JP2006047803A - カラーフィルタの成膜方法および成膜装置、電気光学装置および電子機器の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 同一方向に配置された同一色となる複数の画素領域2と、この複数の画素領域2を区画する撥液性の隔壁部1とに、液滴吐出ヘッド13のノズル21から等間隔で着色インクを液滴4として吐出する。着弾した着色インクは相互に濡れ広がって合体し、帯状のインク層5を形成する。この後にインク層5の溶媒成分を蒸発させれば、着色インクは画素領域2内に収容され、着色インク中の固形分が隅々まで行き渡った色層8が成膜される。
【選択図】 図5
Description
基板W上に撥液性を有する感光性樹脂を高さおよそ2〜3μmとなるようにコーティングして感光性樹脂膜を形成する。そしてフォトリソ方式で所望の画素領域2を区画できるように露光・現像して隔壁部1を形成する。隔壁部1は、透明でもよいが好ましくは遮光性を有する黒色がよく黒色感光性樹脂材料としては、例えば撥液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、ネガ型の透明アクリル系感光性樹脂(フォトレジスト)と、カーボンブラック等の黒色の無機顔料または黒色の有機顔料とを含むものなどである。
上記のようにして隔壁部1が形成された基板Wを成膜装置10のステージ15に真空吸着等の方法で保持する。そしてレッド(R)に着色したインク19が貯留されたインクタンク11からチューブ18を経由してキャリッジ17に装着された液滴吐出ヘッド13に供給する。これによってインクキャビティ27と吐出室22にインク19が充填される。
次にインク層5を加熱乾燥して、インク19中の溶媒成分を除去する。乾燥処理は、例えば基板Wを加熱するホットプレート、電気炉などによる処理の他、ランプアニールによって行うこともできる。この乾燥処理によって溶媒が蒸発してゆき、図5(d)に示すように隔壁部1は撥液性を有しているため、インク層5が形成されていた領域3からインク19が各画素領域2内に収容され、溶媒の蒸発が終了すると固形分の色材がくまなく画素領域2内に行き渡った色層8(8R)が均一な膜厚で形成される。
(1)本実施形態のカラーフィルタの成膜方法おいて、吐出工程は、同一方向に配置された同一色となる複数の画素領域2と、この複数の画素領域2を区画する隔壁部1とに着弾するようにインク19を液滴として吐出する。したがって、撥液性の隔壁部1に着弾したインク19は、隔壁部1から画素領域2に侵入するように濡れ、画素領域2内に着弾して濡れ広がったインク19と合体して画素領域2内をムラなく覆うインク層5を成膜する。また同一色となる複数の画素領域2と、この画素領域2を区画する隔壁部1にそれぞれインク19が着弾することによって、同一方向に同一色のインク19が濡れ広がって合体したインク層5を成膜することができる。このようにして成膜されたインク層5を乾燥させてインク19中の溶媒成分を除去すれば、同一色層8において膜厚のムラが少ないカラーフィルタAを成膜することができる。
(2)吐出工程では、インク19を等間隔で吐出するため、同一方向に同一色のインク19がムラ無く着弾し、より膜厚のムラが少ないカラーフィルタAを成膜することができる。
(3)吐出工程では、インク19を画素領域2の隅(コーナー部)に位置する隔壁部1aに着弾するように吐出する。したがって、画素領域2内に着弾したインク19の一部が隔壁部1に到達して前進接触角が低下し、画素領域2のコーナー部まで濡れ広がらない場合でも、撥液性を有する隔壁部1aに着弾したインク19が、画素領域2内に侵入するように濡れるため、画素領域2の隅(コーナー部)まで確実にインク19を行き渡らせることができる。
(4)吐出工程では、同一方向に配置された同一色となる複数の画素領域2と、この画素領域2を区画する撥液性の隔壁部1との境界部に着弾するようにインク19が液滴として吐出される。境界部に着弾した液滴は境界部に沿って濡れ広がって行くため境界部でインク19の濡れ広がり不足が発生することを防止することができる。ゆえに画素領域2の隅々までインク19が行き渡ったカラーフィルタAを成膜することができる。
(5)吐出工程では、隔壁部1に吐出される液滴の着弾密度を変えてインク19を吐出する。液滴の着弾密度を変える方法としては、画素領域2に吐出される液滴4の体積に対して、隔壁部1に吐出される少なくとも1つの液滴4a(または4b)の体積が多くなるように吐出する。または、隔壁部1に着弾する液滴4の数が単位面積当たりで多くなるように吐出する。これによれば、より多くのインク19が隔壁部1から画素領域2に侵入するように濡れるため、画素領域2の隔壁部1付近に隔壁部1を形成した際の残渣が存在して、着弾した液滴4が濡れ広がるのを阻害する場合でも画素領域2内の成膜ムラを防止することができる。また、隔壁部1に吐出される液滴の着弾密度のみを変えて対応すればよいため、吐出されるすべての液滴4の着弾密度を変える場合に比べ、無駄を抑えより少ないインク19の量で、複数の画素領域2にインク19を行き渡らせることができる。
(6)カラーフィルタAは、本実施形態のカラーフィルタの成膜方法を用いて成膜されているため、成膜ムラによる白抜け(濡れ不足)や、同一色層8の膜厚ムラの少ないカラーフィルタAとすることができる。
(7)カラーフィルタの成膜装置10において、第1位置制御部14および第2位置制御部16は、同一方向に配置された同一色となる複数の画素領域2と、この複数の画素領域2を区画する隔壁部1とにインク19の液滴が着弾するように液滴吐出ヘッド13と基板Wとを相対移動させる。そして、液滴吐出ヘッド13は基板W上に等間隔でインク19を液滴として吐出するため、インク19を均一に吐出し、インク19からなる複数の同一色層8を成膜することができる。また吐出制御部20は、画素領域2に吐出される液滴の着弾密度に対して隔壁部1に吐出される液滴の着弾密度が高くなるように制御する。したがって、隔壁部1により多い量の液滴が着弾することにより、隔壁部1から画素領域2により多くのインク19が流れ込み画素領域2の隅々までインク19が行き渡った成膜ムラの少ないカラーフィルタAを成膜することができる。また画素領域2のみにインク19を着弾させようとする場合に比べて、高い着弾精度を必要とせず簡単な液滴の吐出制御とすることができる。
(8)カラーフィルタの成膜装置10は、液滴吐出ヘッド13のノズル列方向と同一色層となる複数の画素領域2が並んだ前記同一方向とが平行となるように液滴吐出ヘッド13と基板Wとを相対移動させて液滴4を吐出するため、複数の画素領域2と隔壁部1とに効率よく液滴4を吐出することができる。
(9)電気光学装置1000(パッシブ型の液晶表示装置100、アクティブ型の液晶表示装置400、プラズマ型の表示装置500)は、成膜ムラによる白抜けの不具合が少なく、同一色層8の膜厚ムラの少ない本実施形態のカラーフィルタAが組み込まれているため、色調ムラやコントラストムラが少ない高い表示品質を有する電気光学装置1000とすることができる。
(10)電子機器(パーソナルコンピュータ1100、携帯電話機1200、ディジタルスチルカメラ1300)は、色調ムラやコントラストムラが少ない高い表示品質を有する電気光学装置1000が組み込まれているため、見映えのよい高品質な画質で画像などの情報を確認することができる電子機器とすることができる。
(変形例1)カラーフィルタの成膜装置10は、吐出されるインク19の各色毎に対応した複数の液滴吐出ヘッド13をキャリッジ17に搭載すると共に、インクタンク11も各色ごとのインク19を貯留するように複数備えてもよい。これによれば、1台の成膜装置10で、カラーフィルタを成膜するために必要なすべてのインク種を備えて成膜することができる。
(変形例2)液滴吐出ヘッド13のノズル列は1列に限らない。例えば70μmピッチずらして2列となるようにもう一列ノズル列を増やしてもよい。これによれば、より精細な70μmのピッチで液滴を吐出することができる。
(変形例3)液滴吐出ヘッド13のノズル21は、等間隔に配置されていることに限定されない。液滴4を吐出する画素領域2と隔壁部1の位置に対応したノズル21を選択して液滴4を吐出すれば、同一方向に同一色層となる複数の画素領域2に膜厚ムラを低減して色層8を成膜することができる。
(変形例4)液滴吐出ヘッド13は、ピエゾ方式インクジェットヘッドに限定されない。振動板とこれに所定の間隔を置いて対向配置された電極とからなる電気機械変換素子を有する静電アクチュエータで吐出室22に充填されたインク19を加圧して液滴として吐出する静電方式インクジェットヘッドとしてもよい。あるいはインク19と接する発熱体を有し、発熱体によって加熱されたインク19に気泡を発生させ、この気泡によって吐出室22に充填されたインク19を加圧して液滴として吐出するいわゆるバブル方式インクジェットヘッドとしてもよい。
(変形例5)吐出工程において、ストライプ状に同一方向に配置された同一色となる複数の画素領域2に対して、液滴吐出ヘッド13のノズル列を交差する方向として吐出してもよい。このようにすれば、同一色となる複数の画素領域2の複数列を同時に成膜することができる。また画素領域2の配列ピッチがどのような寸法のピッチでも隣り合う画素領域2を区画する隔壁部1に対向するように液滴吐出ヘッド13と基板Wとを相対移動させ、確実に隔壁部1上に液滴4を吐出することができる。
(変形例6)画素領域2の形状は、平面視で、長方形をなしているのに限定されず、例えば、正方形、台形、平行四辺形(菱形)等のような四角形、六角形、小判形状等であってもよい。また、隔壁部1における画素領域2に臨む部分の形状は、例えば、サインカーブ、凸状、微細なアール(r)等の波形であってもよい。
(変形例7)画素領域2の配列は、ストライプ状に限定されない。同一方向に同一色層となる画素領域2が配列しているものならば、モザイク状(斜め方向に同一色の画素領域が配列)であっても、本実施形態のカラーフィルタの成膜方法を用いて同一延長線上に液滴を吐出して成膜することが可能である。
(変形例8)画素領域2の配列は、ストライプ状に限定されない。同一方向に同一色層となる画素領域2が複数(2つ以上)並ぶ部分があればよい。
(1)前記吐出工程では、同一方向に配置された同一色層となる複数の画素領域と、隣り合う前記画素領域を隔てる撥液性の隔壁部とに色材が分散された着色インクの液滴が等間隔で着弾するように吐出するカラーフィルタの成膜方法。
(2)(1)において吐出された液滴の少なくとも一部が隔壁部に着弾するカラーフィルタの成膜方法。
(3)前記吐出工程では、同一方向に配置された同一色層となる複数の画素領域と、隣り合う前記画素領域を隔てる撥液性の隔壁部との境界部に色材が分散された着色インクの液滴がチドリ(千鳥)配列で着弾するように吐出するカラーフィルタの成膜方法。
Claims (13)
- 基板上の画素領域に色層を形成してなるカラーフィルタの成膜方法であって、
前記画素領域を区画する撥液性の隔壁部を前記基板上に形成する隔壁形成工程と、
前記画素領域に色材が分散された機能液を液滴として吐出する吐出工程とを備え、
前記吐出工程は、同一方向に配置された複数の前記画素領域と、前記複数の前記画素領域を区画する前記隔壁部とに着弾するように前記機能液を吐出することを特徴とするカラーフィルタの成膜方法。 - 前記吐出工程では、前記機能液を略等間隔で吐出することを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタの成膜方法。
- 前記吐出工程では、前記機能液を前記画素領域の隅に位置する前記隔壁部に着弾するように吐出することを特徴とする請求項1または2に記載のカラーフィルタの成膜方法。
- 前記吐出工程では、同一方向に配置された同一色層となる複数の前記画素領域と当該画素領域を区画する前記隔壁部との境界部に着弾するように前記機能液を液滴として吐出することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載のカラーフィルタの成膜方法。
- 前記吐出工程では、前記画素領域に吐出される液滴の着弾密度に対して前記隔壁部に吐出される液滴の着弾密度を変えて前記機能液を吐出することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載のカラーフィルタの成膜方法。
- 前記吐出工程では、前記画素領域に吐出される液滴の体積に対して前記隔壁部に吐出される少なくとも1つの液滴の体積が異なるように前記機能液を吐出することにより、前記着弾密度を変えることを特徴とする請求項5に記載のカラーフィルタの成膜方法。
- 前記吐出工程では、前記画素領域に着弾する液滴の数と前記隔壁部に着弾する液滴の数とが単位面積当たりで異なるように前記機能液を吐出することにより、前記着弾密度を変えることを特徴とする請求項5に記載のカラーフィルタの成膜方法。
- 請求項5ないし7のいずれか一項において、前記吐出工程では、前記画素領域に吐出される液滴の着弾密度に対して前記隔壁部に吐出される液滴の着弾密度が高くなるように前記機能液を吐出することを特徴とするカラーフィルタの成膜方法。
- 基板上に形成された隔壁部によって区画された画素領域に色材が分散された機能液を液滴として吐出して前記画素領域に色層を形成してなるカラーフィルタの成膜装置であって、
前記機能液を液滴として吐出する液滴吐出部と、
前記液滴吐出部と前記基板とを相対移動させる走査手段と、
同一方向に配置された同一色層となる複数の前記画素領域と、当該画素領域を区画する前記隔壁部とに液滴が着弾するように前記液滴吐出部を制御する吐出制御部とを備えたことを特徴とするカラーフィルタの成膜装置。 - 前記走査手段は、同一方向に配置された同一色層となる複数の前記画素領域と、当該画素領域を区画する前記隔壁部とに液滴が着弾するように前記液滴吐出部と前記基板とを前記同一方向と直交する方向に相対移動させることを特徴とする請求項9に記載のカラーフィルタの成膜装置。
- 前記吐出制御部は、前記機能液を液滴として略等間隔で吐出させると共に、前記画素領域に吐出される液滴の着弾密度に対して前記隔壁部に吐出される液滴の着弾密度を変えて前記機能液の液滴を吐出させるように前記液滴吐出部を制御することを特徴とする請求項9または10に記載のカラーフィルタの成膜装置。
- 請求項1ないし8のいずれか一項に記載のカラーフィルタの製造方法を用いて製造されたカラーフィルタを組み込むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
- 請求項12に記載の電気光学装置の製造方法を用いて製造された電気光学装置を組み込むことを特徴とする電子機器の製造方法。
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