JP2003066222A - カラーフィルタの製造方法及びカラーフィルタ及び液晶装置並びに電子機器 - Google Patents
カラーフィルタの製造方法及びカラーフィルタ及び液晶装置並びに電子機器Info
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Abstract
ツキを抑制したカラーフィルタの製造方法を提供する。 【解決手段】 基板2上に所定パターンの隔壁3を形成
し、前記隔壁3で囲まれた着色形成部5に、吐出時の粘
度が、3〜10mPa・sの着色インクを吐出した後に
所定の温度で乾燥させる。隔壁3は、基板2上に積層し
た遮光膜3aと、遮光膜3a上に積層した透明あるいは
着色あるいは黒色の感光性樹脂膜3bからなる。
Description
びその製造方法及び液晶装置並びに電子機器に関するも
のであり、特に、カラーフィルタの着色部に関するもの
である。
子手帳等の電子機器において、情報を表示する手段とし
て液晶表示装置が広く使用されている。最近では、一方
の基板側にカラーフィルタを配置してフルカラー表示を
可能とした液晶装置が主流になっている。カラーフィル
タは、ガラス、プラスチック等からなる基板の表面に、
例えば、R(赤)、G(緑)、B(青)の着色部をスト
ライプ配列、デルタ配列若しくはモザイク配列等といっ
た配列で並べることで形成されている。このカラーフィ
ルタの製造方法は、着色部の材料や製造プロセスにより
いくつかに分類されるが、最近ではインクジェットヘッ
ドのノズルから着色インクを吐出させることにより、基
板状に多数の着色部を形成するインクジェット方式が提
案されている。
合しないように、従来からバンクと呼ばれる隔壁で区画
することが行われている。この場合、まず、基板上に着
色部の配列に合わせて、バンクを所定のパターンで形成
する。そして、その後、バンクとバンクとの間に着色イ
ンクを吐出し、その後乾燥させる工程によって、各着色
層を形成している。
フィルタは高精細化の一途を辿り、数10μm角という
微細な着色部内における色調のバラツキを小さく抑制す
る要求が飛躍的に高まっている。そのため、バンクを使
用するインクジェット方式においては、乾燥後の着色イ
ンクの平坦性が強く求められるようになってきている。
のであり、着色インクの平坦性を確保して、色調のバラ
ツキを抑制したカラーフィルタの製造方法を提供するこ
とを課題とする。また、着色インクが平坦性が確保さ
れ、色調のバラツキが抑制されたカラーフィルタを提供
することを課題とする。また、色調のバラツキが抑制さ
れたカラーフィルタを備えた高精細な液晶装置及びこの
液晶装置を備えた電子機器を提供することを課題とす
る。
めに、本発明は以下の構成を採用した。本発明のカラー
フィルタの製造方法は、基板上に所定パターンの隔壁を
形成して隔壁で囲まれた着色形成部を複数形成し、前記
隔壁で囲まれた着色形成部に着色インクを吐出した後
に、前記着色インクを所定の温度で乾燥させるカラーフ
ィルタの製造方法であって、前記着色インクの吐出時の
粘度が、3〜10mPa・sであり、前記隔壁が、基板
上に形成された遮光層と、該遮光層上に積層された撥イ
ンク性の感光性樹脂膜とから構成されていることを特徴
とする。
は、基板上に所定パターンの隔壁を形成して隔壁で囲ま
れた着色形成部を複数形成し、前記隔壁で囲まれた着色
形成部に着色インクを吐出した後に、前記着色インクを
所定の温度で乾燥させるカラーフィルタの製造方法であ
って、前記着色インクの吐出時の粘度が、3〜10mP
a・sであり、前記隔壁が、基板上に形成された撥イン
ク性の黒色感光性樹脂膜で構成されていることを特徴と
する。
と、該基板上に形成され複数の着色形成部を区画する所
定パターンの隔壁と、前記隔壁で囲まれた着色形成部に
吐出された着色インクとを有するカラーフィルタであっ
て、前記着色インクは、吐出時の粘度が3〜10mPa
・sであって、△E*abで算出した色差が3以下とな
る平坦性を確保して乾燥され、かつ、前記隔壁が、基板
上に形成された遮光層と、該遮光層上に積層された撥イ
ンク性の感光性樹脂膜とから構成されていることを特徴
とする。
と、該基板上に形成され複数の着色形成部を区画する所
定パターンの隔壁と、前記隔壁で囲まれた着色形成部に
吐出された着色インクとを有するカラーフィルタであっ
て、前記着色インクは、吐出時の粘度が3〜10mPa
・sであって、△E*abで算出した色差が3以下とな
る平坦性を確保して乾燥され、かつ、前記隔壁が、基板
上に形成された撥インク性の黒色感光性樹脂膜で構成さ
れていることを特徴とする。
mPa・sとしたことにより、乾燥温度を適宜調整し
て、着色インクの平坦性を確保することができる。その
ため、色調のバラツキが抑制されたカラーフィルタを提
供することができる。着色インクの平坦性は△E*ab
で算出した色差で評価し、これが3以下となる平坦性で
あるものとする。ここで、△E*abで算出した色差と
は、均等色空間(L*a*b*表色系)における2つの試
料間の色の差(座標上の距離)を意味する。なお、L*
a*b*表色系は、物体の色を表すのに現在あらゆる分野
で使用されている表色系であって、国際照明委員会(C
IE)で規格化され、日本ではJIS Z 8729において採用
されている。L*a*b*表色系では、明度をL*、色相と
彩度を示す色度をa*b*で表している。また、本発明に
よれば、前記隔壁は、少なくともその上面側が撥インク
性であるため、着色インク同士が混合してしまわないよ
うにすることができる。
の粘度が4〜7mPa・sであることが好ましい。4P
a・sより粘度が小さい場合には、平坦性を確保するた
めに30℃前後で加熱しなければならない。しかし、こ
のように、比較的低温では室温の影響を受けやすく、適
切な温度を維持して乾燥することが容易ではない。その
ため、制御容易な温度での乾燥によって平坦性が得られ
る、4Pa・s以上の着色インクが好ましいものであ
る。一方、7mPa・sより粘度が大きいと、着色イン
クが吐出ノズルに詰まりやすい。本発明において、前記
着色インクの吐出時の粘度が5〜6mPa・sであるこ
とがより好ましい。
120℃であることが好ましい。乾燥温度が40℃より
も低いと、室温の影響により温度制御が容易でないから
である。また、乾燥温度が120℃より高いと吐出され
たインクが変色又は変質してしまうからである。また、
本発明において、前記所定の温度が50〜80℃である
ことがより好ましい。乾燥温度が50℃よりも低いと、
インクを乾燥させるのに長時間を要するからである。ま
た、乾燥温度が80℃より高いと、吐出されたインクの
粘度に関わらず、画素内の平坦性を得ることが困難にな
るからである。
て対向する一対の基板のうち、一方の基板側にカラーフ
ィルタが備えられてなる液晶装置において、前記カラー
フィルタが、上記本発明に係るカラーフィルタであるこ
とを特徴とする。また、本発明の電子機器は、係る液晶
装置を具備することを特徴とする。本発明によれば、色
調のバラツキが抑制されたカラーフィルタを備えた高精
細な液晶装置及びこの液晶装置を備えた電子機器を提供
することができる。
参照して説明する。尚、図1〜図28において、各層や
各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、
各層や各部材に縮尺は実際のものとは異なるように表し
ている。
であるカラーフィルタを、図面を参照して説明する。図
1は本実施形態のカラーフィルタの要部断面図で、着色
インクの乾燥前後の形状を模式的に示したものである。
なお、図1のカラーフィルタは一画素分の構造のみを示
したもので、実用的には後の図4、14、22、23、
24、25、26に示すように、必要な画素分並列に形
成されて使用される。
ィルタ1は、基板2と、基板の一面2a上に着色形成部
5を囲むように形成された隔壁3と、着色部6とを主体
として構成されている。基板2は、ガラスまたはプラス
チックフィルム等からなる透明基板である。また、隔壁
3は、基板2上に積層した遮光膜3aと、遮光膜3a上
に積層した透明あるいは着色あるいは黒色の感光性樹脂
膜3bからなり、少なくともその上面3cが撥インク性
を示すものである。遮光膜3aとしては例えば、金属ク
ロム膜や、金属クロム膜と酸化クロム膜との積層膜など
を用いることができる。また感光性樹脂膜3bは、撥イ
ンク性を発現させるヘキサフルオロポリプロピレン等の
フッ素樹脂と、通常のフォトレジストに用いられるよう
なポジ型若しくはネガ型の感光性樹脂とを少なくとも含
むものである。遮光膜3aの膜厚は例えば0.1〜0.
2μmの範囲が好ましく、感光性樹脂膜3bの膜厚は例
えば1.0〜3.0μmの範囲が好ましい。また隔壁3
全体の層厚は例えば1.5〜3.0μmの範囲が好まし
い。
機顔料により着色したアクリル樹脂やポリウレタン樹脂
等からなる着色インクを吐出させて配設し、これを乾燥
させることにより形成されている。着色部6を形成する
ための着色インクの吐出時の粘度は4〜7mPa・Sで
あり、着色形成部5に配設した直後のインク面6aは凸
形状となっている。そして、これを40〜120℃で乾
燥すると、乾燥途上のインク面6bを経て、乾燥終了後
には、平坦なインク面6cとなる。なお、着色部6の乾
燥後の厚さは図1に示すように、隔壁3の層厚よりも小
さくされているが、隔壁3の層厚とできるだけ等しいこ
とが好ましい。
の粘度と乾燥温度とを適切に設定してあるので、最終的
なインク面6cを平坦なものとすることができる。具体
的には、△E*abで算出した色差が3以下となる平坦
性が達成されている。そのため、色調のバラツキが少な
いカラーフィルタとすることができる。なお、△E*a
bで算出した色差とは、均等色空間(L*a*b*表色
系)における2つの試料間の色の差(座標上の距離)を
意味する。また、感光性樹脂膜3bの少なくともその上
面3cが撥インク性を示すので、着色インクが着色形成
部5の外に広がるおそれがない。また、隔壁3の下部は
遮光膜3aで構成されているので、別個に遮光層を設け
なくとも、隣接する着色形成部を透過する光を明確に区
別することができる。
態と吐出時の粘度と乾燥条件のみを変更したカラーフィ
ルタの要部断面図で、着色インクの乾燥前後の形状を模
式的に示したものである。図2では、着色部6を形成す
るための着色インクの吐出時の粘度は2mPa・Sであ
る。このように低い粘度のため、着色形成部5に配設し
た直後のインク面6aは凸形状となっているものの図1
の第1実施形態の場合と比較すると盛り上がりが小さ
い。この場合、40℃という比較的低い温度で乾燥して
も、乾燥途上のインク面6bを経て、乾燥終了後のイン
ク面6cは凹形状となってしまう。一方、図3では、着
色部6を形成するための着色インクの吐出時の粘度は1
1mPa・Sである。このように高い粘度のため、着色
形成部5に配設した直後のインク面6aは凸形状であっ
て図1の第1実施形態の場合よりも盛り上がりが大き
い。この場合、120℃という比較的高い温度で乾燥し
ても、乾燥途上のインク面6bを経て、乾燥終了後のイ
ンク面6cも凸形状となってしまう。
施形態であるカラーフィルタ及びその製造方法を、図面
を参照して説明する。図4は本実施形態のカラーフィル
タの断面図である。なお、図4に示すカラーフィルタの
構成要素のうち、図1に示した第1実施形態のカラーフ
ィルタの構成要素と同一の構成要素には同一符号を付し
て、その詳細な説明を省略する。
ラーフィルタ31は、基板2と、基板2上に形成された
隔壁3…と、着色部6…と、隔壁3…及び着色部6…を
覆うオーバーコート層7とを主体として構成されてい
る。隔壁3は、着色部6…の形成位置である着色形成部
5を除く部分に形成されている。このカラーフィルタ3
1は、第1実施形態のカラーフィルタ1と基本的に同等
のものであるが、着色形成部5に、R(赤)、G
(緑)、B(青)の3原色にそれぞれ対応する必要な数
の赤色の着色部6R…、緑色の着色部6G…、青色の着
色部6B…を配したものである。また、オーバーコート
層7を設けている。
吐出時の粘度は6.0mPa・Sであり、これを65℃
で乾燥したものである。また、着色部6Rを形成するた
めの着色インクの吐出時の粘度は5.7mPa・Sであ
り、これを60℃で乾燥したものである。また、着色部
6Bを形成するための着色インクの吐出時の粘度は5.
4mPa・Sであり、これを55℃で乾燥したものであ
る。なお、各々の着色インクの粘度の調整はインク中の
固形分濃度と溶媒の種類を適宜調整することによって可
能である。
するとともにカラーフィルタ31の表面を平坦化するも
のであり、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂か
らなるものである。オーバーコート層7の厚さは、たと
えば1.0〜3.0μmの範囲である。尚、カラーフィ
ルタ31のオーバーコート層7の上に、ITO膜(イン
ジウム-スズ酸化膜)からなる透明電極膜や、配向膜を
設けても良い。
インクの吐出時の粘度と乾燥温度とを適切に設定してあ
るので、各々の着色部6R…、6G…、6B…を平坦な
ものとすることができる。具体的には、いずれも△E*
abで算出した色差が3以下となる平坦性が達成されて
いる。そのため、各々の色について色調のバラツキが少
ないカラーフィルタとすることができる。また、上記の
カラーフィルタ31では、隔壁3…の上部を構成する感
光性樹脂膜3bの少なくとも上面3cが撥インク性を示
すので、隣接する着色部6…同士が接触して混色するお
それがなく、着色部6…同士の色にじみがないカラーフ
ィルタとすることができる。また、隔壁3…の下部は遮
光膜3aで構成されているので、別個に遮光層を設けな
くとも、各着色形成部を透過する光を明確に区別するこ
とができる。
方法を、図5〜図12を参照して説明する。本実施形態
のカラーフィルタの製造方法は、基板2の一面2a上に
隔壁3を形成する工程と、着色形成部5に着色部6を形
成する工程とを具備しており、隔壁3を形成する工程
は、遮光膜3aを形成する工程と、遮光膜3a上に感光
性樹脂膜3bの層を形成する工程からなるものである。
意し、次に図6に示すように、基板2の一面2aの全面
に遮光膜3aを形成する。上述のように、遮光膜3aは
金属クロム膜、または金属クロム膜と酸化クロム膜との
積層膜などからなり、例えばスパッタリング法等により
形成される。その後、レジスト層形成、露光処理、エッ
チング処理、レジスト層剥離の工程を経て、図7に示す
ように遮光層3aを所定のパターンに形成する。
基板2の一面2aの全面に感光性樹脂膜3bを形成す
る。上述のように、感光性樹脂膜3bは撥インク性を発
現させるヘキサフルオロポリプロピレン等のフッ素樹脂
と、通常のフォトレジストに用いられるようなポジ型若
しくはネガ型の感光性樹脂とを少なくとも含むものであ
り、スピンコート法等により基板2の一面2a上に塗布
すると共にプリベークすることで形成する。その後、露
光処理、エッチング処理、レジスト層剥離の工程を経
て、図9に示すように、遮光層3aと重なるパターンに
形成する。これにより、遮光層3aと感光性樹脂膜3b
とからなる隔壁3が形成される。
トヘッド60に緑色の着色インクを充填し、吐出ノズル
61を隔壁3に対向させて基板2と相対移動させつつ、
吐出ノズル61から緑色の着色インク6G’を着色形成
部5に吐出する。着色インク6G’の吐出時の粘度は
6.0mPa・Sであり、これを65℃で加熱乾燥する
ことにより、図11のように、平坦な緑色の着色部6G
が形成される。次に、インクジェットヘッド60に赤色
の着色インクを充填し、吐出ノズル61を隔壁3に対向
させて基板2と相対移動させつつ、吐出ノズル61から
赤色の着色インクを着色形成部5に吐出する。赤色の着
色インクの吐出時の粘度は5.7mPa・Sであり、こ
れを60℃で加熱乾燥することにより、図12のよう
に、平坦な赤色の着色部6Rが形成される。その次に、
インクジェットヘッド60に青色の着色インクを充填
し、吐出ノズル61を隔壁3に対向させて基板2と相対
移動させつつ、吐出ノズル61から青色の着色インクを
着色形成部5に吐出する。青色の着色インクの吐出時の
粘度は5.4mPa・Sであり、これを55℃で加熱乾
燥することにより、図13のように、平坦な青色の着色
部6Bが形成される。そして、着色部6…及び隔壁3を
覆う樹脂製のオーバーコート層7をスピンコート法等に
より形成することにより、図4に示すようなカラーフィ
ルタ31が得られる。
れば、隔壁3…の上部を構成する感光性樹脂膜3bの少
なくとも上面3cが撥インク性を示すので、隣接する着
色部6…同士が接触して混色するおそれがなく、着色部
6…同士の色にじみを防ぐことができる。また、着色部
6を形成する際、各色の着色インクの吐出時の粘度は多
少のバラツキがあるが、それぞれ乾燥温度を調整するこ
とにより良好な平坦性を得ることが可能である。具体的
には、粘度の高い着色インクほど高い温度で乾燥させて
いる。また、着色部6を始めに6G、次に6R、最後に
6Bの順で形成している。このように、着色インクの吐
出時の粘度が高い順、すなわち、乾燥温度が高い順に形
成しているのは、耐熱性の弱いインクを複数回乾燥し
て、長時間高温にさらすことを避けるためである。
施形態であるカラーフィルタ及びその製造方法を、図面
を参照して説明する。図14は本実施形態のカラーフィ
ルタの断面図である。なお、図14に示すカラーフィル
タの構成要素のうち、図4に示した第2実施形態のカラ
ーフィルタの構成要素と同一の構成要素には同一符号を
付して、詳細な説明を省略する。
カラーフィルタ41も、基板2と、基板2上に形成され
た隔壁3…と、着色形成部5に形成された着色部6…
と、隔壁3…及び着色部6…を覆うオーバーコート層7
とを主体として構成されている。隔壁3は、着色部6…
の形成位置である着色形成部5を除く部分に形成されて
いる。このカラーフィルタ41が第2実施形態のカラー
フィルタ31と異なる点は、隔壁3が黒色感光性樹脂膜
3dの1層で形成されている点である。
感光性樹脂膜3dからなり、少なくともその上面3cが
撥インク性を示す。黒色感光性樹脂膜3dは、例えば、
撥インク性を発現させるヘキサフルオロポリプロピレン
等のフッ素樹脂と、通常のフォトレジストに用いられる
ようなポジ型若しくはネガ型の感光性樹脂と、カーボン
ブラック等の黒色の無機顔料あるいは黒色の有機顔料と
を少なくとも含むものが好ましい。隔壁3の層厚は、例
えば0.5〜3.0μmの範囲が好ましい。
の作用効果を奏する。すなわち、いずれの着色部6も、
△E*abで算出した色差が3以下となる平坦性が達成
されている。そのため、各々の色について色調のバラツ
キが少ないカラーフィルタとすることができる。また、
隔壁3は、黒色感光性樹脂膜3dの一層のみで、着色イ
ンクの広がりを防止する機能に加えて、遮光層としての
機能を併せて有する。
方法を、図15〜図21を参照して説明する。本実施形
態のカラーフィルタの製造方法は、第2実施形態と同様
に、基板2の一面2a上に隔壁3を形成する工程と、着
色形成部5に着色部6を形成する工程とを具備してなる
ものである。
用意し、次に図16に示すように、基板2の一面2aの
全面に黒色感光性樹脂膜3dを形成する。黒色感光性樹
脂膜3dは、例えばスピンコート法等により塗布すると
共にプリベークすることで形成される。その後、レジス
ト層形成、露光処理、エッチング処理、レジスト層剥離
の工程を経て、図17に示すように、所定のパターンの
隔壁3に形成される。
トヘッド60に緑色の着色インクを充填し、吐出ノズル
61を隔壁3に対向させて基板2と相対移動させつつ、
吐出ノズル61から緑色の着色インク6G’を着色形成
部5に吐出する。着色インク6G’の吐出時の粘度は
6.0mPa・Sであり、これを65℃で加熱乾燥する
ことにより、図19のように、平坦な緑色の着色部6G
が形成される。次に、インクジェットヘッド60に赤色
の着色インクを充填し、吐出ノズル61を隔壁3に対向
させて基板2と相対移動させつつ、吐出ノズル61から
赤色の着色インクを着色形成部5に吐出する。赤色の着
色インクの吐出時の粘度は5.7mPa・Sであり、こ
れを60℃で加熱乾燥することにより、図20のよう
に、平坦な赤色の着色部6Rが形成される。その次に、
インクジェットヘッド60に青色の着色インクを充填
し、吐出ノズル61を隔壁3に対向させて基板2と相対
移動させつつ、吐出ノズル61から青色の着色インクを
着色形成部5に吐出する。青色の着色インクの吐出時の
粘度は5.4mPa・Sであり、これを55℃で加熱乾
燥することにより、図21のように、平坦な青色の着色
部6Bが形成される。そして、着色部6…及び隔壁3を
覆う樹脂製のオーバーコート層7をスピンコート法等に
より形成することにより、図14に示すようなカラーフ
ィルタ41が得られる。
れば、第2実施形態と同様の作用効果を奏する他、隔壁
3…を黒色感光性樹脂膜3dの一層で構成したので、製
造工程を簡素化することができる。
カラーフィルタの着色部6…の配置は、図22に示すよ
うに各種の配置のパターンを採用することができる。例
えば図22(a)に示すようなストライプ配置や、図2
2(b)に示すようなモザイク配置や、図22(c)に
示すようなデルタ配置とすることができる。
実施形態の液晶装置を図面を参照して説明する。図23
は、第4の実施形態であるパッシブマトリックス型液晶
装置(液晶装置)の概略構成を示す断面図である。この
実施形態の液晶装置100は、液晶駆動用IC121、
配線類122、光源(バックライト)170、支持体
(図示せず)などの付帯要素が装着されている。
して第2の実施形態で説明したカラーフィルタ31を備
えており、カラーフィルタ31を上側(観測者側)に配
置したものである。尚、本実施形態においてはカラーフ
ィルタ31について簡略的に説明することとする。図2
3には透過型液晶装置100の要部を示しており、この
液晶装置100は、カラーフィルタ31とガラス基板等
からなる基板101との間にSTN(Super Twisted Ne
matic)液晶等からなる液晶層103が挟持されて概略
構成されている。またカラーフィルタ31の周縁部と基
板101の周縁部との間にはシール材110が配置され
ており、カラーフィルタ31と基板101とシール材1
10とに区画された部分に液晶層103が封入されてい
る。カラーフィルタ31は、第2の実施形態で説明した
カラーフィルタと同じものであり、基板2と、基板2の
一面2a上に形成された隔壁3と、着色形成部5に形成
された着色部6…と、隔壁3及び着色部6…を覆うオー
バーコート層7とを具備して構成されている。着色部6
…は、赤(R)の着色部6R、緑(G)の着色部6G、
青(B)の着色部6Bの各色からなる。
の下(液晶層103側)には、複数の電極106が所定
の間隔でストライプ状に形成され、さらにその下(液晶
層103側)に配向膜109が形成されている。同様
に、基板101におけるカラーフィルタ31との対向面
にはカラーフィルタ側の電極106と直交する方向に延
在する複数の電極105がストライプ状に所定の間隔で
形成され、その上(液晶層103側)に配向膜107が
形成されている。そして、電極105と電極106との
交差位置に対応する位置に、カラーフィルタの着色部6
…が配置されている。また、基板101とカラーフィル
タ31の外面側には図示略の偏光板がそれぞれ設置され
ている。また、符号104は基板間の間隔(セルギャッ
プという)を基板面内で一定に保持するためのスペーサ
である。尚、電極105,106はITO(Indium Tin
Oxide)などの透明導電材料を平面視ストライプ状に形
成したものである。
した着色インクの吐出時の粘度と乾燥温度とを適切に設
定してあるので、各々の着色部6R…、6G…、6B…
を平坦なものとすることができる。具体的には、いずれ
も△E*abで算出した色差が3以下となる平坦性が達
成されている。そのため、各々の色について色調のバラ
ツキが少ない液晶装置とすることができる。また、カラ
ーフィルタ31では、隔壁3…の少なくとも上面が撥イ
ンク性を示すので、隣接する着色部6…同士が接触して
混色するおそれがなく、液晶装置100の色にじみを防
止することができる。また、隔壁3…は遮光性なので、
別個に遮光層を設けなくとも、各着色形成部を透過する
光を明確に区別することができる。
実施形態の液晶装置を図面を参照して説明する。図24
は、第5の実施形態であるパッシブマトリックス型液晶
装置(液晶装置)の概略構成を示す断面図である。この
実施形態の液晶装置200は、液晶駆動用IC221、
配線類222、光源(バックライト)270、支持体
(図示せず)などの付帯要素が装着されている。この液
晶装置200は、カラーフィルタとして第2の実施形態
で説明したカラーフィルタ31を備えており、カラーフ
ィルタ31を下側(観測者側の反対側)に配置したもの
である。尚、本実施形態においてはカラーフィルタ31
について簡略的に説明することとする。
示しており、この液晶装置200は、カラーフィルタ3
1とガラス基板等からなる基板201との間にSTN
(Super Twisted Nematic)液晶等からなる液晶層20
3が挟持されて概略構成されている。またカラーフィル
タ31の周縁部と基板201の周縁部との間にはシール
材210が配置されており、カラーフィルタ31と基板
201とシール材210とに区画された部分に液晶層2
03が封入されている。カラーフィルタ31は、第2の
実施形態で説明したカラーフィルタと同じものであり、
基板2と、基板2の一面2a上に形成された隔壁3と、
着色形成部5に形成された着色部6…と、隔壁3及び着
色部6…を覆うオーバーコート層7とを具備して構成さ
れている。着色部6…は、赤(R)の着色部6R、緑
(G)の着色部6G、青(B)の着色部6Bの各色から
なる。
の上(液晶層203側)には、複数の電極206が所定
の間隔でストライプ状に形成され、さらにその上(液晶
層203側)に配向膜209が形成されている。同様
に、基板201のカラーフィルタ31との対向面にはカ
ラーフィルタ側の電極206と直交する方向に延在する
複数の電極205が所定の間隔でストライプ状に形成さ
れ、その下に配向膜207が形成されている。そして、
電極205と電極206との交差位置に対応する位置
に、カラーフィルタ31の着色部6…が配置されてい
る。尚、電極205,206はITO(Indium Tin Oxi
de)などの透明導電材料を平面視ストライプ状に形成し
たものである。また、基板201とカラーフィルタ31
の外面側には図示略の偏光板がそれぞれ設置されてい
る。また、符号204は基板間の間隔(セルギャップと
いう)を基板面内で一定に保持するためのスペーサであ
る。
形態の液晶装置100と同様な効果が得られる。
実施形態の液晶装置を図面を参照して説明する。図25
は、本発明の第6の実施形態である半透過反射型のTF
D型(Thin Film Diode 型)の液晶装置300の分解斜
視図である。この実施形態の液晶装置300は、液晶駆
動用IC(図示せず)、配線類(図示せず)、光源(バ
ックライト)270、支持体(図示せず)などの付帯要
素が装着されている。この液晶装置300は、カラーフ
ィルタとして第3の実施形態で説明したカラーフィルタ
21を備えており、カラーフィルタ41を下側(観測者
側の反対側)に配置したものである。尚、本実施形態に
おいてはカラーフィルタ41について簡略的に説明する
こととする。
は、アクティブマトリクス型のTFD(Thin Film Diod
e)型の液晶装置をなし、カラーフィルタ41と基板3
38が所定の間隔で対向配置され、カラーフィルタ41
と基板338との間には図示略の液晶が介在されてい
る。尚、図面上では省略されているが、基板2、330
の周辺部側にシール材が配置され、基板2、330が対
向状態で接合、一体化され、両基板2、330間に液晶
が封入されている。基板338は素子基板となってい
て、ガラス等からなる透明基板330の下面にマトリッ
クス状に例えばITO等の透明電極からなる複数の画素
電極332、及び画素電極332を制御するTFD素子
336が設けられている。TFD素子336は画素電極
332の一隅に配設されている。またTFD素子336
は走査線334に接続され、操作信号と後述するデータ
線(対向電極)322に印加された信号に基づき、液晶
を表示、非表示状態または中間状態に切り替えることが
可能になっている。
に、基板2と、基板2の一面(換言すると液晶層側の
面)に形成された黒色感光性樹脂膜からなる隔壁3と、
着色部6…及びオーバーコート層7とにより構成されて
いる。オーバーコート層7上には、ITOから成りデー
タ線をなす短冊状の電極(対向電極)322が形成され
ている。また、基板の他面(換言すると液晶層側の反対
面)には金属膜から成る反射層9がほぼ全面にわたって
形成されている。さらに、各着色部6…の中心付近にお
ける反射層9には矩形状の小さな窓9aが形成され、カ
ラーフィルタ41の外側に配設された光源(バックライ
ト)370からの光が基板338側へ透過するようにな
っている。つまり、この液晶装置300は、各着色部6
…の周縁部では反射層9による反射表示を行い、その中
心部では窓9aによる透過表示を行うようになってい
る。各着色部6…は、基板338の画素電極332に対
向した位置にマトリクス状に形成され、青色の着色部
(図示「B」)6B、緑色の着色部(図示「G」)6
G、赤色の着色部(図示「R」)6Rから構成されてい
る。各着色部6…は離間配置され、それらの間には、非
画像表示領域(他方の基板338の画素電極32が形成
されていない領域)に対応して黒色感光性樹脂膜からな
る隔壁23が形成されている。
形態の液晶装置100と同様な効果が得られる。
実施形態の液晶装置を図面を参照して説明する。図26
は、本発明の第7の実施形態である透過型のTFT型
(Thin Film Transistor 型)の液晶装置400の分解
斜視図である。この実施形態の液晶装置400は、液晶
駆動用IC(図示せず)、配線類(図示せず)、光源
(バックライト)470、支持体(図示せず)などの付
帯要素が装着されている。この液晶装置400は、カラ
ーフィルタとして第3の実施形態で説明したカラーフィ
ルタ41を備えており、カラーフィルタ41を上側(観
測者側)に配置したものである。尚、本実施形態におい
てはカラーフィルタ41について簡略的に説明すること
とする。
対向するように配置されたカラーフィルタ41及びガラ
ス基板414と、これらの間に挟持された図示略の液晶
層と、カラーフィルタ41の上面側(観測者側)に付設
された偏光板416と、ガラス基板414の下面側に付
設された図示略の偏光板とを主体として構成されてい
る。カラーフィルタ41は透明なガラスからなる基板2
を具備してなる観測者側に向いて設けられる表側の基板
であり、ガラス基板414はその反対側、換言すると裏
側に設けられる透明な基板である。基板2は、例えば厚
さ300μm(0.3mm)程度のガラス基板であり、
この基板2の下側に、黒色感光性樹脂膜からなる隔壁3
と着色部6…、及びオーバーコート層7が順次形成さ
れ、更にオーバーコート層7の下側(液晶層側)に駆動
用の電極418が形成されている。なお、実際の液晶装
置においては電極418を覆って液晶層側に配向膜が設
けられるが、図26では省略してあるとともに、反対側
のガラス基板414側の後述する電極432上にも配向
膜が設けられるが、図26では省略し、配向膜の説明も
省略する。
に、基板2と、基板2の下面(換言すると液晶層側の
面)に形成された黒色感光性樹脂膜からなる隔壁3、着
色部6…及びオーバーコート層7とにより構成されてい
る。カラーフィルタ41の液晶層側に形成された液晶駆
動用の電極418は、ITO(Indium Tin Oxide)など
の透明導電材料を、オーバーコート層7の全面に形成さ
せたものである。
成され、この絶縁層425の上には、TFT型のスイッ
チング素子としての薄膜トランジスタTと画素電極43
2が形成されている。ガラス基板414上に形成された
絶縁層425上には、マトリクス状に走査線451…と
信号線452…とが形成され、これら走査線451…と
信号線452…とに囲まれた領域毎に画素電極432が
設けられ、各画素電極432のコーナ部分と走査線45
1と信号線452との間の部分に薄膜トランジスタTが
組み込まれており、走査線451と信号線452に対す
る信号の印加によって薄膜トランジスタTをオン・オフ
して画素電極432への通電制御を行うことができるよ
うに構成されている。また、対向側のカラーフィルタ4
1側に形成された電極418はこの実施形態では画素電
極形成領域全体をカバーする全面電極とされている。
尚、TFTの配線回路や画素電極形状には様々なものが
あり、本実施の形態では図26に示すものを例示した
が、他の形状のTFTを備えた液晶装置に適用できるの
はもちろんである。
形態の液晶装置300と同様な効果が得られる。
実施形態の表示装置を図面を参照して説明する。図27
はプラズマ型表示装置500の基本概念図、図28はプ
ラズマ型表示装置500の分解斜視図を示す。この実施
形態の表示装置500は、カラーフィルタとして先の第
2の実施形態で説明したカラーフィルタ31と同等のも
のを備えており、このカラーフィルタ31を観察側に配
置して構成されている。表示装置500は、互いに対向
して配置されたガラス基板501とカラーフィルタ31
と、これらの間に形成された放電表示部510とから概
略構成される。
が集合されてなり、複数の放電室516のうち、3つの
放電室516が対になって1画素を構成するように配置
されている。従って先のカラーフィルタ31の各着色部
6に対応するように各放電室516が設けられる。
の間隔でストライプ状にアドレス電極511が形成さ
れ、それらアドレス電極511と基板501の上面とを
覆うように誘電体層519が形成され、更に誘電体層5
19上においてアドレス電極511、511間に位置し
て各アドレス電極511に沿うように隔壁515が形成
されている。なお、隔壁515においてはその長手方向
の所定位置においてアドレス電極511と直交する方向
にも所定の間隔で仕切られており(図示略)、基本的に
はアドレス電極511の幅方向左右両側に隣接する隔壁
と、アドレス電極511と直交する方向に延設された隔
壁により仕切られる長方形状の領域が形成され、これら
長方形状の領域に対応するように放電室516が形成さ
れ、これら長方形状の領域が3つ対になって1画素が構
成される。また、隔壁515で区画される長方形状の領
域の内側には蛍光体517が形成されている。
のアドレス電極511と直交する方向に(図27では、
図示の都合上、アドレス電極の方向が実際と相違してい
る。)複数の表示電極512がストライプ状に所定の間
隔で形成され、これらを覆って誘電体層513が形成さ
れ、更にMgOなどからなる保護膜514が形成されて
いる。そして、前記基板501とカラーフィルタ31の
基板2が、前記アドレス電極511…と表示電極512
…を互いに直交させるように対向させて相互に貼り合わ
され、基板501と隔壁515とカラーフィルタ31側
に形成されている保護膜514とで囲まれる空間部分を
排気して希ガスを封入することで放電室516が形成さ
れている。なお、カラーフィルタ31側に形成される表
示電極512は各放電室516に対して2本ずつ配置さ
れるように形成されている。
示略の交流電源に接続され、各電極に通電することで必
要な位置の放電表示部510において蛍光体を励起発光
させて白色発光させ、この発光をカラーフィルタ31を
介して見ることでカラー表示ができるようになってい
る。この表示装置500によれば、第4の実施形態の液
晶装置100とほぼ同様な効果が得られる。
5、第6、第7の実施形態の液晶装置100、200、
300、400のいずれかを備えた電子機器の具体例に
ついて説明する。図29(a)は、携帯電話の一例を示
した斜視図である。図29(a)において、符号600
は携帯電話本体を示し、符号601は前記の液晶装置1
00、200、300、400のいずれかを用いた液晶
表示部を示している。図29(b)は、ワープロ、パソ
コンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図で
ある。図29(b)において、符号700は情報処理装
置、符号701はキーボードなどの入力部、符号703
は情報処理装置本体、符号702は前記の液晶装置10
0、200、300、400のいずれかを用いた液晶表
示部を示している。図29(c)は、腕時計型電子機器
の一例を示した斜視図である。図29(c)において、
符号800は時計本体を示し、符号801は前記の液晶
装置100、200、300、400のいずれかを用い
た液晶表示部を示している。図29(a)〜(c)に示
すそれぞれの電子機器は、前記の液晶装置100、20
0、300、400のいずれかを用いた液晶表示部を備
えたものであり、先の第4〜第8実施形態の液晶装置1
00、200、300、400の特徴を有するので、い
ずれの液晶装置を用いても薄型化、小型化、軽量化さ
れ、高輝度であって表示品質に優れた効果を有する電子
機器となる。
に説明するが、本発明はこれらの実施例によっていかな
る制限を受けるものではない。
横30cmの無アルカリガラス透明基板の表面を、熱濃
厚硫酸に過酸化水素水を1%添加した洗浄液で洗浄し、
純水でリンスの後、エア乾燥を行って清浄表面を有する
透明基板を得た。この透明基板表面に、スパッタリング
法によって、皮膜厚さ平均0.2μmのクロム皮膜を形
成し、その後パターンニングをして遮光層を形成した。
クロム皮膜のパターニングは、次のように行った。ま
ず、その表面にフォトレジスト(東京応化(株)製、商
品名:OFPR−800)をスピンコートし、ホットプ
レート上で、5分間80℃で乾燥してフォトレジスト皮
膜を形成した。そして、このフォトレジスト皮膜表面
に、所定のマトリックスパターン形状を描画したマスク
フィルムを密着し、UV露光を行った。次に、これを水
酸化カリウム8%のアルカリ現像液に浸漬して露光部の
フォトレジストを除去した。続いて、露出した画素部ク
ロム皮膜を塩酸を主成分とするエッチング液でエッチン
グ除去した。そして最後に、未露光部分に残存するフォ
トレジストをアルカリ溶液により剥離し遮光層(ブラッ
クマトリックス)を得た。
感光性樹脂膜を形成した。まず、ネガタイプ透明含フッ
素アクリル系感光性樹脂組成物を、遮光層を覆って透明
基板全体にスピンコート法で塗布し、100℃で20分
間プレベークした。その後、クロム皮膜のパターニング
に使用したマスクフィルムとほぼ同じマトリックスパタ
ーン形状を描画したマスクフィルムを密着し、UV露光
を行った。そして、未露光部分の樹脂組成物を、アルカ
リ性の現像液で現像し、純水でリンスの後スピン乾燥し
た。最終乾燥としてのアフターベークを200℃で30
分間行い、露光部分の樹脂組成物を十分硬化させて平均
2.5μmの透明感光性樹脂膜を得た。このようにし
て、遮光層と透明感光性樹脂膜とからなる隔壁を得た。
ジェットプリンティングヘッドから、緑色の着色インク
を高精度で制御しつつ吐出、塗布し、その後所定の温度
で乾燥し、緑色の着色部を形成した。インクジェットプ
リンティングヘッドには、ピエゾ圧電効果応用の精密ヘ
ッドを使用し、インク滴は8〜10ピコリットルの微小
滴を着色形成部毎に3〜8滴ずつ、各色を選択的に飛ば
した。ヘッドよりターゲットである着色形成部への飛翔
速度、飛行曲がり、サテライトと称される分裂迷走滴発
生防止のためには、着色インクの物性はもとよりヘッド
のピエゾ素子を駆動する電圧と、その波形が重要である
ことから、あらかじめ条件設定した波形をプログラムし
て、インク滴を吐出し、塗布した。緑色の着色部を形成
後、同様の手順で赤色の着色部を形成し、その後青色の
着色部を形成した。
リゴマーに有機顔料を分散させた後、低沸点溶剤として
シクロヘキサノン、酢酸ブチルを、また高沸点溶剤とし
てブチルカルビトールアセテートを加え、さらに非イオ
ン系界面活性剤0.01%を分散剤として添加したもの
を用いた。各着色部の着色インク吐出時の粘度、着色イ
ンク中の固形分濃度、及び固形分中の顔料濃度、乾燥温
度並びに△E*abで算出した色差は、表1に示すとお
りである。
た透明基板に、透明アクリル樹脂塗料を平坦化層(オー
バーコート層)としてスピンコートし、平坦化された面
を得た。さらにこの上面にITO電極膜を所定のパター
ンに形成して、カラーフィルタ(用基板)とした。得ら
れたカラーフィルタ(用基板)は、いずれの着色部も良
好な平坦性が得られ、色調のバラツキが抑制されたカラ
ーフィルタとすることができた。また、熱サイクル耐久
試験、紫外線照射試験、加湿試験等の耐久試験に合格
し、液晶表示装置用の基板として好適に用い得ることを
確認した。
よれば、着色インクの平坦性を確保して、色調のバラツ
キを抑制したカラーフィルタを提供することができる。
また、本発明によれば、色調のバラツキが抑制されたカ
ラーフィルタを備えた高精細な液晶装置及びこの液晶装
置を備えた電子機器を提供することができる。
の要部を示す断面図である。
の、カラーフィルタの要部を示す断面図である。
の、カラーフィルタの要部を示す断面図である。
を示す断面図である。
明するための工程図である。
明するための工程図である。
明するための工程図である。
明するための工程図である。
明するための工程図である。
説明するための工程図である。
説明するための工程図である。
説明するための工程図である。
説明するための工程図である。
タを示す断面図である。
を説明するための工程図である。
を説明するための工程図である。
を説明するための工程図である。
を説明するための工程図である。
を説明するための工程図である。
を説明するための工程図である。
を説明するための工程図である。
面模式図であって、(a)がストライプ配置、(b)が
モザイク配置、(c)がデルタ配置を示す図である。
の要部を示す断面図である。
の要部を示す断面図である。
の要部を示す分解斜視図である。
の要部を示す分解斜視図である。
の基本概念図である。
の分解斜視図である。
を示す斜視図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 基板上に所定パターンの隔壁を形成し
て隔壁で囲まれた着色形成部を複数形成し、前記隔壁で
囲まれた着色形成部に着色インクを吐出した後に所定の
温度で乾燥させるカラーフィルタの製造方法であって、 前記着色インクの吐出時の粘度が、3〜10mPa・s
であり、前記隔壁が、基板上に形成された遮光層と、該
遮光層上に積層された撥インク性の感光性樹脂膜とから
構成されていることを特徴とするカラーフィルタの製造
方法。 - 【請求項2】 基板上に所定パターンの隔壁を形成し
て隔壁で囲まれた着色形成部を複数形成し、前記隔壁で
囲まれた着色形成部に着色インクを吐出した後に所定の
温度で乾燥させるカラーフィルタの製造方法であって、 前記着色インクの吐出時の粘度が、3〜10mPa・s
であり、前記隔壁が、基板上に形成された撥インク性の
黒色感光性樹脂膜で構成されていることを特徴とするカ
ラーフィルタの製造方法。 - 【請求項3】 前記着色インクの吐出時の粘度が、4
〜7mPa・sであることを特徴とする請求項1又は請
求項2に記載のカラーフィルタの製造方法。 - 【請求項4】 前記所定の温度が40〜120℃であ
ることを特徴とする請求項1から請求項3の何れかに記
載のカラーフィルタの製造方法。 - 【請求項5】 基板と、該基板上に形成され複数の着
色形成部を区画する所定パターンの隔壁と、前記隔壁で
囲まれた着色形成部に吐出された着色インクとを有する
カラーフィルタであって、 前記着色インクは、吐出時の粘度が3〜10mPa・s
であって、△E*abで算出した色差が3以下となる平
坦性を確保して乾燥され、かつ、前記隔壁が、基板上に
形成された遮光層と、該遮光層上に積層された撥インク
性の感光性樹脂膜とから構成されていることを特徴とす
るカラーフィルタ。 - 【請求項6】 基板と、該基板上に形成され複数の着
色形成部を区画する所定パターンの隔壁と、前記隔壁で
囲まれた着色形成部に吐出された着色インクとを有する
カラーフィルタであって、 前記着色インクは、吐出時の粘度が3〜10mPa・s
であって、△E*abで算出した色差が3以下となる平
坦性を確保して乾燥され、かつ、前記隔壁が、基板上に
形成された撥インク性の黒色感光性樹脂膜で構成されて
いることを特徴とするカラーフィルタ。 - 【請求項7】 前記着色インクは、吐出時の粘度が4
〜7mPa・sであることを特徴とする請求項5又は請
求項6に記載のカラーフィルタ。 - 【請求項8】 前記着色インクは、40〜120℃で
乾燥されていることを特徴とする請求項5から請求項7
の何れかに記載のカラーフィルタ。 - 【請求項9】 液晶を挟持して対向する一対の基板の
うち、一方の基板側にカラーフィルタが備えられてなる
液晶装置において、 前記カラーフィルタが、請求項5から請求項9の何れか
に記載のカラーフィルタであることを特徴とする液晶装
置。 - 【請求項10】 請求項9に記載の液晶装置を具備し
てなることを特徴とする電子機器。
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