓ１４）において、バンク１３ｂの上面には強い撥液性を付与していることから、インク材料がバンク１３ｂを乗り越えて隣のインクと混色することを防止できる。
【００５４】
次いで、インク材料を焼成するための液状材料焼成工程（Ｓ２２）が行われる。液状材料焼成工程（Ｓ２２）では、焼成処理によって、図２（ｆ）に示すように、インク層３１ａ〜３１ｃが硬化してＣＦ層１３１ａ〜１３１ｃが形成されるとともに、バンク１３ｂに染み込んだインク材料も硬化する。硬化後のバンク２５は、インク材料が染み込んだ含有領域２５ａとインク材料が染み込んでいない領域２５ｂとを有する。含有領域２５ａには、インク材料中の高分子材料（顔料）が含まれており、インク材料中の溶媒は、焼成により揮発するため含まれていない。また、各バンク２５の含有領域２５ａには、赤、緑、青のいずれか単色の成分しか含まれていない。このことは、例えば、飛行時間型二次イオン質量分析装置（Ｔｉｍｅ−Ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）を用いた元素分析等により確認可能である。
【００５５】
色層形成工程（Ｓ２０）の後、共通電極（ＩＴＯ）等が形成されて、ＣＦ基板が完成する。得られたＣＦ基板の構成を図４に示す。図４（ａ）は、絵素領域３２ａ〜３２ｃの平面模式図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＡ−Ｂ線に沿う断面模式図、図４（ｃ）は、図４（ａ）におけるＣ−Ｄ線に沿う断面模式図である。図４（ａ）に示すように、各絵素領域３２ａ〜３２ｃには、隅々までインク材料が行き渡り、インク材料の未充填領域が解消されている。これにより、絵素領域３２ａ〜３２ｃの四隅からの光抜けが抑制された高表示品位のＣＦ基板を得ることができる。
【００５６】
また、バンク２５にインク材料が染み込むことで、含有領域２５ａ近傍のＣＦ層１３１ａ〜１３１ｃの膜厚が厚くなり全体として形状が平坦化される。また、絵素領域３２ａ〜３２ｃ内にインク材料が均一に広がることによっても、ＣＦ層１３１ａ〜１３１ｃの膜厚を均一にでき、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、ＣＦ層１３１ａ〜１３１ｃの断面形状を平坦化できる。更に、バンク２５の幅がインク材料の浸透する距離よりも小さい場合には、インク材料が隣の絵素の開口領域に染み出して混色することが懸念されるが、本実施形態においては、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、バンク２５には、インク材料が染み込んでいない領域２５ｂが形成されていることで、インク材料の染み込みによる隣接絵素間の混色が防止できる。
【００５７】
なお、インク材料が染み込んでもバンク２５に含まれる遮光材料の量は変わらないので、遮光性は落ちることはない。また、バンク２５を形成する樹脂材料が未重合のままでは、パネルを形成した後に樹脂材料が溶出することが懸念されるが、液状材料焼成工程（Ｓ２２）の工程において樹脂材料も重合できるため、樹脂材料の溶出を防ぐことができる。
【００５８】
上記のように、露光条件、焼成条件等を制御しつつ光重合と熱重合とを併用することで、インク材料が染み込んだ含有領域２５ａとインク材料が染み込んでいない領域２５ｂとを備えたバンク２５を形成できる。これにより、絵素領域内にインク材料を均一に塗布でき、光抜けが抑制された高色純度のＣＦ基板を作製できる。
【００５９】
なお、上記説明では、バンク２５の形成材料として、光及び熱のいずれによっても硬化可能な樹脂材料を用いた例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＵＶ硬化性及び熱硬化性の両特性を有することが好ましいが、いずれかの特性を有するものであってもよい。また、上記説明では、バンクの材料として樹脂フィルムを用いた例を挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、液体の樹脂材料についても適用可能である。液体の樹脂材料を用いる場合には、スピンコート、ダイコート又はノズルコート等の手法により、ガラス基板２０に塗布する。あるいは、液体の樹脂材料を用いて、インクジェット法等により基板に塗布してパターン形成することも可能である。この場合には、ステップＳ１２、Ｓ１３の露光・現像工程を省くことができる。
【００６０】
また、樹脂材料焼成工程（Ｓ１６）を行わずに、液状材料焼成工程（Ｓ２２）にて樹脂材料の焼成を行うことも可能である。これにより、工程の削減が図れる。
【００６１】
また、上記説明では、第２の露光工程（Ｓ１５）において図３（ａ）に示すマスクパターンを有するマスク２７を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図３（ｂ）に示すように、絵素領域の隅部と接する領域に含浸領域が形成されるようなマスクパターンを有するマスク１２７を用いてもよい。これにより、光抜けの生じやすい絵素領域の隅部においても、インク材料を塗布できる。更に、絵素領域間の中央部の硬化度が周辺部の硬化度よりも高くなり、かつ、絵素領域の隅部と接する領域の硬化度が他の領域の硬化度よりも低くなるようマスクパターンを有するマスクを用いて露光処理してもよい。
【００６２】
また、上記説明では、色層として液晶表示装置のカラーフィルタ基板におけるＣＦを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、有機ＥＬ表示装置における発光層や正孔輸送層等の有機層等が挙げられる。また、液状材料としてインク材料を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、乾燥固化させて色層を形成できる液状材料であればよい。
【００６３】
更に、上記説明では、インク材料の塗り分けのために、バンク１３ａに撥液・親液処理工程（Ｓ１４）を行う例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、撥液・親液処理は、必要に応じて行えばよい。例えば、混色の恐れの無い撥水性を持ったバンクを使用する場合には、上記のようなプラズマ処理等を行わなくてもよい。
【００６４】
実施形態２
本実施形態では、表示装置用基板が有機ＥＬ基板である場合において、バンクを形成するための樹脂材料としては感光性・遮光性樹脂を用い、インクジェット法により、正孔輸送層を形成する例を挙げて、図５を用いて説明する。ここでの有機ＥＬ基板は、トップゲート型のＴＦＴを用いたアクティブマトリクス基板上に有機ＥＬ素子を備えた構成を有する。
【００６５】
図５は、本実施形態に係る有機ＥＬ基板の製造工程を示す断面模式図である。図５（ａ）は、ＴＦＴ７０、層間絶縁膜６１、絵素電極（図示せず）等が形成されたガラス基板６０の主面上に、バンクを形成するための樹脂膜６２が形成された状態を示す。このような状態の基板を得るためには、まず、ガラス基板６０の主面上に、従来公知の手法により、複数のＴＦＴ７０を形成する。次に、ＴＦＴ７０上に、平坦化層としての機能を有する層間絶縁膜６１を形成する。層間絶縁膜６１としては、窒化シリコン膜とアクリル系樹脂層との積層で構成したものが挙げられる。
【００６６】
層間絶縁膜６１を形成した基板上に、ニッケル（Ｎｉ）等からなる絵素電極を形成し、この絵素電極を覆うように樹脂膜６２を形成する。なお、ここでは図示されていないが、絵素電極は、層間絶縁膜６１に設けたコンタクトホールを介してＴＦＴ７０のドレイン領域と接続するように設けられる。
【００６７】
次いで、図５（ｂ）に示すように、上記した実施形態１と同様に第１の露光工程（Ｓ１２）が行われ、引き続き、上記した実施形態１と同様に現像（パターン形成）工程（Ｓ１３）が行われる。これにより、図５（ｃ）に示すように、層間絶縁膜６１上に所望のパターンを有するバンク６３ａが形成される。バンク６３ａは、絵素電極のエッジ部を覆うように、各絵素毎に絵素電極を取り囲む形状となる。
【００６８】
次いで、上記した実施形態１と同様に、撥液・親液処理工程（Ｓ１４）が行われる。フッ素プラズマ処理の条件は、適宜設定すればよいが、例えば、上記実施形態１と同様の処理条件が挙げられる。
【００６９】
次いで、上記した実施形態１と同様に、図５（ｄ）に示すように第２の露光工程（Ｓ１５）が行われ、引き続き樹脂材料焼成工程（Ｓ１６）が行われる。これにより、硬化度の高い領域６４ａと硬化度の低い領域６４ｂとを備えたバンク６３ｂが形成される。ただし、第２の露光工程（Ｓ１５）は、両面露光ではなく、基板上面側からの片面露光である。
【００７０】
次いで、図５（ｅ）に示すように、上記した実施形態１と同様にインクジェット印刷装置２８を用いて液状材料を塗布する塗布工程（Ｓ２１）が行われる。この工程では、正孔輸送層の材料としてポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＳＳ）の水分散液をインクジェット印刷装置２８を用いて絵素領域に塗布する。これにより液層６５が形成される。液層６５を形成する液状材料は、バンク６３ｂの硬化度の低い領域６４ｂに染み込んで含浸領域を形成する。また、バンク６３ｂには、液状材料が染み込まない硬化度の高い領域６４ａが形成されているため、バンク６３ｂに染み込んだ水分散液が、隣の水分散液と混ざり合うことを防止できる。更に、撥液・親液処理工程（Ｓ１４）において、バンク６３ｂの上面には強い撥液性を付与していることから、水分散液がバンク６３ｂを乗り越えて隣の水分散液と混ざり合うことを防止できる。
【００７１】
次いで、上記した第１の実施形態と同様に、液状材料焼成工程（Ｓ２２）を行う。これにより、分散媒である水が乾燥除去され、図５（ｆ）に示すような正孔輸送層６６が形成されるとともに、バンク６３ｂも硬化する。硬化後のバンク８０は、正孔輸送溶液の成分を含有する含有領域７５ａと正孔輸送溶液の成分を含有しない領域７５ｂとを有する。含有領域７５ａには、正孔輸送溶液中のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳが含まれており、水は焼成により蒸発するため含まれていない。このことは、例えば飛行時間型二次イオン質量分析装置（Ｔｉｍｅ−Ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）を用いた元素分析等により確認可能である。
【００７２】
発光層についても、正孔輸送層６６と同様に、ポリフルオレン誘導体の溶液を用いてインクジェット法で塗布し乾燥することにより形成できる。そして、透光性を有する陰極として、カルシウム（Ｃａ）を含むアルミニウム（Ａｌ）を抵抗加熱蒸着し、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）をスパッタ法で形成すること等により、アクティブマトリクス基板上に有機ＥＬ素子を備えたトップエミッション型の有機ＥＬ基板が完成する。
【００７３】
本実施形態においては、隣接する絵素領域において、正孔輸送層同士及び発光層同士が混ざり合うことがなく、かつ、絵素領域の全体に正孔輸送層及び発光層が形成された有機ＥＬ基板が得られる。したがって、これを用いた有機ＥＬ装置は、絵素領域内の輝度ムラが防止された表示特性の良いものとなる。
【００７４】
なお、上記説明では、ガラス基板を用いた例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、トップエミッション型の有機ＥＬ素子の構造では、基板と反対側から光が取り出されるため基板には透光性が必要とされないことから、シリコンウェハ等の半導体基板を用いることも可能である。
【００７５】
また、上記説明では、アクティブマトリクス基板上の有機ＥＬ素子を作製する場合を例に挙げたが、パッシブマトリクス基板上の有機ＥＬ素子を作製する場合にも、本発明を同様に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施形態１に係るＣＦ基板の製造工程を示すフローチャート図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施形態１に係るＣＦ基板の製造工程を示す断面模式図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施形態１における第２の露光工程で用いたマスクの構成を示す平面模式図であり、（ｂ）は、マスクの他の例を示す平面模式図である。
【図４】（ａ）は、実施形態１のＣＦ基板における絵素の構成を示す平面模式図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＣＦ基板のＡ−Ｂ線に沿う断面模式図であり、（ｃ）は、（ａ）に示すＣＦ基板のＣ−Ｄ線に沿う断面模式図である。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施形態２に係る有機ＥＬ基板の製造工程を示す断面模式図である。
【図６】インクジェット法による従来のＣＦ基板の製造方法を説明する断面模式図である。
【図７】（ａ）は、従来のＣＦ基板の絵素の構成の一例を示す平面模式図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＣＦ基板のＡ−Ｂ線に沿う断面模式図であり、（ｃ）は、（ａ）におけるＣＦ基板のＣ−Ｄ線に沿う断面模式図である。
【図８】（ａ）は、ＣＦ基板における混色が発生していない絵素を示す断面模式図であり、（ｂ）は、混色が発生した絵素を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００７７】
１３ａ、１３ｂ、６３ａ、６３ｂ、２５、５１ バンク
２０、５０、６０ ガラス基板
２１ 樹脂層
２２ａ 開口部
２２ 第１のマスク
２３ ＵＶ光
２４ａ、６４ａ 硬化度の高い領域
２４ｂ、６４ｂ、 硬化度の低い領域
２５ｂ インク材料を含浸しない領域
２７ 第２のマスク
２７ａ 開口部
２８、４０ インクジェット印刷装置
２８ａ〜２８ｃ、４１ａ〜４１ｃ ノズル
３０ａ〜３０ｃ 液滴
３１ａ〜３１ｃ、５３ａ〜５３ｃ インク層
３２ａ〜３２ｃ、６０ａ〜６０ｃ 絵素領域
４３ａ〜４３ｃ 液滴
５４ 混合領域
５５ インクが塗布されていない領域
６１ 層間絶縁膜
６２ 樹脂膜
６５ 液層
６６ 正孔輸送層
７０ ＴＦＴ
７５ａ 含有領域
７５ｂ 液状材料を含浸しない領域
１２７ マスク
１３１ａ〜１３１ｃ ＣＦ層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置用基板及びその製造方法並びに表示装置に関する。より詳しくは、カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板や有機エレクトロルミネセンス表示装置等に用いられる基板として好適な表示装置用基板及びその製造方法並びに表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ＴＶの市場の拡大に伴い、液晶ディスプレイ、とりわけカラー液晶ディスプレイの需要が増加している。このカラー液晶ディスプレイについて、今後のより一層の普及を図るために、製造コストを低減することが求められており、特に安価なカラーフィルタ基板（ＣＦ基板）が求められている。これに対して、ＣＦ基板におけるＣＦ（色層）の形成方法として、材料の使用量を低減できることから、インクジェット法の適用が検討されている。
【０００３】
インクジェット法によるＣＦ基板の形成方法の一例について、以下に、図６を用いて説明する。図６は、インクジェット印刷装置を用いた基板へのインクの塗布を説明するための断面模式図である。図６において、ＣＦを形成するためのガラス基板５０には、その主面上に、バンク５１と呼ばれる仕切壁（混色防止壁）が格子状に形成されており、バンク５１によって複数の絵素領域が区画される。ここでは、赤色（Ｒ）のＣＦが設けられる絵素領域６０ａ、緑色（Ｇ）のＣＦが設けられる絵素領域６０ｂ、及び、青色（Ｂ）のＣＦが設けられる絵素領域６０ｃを例に挙げて説明する。
【０００４】
上記のように構成されたガラス基板５０には、塗布されるインク材料の塗り分けのために、バンク５１は撥水性を有し、絵素領域６０ａ〜６０ｃの開口部分は親水性を有するように、前処理が施される。
【０００５】
インクジェット印刷装置４０は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色のインクを塗布（吐出）するためのノズル４１ａ〜４１ｃを備え、絵素領域６０ａ〜６０ｃと対向するように配置される。そして、ノズル４１ａ〜４１ｃから赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色のインクが吐出されると、インクの液滴４３ａ〜４３ｃは、矢印Ａ方向に落下して各絵素領域６０ａ〜６０ｃに広がる。これにより、ガラス基板５０にはインク層５３ａ〜５３ｃが形成され、焼成処理によりインク層５３ａ〜５３ｃが硬化してＣＦとなる。このような方法によるＣＦの形成は、フォトリソグラフィ技術を用いないことから、コストが低いというメリットがある。
【０００６】
しかしながら、上記の方法によって形成されたＣＦは、その膜厚が均一にならないために、光抜けを生じることがある。特に、長方形の絵素領域では、この傾向が顕著である。この理由について、図７を用いて説明する。図７（ａ）は、絵素領域６０ａ〜６０ｃの平面模式図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＡ−Ｂ線に沿う断面模式図、図７（ｃ）は、図７（ａ）におけるＣ−Ｄ線に沿う断面模式図である。
【０００７】
インク層５３ａ〜５３ｃは、液状材料からなる。そのため、インク自身が有する表面張力による影響と、撥水性を有するバンク５１に弾かれる影響とによって、バンク５１の付近では膜厚が薄くなり、絵素領域６０ａ〜６０ｃの中心部付近では膜厚が厚くなる。これにより、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、絵素領域６０ａ〜６０ｃの中央部付近では、インク層５３ａ〜５３ｃは、充分な膜厚を確保できておりインクの塗布が良好に行われているが、図７（ａ）、（ｃ）に示すように、絵素領域６０ａ〜６０ｃの周辺部では充分な膜厚を確保できず、場合によってはインクが塗布されていない領域５５が生じることもある。これにより、絵素領域６０ａ〜６０ｃ内で色濃度のムラを生じ、表示画像の表示品位が低下することがあった。なお、図７（ｃ）において、白抜きの矢印は、光抜けが起こる様子を示している。
【０００８】
このような光抜けを抑制するためには、図８（ａ）に示すように、インクの液滴量を増やしてバンク５１上に乗り上げるようにすることが考えられるが、インクの液滴量を増やすと、図８（ｂ）に示すように、隣接する絵素間でインクの液滴同士が混ざり合う混合領域５４が生じて、混色が発生する可能性がある。
【０００９】
そこで、矩形の絵素領域内において膜厚が薄くなる領域を塞ぐように、絵素領域内の隅の部分のバンクの形状を面取りすることで、矩形絵素の四隅などからの極端な光抜けを防ぐ方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）しかしながらこの方法では、光抜けを低減することはできるものの、絵素領域が小さくなるため、開口率を向上させるうえで更なる工夫の余地があった。
【００１０】
また、有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）表示装置において、インクを逃がすための溝や孔をバンクに形成することで、インクの断面形状を平坦化するような力を生じさせる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながらこの方法では、溝や孔等を形成するための加工処理が必要となるため、工程が煩雑となる。また、バンクは遮光部としても働くため、溝や孔等を形成することで遮光すべき光が透過することもあり、この方法を液晶表示パネルに適用した場合には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の遮光不良による動作不良、液晶駆動領域外の部分からの光漏れ、ＴＦＴ基板の金属配線からの外光反射等を生じて、表示品位の低下を招くことになる。
【００１１】
また、塗布されたインクの表面に平坦化処理を施して膜厚の均一なＣＦを得る方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。しかしながらこの方法では、加圧ロール等を用いた加圧、ブレード等による表面の掻き取り、カッター等による表面の切り取り等によってＣＦ表面の平坦化処理を行っているため工程が煩雑であり、またＣＦ基板の表面が劣化する恐れもある。
【００１２】
更に、バンクとインク材料との接触角を規定することにより、絵素領域に塗布されたインク材料がバンクを乗り越えて混色することを防ぐ方法が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。この方法では、プラズマ処理等によりバンクに撥水性及び／又は親水性を付与することによって、バンクとインク材料との接触角を規定することができ、これにより混色を防止できるが、より簡易に混色を防止できるようにする工夫の余地があった。
【特許文献１】特開２００６−１６２８８１号公報
【特許文献２】特開２００７−９５６１４号公報
【特許文献３】特開２００２−１０７５２８号公報
【特許文献４】特開２００６−１６２８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、インクジェット法等の塗布法による液状材料を用いた色層の形成に際し、簡易な工程で、液状材料が充填されない領域の発生を抑制でき、良好な表示品位が実現できる表示装置用基板及びその製造方法並びに表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、インクジェット法等の塗布法による色膜の形成に際し、液状材料の未充填領域の発生を抑制できる表示装置用基板及びその製造方法について種々検討したところ、樹脂材料からなるバンクの構成にまず着目した。そして、液状材料塗布時のバンクの硬化度を液状材料を含有できる程度の硬化度に制御し、基板上に液状材料を塗布した際に液状材料をバンクに染み込ませれば、絵素領域内に液状材料が納まりやすくなるとともに、液状材料がバンクの表面で弾かれて未充填領域が発生することも解消でき、液状材料を平坦化させることができるので、表示装置に適用した際には、良好な表示品位を実現できることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
【００１５】
すなわち、本発明は、基板の主面上に、樹脂材料からなるバンクと、上記バンクによって囲まれた複数の絵素領域に配置された色層とを備えた表示装置用基板であって、上記色層は、液状材料から形成され、上記バンクは、上記液状材料中の成分を含有する含浸領域を備える表示装置用基板である。
【００１６】
本発明はまた、基板の主面上に、樹脂材料からなるバンクと、上記バンクによって囲まれた複数の絵素領域に配置された液状材料からなる色層とを備えた表示装置用基板の製造方法であって、上記バンクを形成するバンク形成工程と、上記色層を形成する色層形成工程とを有し、上記バンク形成工程は、上記基板の主面上にパターン形成された上記樹脂材料を露光する露光工程を含み、上記露光工程は、上記色層と接する部分の樹脂材料に他の部分の樹脂材料よりも硬化度の低い領域が形成されるように露光処理し、上記色層形成工程は、上記液状材料を塗布し、上記露光工程で形成された硬化度の低い樹脂材料に液状材料を染み込ませる塗布工程と、上記塗布工程後に上記液状材料を焼成して上記色層を形成する焼成工程とを含む表示装置用基板の製造方法でもある。
【００１７】
本発明は更に、上記本発明の表示装置用基板、又は、上記本発明の表示装置用基板の製造方法により製造された表示装置用基板を備える表示装置でもある。
【００１８】
以下に本発明を詳述する。
本発明において、バンクが形成されるための基板は、特に限定されるものではなく、ガラス基板、樹脂基板等の表示装置用基板として一般的に使用されているものが適用できる。基板の主面上に形成されるバンクは、樹脂材料からなるが、この樹脂材料は特に限定されるものではなく、一般的に使用されているものについて広く適用できる。バンクは、複数の絵素領域を仕切るように基板の主面に形成される。
【００１９】
バンクによって囲まれた複数の絵素領域には、液状材料が塗布されて色層が形成される。ここで、本発明に係るバンクは、上記液状材料中の成分を含有する含浸領域を備える必要がある。含浸領域は、液状材料が絵素領域の中央部だけに配置されているのではなく、バンクまで到達し、その成分がバンクに染み込むことで形成される。従来は、液状材料は、撥液性を有するバンクに弾かれるため絵素領域の中央部で盛り上がり、絵素領域の周辺部で膜厚が薄くなって、バンク近傍では液状材料の未充填領域が生じることがあった。
【００２０】
これに対し、本発明においては、液状材料がバンクに染み込んで含浸領域が形成されることから、液状材料は絵素領域の中央部からバンクの側へ流動するようになり、これにより、絵素領域において液状材料が塗布されていない領域が生じにくくなって光抜けを改善できる。また、塗布時（塗布直後）の液状材料は、膜厚の薄い部分よりも膜厚の厚い部分の方がバンクへの液状材料の染み込み量が多くなるため、バンクへの液状材料の染み込み量の制御を特に行わなくても、液状材料の膜厚の均一化を図ることができる。更に、液状材料の膜厚の均一化が図れることで、液状材料がバンクを超えて隣の絵素領域へ入りにくくなり、例えば、液状材料がカラーフィルタを形成するためのインク材料であれば、隣接する絵素間でインクの液滴同士が混ざり合う混色の発生を抑制できる。
【００２１】
上記バンクの好ましい形態としては、隣接する上記絵素領域間の中央部には、上記含浸領域が形成されていないものが挙げられる。隣接する絵素領域間の中央部とは、両側で絵素領域と接していない部分である。また、幅の狭いバンクと幅の広いバンクが基板上に混在している場合には、幅の狭い方のバンクにおける絵素領域間の中央部に上記含浸領域が形成されていないことが好ましい。また、絵素領域の形状が長方形であれば、長辺側における絵素領域間の中央部に上記含浸領域が形成されていないことが好ましい。この形態によると、バンクに染み込んだ液状材料が隣の絵素領域まで到達することを防止でき、混色の発生を効果的に抑制できる。
【００２２】
また、バンクの好ましい他の形態としては、上記絵素領域の隅部と接する領域に上記含浸領域を有するものが挙げられる。絵素領域の隅部に含浸領域が形成されるということは、絵素領域の隅部にまで充分に液状材料が行き渡っているということであり、これにより、光抜けを解消できる。
【００２３】
更に、バンクの好ましい他の形態としては、隣接する上記絵素領域間の中央部には、上記含浸領域が形成されておらず、上記絵素領域の隅部と接する領域には上記含浸領域を有するものが挙げられる。この形態によると、混色と光抜けとを抑制できる。
【００２４】
上記バンクは、全体が遮光性材料により形成されているものであることが好ましい。これにより、互いに異なる色の絵素を構成する色層同士を隔てる遮光部材（ブラックマトリクス）としてバンクを利用できる。
【００２５】
上記色層は、表示装置における色の表示に寄与するものであればよく、着色された層に限定されないが、着色透明樹脂により形成されているものは、例えば、液晶表示装置のＣＦ基板におけるＣＦ層として好適に用いられる。本発明の表示装置用基板の構成を有するＣＦ基板であれば、液状材料が各絵素領域の隅部にまで充分に行き渡ることで、光抜けを防止できる。また、上記色層は、ＥＬ層であってもよい。ＥＬ層としては、例えば、有機ＥＬ表示装置における発光層や正孔輸送層等の有機層が挙げられる。
【００２６】
本発明の表示装置用基板の構成としては、上述した特徴を備えるものであればよく、その他の構成において特に限定されるものではない。本発明の表示装置用基板がＣＦ基板であれば、例えば、基板上の絵素毎にそれぞれ赤色、緑色及び青色の３色の色層と、各色層同士を隔てるバンクとが設けられ、その上層に保護膜、対向電極、配向膜等が積層配置された基板構成を有する。
【００２７】
また、本発明の表示装置用基板の製造方法は、基板の主面上に、樹脂材料からなるバンクを形成するバンク形成工程と、バンクによって囲まれた複数の絵素領域に液状材料からなる色層を形成する色層形成工程とを有するものである。
【００２８】
上記バンク形成工程は、基板の主面上にパターン形成された樹脂材料を露光する露光工程を含む。この露光工程は、上記色層と接する部分の樹脂材料に他の部分の樹脂材料よりも硬化度の低い領域が形成されるように露光処理する。このような露光処理は、例えば、所望の場所に開口部を設けたマスクを使用して露光処理すればよいため、簡易な方法で本発明を実現できる。
【００２９】
上記色層形成工程は、上記液状材料を塗布し、上記露光工程で形成された硬化度の低い樹脂材料に液状材料を染み込ませる塗布工程と、上記塗布工程後に上記液状材料を焼成して上記色層を形成する焼成工程とを含む。上記塗布工程としては、インクジェット法等の塗布法により液状材料をバンク内に滴下するものが好ましい。
【００３０】
本発明に係る好ましい態様としては、上記焼成工程は、上記液状材料の焼成と共に上記樹脂材料の重合を行うものが挙げられる。この工程によると、樹脂材料の重合と液状材料の焼成とを一度に行えるため、製造工程の簡略化が図れる。
【００３１】
また、本発明に係る好ましい態様としては、上記露光工程は、隣接する上記絵素領域間において、上記絵素領域間の中央部の硬化度が周辺部の硬化度よりも高くなるように上記樹脂材料に露光処理を行うものが挙げられる。このような露光処理は、例えば、隣接する絵素領域間において、絵素領域領域間の中央部のみが開口となったマスクを用いることにより、容易に実現できる。
【００３２】
また、本発明に係る好ましい態様として、上記露光工程は、上記絵素領域の隅部と接する領域の硬化度が他の領域の硬化度よりも低くなるように露光処理を行うものも挙げられる。このような露光処理は、絵素領域の隅部と接する領域を覆うようなマスクを用いることにより、容易に実現できる。更に、上記のように隣接する上記絵素領域間において、上記絵素領域間の中央部の硬化度が周辺部の硬化度よりも高くなり、かつ、上記絵素領域の隅部と接する領域の硬化度が他の領域の硬化度よりも低くなるように露光処理してもよい。
【００３３】
本発明の表示装置用基板の製造方法の態様としては、このような要素を必須とするものである限り、その他の工程の有無により特に限定されるものではない。
【００３４】
本発明において表示装置は、上記した本発明の表示装置用基板、又は、上記した製造方法により製造された表示装置用基板を備えるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置であることが好ましい。表示装置が液晶表示装置であれば、色層の形成にインクジェット法等の塗布法を用いて、絵素の周辺領域での光抜けが防止された高表示品位の液晶表示装置を実現できる。また、表示装置が有機ＥＬ表示装置であれば、発光層等の有機層の形成にインクジェット法等の塗布法を用いて、絵素の周辺領域での輝度ムラが防止された高表示品位の有機ＥＬ表示装置を実現できる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の表示装置用基板及びその製造方法並びに表示装置においては、バンクが、液状材料中の成分を含有する含浸領域を備えることで、インクジェット法等の塗布法による色層の形成に際し、簡易な工程で、混色を防止でき、しかも絵素領域に液状材料が充填されない領域が発生することを抑制して光抜けを防止できるため、良好な表示品位の表示装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下に実施形態を掲げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
【００３７】
実施形態１
本実施形態では、表示装置用基板がＣＦ基板である場合において、バンクを形成するための樹脂材料としてはフィルムタイプの感光性・遮光性樹脂を用い、インクジェット法により、液状材料であるインク材料を用いて色層としてのＣＦを形成する例を挙げて、図１〜図４を用いて説明する。
【００３８】
図１は、本実施形態に係るＣＦ基板の製造工程を示すフローチャート図であり、図２は、本実施形態に係るＣＦ基板の製造工程を示す断面模式図である。図１において、バンクを形成するためのバンク形成工程（ステップＳ１０）は、フィルム貼付け工程（ステップＳ１１）〜樹脂材料焼成工程（ステップＳ１６）からなり、色層を形成するための色層形成工程（ステップＳ２０）は、液状材料塗布工程（ステップＳ２１）〜液状材料焼成工程（ステップＳ２２）からなる。
【００３９】
バンク形成工程（Ｓ１０）では、まず、フィルム貼付け工程（Ｓ１１）を行う。フィルム貼付け工程（Ｓ１１）では、ガラス基板の主面上に、バンクの材料となる樹脂フィルムの貼り付けを行う。このフィルムの貼り合わせに先立って、ガラス基板の主面上に、フィルムの密着性を高めるためのシランカップリング剤を塗布して、ベーク処理を行う。ベーク処理は、約１４０〜１６０℃の温度で行うことが好ましい。
【００４０】
次いで、感光性・遮光性樹脂からなる樹脂フィルムを加熱しながらラミネート処理する。樹脂フィルムとしては、紫外線（ＵＶ）硬化性、熱硬化性、及び遮光性を有する樹脂フィルムが好適に使用できる。樹脂フィルムの膜厚は、後述する色層形成工程（Ｓ２０）において、隣接する絵素との混色が起きない程度の厚みであって、色層の仕上がり膜厚と比べて著しく厚くならない程度の膜厚に設定される。例えば、色層の仕上がり膜厚が約２μｍである場合には、樹脂フィルムは、１．５〜２．５μｍ程度の膜厚とする。また、ラミネート処理は、約８０〜１６０℃で行うことが好ましい。ラミネート処理により、図２（ａ）に示すように、ガラス基板２０の主面上には樹脂層２１が形成される。
【００４１】
次いで、第１の露光工程（Ｓ１２）を行う。この工程では、図２（ｂ）に示すように、樹脂層２１の上部に、所望のバンクパターンに対応する開口部２２ａが形成された第１のマスク２２を配置し、この第１のマスク２２を介してＵＶ光２３を照射する。この工程でのＵＶ照射は、樹脂層２１が完全には硬化しない程度に行う。これは、後述する色層形成工程（Ｓ２０）において、所望の領域における樹脂にインク材料を染み込ませて含浸領域を形成するためである。第１の露光工程（Ｓ１２）における樹脂材料の硬化度は、樹脂材料やインク材料の材質・組み合わせ、絵素領域の形状等によって適宜設定されるものであるが、バンクとしての形状を維持できる程度の硬化度とする。ＵＶ照射としては、例えば、波長３６５ｎｍの光を含むＵＶ光２３を、５０〜２００ｍＪ／ｃｍ２（検出波長：３６５ｎｍ）の強さで樹脂層２１に照射するものが挙げられる。
【００４２】
次いで、現像（パターン形成）工程（Ｓ１３）が行われる。現像処理により、図２（ｃ）に示すように、ガラス基板２０の主面上には、所望のパターンを有するバンク１３ａが形成される。
【００４３】
次いで、撥液・親液処理工程（Ｓ１４）が行われる。この工程では、絵素領域に塗布するインク材料の塗り分けのために、絵素の開口領域、すなわちガラス基板２０の主面は親液性となり、バンク１３ａは撥液性を示すように、前処理を行う。このような前処理としては、例えば、親液性を付与するための酸素プラズマ処理等によるアッシング処理や、撥液性を付与するためのＣＦ４プラズマ処理等のフッ素プラズマ処理等が挙げられる。
【００４４】
ここで、本発明においては、バンク１３ａには混色を防止するために撥液性を付与することが好ましい。これは、塗布されたインク材料がバンク１３ａの上部を乗り越えて隣の絵素領域のインク材料と混ざり合い混色が発生するのを防止するためである。一方で、バンク１３ａには、インク材料を染み込ませて含浸領域を形成する必要がある。したがって、フッ素プラズマ処理は、バンク１３ａの上部において特に撥液性を発現し、バンク１３ａの側面は、含浸領域の形成箇所等に応じて処理すれば良い。なお、フッ素プラズマ処理において、容易にバンクの上部側のみに撥液性を発現させるバンクの構造としては、幅方向の断面形状が逆テーパ形状のテーパ面（側面）を有するものが挙げられる。
【００４５】
フッ素プラズマ処理は、真空排気系のドライエッチング装置や大気圧プラズマ装置等を用いて行うことができる。真空排気系のドライエッチング装置を用いたプラズマ処理であれば、ＣＦ４／Ｏ２＝２４０〜３００ｓｃｃｍ／０〜６０ｓｃｃｍ、２０〜１００ｓｅｃ、２５℃（室温で処理）の処理条件が好適である。大気圧プラズマ装置を用いたプラズマ処理であれば、ダイレクトタイプのプラズマ装置が好ましく、ＣＦ４／Ｎ２＝１５〜２０ｓｌｍ／６５〜７５ｓｌｍ、３．０〜３．６ＫＶＡ、搬送速度０．５〜３ｍ／ｍｉｎ、温度２５〜３５℃の処理条件が好適である。フッ素プラズマ処理に使用するガスとしては、ＣＦ４以外にも、ＳＦ６、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６等のフッ素系ガスを用いてもよく、フッ素系ガスには、Ｏ２ガス、ＨｅやＮ２等の不活性ガスが混合されていてもよい。
【００４６】
次いで、第２の露光工程（Ｓ１５）が行われる。この工程では、バンク１３ａにインク材料の含浸領域を形成するために、図２（ｄ）に示すように、バンク１３ａが形成されたガラス基板２０の主面上に、所望のパターン形状に開口部２７ａが形成された第２のマスク２７を配置し、第２のマスク２７の上部側及びガラス基板２０の裏面側の両側からＵＶ光を照射（ポスト露光）する。これにより、バンク１３ａは、硬化度の高い領域２４ａと硬化度の低い領域２４ｂとが形成されたバンク１３ｂとなる。ここで、硬化度の高い領域２４ａにおける硬化度とは、後述する色層形成工程（Ｓ２０）において塗布されたインク材料が実質的に染み込まない程度の硬化度をいい、硬化度の低い領域２４ｂにおける硬化度とは、インク材料を含浸できる程度の硬化度をいう。
【００４７】
第２のマスク２７は、図３（ａ）に示すように、隣接する絵素領域間において、絵素領域間の中央部に開口部２７ａが形成されたマスクパターンを有するマスク２７を用いる。なお第２の露光工程（Ｓ１５）では、必要に応じて、ガラス基板２０の裏面側にも所望のマスクパターンを有するマスクを配置してもよい。
【００４８】
次いで、樹脂材料焼成工程（Ｓ１６）が行われる。焼成処理では、焼成中に熱収縮によりバンク１３ｂの変形が生じることを考慮して、バンク１３ｂのテーパ角が所望の値となるように温度調整する。なお、上記した樹脂材料の硬化度は、主に第２の露光工程（Ｓ１５）のＵＶ照射によって定まるが、本工程（Ｓ１６）の焼成温度によっても決まるものであり、樹脂材料とインク材料とのなじみ等を考慮して、ＵＶ照射条件・焼成温度等が定められる。
【００４９】
上記のような焼成処理を行うことで、樹脂材料は、パターン形状を安定して維持できるだけでなく、重合が進むことによって、表示パネルの形成後における樹脂材料の溶出を防ぐことができる。また、第２の露光工程（Ｓ１５）及び樹脂材料焼成工程（Ｓ１６）において、ＵＶ照射・焼成処理を行うことにより、バンク１３ｂがガラス基板２０から剥がれにくくなるという効果も得られる。
【００５０】
上記のようにバンク形成工程（Ｓ１０）が行われると、引き続き、色層形成工程（Ｓ２０）が行われる。色層形成工程（Ｓ２０）では、まず、インク材料を塗布する塗布工程（Ｓ２１）が行われる。塗布工程（Ｓ２１）では、図２（ｅ）に示すように、インクジェット印刷装置２８を用いてインク材料を塗布する。インク材料とは、所望の色を発現するための顔料・染料等を溶媒に溶解・分散させた液状材料である。インク材料の組成は特に限定されるものではないが、ここでは、高分子材料を溶媒に溶かしてインク化した赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色のインクを例に挙げて説明する。インクジェット印刷装置２８は、各色のインクを吐出するノズル２８ａ〜２８ｃを備え、ノズル２８ａ〜２８ｃは、所望の絵素領域３２ａ〜３２ｃと対向するように配置される。
【００５１】
ノズル２８ａ〜２８ｃから赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色のインク材料が吐出されると、インク材料の液滴３０ａ〜３０ｃは、矢印Ａ方向に落下する。ガラス基板２０には、上記した撥液・親液処理工程（Ｓ１４）において表面処理が施されているため、インク材料の液滴３０ａ〜３０ｃは、自己パターニング現象により絵素領域３２ａ〜３２ｃ内に収納され、インク層３１ａ〜３１ｃとなる。
【００５２】
ここで、本実施形態においては、上記第２の露光工程（Ｓ１５）においてバンク１３ｂには、硬化度の低い領域２４ｂが形成されていることから、絵素領域３２ａ〜３２ｃに広がったインク材料の一部は、硬化度の低い領域２４ｂに染み込む。本実施形態においては、絵素領域３２ａ〜３２ｃを囲むバンク１３ｂの内周面全てが硬化度の低い領域２４ｂとなっていることから、滴下時には、自身が有する表面張力の影響によって絵素領域３２ａ〜３２ｃの中央部で盛り上がった球形のインク材料は、バンク１３ｂと接触した部分からバンク１３ｂに染み込んで、インク材料は中央部からバンク１３ｂの側へ向かって流れるようになる。これにより、インク材料は絵素領域３２ａ〜３２ｃ内に均一に広がる。
【００５３】
また、バンク１３ｂには、インク材料が含浸されない硬化度の高い領域２４ａが形成されているため、バンク１３ｂに含浸されたインク材料が、隣のインク材料と混色することを防止できる。更に、撥液・親液処理工程（Ｓ１４）において、バンク１３ｂの上面には強い撥液性を付与していることから、インク材料がバンク１３ｂを乗り越えて隣のインクと混色することを防止できる。
【００５４】
次いで、インク材料を焼成するための液状材料焼成工程（Ｓ２２）が行われる。液状材料焼成工程（Ｓ２２）では、焼成処理によって、図２（ｆ）に示すように、インク層３１ａ〜３１ｃが硬化してＣＦ層１３１ａ〜１３１ｃが形成されるとともに、バンク１３ｂに染み込んだインク材料も硬化する。硬化後のバンク２５は、インク材料が染み込んだ含有領域２５ａとインク材料が染み込んでいない領域２５ｂとを有する。含有領域２５ａには、インク材料中の高分子材料（顔料）が含まれており、インク材料中の溶媒は、焼成により揮発するため含まれていない。また、各バンク２５の含有領域２５ａには、赤、緑、青のいずれか単色の成分しか含まれていない。このことは、例えば、飛行時間型二次イオン質量分析装置（Ｔｉｍｅ−Ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）を用いた元素分析等により確認可能である。
【００５５】
色層形成工程（Ｓ２０）の後、共通電極（ＩＴＯ）等が形成されて、ＣＦ基板が完成する。得られたＣＦ基板の構成を図４に示す。図４（ａ）は、絵素領域３２ａ〜３２ｃの平面模式図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＡ−Ｂ線に沿う断面模式図、図４（ｃ）は、図４（ａ）におけるＣ−Ｄ線に沿う断面模式図である。図４（ａ）に示すように、各絵素領域３２ａ〜３２ｃには、隅々までインク材料が行き渡り、インク材料の未充填領域が解消されている。これにより、絵素領域３２ａ〜３２ｃの四隅からの光抜けが抑制された高表示品位のＣＦ基板を得ることができる。
【００５６】
また、バンク２５にインク材料が染み込むことで、含有領域２５ａ近傍のＣＦ層１３１ａ〜１３１ｃの膜厚が厚くなり全体として形状が平坦化される。また、絵素領域３２ａ〜３２ｃ内にインク材料が均一に広がることによっても、ＣＦ層１３１ａ〜１３１ｃの膜厚を均一にでき、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、ＣＦ層１３１ａ〜１３１ｃの断面形状を平坦化できる。更に、バンク２５の幅がインク材料の浸透する距離よりも小さい場合には、インク材料が隣の絵素の開口領域に染み出して混色することが懸念されるが、本実施形態においては、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、バンク２５には、インク材料が染み込んでいない領域２５ｂが形成されていることで、インク材料の染み込みによる隣接絵素間の混色が防止できる。
【００５７】
なお、インク材料が染み込んでもバンク２５に含まれる遮光材料の量は変わらないので、遮光性は落ちることはない。また、バンク２５を形成する樹脂材料が未重合のままでは、パネルを形成した後に樹脂材料が溶出することが懸念されるが、液状材料焼成工程（Ｓ２２）の工程において樹脂材料も重合できるため、樹脂材料の溶出を防ぐことができる。
【００５８】
上記のように、露光条件、焼成条件等を制御しつつ光重合と熱重合とを併用することで、インク材料が染み込んだ含有領域２５ａとインク材料が染み込んでいない領域２５ｂとを備えたバンク２５を形成できる。これにより、絵素領域内にインク材料を均一に塗布でき、光抜けが抑制された高色純度のＣＦ基板を作製できる。
【００５９】
なお、上記説明では、バンク２５の形成材料として、光及び熱のいずれによっても硬化可能な樹脂材料を用いた例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＵＶ硬化性及び熱硬化性の両特性を有することが好ましいが、いずれかの特性を有するものであってもよい。また、上記説明では、バンクの材料として樹脂フィルムを用いた例を挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、液体の樹脂材料についても適用可能である。液体の樹脂材料を用いる場合には、スピンコート、ダイコート又はノズルコート等の手法により、ガラス基板２０に塗布する。あるいは、液体の樹脂材料を用いて、インクジェット法等により基板に塗布してパターン形成することも可能である。この場合には、ステップＳ１２、Ｓ１３の露光・現像工程を省くことができる。
【００６０】
また、樹脂材料焼成工程（Ｓ１６）を行わずに、液状材料焼成工程（Ｓ２２）にて樹脂材料の焼成を行うことも可能である。これにより、工程の削減が図れる。
【００６１】
また、上記説明では、第２の露光工程（Ｓ１５）において図３（ａ）に示すマスクパターンを有するマスク２７を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図３（ｂ）に示すように、絵素領域の隅部と接する領域に含浸領域が形成されるようなマスクパターンを有するマスク１２７を用いてもよい。これにより、光抜けの生じやすい絵素領域の隅部においても、インク材料を塗布できる。更に、絵素領域間の中央部の硬化度が周辺部の硬化度よりも高くなり、かつ、絵素領域の隅部と接する領域の硬化度が他の領域の硬化度よりも低くなるようマスクパターンを有するマスクを用いて露光処理してもよい。
【００６２】
また、上記説明では、色層として液晶表示装置のカラーフィルタ基板におけるＣＦを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、有機ＥＬ表示装置における発光層や正孔輸送層等の有機層等が挙げられる。また、液状材料としてインク材料を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、乾燥固化させて色層を形成できる液状材料であればよい。
【００６３】
更に、上記説明では、インク材料の塗り分けのために、バンク１３ａに撥液・親液処理工程（Ｓ１４）を行う例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、撥液・親液処理は、必要に応じて行えばよい。例えば、混色の恐れの無い撥水性を持ったバンクを使用する場合には、上記のようなプラズマ処理等を行わなくてもよい。
【００６４】
実施形態２
本実施形態では、表示装置用基板が有機ＥＬ基板である場合において、バンクを形成するための樹脂材料としては感光性・遮光性樹脂を用い、インクジェット法により、正孔輸送層を形成する例を挙げて、図５を用いて説明する。ここでの有機ＥＬ基板は、トップゲート型のＴＦＴを用いたアクティブマトリクス基板上に有機ＥＬ素子を備えた構成を有する。
【００６５】
図５は、本実施形態に係る有機ＥＬ基板の製造工程を示す断面模式図である。図５（ａ）は、ＴＦＴ７０、層間絶縁膜６１、絵素電極（図示せず）等が形成されたガラス基板６０の主面上に、バンクを形成するための樹脂膜６２が形成された状態を示す。このような状態の基板を得るためには、まず、ガラス基板６０の主面上に、従来公知の手法により、複数のＴＦＴ７０を形成する。次に、ＴＦＴ７０上に、平坦化層としての機能を有する層間絶縁膜６１を形成する。層間絶縁膜６１としては、窒化シリコン膜とアクリル系樹脂層との積層で構成したものが挙げられる。
【００６６】
層間絶縁膜６１を形成した基板上に、ニッケル（Ｎｉ）等からなる絵素電極を形成し、この絵素電極を覆うように樹脂膜６２を形成する。なお、ここでは図示されていないが、絵素電極は、層間絶縁膜６１に設けたコンタクトホールを介してＴＦＴ７０のドレイン領域と接続するように設けられる。
【００６７】
次いで、図５（ｂ）に示すように、上記した実施形態１と同様に第１の露光工程（Ｓ１２）が行われ、引き続き、上記した実施形態１と同様に現像（パターン形成）工程（Ｓ１３）が行われる。これにより、図５（ｃ）に示すように、層間絶縁膜６１上に所望のパターンを有するバンク６３ａが形成される。バンク６３ａは、絵素電極のエッジ部を覆うように、各絵素毎に絵素電極を取り囲む形状となる。
【００６８】
次いで、上記した実施形態１と同様に、撥液・親液処理工程（Ｓ１４）が行われる。フッ素プラズマ処理の条件は、適宜設定すればよいが、例えば、上記実施形態１と同様の処理条件が挙げられる。
【００６９】
次いで、上記した実施形態１と同様に、図５（ｄ）に示すように第２の露光工程（Ｓ１５）が行われ、引き続き樹脂材料焼成工程（Ｓ１６）が行われる。これにより、硬化度の高い領域６４ａと硬化度の低い領域６４ｂとを備えたバンク６３ｂが形成される。ただし、第２の露光工程（Ｓ１５）は、両面露光ではなく、基板上面側からの片面露光である。
【００７０】
次いで、図５（ｅ）に示すように、上記した実施形態１と同様にインクジェット印刷装置２８を用いて液状材料を塗布する塗布工程（Ｓ２１）が行われる。この工程では、正孔輸送層の材料としてポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＳＳ）の水分散液をインクジェット印刷装置２８を用いて絵素領域に塗布する。これにより液層６５が形成される。液層６５を形成する液状材料は、バンク６３ｂの硬化度の低い領域６４ｂに染み込んで含浸領域を形成する。また、バンク６３ｂには、液状材料が染み込まない硬化度の高い領域６４ａが形成されているため、バンク６３ｂに染み込んだ水分散液が、隣の水分散液と混ざり合うことを防止できる。更に、撥液・親液処理工程（Ｓ１４）において、バンク６３ｂの上面には強い撥液性を付与していることから、水分散液がバンク６３ｂを乗り越えて隣の水分散液と混ざり合うことを防止できる。
【００７１】
次いで、上記した第１の実施形態と同様に、液状材料焼成工程（Ｓ２２）を行う。これにより、分散媒である水が乾燥除去され、図５（ｆ）に示すような正孔輸送層６６が形成されるとともに、バンク６３ｂも硬化する。硬化後のバンク８０は、正孔輸送溶液の成分を含有する含有領域７５ａと正孔輸送溶液の成分を含有しない領域７５ｂとを有する。含有領域７５ａには、正孔輸送溶液中のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳが含まれており、水は焼成により蒸発するため含まれていない。このことは、例えば飛行時間型二次イオン質量分析装置（Ｔｉｍｅ−Ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）を用いた元素分析等により確認可能である。
【００７２】
発光層についても、正孔輸送層６６と同様に、ポリフルオレン誘導体の溶液を用いてインクジェット法で塗布し乾燥することにより形成できる。そして、透光性を有する陰極として、カルシウム（Ｃａ）を含むアルミニウム（Ａｌ）を抵抗加熱蒸着し、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）をスパッタ法で形成すること等により、アクティブマトリクス基板上に有機ＥＬ素子を備えたトップエミッション型の有機ＥＬ基板が完成する。
【００７３】
本実施形態においては、隣接する絵素領域において、正孔輸送層同士及び発光層同士が混ざり合うことがなく、かつ、絵素領域の全体に正孔輸送層及び発光層が形成された有機ＥＬ基板が得られる。したがって、これを用いた有機ＥＬ装置は、絵素領域内の輝度ムラが防止された表示特性の良いものとなる。
【００７４】
なお、上記説明では、ガラス基板を用いた例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、トップエミッション型の有機ＥＬ素子の構造では、基板と反対側から光が取り出されるため基板には透光性が必要とされないことから、シリコンウェハ等の半導体基板を用いることも可能である。
【００７５】
また、上記説明では、アクティブマトリクス基板上の有機ＥＬ素子を作製する場合を例に挙げたが、パッシブマトリクス基板上の有機ＥＬ素子を作製する場合にも、本発明を同様に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施形態１に係るＣＦ基板の製造工程を示すフローチャート図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施形態１に係るＣＦ基板の製造工程を示す断面模式図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施形態１における第２の露光工程で用いたマスクの構成を示す平面模式図であり、（ｂ）は、マスクの他の例を示す平面模式図である。
【図４】（ａ）は、実施形態１のＣＦ基板における絵素の構成を示す平面模式図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＣＦ基板のＡ−Ｂ線に沿う断面模式図であり、（ｃ）は、（ａ）に示すＣＦ基板のＣ−Ｄ線に沿う断面模式図である。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施形態２に係る有機ＥＬ基板の製造工程を示す断面模式図である。
【図６】インクジェット法による従来のＣＦ基板の製造方法を説明する断面模式図である。
【図７】（ａ）は、従来のＣＦ基板の絵素の構成の一例を示す平面模式図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＣＦ基板のＡ−Ｂ線に沿う断面模式図であり、（ｃ）は、（ａ）におけるＣＦ基板のＣ−Ｄ線に沿う断面模式図である。
【図８】（ａ）は、ＣＦ基板における混色が発生していない絵素を示す断面模式図であり、（ｂ）は、混色が発生した絵素を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００７７】
１３ａ、１３ｂ、６３ａ、６３ｂ、２５、５１ バンク
２０、５０、６０ ガラス基板
２１ 樹脂層
２２ａ 開口部
２２ 第１のマスク
２３ ＵＶ光
２４ａ、６４ａ 硬化度の高い領域
２４ｂ、６４ｂ、 硬化度の低い領域
２５ｂ インク材料を含浸しない領域
２７ 第２のマスク
２７ａ 開口部
２８、４０ インクジェット印刷装置
２８ａ〜２８ｃ、４１ａ〜４１ｃ ノズル
３０ａ〜３０ｃ 液滴
３１ａ〜３１ｃ、５３ａ〜５３ｃ インク層
３２ａ〜３２ｃ、６０ａ〜６０ｃ 絵素領域
４３ａ〜４３ｃ 液滴
５４ 混合領域
５５ インクが塗布されていない領域
６１ 層間絶縁膜
６２ 樹脂膜
６５ 液層
６６ 正孔輸送層
７０ ＴＦＴ
７５ａ 含有領域
７５ｂ 液状材料を含浸しない領域
１２７ マスク
１３１ａ〜１３１ｃ ＣＦ層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の主面上に、樹脂材料からなるバンクと、該バンクによって囲まれた複数の絵素領域に配置された色層とを備えた表示装置用基板であって、
該色層は、液状材料から形成され、
該バンクは、該液状材料中の成分を含有する含浸領域を備えることを特徴とする表示装置用基板。
【請求項２】
前記バンクは、隣接する前記絵素領域間の中央部には、前記含浸領域が形成されていないことを特徴とする請求項１記載の表示装置用基板。
【請求項３】
前記バンクは、前記絵素領域の隅部と接する領域に前記含浸領域を有することを特徴とする請求項１記載の表示装置用基板。
【請求項４】
前記バンクは、隣接する前記絵素領域間の中央部には、前記含浸領域が形成されておらず、該絵素領域の隅部と接する領域には該含浸領域を有することを特徴とする請求項１記載の表示装置用基板。
【請求項５】
前記バンクは、全体が遮光性材料により形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の表示装置用基板。
【請求項６】
前記色層は、着色透明樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置用基板。
【請求項７】
前記色層は、エレクトロルミネッセンス層であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置用基板。
【請求項８】
基板の主面上に、樹脂材料からなるバンクと、該バンクによって囲まれた複数の絵素領域に配置された液状材料からなる色層とを備えた表示装置用基板の製造方法であって、
該バンクを形成するバンク形成工程と、
該色層を形成する色層形成工程とを有し、
該バンク形成工程は、
該基板の主面上にパターン形成された該樹脂材料を露光する露光工程を含み、
該露光工程は、該色層と接する部分の樹脂材料に他の部分の樹脂材料よりも硬化度の低い領域が形成されるように露光処理し、
該色層形成工程は、
該液状材料を塗布し、該露光工程で形成された硬化度の低い樹脂材料に液状材料を染み込ませる塗布工程と、
該塗布工程後に該液状材料を焼成して該色層を形成する焼成工程とを含む
ことを特徴とする表示装置用基板の製造方法。
【請求項９】
前記焼成工程は、該液状材料の焼成と共に該樹脂材料の重合を行うことを特徴とする請求項８記載の表示装置用基板の製造方法。
【請求項１０】
前記露光工程は、
隣接する前記絵素領域間の中央部の硬化度が周辺部の硬化度よりも高くなるように前記樹脂材料に露光処理を行うことを特徴とする請求項８又は９記載の表示装置用基板の製造方法。
【請求項１１】
前記露光工程は、前記絵素領域の隅部と接する領域の硬化度が他の領域の硬化度よりも低くなるように前記樹脂材料に露光処理を行うことを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の表示装置用基板の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜７のいずれかに記載の表示装置用基板、又は、請求項８〜１１のいずれかに記載の表示装置用基板の製造方法により製造された表示装置用基板を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１】
基板の主面上に、樹脂材料からなるバンクと、該バンクによって囲まれた複数の絵素領域に配置された色層とを備えた表示装置用基板であって、
該色層は、液状材料から形成され、
該バンクは、該液状材料中の成分を含有する含浸領域を備えることを特徴とする表示装置用基板。
【請求項２】
前記バンクは、隣接する前記絵素領域間の中央部には、前記含浸領域が形成されていないことを特徴とする請求項１記載の表示装置用基板。
【請求項３】
前記バンクは、前記絵素領域の隅部と接する領域に前記含浸領域を有することを特徴とする請求項１記載の表示装置用基板。
【請求項４】
前記バンクは、隣接する前記絵素領域間の中央部には、前記含浸領域が形成されておらず、該絵素領域の隅部と接する領域には該含浸領域を有することを特徴とする請求項１記載の表示装置用基板。
【請求項５】
前記バンクは、全体が遮光性材料により形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の表示装置用基板。
【請求項６】
前記色層は、着色透明樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置用基板。
【請求項７】
前記色層は、エレクトロルミネッセンス層であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置用基板。
【請求項８】
基板の主面上に、樹脂材料からなるバンクと、該バンクによって囲まれた複数の絵素領域に配置された液状材料からなる色層とを備えた表示装置用基板の製造方法であって、
該バンクを形成するバンク形成工程と、
該色層を形成する色層形成工程とを有し、
該バンク形成工程は、
該基板の主面上にパターン形成された該樹脂材料を露光する露光工程を含み、
該露光工程は、該色層と接する部分の樹脂材料に他の部分の樹脂材料よりも硬化度の低い領域が形成されるように露光処理し、
該色層形成工程は、
該液状材料を塗布し、該露光工程で形成された硬化度の低い樹脂材料に液状材料を染み込ませる塗布工程と、
該塗布工程後に該液状材料を焼成して該色層を形成する焼成工程とを含む
ことを特徴とする表示装置用基板の製造方法。
【請求項９】
前記焼成工程は、該液状材料の焼成と共に該樹脂材料の重合を行うことを特徴とする請求項８記載の表示装置用基板の製造方法。
【請求項１０】
前記露光工程は、
隣接する前記絵素領域間の中央部の硬化度が周辺部の硬化度よりも高くなるように前記樹脂材料に露光処理を行うことを特徴とする請求項８又は９記載の表示装置用基板の製造方法。
【請求項１１】
前記露光工程は、前記絵素領域の隅部と接する領域の硬化度が他の領域の硬化度よりも低くなるように前記樹脂材料に露光処理を行うことを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の表示装置用基板の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜７のいずれかに記載の表示装置用基板、又は、請求項８〜１１のいずれかに記載の表示装置用基板の製造方法により製造された表示装置用基板を備えることを特徴とする表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−４７７６４（Ｐ２０１２−４７７６４Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３２７７７（Ｐ２００８−３３２７７７）
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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