CN101226252B - 规定图案的形成方法、着色层的形成方法、电光学装置的制法 - Google Patents

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Abstract

一种规定图案的形成方法，测量使液滴弹落于在基板上竖立设置的隔墙上时的所述液滴的半径，以所述液滴的所述半径为基准，规定所述液滴在由所述隔墙所划分的液滴配置区域上的弹落目标区域，从液滴喷出部向所述弹落目标区域喷出液滴，在所述液滴配置区域形成所述规定图案。

Description

规定图案的形成方法、着色层的形成方法、电光学装置的制法
技术领域
本发明涉及规定图案的形成方法、着色层的形成方法、电光学装置的制造方法。 
背景技术
在通过液滴喷出方式(喷墨方式)制造液晶显示装置的滤色器层时，对被称作围堰(bank)的隔墙(黑矩阵)所包围的各像素连续地涂敷颜料的液滴(墨水)。 
具体而言，在基板上形成隔墙(高度为1微米左右，具有疏水性)，在其中通过喷墨式涂敷(以下称作IJ涂敷)滤色器用墨水(以下称作CF墨水)。 
但是，若为了实现足够的色浓度而涂敷大量墨水，则存在墨水从隔墙溢出并混入(混色)邻接的像素中的可能性。 
为了防止上述不良情况，如特开平11-190804号公报中公开的那样提出了在将CF墨水涂敷到由隔墙包围的区域(像素形成区域)时，根据像素形成区域的大小来规定CF墨水的液滴直径的技术。另外，如特开2005-305242号公报中公开的那样提出了根据液滴的弹落位置来改变CF墨水的液滴直径的技术。另外，如特开2001-188116号公报中公开的那样提出了一种改变喷出时刻的技术。另外，如特开2004-361491号公报中公开的那样提出了规定液滴的弹落位置的技术。 
在特开2004-361491号公报中公开的技术中，虽然降低了CF墨水从像素形成区域溢出的可能性，但存在CF墨水无法扩展到像素形成区域的每个角落而导致不匀的可能性增大的问题。 
发明内容
本发明鉴于上述情况而作出，其目的在于提供一种在向基板上的由隔墙划分的液滴配置区域喷出液滴时，能防止发生液滴溢出(混色)和不匀的规定图案的形成方法、着色层的形成方法、电光学装置的制造方法。 
本发明所涉及的规定图案的形成方法、着色层的形成方法、电光学装置的制造方法中，为了解决上述课题采用以下方案。 
第一发明是一种规定图案的形成方法，测量使液滴弹落于在基板上竖立设置的隔墙上时的所述液滴的半径，使所述液滴弹落的弹落目标区域被规定为相对于由所述隔墙所包围的区域更靠近内侧，并且所述弹落目标区域被规定为所述弹落目标区域的周缘部与所述隔墙的缘部相隔比所述液滴的半径长的距离，按照所述液滴的中心位于所述弹落目标区域内的方式从液滴喷出部向所述弹落目标区域喷出液滴，在由所述隔墙所划分的液滴配置区域形成所述规定图案。 
另外，在第一发明的规定图案的形成方法中，优选所述弹落目标区域被规定为相对于由所述隔墙所包围的区域更靠近内侧，所述弹落目标区域的周缘部与所述隔墙的缘部相隔比所述液滴的半径长的距离，并且按照所述液滴的中心位于所述弹落目标区域内的方式使所述液滴弹落。 
另外，在第一发明的规定图案的形成方法中，优选按照所述液滴的种类来规定所述弹落目标区域。 
另外，在第一发明的规定图案的形成方法中，优选分别对所述隔墙以及所述液滴配置区域实施表面处理，所述隔墙的表面处理不同于所述液滴配置区域的表面处理。 
另外，在第一发明的规定图案的形成方法中，优选对所述隔墙实施疏液处理，对所述液滴配置区域实施亲液处理。 
第二发明是一种着色层的形成方法，形成由竖立设置在基板上的隔墙所划分的多个像素部，测量使包含着色材料的液滴弹落于在所述隔墙上时的所述液滴的半径，使所述液滴弹落的弹落目标区域被规定为相对于由所述隔墙所包围的区域更靠近内侧，并且所述弹落目标区域被规定为所述弹落目标区域的周缘部与所述隔墙的缘部相隔比所述液滴的半径长的距离，按照所述液滴的中心位于所述弹落目标区域内的方式从液滴喷出部向所述弹落目标区域喷出液滴，在由所述隔墙所划分的液滴配置区域形成规定图案，从而在所述多个像素部配置所述着色层，在所述基板上形成彩色图案。 
第三发明是一种电光学装置的制造方法，该电光学装置利用透过彩色图案层的光或者从所述彩色图案层发出的光来进行彩色显示，在所述制造方法中，形成由竖立设置在基板上的隔墙所划分的多个像素部，测量使包 含着色材料的液滴弹落于在所述隔墙上时的所述液滴的半径，使所述液滴弹落的弹落目标区域被规定为相对于由所述隔墙所包围的区域更靠近内侧，并且所述弹落目标区域被规定为所述弹落目标区域的周缘部与所述隔墙的缘部相隔比所述液滴的半径长的距离，按照所述液滴的中心位于所述弹落目标区域内的方式从液滴喷出部向所述弹落目标区域喷出液滴，在由所述隔墙所划分的液滴配置区域形成规定图案，从而在所述多个像素部配置着色层，在所述基板上形成所述彩色图案层。 
附图说明
图1是表示液滴喷出装置的概略构成的立体图。 
图2是用于说明通过压电方式来喷出液体材料的原理的图。 
图3A和图3B是用于说明基板上的滤色器区域的图，图3A是表示基板上的滤色器区域的立体图，图3B是表示基板上的滤色器区域的放大俯视图。 
图4A～图4F是用于说明滤色器的制造方法的剖视图。 
图5是表示墨滴的弹落目标区域的图。 
图6是无源矩阵类型的液晶装置的侧面剖视图。 
图7A～图7D是表示具备液晶装置的电子设备例子的立体图。 
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明所涉及的规定图案的形成方法、着色层的形成方法、电光学装置的制造方法的实施方式进行说明。 
[液滴喷出装置] 
图1是表示液滴喷出装置IJ的概略构成的立体图。 
液滴喷出装置IJ具备液滴喷出头1(液滴喷出部)、X轴方向驱动轴4、Y轴方向引导轴5、控制装置CONT、工作台7、清洁机构8、基台9、加热器15。 
在以下的说明中，设X轴方向为扫描方向、与X轴方向正交的Y方向为非扫描方向。 
工作台7用来支撑作为彩色滤色器墨水的喷出对象的基板P，具备将基板P固定在基准位置的未图示的固定机构。 
液滴喷出头1是具备多个喷嘴的多喷嘴类型的液滴喷出头，并使长边方向和Y轴方向一致。多个喷嘴在Y轴方向以一定间隔排列设置在液滴喷出头1的下面。 
从液滴喷出头1的喷嘴对被工作台7支撑的基板P喷出上述的包含着 色材料的彩色滤色器墨水。 
在X轴方向驱动轴4上连接X轴方向驱动马达2。X轴方向驱动马达2是步进马达等，若从控制装置CONT供给X轴方向的驱动信号，则使X轴方向驱动轴4旋转。若X轴方向驱动轴旋转，则液滴喷出头1沿着X轴方向移动。 
Y轴方向引导轴5被固定成相对于基台9不移动。工作台7具备Y轴方向驱动马达3。Y轴方向驱动马达3是步进马达等，若从控制装置CONT供给Y轴方向的驱动信号，则工作台7沿着Y轴方向移动。 
控制装置CONT向液滴喷出头1供给彩色滤色器墨水的喷出控制用电压。另外，向X轴方向驱动马达2供给对液滴喷出头1在X轴方向的移动进行控制的驱动脉冲信号，向Y轴方向驱动马达3供给对工作台7在Y轴方向的移动进行控制的驱动脉冲信号。 
清洁机构8用来清洁液滴喷出头1。清洁机构8具备未图示的Y轴方向的驱动马达。通过该Y轴方向的驱动马达的驱动，清洁机构沿着Y轴方向引导轴5移动。通过控制装置CONT也控制清洁机构8的移动。 
液滴喷出装置IJ对支撑液滴喷出头1和基板P的工作台7进行相对扫描的同时对基板P喷出彩色滤色器墨水。液滴喷出头1的喷嘴在作为非扫描方向的Y轴方向上以一定间隔排列设置。 
另外，在图1中，液滴喷出头1虽然被配置为相对于基板P的行进方向成直角，但也可以调整液滴喷出头1的角度，与基板P的行进方向交叉。这样，通过调整液滴喷出头1的角度，从而能调节喷嘴间的间距。另外，也能够任意调节基板P和喷嘴面之间的距离。 
图2是用于说明通过压电方式来喷出液体材料的原理的图。 
与收容液体材料(彩色滤色器墨水)的液体室21邻接配置压电元件22。 
向液体室21通过液体材料供给系统23供给液体材料，液体材料供给系统23包括收容液体材料的材料槽。 
压电元件22与驱动电路24连接，通过该驱动电路24向压电元件22施加电压，通过使压电元件22变形，液体室21变形，从而从喷嘴25喷出液体材料。此时，通过使施加电压的值变化，来控制压电元件22的形变量。另外，通过使施加电压的频率变化，来控制压电元件22的形变速度。 
另外，作为液滴喷出方式，也可以采用通过对液体材料加热而产生的气泡(bubble)来喷出液体材料的气泡(thermal)方式，但由于压电方式 的液滴喷出不用对材料加热，所以存在不容易对材料组成带来影响的优点。 
[彩色滤色器的制造方法、规定图案的形成方法] 
接着，对利用了本实施方式的液滴喷出装置IJ的彩色滤色器55的制造方法的一个例子进行说明。 
图3A是表示基板P上的彩色滤色器区域51的立体图。 
图3B是表示基板P上的彩色滤色器区域51的放大俯视图。 
采用了液滴喷出装置IJ的彩色滤色器的制造方法从提高生产率的观点出发能应用于下述情况，即在长方形状的基板P上以矩阵状形成多个彩色滤色器区域51。这些彩色滤色器区域51通过在后面切断基板P，从而能用作适合于液晶显示装置的各个彩色滤色器55。 
另外，在各彩色滤色器区域51中，如图3A和图3B所示，在本实施方式中，通过以往公知的条纹式来将R墨水、G墨水以及B墨水形成并配置成规定图案。另外，作为该形成图案，除了条纹式，也可以是马赛克式或三角式或正方形式等。 
图4A～图4B是彩色滤色器55的制造方法的说明图。 
为了形成彩色滤色器区域51，首先如图4A所示，在透明的基板P的一个面形成黑矩阵52(隔墙)。在形成该黑矩阵52时，通过旋涂等的方法以规定的厚度(例如2μm左右)涂敷没有光透过性的树脂(优选黑色树脂)，利用光刻技术进行图案化。 
关于被该黑矩阵52的格子包围的最小的显示要素、即滤色器要素(filter element)53(液滴配置区域、像素部)，例如将X轴方向的宽度形成为30μm左右、Y轴方向的长度形成为100μm左右。该黑矩阵52具有足够的高度，并发挥喷出墨水时的隔墙的功能。 
接着，如图4B所示，从液滴喷出装置IJ的液滴喷出头1喷出包含作为墨水受容层的树脂组成物的墨滴54，并使其弹落在基板P上。关于喷出的墨滴54的量，是考虑了在加热工序中墨水体积减少的足够的量。具体而言，使多个约10ng/dot左右的墨滴喷出并弹落。 
接着，通过加热器15进行墨滴54的烘焙，作为如图4C所示的墨水受容层60。 
接着，如图4D所示，从液滴喷出头1喷出墨滴54R、54G、54B，并使其弹落在基板P的墨水受容层60上。关于喷出的墨滴54的量，是考虑了加热工序中墨水体积减少的足够的量。 
然后，如图4E所示，形成R着色层55R、G着色层55G、B着色层55B。在形成了R着色层55R、G着色层55G、B着色层55B后，通过加热器15烘焙着色层55R、55G、55B。 
接着，对基板P进行平坦化，且为了保护着色层55R、55G、55B，如图4F所示，形成覆盖各着色层55R、55G、55B和黑矩阵52的覆盖膜56(保护膜)。在形成该覆盖膜56的过程中，也能采用旋涂法、滚涂法、履敷法(リツピング法)等方法，但也可以与着色层55R、55G、55B的情况同样地采用液滴喷出装置IJ。 
图5是表示墨滴54弹落的弹落目标区域S1的图。 
在上述的彩色滤色器55的制造方法中，在从液滴喷出头1将墨滴54R、54G、54B喷出并使其弹落在墨水受容层60上时(图4D的情况)，按照下述来规定墨滴54R、54G、54B弹落的弹落目标区域S1。 
在基板P上，形成多个被黑矩阵52包围的滤色器要素53(液滴配置区域)。然后，在滤色器要素53上形成墨水受容层60，并实施亲液处理(表面处理)。 
另一方面，在黑矩阵52上实施疏液处理(表面处理)。 
因此，使同一体积以及同一种类的墨滴54弹落在滤色器要素53和黑矩阵52上，测量液滴的半径，比较半径，此时如图5所示，关于弹落在黑矩阵52上的墨滴54的半径ra和弹落在滤色器要素53上的墨滴54的半径rb，半径rb大于半径ra。 
在本实施方式中，以弹落在该黑矩阵52上时的墨滴54的半径ra为基准，来规定滤色器要素53上墨滴54的弹落目标区域S1。 
具体而言，弹落目标区域S1被规定在滤色器要素53的外缘(黑矩阵52的内缘)的内侧。另外，在弹落目标区域S1的周缘部50和滤色器要素53的外缘之间以比墨滴54半径长的距离设置间隔(非弹落目标区域S2)。 
墨滴54按照弹落在如上述规定的弹落目标区域S1的方式喷出。也就是说，按照墨滴54的中心54c不落在弹落目标区域S1的周缘部50与滤 色器要素53的外缘之间的间隔(非弹落目标区域S2)的方式喷出墨滴54。 
如图5所示，按照中心54c相对于区域S1与区域S2的边界更靠近内侧(滤色器要素53的中心侧)的方式弹落的墨滴54(墨滴541、542)在滤色器要素53内扩展，墨滴541、542的一部分不会上到黑矩阵52。 
认为墨滴54弹落在基板P上之前的半径比弹落在黑矩阵52上时的墨滴54的半径ra小一些。 
由此，通过使墨滴54弹落在相对于弹落目标区域S1的周缘部50更靠近滤色器要素53的中心侧(内侧)，从而能可靠地使墨滴541、542整体几乎都弹落在滤色器要素53内，该弹落目标区域S1的周缘部50与滤色器要素53的外缘(黑矩阵52的内缘)相隔的距离大于墨滴54的半径。 
假设，在飞行中的墨滴54不是球形，所以即使在墨滴54的一部分上到黑矩阵52上的情况下，在黑矩阵52以及滤色器要素53(墨水受容层60)的表面张力以及墨滴54表面张力的作用下，上到黑矩阵52上的墨滴54部分，全部被拉回到滤色器要素53内。 
由此，能避免墨水混入(混色)相邻接的滤色器要素53(墨水受容层60)内。 
另一方面，按照中心54c相对于区域S1与区域S2边界更靠近内侧的方式弹落的墨滴54(墨滴543)其一部分上到黑矩阵52并留在此处的可能性非常高。由于上到黑矩阵52的液滴量增多，所以被拉回到滤色器要素53内的可能性很低。因此，墨滴543分裂，墨滴543的一部分(飞沫)上到黑矩阵52并留在那。在最坏的情况下，上述墨滴543的一部分混入(混色)相邻接的滤色器要素53内。 
另外，虽然作为墨滴54的弹落目标区域考虑以弹落在滤色器要素53上时的墨滴54的半径rb为基准，但此时，配置在滤色器要素53和黑矩阵52的边界部分的液滴量非常少，所以难以实现在滤色器要素53内均匀且没有不匀地填满墨滴54。 
另一方面，如本发明所述，通过作为墨滴54的弹落目标区域S1以弹落在黑矩阵52上时的墨滴54的半径ra为基准，从而即使在滤色器要素53与黑矩阵52的边界部分也配置了足够的液滴量，所以滤色器要素53内均匀且没有不匀地被墨滴54填满。 
另外，弹落在黑矩阵52上时的墨滴54上时的半径ra和弹落在滤色器要素53上时的墨滴54的半径rb，可以预先通过试验求得或测量，或者也可以采用前次喷出液滴时的结果。 
另外，墨滴54的半径ra、半径rb由于根据墨水材料而会有一些不同，所以最好按照每种墨水材料(颜色)来求得半径ra、半径rb。 
当然，若黑矩阵52或滤色器要素53(墨水受容层60)的表面处理的条件等不同，则墨滴54的半径ra、半径rb也不同，所以最少按照每种处理条件来求得半径ra、半径rb。 
如以上所说明的那样，根据本发明所涉及的规定图案的形成方法，能够均匀且没有不匀地将墨滴54填充到由黑矩阵52划分的滤色器要素53内。另外，能防止墨滴54残留在黑矩阵52上、或者混入到相邻接的滤色器要素53内。 
[液晶装置、电光学装置] 
接着，表示具备上述彩色滤色器55的液晶装置30的一实施方式。 
图6是无源矩阵类型的液晶装置30的侧面剖视图。 
液晶装置30是透过型的装置，在一对玻璃基板31、32之间夹持着由STN(Super Twisted Nematic)液晶等形成的液晶层33。 
在一个玻璃基板31在内面形成有上述彩色滤色器55。彩色滤色器55构成为规则地排列由R、G、B各色构成的着色层55R、55G、55B。另外，在这些着色层55R、55G、55B间形成有黑矩阵52。 
而且，在这些彩色滤色器55以及黑矩阵52之上，为了消除因彩色滤色器55以及黑矩阵52而形成的高低差而使它们平坦化，因而形成覆盖膜(保护膜)56。在覆盖膜56之上以条纹状形成多个电极37，进一步在其上形成有取向膜38。 
在另一个玻璃基板32的内面，按照与彩色滤色器55侧的电极37正交的方式以条纹状形成有多个电极39，在这些电极39上形成有取向膜40。另外，所述彩色滤色器55的各着色层55R、55G、55B分别配置在各玻璃基板31、32上的电极37、39交叉的位置。 
另外，电极37、39通过ITO(Indium Tin Oxide)等的透明导电材料形成。并且，在玻璃基板32和彩色滤色器55的外表面侧分别设置偏光板 (未图示)，在玻璃基板31、32之间，为了保持这些基板31、32间的间隔(cell gap)恒定而设有衬垫41。并且，在这些玻璃基板31、32之间设有用于封入液晶33的密封部件42。 
在本实施方式的液晶装置30中，由于采用应用上述液滴喷出装置IJ而制造出的彩色滤色器55，所以能实现廉价且品质优良的彩色液晶显示装置。 
[电子设备] 
接着，对具备由上述液晶装置30构成的显示部的电子设备的具体例子进行说明。 
图7A～图7D表示具备上述的液晶装置30的电子设备的例子。 
图7A是表示移动电话的一个例子的立体图。在图7A中，移动电话1000具备采用了上述液晶装置30的显示部1001。 
图7B是表示手表型电子设备的一个例子的立体图。在图7B中，手表1100具备采用了上述液晶装置30的显示部1101。 
图7C是表示文字处理器、个人计算机等的便携式信息处理装置的一个例子的立体图。在图7C中，信息处理装置1200具备键盘等的输入部1202、采用了上述液晶装置30的显示部1206、信息处理装置主体(框体)1204。 
图7D是表示薄型大屏幕电视的一个例子。在图7D中，薄型大屏幕电视1300具备薄型大屏幕电视主体(框体)1302、扬声器等的声音输出部1304、采用了上述液晶装置30的显示部1306。 
另外，本发明的技术范围并非限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。 
例如，关于上述实施方式的液滴喷出装置IJ的细微部分的具体构成等，能进行适当变更。 
在上述的实施方式中，对通过液滴喷出装置IJ制造液晶装置30的彩色滤色器55的情况进行了说明，但并非限定于此。例如，在通过液滴喷出装置IJ形成有机EL装置的(着色)发光层时，也可以采用本发明所涉及的规定图案的形成方法。 
另外，并非限定于形成彩色滤色器55或发光层等的彩色图案的情况， 即使在形成金属布线等的图案的情况下，也可以采用本发明所涉及的规定图案的形成方法。 

Claims (6)

1.一种规定图案的形成方法，
测量使液滴弹落于在基板上竖立设置的隔墙上时的所述液滴的半径，
使所述液滴弹落的弹落目标区域被规定为相对于由所述隔墙所包围的区域更靠近内侧，并且所述弹落目标区域被规定为所述弹落目标区域的周缘部与所述隔墙的缘部相隔比所述液滴的半径长的距离，
按照所述液滴的中心位于所述弹落目标区域内的方式从液滴喷出部向所述弹落目标区域喷出液滴，
在由所述隔墙所划分的液滴配置区域形成所述规定图案。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
按照所述液滴的种类来规定所述弹落目标区域。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
分别对所述隔墙以及所述液滴配置区域实施表面处理，
所述隔墙的表面处理不同于所述液滴配置区域的表面处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
对所述隔墙实施疏液处理，
对所述液滴配置区域实施亲液处理。
5.一种着色层的形成方法，
形成由竖立设置在基板上的隔墙所划分的多个像素部，
测量使包含着色材料的液滴弹落于在所述隔墙上时的所述液滴的半径，
使所述液滴弹落的弹落目标区域被规定为相对于由所述隔墙所包围的区域更靠近内侧，并且所述弹落目标区域被规定为所述弹落目标区域的周缘部与所述隔墙的缘部相隔比所述液滴的半径长的距离，
按照所述液滴的中心位于所述弹落目标区域内的方式从液滴喷出部向所述弹落目标区域喷出液滴，
在由所述隔墙所划分的液滴配置区域形成规定图案，从而在所述多个像素部配置所述着色层，
在所述基板上形成彩色图案。
6.一种电光学装置的制造方法，该电光学装置利用透过彩色图案层的光或者从所述彩色图案层发出的光来进行彩色显示，在所述制造方法中，
形成由竖立设置在基板上的隔墙所划分的多个像素部，
测量使包含着色材料的液滴弹落于在所述隔墙上时的所述液滴的半径，
使所述液滴弹落的弹落目标区域被规定为相对于由所述隔墙所包围的区域更靠近内侧，并且所述弹落目标区域被规定为所述弹落目标区域的周缘部与所述隔墙的缘部相隔比所述液滴的半径长的距离，
按照所述液滴的中心位于所述弹落目标区域内的方式从液滴喷出部向所述弹落目标区域喷出液滴，
在由所述隔墙所划分的液滴配置区域形成规定图案，从而在所述多个像素部配置着色层，
在所述基板上形成所述彩色图案层。
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