JP2006051412A - Method and apparatus for film formation, substrate for picture element, electro-optical apparatus and electronic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェット方式による成膜方法および成膜装置、画素基板および電気光学装置、並びに電子機器に関する。 The present invention relates to a film forming method and apparatus using an inkjet method, a pixel substrate, an electro-optical device, and an electronic apparatus.
電気光学装置に用いられる画素基板として、透明基板上に隔壁部がマトリクス状に配置されており、この隔壁部で区画された膜形成領域(画素形成領域)に色材が分散された分散溶液(着色インク)をインクジェット方式で液滴として吐出することによって、色材からなる色層が形成されたカラーフィルタ基板が知られている。 As a pixel substrate used in an electro-optical device, partition walls are arranged in a matrix on a transparent substrate, and a dispersion solution in which a color material is dispersed in a film formation region (pixel formation region) partitioned by the partition wall ( A color filter substrate in which a color layer made of a color material is formed by discharging colored ink) as droplets by an inkjet method is known.
このようなカラーフィルタ基板の成膜方法は、透明基板上に多数区画形成された画素形成領域に着色インクを塗布した後に、乾燥工程でインク中の溶媒を蒸発させて色材からなる色層を成膜する。この際に透明基板上の1つの画素形成領域または透明基板の周縁部に位置する画素形成領域でインク中の溶媒の乾燥速度が異なり、結果として色層の膜厚ムラが発生することがある。このような同一基板上の色層の膜厚ムラが発生すると電気光学装置の色ムラ、色調ムラ、コントラストムラ等の不具合が生じる。 In such a film forming method of the color filter substrate, after coloring ink is applied to a pixel forming region formed in a large number of sections on a transparent substrate, a solvent in the ink is evaporated in a drying process to form a color layer made of a color material. Form a film. At this time, the drying speed of the solvent in the ink is different between one pixel formation region on the transparent substrate or the pixel formation region located at the peripheral portion of the transparent substrate, and as a result, the film thickness unevenness of the color layer may occur. When such film thickness unevenness of the color layer on the same substrate occurs, problems such as color unevenness, color tone unevenness, and contrast unevenness of the electro-optical device occur.
上記のような画素形成領域の膜厚ムラを改善する成膜方法として、複数の画素が所定間隔をもって連続形成される画素形成領域と所定間隔以上にわたって画素が形成されない非形成領域(非膜形成領域)とを備える基板上の当該各画素に所定の液状物を吐出し、かつ非形成領域の一部に、画素形成領域を取り囲んで液状物を吐出する工程と、吐出した液状物を乾燥させる工程とを備える電気光学装置部品の製造方法が知られている(特許文献1)。 As a film formation method for improving the film thickness unevenness of the pixel formation region as described above, a pixel formation region in which a plurality of pixels are continuously formed with a predetermined interval and a non-formation region in which no pixels are formed over a predetermined interval (non-film formation region) A step of discharging a predetermined liquid material to each of the pixels on the substrate, and discharging the liquid material in a part of the non-forming region so as to surround the pixel formation region, and drying the discharged liquid material There is known a method for manufacturing an electro-optical device component including the above (Patent Document 1).
この場合、各画素および非形成領域の一部に吐出される液状物は、カラーフィルタ基板であれば、着色インクでありインクの色は特に限定されないとしている。 In this case, if the liquid material discharged to each pixel and a part of the non-formation region is a color filter substrate, it is colored ink and the color of the ink is not particularly limited.
上記従来の成膜方法で形成された画素基板は、非膜形成領域に吐出された液状物の膜が残留し、その後の電気光学装置の製造においてこの膜がじゃまになる可能性がある。例えば、カラーフィルタ基板とこれに対向する素子が形成された素子基板とを非膜形成領域でシール材を用いて接着する際に、非膜形成領域に不要な膜があれば接着不良となる場合がある。またこれを取り除こうとすれば余計な加工工程が増えて製造コストの上昇につながってしまう。 In the pixel substrate formed by the above conventional film formation method, a liquid film discharged in the non-film formation region remains, and this film may become an obstacle in the subsequent manufacture of the electro-optical device. For example, when a color filter substrate and an element substrate on which an element opposite to the color filter substrate is bonded using a sealing material in a non-film forming region, if there is an unnecessary film in the non-film forming region, adhesion failure occurs. There is. Moreover, if this is removed, an extra processing step will increase, leading to an increase in manufacturing cost.
本発明は、上記課題を考慮してなされたものであり、非膜形成領域に不要な物(膜)を残さずに膜形成領域における膜厚ムラを防止することができる成膜方法および成膜装置、画素基板および電気光学装置、並びに電子機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a film forming method and a film forming method capable of preventing film thickness unevenness in the film forming region without leaving an unnecessary object (film) in the non-film forming region. An object is to provide a device, a pixel substrate, an electro-optical device, and an electronic apparatus.
本発明の成膜方法は、基板上の膜形成領域に機能性材料からなる膜を形成する成膜方法であって、基板上の膜形成領域に機能液を液滴として吐出する吐出工程と、機能液の液媒体と同一または略同等の蒸気圧を有する溶媒を膜形成領域の周辺域に塗布する溶媒塗布工程と、吐出された機能液の液媒体を蒸発させる乾燥工程と、を備えたことを特徴とする。 A film forming method of the present invention is a film forming method for forming a film made of a functional material in a film forming region on a substrate, and a discharging step of discharging a functional liquid as a droplet to the film forming region on the substrate; A solvent application step of applying a solvent having a vapor pressure equal to or substantially equivalent to the liquid medium of the functional liquid around the film forming region, and a drying step of evaporating the liquid medium of the discharged functional liquid It is characterized by.
この方法によれば、吐出工程では、基板上の膜形成領域に機能液を液滴として吐出する。溶媒塗布工程では、機能液の液媒体と同一または略同等の蒸気圧を有する溶媒を膜形成領域の周辺域に塗布する。したがって、乾燥工程では、膜形成領域内に吐出された機能液が存在すると共に、膜形成領域の周辺域に塗布された溶媒が存在する。ゆえに、膜形成領域の周辺域に溶媒が存在しない場合に比べて、1つの基板内の膜形成領域または基板周縁部に位置する膜形成領域における機能液中の液媒体の蒸発速度が一定に保たれ、均一にレベリングすることができる。そして乾燥後には、膜厚ムラの少ない機能性材料からなる膜を成膜することができる。また乾燥後には、膜形成領域の周辺域に塗布された溶媒も蒸散するため、膜形成領域の周辺域には、不必要な物(膜)を残さずに膜形成領域内に機能性材料からなる膜を成膜することができる。 According to this method, in the ejection step, the functional liquid is ejected as droplets onto the film formation region on the substrate. In the solvent application step, a solvent having the same or substantially the same vapor pressure as the liquid medium of the functional liquid is applied to the peripheral area of the film forming area. Therefore, in the drying process, the functional liquid discharged in the film formation region exists and the solvent applied in the peripheral region of the film formation region exists. Therefore, the evaporation rate of the liquid medium in the functional liquid in the film formation region in one substrate or the film formation region located at the peripheral edge of the substrate is kept constant as compared with the case where no solvent exists in the peripheral region of the film formation region. It can be leveled evenly. After drying, a film made of a functional material with little film thickness unevenness can be formed. In addition, after drying, the solvent applied to the peripheral area of the film forming area also evaporates, so that the functional material in the film forming area does not leave an unnecessary object (film) in the peripheral area of the film forming area. A film can be formed.
上記溶媒塗布工程では、乾燥工程で機能液の液媒体が蒸散するまで残存するように溶媒を塗布することが好ましい。 In the solvent application step, it is preferable to apply the solvent so that the liquid medium of the functional liquid is evaporated in the drying step.
この方法によれば、溶媒塗布工程では、乾燥工程で液媒体が蒸散するまで残存するように機能液の液媒体と同一または略同等の蒸気圧を有する溶媒を膜形成領域の周辺域に塗布する。したがって、乾燥工程が終了するまで機能液の周囲に溶媒が残存しているため、機能液中の液媒体の蒸発速度が乾燥工程が終了するまで一定に保たれて、より均一にレベリングすることができる。 According to this method, in the solvent application step, the solvent having the same or substantially the same vapor pressure as the liquid medium of the functional liquid is applied to the peripheral area of the film formation region so that the liquid medium remains until the liquid medium evaporates in the drying step. . Therefore, since the solvent remains around the functional liquid until the drying process is completed, the evaporation rate of the liquid medium in the functional liquid can be kept constant until the drying process is completed, and leveling can be performed more uniformly. it can.
上記溶媒塗布工程では、機能液が塗布されると略同時または前に膜形成領域の周辺域に溶媒を塗布することが好ましい。これによれば、機能液が塗布されると略同時または前に膜形成領域の周辺域に溶媒が塗布されるため、成膜中においても、吐出された機能液の周囲に溶媒が存在するため、機能液中の液媒体の蒸発速度をより一定に保つことができ、より均一にレベリングすることができる。 In the solvent application step, it is preferable that the solvent is applied to the peripheral region of the film forming region substantially simultaneously or before the functional liquid is applied. According to this, since the solvent is applied to the peripheral region of the film forming region almost simultaneously or before the functional liquid is applied, the solvent exists around the discharged functional liquid even during film formation. The evaporation rate of the liquid medium in the functional liquid can be kept more constant and leveled more uniformly.
また上記溶媒塗布工程では、溶媒を液滴として吐出して塗布することが好ましい。これによれば、機能液を液滴として吐出するのと同様に溶媒も液滴として吐出することにより、吐出された機能液の液滴に対応した量の溶媒を液滴として精密に吐出することができる。ゆえに、必要な溶媒量を膜形成領域の周辺域に精密に塗布することができる。 In the solvent application step, it is preferable to apply the solvent by discharging it as droplets. According to this, by ejecting the solvent as droplets as well as ejecting the functional liquid as droplets, the amount of solvent corresponding to the ejected functional liquid droplets can be precisely ejected as droplets. Can do. Therefore, the necessary amount of solvent can be precisely applied to the peripheral area of the film forming area.
また上記溶媒塗布工程では、基板の中心部に位置する膜形成領域に吐出された機能液と基板の外周部に位置する膜形成領域に吐出された機能液との蒸発速度の差を緩和するように、基板の中心部から外周に向かって徐徐に溶媒の塗布量を増やして塗布することが好ましい。基板上に塗布された機能液は、基板の外周側に位置するほど蒸発速度が速くなり易いため、溶媒を基板の中心部から外周に向かって徐徐に溶媒の塗布量を増やして塗布することにより、基板の中心部に位置する膜形成領域に吐出された機能液中の液媒体の蒸発速度と、外周部に位置する膜形成領域に吐出された機能液中の液媒体の蒸発速度との差を効率的に少なくすることができる。 In the solvent application step, the difference in evaporation rate between the functional liquid discharged to the film forming region located in the central portion of the substrate and the functional liquid discharged to the film forming region located in the outer peripheral portion of the substrate is alleviated. Furthermore, it is preferable to apply by gradually increasing the solvent application amount from the center of the substrate toward the outer periphery. Since the functional liquid applied on the substrate tends to increase in evaporation rate as it is located on the outer peripheral side of the substrate, the solvent is applied by gradually increasing the solvent application amount from the central part of the substrate toward the outer periphery. The difference between the evaporation rate of the liquid medium in the functional liquid discharged to the film formation region located in the central part of the substrate and the evaporation rate of the liquid medium in the functional liquid discharged to the film formation region located in the outer peripheral part Can be efficiently reduced.
また上記溶媒塗布工程において、基板の上面に略並行し略同一方向に流れる気流を発生させ、膜形成領域に対して気流の風上側の周辺域に溶媒を塗布するようにしてもよい。これによれば、基板の上面には略同一方向に流れる気流が存在しているため、この気流の風上側に位置するように膜形成領域の周辺域に溶媒を塗布すれば、塗布された溶媒から蒸発した蒸気は、膜形成領域を覆うように気流によって流されて行く。ゆえに、膜形成領域の周辺域すべてに溶媒を塗布する場合に比べて、効率よく溶媒を塗布して膜形成領域に吐出された機能液のレベリングを行うことができる。 Further, in the solvent application step, an airflow that flows in substantially the same direction in parallel with the upper surface of the substrate may be generated, and the solvent may be applied to the peripheral area on the windward side of the airflow with respect to the film formation region. According to this, since there is an airflow flowing in substantially the same direction on the upper surface of the substrate, if the solvent is applied to the peripheral area of the film formation region so as to be located on the windward side of this airflow, the applied solvent The vapor evaporated from the air is caused to flow by an air flow so as to cover the film formation region. Therefore, as compared with the case where the solvent is applied to the entire peripheral region of the film forming region, it is possible to efficiently apply the solvent and level the functional liquid discharged to the film forming region.
上記基板は膜形成領域の周辺域に凹部または溝部を有し、上記溶媒塗布工程では、凹部または溝部に溶媒を塗布するようにしてもよい。これによれば、膜形成領域の周辺域に形成された凹部または溝部に溶媒を塗布して濡れ広げることができる。よって、溶媒の塗布ムラが生じても、溶媒は凹部または溝部に沿って濡れ広がるため確実に膜形成領域の周辺域に溶媒を配置させることができる。 The substrate may have a recess or a groove in the peripheral region of the film formation region, and in the solvent application step, a solvent may be applied to the recess or the groove. According to this, it is possible to apply the solvent to the recesses or grooves formed in the peripheral region of the film formation region and spread it wet. Therefore, even if the coating unevenness of the solvent occurs, the solvent wets and spreads along the concave portion or the groove portion, so that the solvent can be surely arranged in the peripheral region of the film forming region.
また本発明の成膜方法は、機能液として電気光学装置の画素を構成する膜材料を用いて、膜形成領域に区画形成された画素となる膜を成膜することを特徴とする。 In addition, the film forming method of the present invention is characterized in that a film serving as a pixel partitioned in a film forming region is formed using a film material constituting a pixel of an electro-optical device as a functional liquid.
この方法によれば、機能液として電気光学装置の画素を構成する膜材料を用いて、膜形成領域に区画形成された画素となる膜を成膜するため、1つの基板内で膜厚ムラが少ない均一な画素となる膜を成膜することができる。 According to this method, the film material that constitutes the pixel formed in the film formation region is formed using the film material that constitutes the pixel of the electro-optical device as the functional liquid. A film that becomes a small number of uniform pixels can be formed.
また上記機能液として透明樹脂材料を用いて、膜形成領域に区画形成された電気光学装置の画素または膜形成領域に区画形成された配線部を覆って保護する保護膜を成膜してもよい。 In addition, a transparent resin material may be used as the functional liquid to form a protective film that covers and protects the pixels of the electro-optical device partitioned in the film formation region or the wiring portion partitioned in the film formation region. .
この方法によれば、機能液として透明樹脂材料を用いて、膜形成領域に区画形成された電気光学装置の画素または膜形成領域に区画形成された配線部を覆って保護する保護膜を成膜するため、1つの基板内に区画形成された画素または配線部を覆う膜厚ムラが少ない均一な保護膜を形成することができる。 According to this method, a transparent resin material is used as a functional liquid to form a protective film that covers and protects the pixels of the electro-optical device partitioned in the film formation region or the wiring portion partitioned in the film formation region. Therefore, it is possible to form a uniform protective film with little film thickness non-uniformity covering the pixels or wiring portions partitioned and formed in one substrate.
また上記機能液として電気光学装置の画素を構成する膜材料を用いて、膜形成領域に区画形成された画素となる膜を成膜した後に、機能液として透明樹脂材料を用いて、膜が形成された領域を覆って保護する保護膜を成膜してもよい。これによれば、画素となる膜とこれを保護する保護膜とをいずれも膜厚ムラが少なく均一に積層することができる。 In addition, using the film material that constitutes the pixel of the electro-optical device as the functional liquid, after forming a film that becomes the pixel partitioned in the film formation region, the film is formed using the transparent resin material as the functional liquid A protective film that covers and protects the formed region may be formed. According to this, the film to be a pixel and the protective film for protecting the film can be uniformly laminated with little film thickness unevenness.
また上記画素となる膜は膜形成領域に複数成膜配置されると共に、上記溶媒塗布工程では、画素の配置ピッチと略同等なピッチで溶媒を膜形成領域の周辺域に塗布することが好ましい。これによれば、画素となる膜を成膜するために吐出される機能液の配置ピッチと溶媒の配置ピッチが略同等なピッチとなるため、単位面積あたりの機能液中の液媒体の蒸発量と溶媒の蒸発量とを略同等とすることができる。よってより均一な成膜時のレベリングを行うことができる。 It is preferable that a plurality of films serving as the pixels are formed and arranged in the film forming region, and in the solvent application step, the solvent is applied to the peripheral area of the film forming region at a pitch substantially equal to the pixel arrangement pitch. According to this, since the arrangement pitch of the functional liquid discharged to form the pixel film and the arrangement pitch of the solvent are substantially equal to each other, the evaporation amount of the liquid medium in the functional liquid per unit area And the amount of evaporation of the solvent can be made substantially equal. Therefore, more uniform leveling can be performed.
本発明の成膜装置は、基板上の膜形成領域に機能性材料からなる膜を形成する成膜装置であって、機能液を液滴として吐出する液滴吐出部と、機能液の液媒体と同一または略同等の蒸気圧を有する溶媒を塗布する溶媒塗布部と、吐出された機能液の液媒体を蒸発させる乾燥手段と、液滴吐出部と溶媒塗布部と乾燥手段とを制御する制御部とを備え、制御部は、乾燥手段で液媒体が蒸散するまで溶媒が残存するように溶媒塗布部から膜形成領域の周辺域に溶媒を塗布するよう制御することを特徴とする。 A film forming apparatus of the present invention is a film forming apparatus for forming a film made of a functional material in a film forming region on a substrate, and includes a droplet discharge unit that discharges a functional liquid as droplets, and a liquid medium of the functional liquid For controlling a solvent application unit that applies a solvent having the same or substantially the same vapor pressure, a drying unit that evaporates the liquid medium of the discharged functional liquid, and a droplet discharge unit, a solvent application unit, and a drying unit And the controller controls the application of the solvent from the solvent application unit to the peripheral region of the film forming region so that the solvent remains until the liquid medium evaporates by the drying means.
この構成によれば、制御部は、乾燥手段で液媒体が蒸散するまで機能液の液媒体と同一または略同等の蒸気圧を有する溶媒が残存するように溶媒塗布部から溶媒を膜形成領域の周辺域に塗布するように制御する。したがって、膜形成領域には、液滴吐出部から吐出された機能液が存在すると共に、膜形成領域の周辺域には塗布された溶媒が存在し、膜形成領域に吐出された機能液中の液媒体の蒸発速度が一定に保たれ、均一にレベリングすることができる。ゆえに乾燥手段による乾燥後には、膜厚ムラの少ない機能性材料からなる膜を成膜することができる。また乾燥後には、膜形成領域の周辺域に塗布された溶媒も蒸散するため、膜形成領域の周辺域には、不必要な物(膜)を残さずに膜形成領域内に機能性材料からなる膜を成膜することができる。 According to this configuration, the control unit removes the solvent from the solvent application unit in the film formation region so that the solvent having the same or substantially the same vapor pressure as the liquid medium of the functional liquid remains until the liquid medium is evaporated by the drying unit. Control to apply to surrounding area. Accordingly, the functional liquid discharged from the droplet discharge portion exists in the film forming area, and the applied solvent exists in the peripheral area of the film forming area, and the functional liquid discharged in the film forming area The evaporation rate of the liquid medium is kept constant and can be leveled uniformly. Therefore, after drying by the drying means, a film made of a functional material with little film thickness unevenness can be formed. In addition, after drying, the solvent applied to the peripheral area of the film forming area also evaporates, so that the functional material in the film forming area does not leave an unnecessary object (film) in the peripheral area of the film forming area. A film can be formed.
また上記制御部は液滴吐出部が機能液を吐出すると略同時または前に、溶媒塗布部が溶媒を塗布するように制御することが好ましい。これによれば、機能液が吐出されると略同時または前に膜形成領域の周辺域に溶媒が塗布されるため、成膜中においても、吐出された機能液の周囲に溶媒が存在することになり、機能液中の液媒体の蒸発速度を一定に保つことができ、より均一にレベリングすることができる。ゆえに、乾燥手段による乾燥後には、膜厚ムラの少ない機能性材料からなる膜を成膜することができる。 The control unit preferably controls the solvent application unit to apply the solvent substantially simultaneously or before the droplet discharge unit discharges the functional liquid. According to this, since the solvent is applied to the peripheral area of the film forming region substantially simultaneously or before the functional liquid is discharged, the solvent exists around the discharged functional liquid even during film formation. Thus, the evaporation rate of the liquid medium in the functional liquid can be kept constant, and leveling can be performed more uniformly. Therefore, after drying by the drying means, a film made of a functional material with little film thickness unevenness can be formed.
上記溶媒塗布部は、溶媒を液滴として吐出して塗布することが好ましい。これによれば、機能液を液滴として吐出するのと同様に溶媒も液滴として吐出されるため、吐出された機能液の液滴に対応した量の溶媒を液滴として精密に吐出することができる。また、機能液を液滴として吐出する吐出パターンを溶媒の吐出に活用することができる。さらには、機能液を液滴として吐出する液滴吐出部から溶媒を吐出するようにすれば、装置を簡略化することもできる。 The solvent application unit is preferably applied by discharging the solvent as droplets. According to this, since the solvent is ejected as droplets in the same manner as the functional liquid is ejected as droplets, an amount of solvent corresponding to the ejected functional liquid droplets can be precisely ejected as droplets. Can do. Further, a discharge pattern for discharging the functional liquid as droplets can be used for discharging the solvent. Furthermore, if the solvent is discharged from a droplet discharge section that discharges the functional liquid as droplets, the apparatus can be simplified.
本発明の画素基板は、電気光学装置を構成する複数の画素を有する画素基板であって、機能液として画素を構成する膜材料を用いて、膜形成領域に区画形成された画素となる膜を上記発明の成膜方法を用いて成膜したことを特徴とする。 The pixel substrate of the present invention is a pixel substrate having a plurality of pixels constituting an electro-optical device, and a film to be a pixel partitioned and formed in a film formation region using a film material constituting the pixel as a functional liquid. A film is formed using the film forming method of the above invention.
この構成によれば、画素となる膜は、上記発明の成膜方法を用いて成膜されるため、膜厚ムラが少ない均一な画素となる膜が成膜された画素基板とすることができる。 According to this configuration, since the film to be a pixel is formed by using the film forming method of the present invention, a pixel substrate on which a film to be a uniform pixel with little film thickness unevenness can be formed. .
本発明の電気光学装置は、上記発明の画素基板を備えたことを特徴とする。これによれば、膜厚ムラが少ない均一な画素となる膜が成膜された画素基板を備えているため、電気光学特性のバラツキが少ない電気光学装置とすることができる。 An electro-optical device according to the present invention includes the pixel substrate according to the above-described invention. According to this, since the pixel substrate on which a film that becomes a uniform pixel with little film thickness unevenness is formed is provided, an electro-optical device with little variation in electro-optical characteristics can be obtained.
本発明の電子機器は、上記発明の電気光学装置を搭載したことを特徴とする。これによれば、電気光学特性のバラツキが少ない電気光学装置を搭載しているため、見映えのよい電気光学装置で画像等の情報を表示して確認できる電子機器とすることができる。 An electronic apparatus according to the present invention includes the electro-optical device according to the present invention. According to this, since an electro-optical device with little variation in electro-optical characteristics is mounted, it is possible to provide an electronic apparatus that can display and confirm information such as images with a good-looking electro-optical device.
本発明の実施形態は、基板上の膜形成領域に機能液として色材が液媒体に分散または溶解した溶液を液滴として吐出して機能性材料である色材からなる色層(膜)を形成してなるカラーフィルタの成膜方法、成膜装置および画素基板としてのカラーフィルタ基板を例に説明を行う。 In an embodiment of the present invention, a color layer (film) made of a color material, which is a functional material, is ejected as a droplet by discharging a solution in which a color material is dispersed or dissolved in a liquid medium as a functional liquid in a film formation region on a substrate. The color filter film forming method, the film forming apparatus, and the color filter substrate as the pixel substrate will be described as examples.
図1は、基板上の膜形成領域の配置を示す概略平面図である。基板W上には、略長方形の領域を有する複数の膜形成領域1が基板Wの辺部に平行してマトリクス状に配置されている。膜形成領域1は、互いに所定の間隔を置いて配置されており、この所定の間隔すなわち膜形成領域1を囲む周辺域を、以降は非膜形成領域と呼んで説明する。
FIG. 1 is a schematic plan view showing the arrangement of film formation regions on the substrate. On the substrate W, a plurality of
図2は、カラーフィルタのエレメント(画素)の配列を示す概略平面図である。液晶表示装置等の電気光学装置に用いられるカラーフィルタは、図1に示した膜形成領域1内に区画形成されている。図2に示すように少なくともR(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)の3色の色層を有している。また3つの色層(R,G,B)に対応した3つの画素2によって1つの絵素3が構成されている。1つの色層が納められた画素2の配列には、いくつかの方式があり以下にその代表的な例について説明する。
FIG. 2 is a schematic plan view showing the arrangement of the elements (pixels) of the color filter. A color filter used in an electro-optical device such as a liquid crystal display device is partitioned in the
図2(a)は、ストライプ方式のカラーフィルタの画素配列を示す概略平面図、同図(b)は、モザイク方式のカラーフィルタの画素配列を示す概略平面図、同図(c)は、デルタ方式のカラーフィルタの画素配列を示す概略平面図である。 2A is a schematic plan view showing a pixel arrangement of a stripe type color filter, FIG. 2B is a schematic plan view showing a pixel arrangement of a mosaic type color filter, and FIG. It is a schematic plan view which shows the pixel arrangement | sequence of a color filter of a system.
ストライプ方式は、図2(a)に示すように3つの色層(R,G,B)を有する画素2が同一色となる色層毎に同一方向に直線的に並んでいる。3つの色層(R,G,B)の列は繰り返して配列されている。モザイク方式は、図2(b)に示すように3つの色層(R,G,B)を有する画素2は、ストライプ方式と同様に縦横に配列されているが、同一色となる色層は、隣り合う列の斜め方向に配置されている。デルタ方式は、図2(c)に示すように3つの色層(R,G,B)が三角形(トライアングル)の頂点の位置に配置され、隣り合う画素2の色層が必ず異なるように配置されている。いずれの場合も膜形成領域1内に色層である複数の画素2が配置されてカラーフィルタを構成している。尚、実際に各色層(R,G,B)をどのように配置するかは電気光学装置の駆動回路構成や配線等から適宜設計して決めればよい。
In the stripe method, as shown in FIG. 2A, the
次に成膜装置について図3〜図6に基づいて説明する。図3は、成膜装置の構造を示す概略斜視図である。本実施形態の成膜装置10は、基板W上の膜形成領域1に機能液として色材が分散または溶解した着色インクを液滴として吐出することによって、カラーフィルタの色材からなる色層(膜)を形成するものである。図3に示すように成膜装置10は、着色インクを液滴として吐出する液滴吐出部と、着色インクの液媒体と同一または略同等の蒸気圧を有する溶媒(有機溶媒)を液滴として塗布する溶媒塗布部とを有するヘッドユニット21を備えている。また着色インク中の液媒体と塗布された溶媒とを蒸発させる乾燥手段としてのヒータ19と、ヘッドユニット21とヒータ19とを制御する制御部18とを備えている。
Next, the film forming apparatus will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a schematic perspective view showing the structure of the film forming apparatus. The
また成膜装置10は、ヘッドユニット21を副走査方向(X方向)に駆動するためのX方向ガイド軸12と、基板Wを載置する載置台11を主走査方向(Y方向)に駆動するためのY方向ガイド軸15とが上部に配設された基台20を備えている。X方向ガイド軸12とY方向ガイド軸15には、軸を回転させるX方向駆動モータ13とY方向駆動モータ14とをそれぞれ備えている。制御部18は、基台20の下部に配設されている。さらには、Y方向駆動モータ16を有してヘッドユニット21をクリーニングするクリーニング機構部17を備えている。
The
X方向駆動モータ13は、例えばステッピングモータ等であり、制御部18からX軸方向の駆動パルス信号が供給されると、X方向ガイド軸12を回転させ、X方向ガイド軸12に係合したヘッドユニット21をX方向に移動させる。
The
同様にY方向駆動モータ14,16は、例えばステッピングモータ等であり、制御部18からY軸方向の駆動パルス信号が供給されると、Y方向ガイド軸15を回転させ、Y方向ガイド軸15に係合した載置台11およびクリーニング機構部17をY軸方向に移動させる。
Similarly, the Y-
クリーニング機構部17は、ヘッドユニット21をクリーニングする際には、ヘッドユニット21を臨む位置に移動し、後述する液滴吐出ヘッド24のノズル面に密着して不要な着色インクを吸引するキャッピング動作や着色インクが付着したノズル面を拭き取るワイピング動作を行う。クリーニング機構の詳細は省略する。
When cleaning the
ヒータ19は、例えばここではランプアニールにより基板Wを熱処理する手段であり、基板W上に吐出された着色インクや溶媒の蒸発・乾燥を行うと共に、画素2に着弾して濡れ広がった着色インクを膜に変換するための熱処理を行うようになっている。このヒータ19の電源の投入及び遮断も制御部18によって制御される。
Here, for example, the
図4は、ヘッドユニットに取り付けられたヘッド群を示す概略平面図である。詳しくは基板W側から観察した図である。図4に示すように、ヘッドユニット21は、Y軸方向に配置された15個の液滴吐出ヘッド24を2列搭載している。この2列の15個の液滴吐出ヘッド24は、5組のヘッド群26(2つのヘッド群26A、ヘッド群26R、ヘッド群26G及びヘッド群26B)に分類されている。すなわち、液滴吐出部である赤色の着色インクが液滴吐出ヘッド24に充填されているヘッド群26Rと、緑色の着色インクが液滴吐出ヘッド24に充填されているヘッド群26Gと、青色の着色インクが液滴吐出ヘッド24に充填されているヘッド群26Bである。またこれらの液滴吐出部のY方向(主走査方向)前後に1組づつ配設された溶媒塗布部である色材を分散または溶解させる液媒体と同一または略同等の蒸気圧を有する溶媒が液滴吐出ヘッド24に充填されている2つのヘッド群26Aである。
FIG. 4 is a schematic plan view showing a head group attached to the head unit. Specifically, it is a view observed from the substrate W side. As shown in FIG. 4, the
各ヘッド群26は3個を長手方向に位置をずらしてY方向に沿って2列配置した計6個の液滴吐出ヘッド24により構成されている。なお、この6個の液滴吐出ヘッド24を、Y方向の上面から順番に液滴吐出ヘッド24a、液滴吐出ヘッド24b及び液滴吐出ヘッド24cと呼ぶ。ヘッド群26Aの液滴吐出ヘッド24aと、ヘッド群26Rの液滴吐出ヘッド24aと、ヘッド群26Gの液滴吐出ヘッド24aと、ヘッド群26Bの液滴吐出ヘッド24aはX方向の座標上同じ位置に配置されている。同様にして、各ヘッド群26の液滴吐出ヘッド24b及び液滴吐出ヘッド24cについてもX方向の座標上の同じ位置に配置されている。これらの液滴吐出ヘッド24は、制御部18から供給される吐出電圧に応じて個別に着色インクや溶媒を吐出できるようになっている。
Each head group 26 is composed of a total of six droplet discharge heads 24 in which three are displaced in the longitudinal direction and arranged in two rows along the Y direction. The six droplet discharge heads 24 are called a
成膜装置10において、制御部18は所定の駆動パルス信号をX方向駆動モータ13およびY方向駆動モータ14とに送り、ヘッドユニット21を副走査方向(X方向)に、載置台11を主走査方向(Y方向)に相対移動させる。また制御部18はこの相対移動の間に吐出電圧をヘッドユニット21に供給し、ヘッドユニット21から基板Wの膜形成領域内に着色インクを液滴として吐出させると共に、非膜形成領域に溶媒を塗布させる。ヘッドユニット21は、基板Wに対して主走査方向(Y方向)に相対的に往復して吐出を行うため、図4に示したように溶媒塗布部は、液滴吐出部のY方向前後に位置して着色インクが吐出される直前で溶媒を吐出することができるようになっている。
In the
図5は、液滴吐出ヘッドのノズル配列を示す概略平面図である。本実施形態の液滴吐出ヘッド24は、ピエゾ(圧電素子)により液体が充填された吐出室を加圧して吐出室に連通するノズル28から液体を液滴として吐出する所謂ピエゾ方式のインクジェットヘッドである。ノズルプレート27には、180個のノズル28がおよそ140μmの一定間隔P1で穿孔された2つのノズル列1A,1Bが設けられている。そして、ノズル列1Aとノズル列1Bとは、ノズル28がおよそ70μmの一定間隔P2で千鳥状に配列するようにずらされている。各ノズル列1A,1Bの両端における数個のノズル28は液体が吐出されない「休止ノズル」に設定され、他のノズル28は液体が吐出される「吐出ノズル」に設定されている。これらの各ノズル28には、それぞれに独立して圧電素子が設けられている。すなわち、圧電素子に供給される電気信号の種類に応じて、各ノズル28から吐出される液滴の吐出量、吐出時間等を制御することができる。
FIG. 5 is a schematic plan view showing the nozzle arrangement of the droplet discharge head. The
図6は、制御部と制御部に関連する各部との電気的な構成を示すブロック図である。制御部18は、入力バッファメモリ200を備えている。入力バッファメモリ200は、外部情報処理装置から着色インクや溶媒の吐出データを受け取る。この吐出データは、基板W上の全ての膜形成領域1の相対位置を表すデータと、全ての膜形成領域1に着色インクを所定の厚さにまで塗布するのに必要となる相対走査の回数を示すデータと、オンノズルとして機能するノズル28を指定するデータと、オフノズルとして機能するノズル28を指定するデータとを含んで構成されている。そして、入力バッファメモリ200は、吐出データを処理部204に供給し、処理部204は吐出データを記憶手段202に格納する。なお図6では、記憶手段202はRAMである。
FIG. 6 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the control unit and each unit related to the control unit. The
処理部204は、記憶手段202内の吐出データに基づいて、膜形成領域1に対するノズル28の相対位置を示すデータを走査駆動部206に与える。走査駆動部206は、このデータと、吐出周期EPとに応じた駆動信号を、図6に示すX方向駆動モータ13及びY方向駆動モータ14に与える。この結果、膜形成領域1に対して液滴吐出ヘッド24が相対走査される。一方、処理部204は、記憶手段202に記憶された吐出データと、吐出周期EPとに基づいて、吐出タイミングごとのノズルのオン・オフを指定する選択信号SCをヘッド駆動部208に与える。ヘッド駆動部208は、選択信号SCに基づいて、着色インクや溶媒の吐出に必要な吐出信号ESを液滴吐出ヘッド24に与える。この結果、液滴吐出ヘッド24の対応するノズル28から着色インクや溶媒が液滴として吐出される。この場合、溶媒は、着色インクが吐出される直前に基板Wの膜形成領域1の周辺域(非膜形成領域)に吐出されるように制御されている。
The
次に成膜装置10を用いたカラーフィルタの成膜方法について図7〜図9に基づいて説明する。本実施形態のカラーフィルタの成膜方法は、基板W上に画素2を区画形成するための隔壁部(バンク)を形成するバンク形成工程と、基板W上の膜形成領域1(区画形成された画素2を形成する領域)に機能液としての着色インクを液滴として吐出する吐出工程と、吐出された着色インク中の液媒体を蒸発させて色層とする乾燥工程と、液媒体と同一または略同等の蒸気圧を有する溶媒を乾燥工程で液媒体が蒸散するまで残存するように膜形成領域1の周辺域(非膜形成領域)に塗布する溶媒塗布工程とを備えている。また溶媒塗布工程では、着色インクが吐出される直前に溶媒を液滴として非膜形成領域に塗布している。さらには、色層が形成された膜形成領域1を覆って保護する保護層(保護膜)を形成する保護層形成工程と、各色の色層に対応した電極を形成する電極形成工程とを備えている。
Next, a method for forming a color filter using the
図7は、図2のA−A線で切ったカラーフィルタ基板の構造を示す概略断面図である。図7(a)は、基板に形成された隔壁部(バンク)を示す概略断面図、同図(b)は、ノズルから着色インクを吐出した状態を示す概略断面図、同図(c)は、吐出された着色インクを乾燥して色層を成膜した状態を示す概略断面図、同図(d)は、3色の色層が成膜された状態を示す概略断面図、同図(e)は、成膜された色層に保護層を積層した状態を示す概略断面図、同図(f)は、保護層の上に各画素に対応した電極を形成した状態を示す概略断面図である。 FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the color filter substrate taken along line AA in FIG. FIG. 7A is a schematic cross-sectional view showing a partition wall (bank) formed on the substrate, FIG. 7B is a schematic cross-sectional view showing a state where colored ink is discharged from a nozzle, and FIG. FIG. 4D is a schematic cross-sectional view showing a state in which the discharged colored ink is dried to form a color layer, and FIG. 4D is a schematic cross-sectional view showing a state in which three color layers are formed. e) is a schematic cross-sectional view showing a state in which a protective layer is laminated on the formed color layer, and FIG. 5 (f) is a schematic cross-sectional view showing a state in which electrodes corresponding to each pixel are formed on the protective layer. It is.
(バンク形成工程)
バンク形成工程は、図7(a)に示すように、まず透明なガラスやプラスチック製のフィルムや樹脂板等からなる基板WにCrなどの金属膜を蒸着法やスパッタ法で厚みおよそ0.2μm膜付けした後に、フォトリソ法で遮光層4を形成する。遮光層4は、膜形成領域1の画素2に対応して開口している。次に遮光層4が形成された基板W上に、ネガ型の透明アクリル系感光性樹脂組成物をスピンコート法で塗布する。そして100℃20分プレベークした後に、隔壁部5を形成するための所定のパターンを有するマスクを用いて紫外線露光する。未露光部をアルカリ性の現像液で現像し、200℃30分間アフターベークすることにより樹脂部を十分硬化させて隔壁部5を形成する。形成された隔壁部5の厚み(高さ)はおよそ2〜3μmである。
(Bank formation process)
In the bank forming step, as shown in FIG. 7A, first, a metal film such as Cr is deposited on a substrate W made of transparent glass, plastic film, resin plate or the like by a vapor deposition method or a sputtering method to a thickness of about 0.2 μm. After film formation, the
隔壁部5を形成する他の方法としては、基板W上にスピンコート法等により、カーボン粒子等を含有する黒色顔料と、アクリル系等の樹脂のモノマーと、重合開始材とを主成分としたネガ型のレジストを塗布した後、レジストを仮焼成する。次に、隔壁部5のパターンが形成されたフォトマスクを用いて所定の位置のレジストを露光する。露光されたレジストは、モノマーの重合反応が進行して、溶剤に不溶な樹脂となる。最後に、レジストの現像を行うことにより、露光されて不要となった部分のみが残存し、所定のパターンの隔壁部5を形成する方法を用いてもよい。このようにすれば隔壁部5が遮光性を有するため、遮光層4を形成しなくてもよい。
As another method for forming the
(吐出工程)
吐出工程は、隔壁部5が形成された基板Wを成膜装置10の載置台11に載置して真空吸着等の方法で固定する。そして図7(b)に示すように画素2が形成される領域に液滴吐出ヘッド24から着色インク(赤色)をインク液滴30として吐出し、隣接する画素2が形成される領域にはみ出ないように隔壁部5より盛り上がった状態にインク層31を形成する。着色インクとしては、顔料、バインダー樹脂及び高沸点溶媒(液媒体としての有機溶剤)を必須成分とし、場合により多官能性単量体、光重合開始剤あるいは他の添加剤をさらに含有するものが好ましい。この場合、高沸点溶媒としては、ブチルカルビトールアセテート(BCTAC)を使用している。
(Discharge process)
In the discharging step, the substrate W on which the
他の高沸点溶媒の例としては、例えば、式 R1-O(CH2CH2O)2-R2(但し、R1及びR2は相互に独立に炭素数4〜10のアルキル基を示す。)で表されるジエチレングリコールジアルキルエーテル系溶媒;式 R3-O(CH2CH2O)3-R4(但し、R3及びR4は相互に独立に炭素数1〜10のアルキル基を示す。)で表されるトリエチレングリコールジアルキルエーテル系溶媒;式 R5-O(CH2CH2O)i -R6 (但し、R5及びR6は相互に独立に炭素数1〜10のアルキル基を示し、iは4〜30の整数である。)で表されるポリエチレングリコールジアルキルエーテル系溶媒;式 R7-OCH(CH3)CH2O-R8 (但し、R7及びR8は相互に独立に炭素数4〜10のアルキル基を示す。)で表されるプロピレングリコールジアルキルエーテル系溶媒;グリセリントリアセテート、マレイン酸ジ−n−ブチル、フマル酸ジ−n−ブチル、安息香酸n−ブチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジ−n−プロピル、フタル酸ジ−i−プロピル、フタル酸ジ−n−ブチル、サリチル酸i−アミル等のエステル系溶媒等を挙げることができる。なお、高沸点溶媒とは、1気圧における沸点が250℃以上の溶媒を指している。 Examples of other high-boiling solvents include, for example, the formula R 1 —O (CH 2 CH 2 O) 2 —R 2 (wherein R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 4 to 10 carbon atoms). Diethylene glycol dialkyl ether solvent represented by the formula: R 3 —O (CH 2 CH 2 O) 3 —R 4 (wherein R 3 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms) A triethylene glycol dialkyl ether solvent represented by the formula: R 5 —O (CH 2 CH 2 O) i —R 6 (wherein R 5 and R 6 are independently of each other from 1 to 10 carbon atoms) A polyethylene glycol dialkyl ether solvent represented by the formula: R 7 —OCH (CH 3 ) CH 2 OR 8 (wherein R 7 and R 8 are Propylene glycol dialkyl ether solvents represented by C 4-10 alkyl groups independently of each other; glycerin triacetate, male Di-n-butyl fate, di-n-butyl fumarate, n-butyl benzoate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, di-n-propyl phthalate, di-i-propyl phthalate, di-phthalate Examples thereof include ester solvents such as n-butyl and i-amyl salicylate. The high boiling point solvent means a solvent having a boiling point of 250 ° C. or higher at 1 atmosphere.
また、沸点が250℃未満の有機溶剤(以下、低沸点溶媒という)を高沸点溶媒と併用することもできる。低沸点溶媒としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;ジエチレングリコールモノメチルエーテル等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル類;ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類;ジエチレングリコールジメチルエーテル等の他のエーテル類;1−オクタノール等のアルコール類;メチルエチルケトン等のケトン類;カプロン酸等のカルボン酸類;2−ヒドロキシプロピオン酸メチルの乳酸アルキルエステル類;2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル等の他のエステル類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類等を挙げることができる。低沸点溶媒の使用割合は、高沸点溶媒と低沸点溶媒との合計に対して、通常、20重量%以下、好ましくは5重量%以下である。 An organic solvent having a boiling point of less than 250 ° C. (hereinafter referred to as a low boiling point solvent) can be used in combination with the high boiling point solvent. Examples of the low boiling point solvent include ethylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monoethyl ether; ethylene glycol monoalkyl ether acetates such as ethylene glycol monomethyl ether acetate; diethylene glycol monoalkyl such as diethylene glycol monomethyl ether Ethers; diethylene glycol monoalkyl ether acetates such as diethylene glycol monomethyl ether acetate; propylene glycol monoalkyl ether acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate; other ethers such as diethylene glycol dimethyl ether; alcohols such as 1-octanol; methyl ethyl ketone and the like The ketone Carboxylic acids such as caproic acid; alkyl lactates of methyl 2-hydroxypropionate; other esters such as ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene be able to. The use ratio of the low boiling point solvent is usually 20% by weight or less, preferably 5% by weight or less, based on the total of the high boiling point solvent and the low boiling point solvent.
顔料としては、色調が特に限定されるものではなく、得られるカラーフィルタの用途に応じて適宜選定され、顔料、染料あるいは天然色素のいずれでもよいが、特に有機顔料又は無機顔料が用いられる。 The color tone is not particularly limited as the pigment, and is appropriately selected according to the use of the color filter to be obtained, and may be any of a pigment, a dye, or a natural colorant. In particular, an organic pigment or an inorganic pigment is used.
有機顔料としては、例えば、カラーインデックス(C.I.;The Society ofDyers and Colourists 社発行)においてピグメント(Pigment)に分類されている化合物、具体的には、C.I.ピグメントイエロー1,3,12等、C.I.ピグメントオレンジ1,5,13等、C.I.ピグメントレッド1,2,3等、C.I.ピグメントブルー15,15:3,15:4等がよい。これらの有機顔料は、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
Examples of the organic pigment include compounds classified as Pigment in the Color Index (CI; issued by The Society of Dyers and Colorists), specifically, C.I. I.
また、無機顔料としては、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら(赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等を挙げることができる。 Examples of inorganic pigments include titanium oxide, barium sulfate, calcium carbonate, zinc white, lead sulfate, yellow lead, zinc yellow, red bean (red iron (III) oxide), cadmium red, ultramarine blue, bitumen, and chromium oxide green. , Cobalt green, amber, titanium black, synthetic iron black, carbon black and the like.
またバインダー樹脂としては、カルボキシル基を含有するポリマーであって、特に、1個以上のカルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体(以下、単に「カルボキシル基含有不飽和単量体」という。)と他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体(以下、「他の不飽和単量体(b1)」という。)との共重合体(以下、「カルボキシル基含有共重合体(B1)」という。)が好ましい。前記カルボキシル基含有不飽和単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等を挙げることができる。さらに、他の不飽和単量体(b1)としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、メトキシスチレン、ビニルベンジルメチルエーテル等の芳香族ビニル化合物;メチルアクリレート、メチルメタクリレート等の不飽和カルボン酸エステル類等を挙げることができる。またカルボキシル基含有共重合体(B1)としては、アクリル酸及び/又はメタクリル酸とスチレン、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、ポリスチレンマクロモノマー及びポリメチルメタクリレートマクロモノマーの群から選ばれる少なくとも1種との共重合体が好ましい。 The binder resin is a polymer containing a carboxyl group, and particularly an ethylenically unsaturated monomer having one or more carboxyl groups (hereinafter simply referred to as “carboxyl group-containing unsaturated monomer”). And other copolymerizable ethylenically unsaturated monomers (hereinafter referred to as “other unsaturated monomers (b1)”) (hereinafter referred to as “carboxyl group-containing copolymer (B1)”. ") Is preferred. Examples of the carboxyl group-containing unsaturated monomer include acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid. Furthermore, as other unsaturated monomer (b1), for example, aromatic vinyl compounds such as styrene, vinyl toluene, methoxy styrene, vinyl benzyl methyl ether; unsaturated carboxylic acid esters such as methyl acrylate, methyl methacrylate, etc. Can be mentioned. As the carboxyl group-containing copolymer (B1), acrylic acid and / or methacrylic acid and styrene, methyl acrylate, methyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, polystyrene macromonomer And a copolymer with at least one selected from the group of polymethyl methacrylate macromonomers.
(乾燥工程)
乾燥工程は、図7(c)に示すようにインク層31を成膜装置10のヒータ19で加熱し、インク層31中の液媒体を蒸発させて乾燥することによって、画素2となる色層(2R)が形成される。この場合、基板Wの加熱温度は、150〜270℃である。
(Drying process)
In the drying process, as shown in FIG. 7C, the
上記の吐出工程と乾燥工程とを各着色インク毎に繰り返すことによって図7(d)に示すように3つの色層(2R,2G,2B)が形成される。尚、ヘッド群26R,26G,26Bから各着色インクをほぼ同時に吐出してから乾燥させて各色層(2R,2G,2B)を形成してもよい。
By repeating the discharge process and the drying process for each colored ink, three color layers (2R, 2G, 2B) are formed as shown in FIG. The color layers (2R, 2G, 2B) may be formed by discharging the colored inks from the
(保護層形成工程)
そして図7(e)に示すように形成された各色層(2R,2G,2B)を覆うように保護層6を形成する。この保護層6の成膜方法は、前述の成膜装置10を用い、機能液として透明なアクリル系樹脂を機能性材料とする溶液を液滴吐出ヘッド24から液滴として各色層(2R,2G,2B)が形成された膜形成領域1を覆うように吐出して成膜する。そしてヒータ19によって乾燥させれば、保護層6を形成することができる。
(Protective layer forming step)
Then, the
また他の成膜方法としては、透明な感光性アクリル系樹脂を基板Wにスピンコート法、バーコート法などによってコーティングし、その後保護層6として必要な部分だけが残るように露光・現像して成膜してもよい。
As another film forming method, a transparent photosensitive acrylic resin is coated on the substrate W by a spin coat method, a bar coat method, or the like, and then exposed and developed so that only a necessary portion remains as the
(電極形成工程)
さらに図7(f)に示すように保護層6の上面には、各色層(2R,2G,2B)に対応する透明電極7を形成する。この透明電極7の形成方法は、ITO(Indium Tin Oxide)を蒸着法、スパッタ法等で成膜し、フォトリソ法でエッチング形成する。
(Electrode formation process)
Further, as shown in FIG. 7F,
(溶媒塗布工程)
本実施形態のカラーフィルタの成膜方法おいて、溶媒塗布工程は、着色インクを吐出すると略同時または吐出工程の前に溶媒を塗布している。図8は、非膜形成領域に溶媒を塗布した状態を示す概略平面図である。図8(a)は、額縁状に溶媒を塗布した状態を示す概略平面図、同図(b)は、同図(a)の着色インクおよび溶媒の蒸発状態を示す概略断面図、同図(c)は、基板の中心部から外周の間で塗布密度を変えて溶媒を塗布した状態を示す概略平面図、同図(d)は、気流の風上側に位置するように溶媒を塗布した状態を示す概略平面図である。
(Solvent application process)
In the color filter film forming method of the present embodiment, the solvent application step applies the solvent substantially simultaneously with the discharge of the colored ink or before the discharge step. FIG. 8 is a schematic plan view showing a state in which a solvent is applied to the non-film formation region. FIG. 8A is a schematic plan view showing a state in which a solvent is applied in a frame shape, FIG. 8B is a schematic cross-sectional view showing the evaporation state of the colored ink and the solvent in FIG. c) is a schematic plan view showing a state in which the solvent is applied by changing the coating density between the central part and the outer periphery of the substrate, and FIG. 4D is a state in which the solvent is applied so as to be located on the windward side of the airflow. It is a schematic plan view which shows.
溶媒塗布工程の説明をする前に、従来のカラーフィルタの成膜方法における膜形成領域1に塗布された機能液としての着色インクに含まれる液媒体の蒸発速度について図15に基づいて説明する。図15(a)は、着色インクに含まれる液媒体の蒸発状態を示す概略断面図、同図(b)は、乾燥後の色層を示す概略断面図である。
Before describing the solvent application step, the evaporation rate of the liquid medium contained in the colored ink as the functional liquid applied to the
図15(a)に示すように膜形成領域1に広がった着色インクに含まれる液媒体は、前述の乾燥工程を施すと、図中の矢印の方向に蒸発してゆく。このとき膜形成領域1の中心部に比べて周縁部1bの蒸発速度は速くなり、液媒体は蒸発速度の速い周縁部1bに向けって補充されるように移動する。したがって、液媒体中に含まれる色材も同様に周縁部1bに移動してゆく。よって図15(b)に示すように乾燥後の色層は、周縁部1bで膜厚が厚くなるように膜厚ムラが発生する。溶媒塗布工程は、このような色層の膜厚ムラが少なくなるように膜形成領域1の周辺域(非膜形成領域)に溶媒を塗布するものである。尚、機能液として透明なアクリル系樹脂を用いて保護層6(図7参照)を形成する場合においても同様な膜厚ムラが発生する。
As shown in FIG. 15 (a), the liquid medium contained in the colored ink spreading in the
溶媒塗布工程は、図8(a)に示すように基板W上の膜形成領域1を取り囲む周辺域8にヘッド群26Aから溶媒を塗布する。この場合、溶媒は、着色インクの液媒体と同じブチルカルビトールアセテート(BCTAC)を用いている。ブチルカルビトールアセテート(BCTAC)の蒸気圧は、20℃で5.3Pa(0.0398mmHg)である。したがって、ブチルカルビトールアセテートと略同等な蒸気圧を有する溶媒、例えばブチルカルビトールジアセテート等を用いてもよい。
In the solvent application step, as shown in FIG. 8A, a solvent is applied from the
図8(b)に示すように膜形成領域1に吐出された着色インクを取り囲む周辺域8には着色インクの液媒体と同じBCTACが存在しているため、膜形成領域1内のBCTACの蒸発速度を一定とすることができる。ゆえに乾燥工程後の色層の膜厚ムラを少なくすることができる。
As shown in FIG. 8B, since BCTC which is the same as the liquid medium of the colored ink exists in the
また基板W上に多数の膜形成領域1がマトリクス状に配置されている場合は、図8(c)に示すように基板Wの中心部から外周に向かって徐徐に溶媒の塗布量を増やすように塗布する。この場合、図中の平面視垂直方向に溶媒を塗布した領域8aと平面視水平方向に溶媒を塗布した領域8bとを格子状に組み合わせて基板Wの外周に行くほど溶媒量が多くなるように塗布している。このようにすれば、効率よく溶媒を塗布して中心部に位置した膜形成領域1と基板Wの外周部に位置した膜形成領域1との着色インクのレベリングの差を少なくすることができる。
Further, when a large number of
また、乾燥工程で溶媒は最終的に蒸散し、蒸散した後には不要物(膜)は残らないため、基板Wの外周を超えて基板Wが載置された載置台11上に溶媒を塗布してもよい。例えば、基板Wの全面を膜形成領域1として全面に保護層6を形成するような場合は、このような載置台11上に溶媒を塗布する方法を採用して保護層6のレベリングを均一に行うことができる。
In addition, since the solvent finally evaporates in the drying process and no unnecessary matter (film) remains after evaporating, the solvent is applied onto the mounting table 11 on which the substrate W is mounted beyond the outer periphery of the substrate W. May be. For example, when the
さらには、図8(d)に示すように基板Wの上面に略並行し略同一方向に流れる気流を発生させ、膜形成領域1に対して気流の風上側に位置する膜形成領域1の周辺域(非膜形成領域8c)に溶媒を塗布してもよい。このようにすれば、非膜形成領域8cに塗布された溶媒は、乾燥工程で蒸発すると共に、気流によって膜形成領域1を包むように流れて行くため、膜形成領域1内に吐出された着色インクの液媒体の蒸発速度を一定にしてレベリングすることができる。すなわち、溶媒をより効率よく塗布して膜形成領域1に吐出された着色インクのレベリングを行うことができる。
Further, as shown in FIG. 8D, an airflow that flows substantially in the same direction in parallel with the upper surface of the substrate W is generated, and the periphery of the
上記の溶媒塗布工程は、液滴吐出ヘッド24を用いて溶媒を塗布しなくてもよい。例えば、定量吐出装置の1つであるディスペンサに溶媒を充填し、ディスペンサを成膜装置10の副走査方向(X方向)に移動可能な状態でX方向ガイド軸12に係合させる。そして、基板Wの主走査とディスペンサの副走査との間にディスペンサから溶媒を非膜形成領域に塗布してもよい。
In the solvent application step, the solvent need not be applied using the
本実施形態の溶媒塗布工程において、液滴吐出ヘッド24を用いる特徴的な溶媒吐出パターンについて図9を基に説明する。図9は、溶媒吐出パターンを示す概略平面図である。同図(a)は、非膜形成領域に溶媒を液滴として吐出パターンを示す概略平面図、同図(b)は、未成膜の画素形成領域と非膜形成領域に溶媒を液滴として吐出パターンを示す概略平面図である。尚、図9は、図8(a)の円1aで囲われた部分を拡大したものである。また図中の符号41は、着弾した溶媒の状態を示している。
A characteristic solvent discharge pattern using the
図9(a)に示すようにカラーフィルタの画素2となる色層(2R,2G,2B)の配置がデルタ方式の場合、図中の平面視水平方向で交互に色層(2R,2G,2B)の配置がずれている。したがって、膜形成領域1の平面視垂直方向は直線状でないため、前述のようなディスペンサを用いて溶媒を塗布する場合は、基板Wの主走査またはディスペンサの副走査が複雑になって制御が難しい。それに比べて液滴吐出ヘッド24を用い、画素2を形成する領域(以下「画素形成領域」と言う。)に着色インクを吐出する吐出パターンを活用して溶媒を吐出すれば、画素形成領域に吐出された着色インクの配置ピッチと同じ配置ピッチで溶媒を非膜形成領域に吐出して着弾させることができる。すなわち、着色インクと同様に溶媒を非膜形成領域に均等配置することでより着色インクのレベリングを均一に行うことができる。
As shown in FIG. 9A, when the arrangement of the color layers (2R, 2G, 2B) to be the
また図9(b)に示すように色層(2R,2G,2B)を吐出工程と乾燥工程とを繰り返して順番に成膜してゆく場合、例えば赤色(R)の着色インクを吐出し、未成膜の画素領域すなわち色層(2G,2B)を成膜する領域と非膜形成領域とに液滴吐出ヘッド24から溶媒を液滴として吐出すれば膜形成領域1内にも溶媒を均一に配置することができる。よって赤色(R)の着色インクのレベリングを均一に行うことができる。
Also, as shown in FIG. 9B, when the color layer (2R, 2G, 2B) is formed in order by repeating the discharge step and the drying step, for example, red (R) colored ink is discharged, If the solvent is ejected as droplets from the
また液滴吐出ヘッド24を用いて、画素形成領域に吐出される着色インクの量に対応してやや多くなるように非膜形成領域に溶媒を吐出すれば、乾燥工程で着色インク中の液媒体が蒸散するまで溶媒が残存するように適切な溶媒の量を吐出することができる。
In addition, if the
また乾燥工程における溶媒の蒸発状態を監視して、必要により乾燥途中で液滴吐出ヘッド24から溶媒を追加吐出してもよい。すなわち、乾燥工程で溶媒が蒸散するよりもわずかに先に着色インク中の液媒体が蒸散するように、溶媒を塗布すれば無駄が無く、効率的に着色インクのレベリングを行うことができる。
Further, the evaporation state of the solvent in the drying process may be monitored, and if necessary, the solvent may be additionally discharged from the
次に他の溶媒塗布方法について図10を基に説明する。他の溶媒塗布方法は、基板Wの膜形成領域1の周辺域に凹部または溝部を形成し、溶媒塗布工程では、凹部または溝部に溶媒を塗布する方法である。図10は、非膜形成領域に形成された溝部に溶媒を塗布する方法を示す概略断面図である。図10に示すように溶媒を塗布する基板W上の非膜形成領域に幅およそ10μm、深さおよそ30μmの溝部50を設ける。例えば基板Wがガラス基板であれば、遮光層4や隔壁部5を形成するバンク形成工程の前に基板Wの非膜形成領域の溝部50を形成する場所以外をフォトリソグラフィによってエッチングレジストで覆う。次にフッ酸等を用いて基板Wの表面をエッチングすれば、精細な幅およびピッチで溝部50を形成することができる。そしてバンク形成工程で遮光層4、隔壁部5を形成した後に、吐出工程で例えばヘッド群26Rから赤色の着色インクをインク液滴30として画素形成領域に吐出すると共に、ヘッド群26Aから溶媒を溶媒液滴40として溝部50に向かって吐出する。着弾した溶媒は、溝部50を埋めるように濡れ広がり確実に非膜形成領域に溶媒を配置させることができる。
Next, another solvent coating method will be described with reference to FIG. Another solvent application method is a method in which a recess or groove is formed in the peripheral region of the
尚、溝部50は、適宜配置された凹部であってもよい。また図1に示すように複数の膜形成領域1が基板Wに区画配置されている場合、この複数の膜形成領域1をダイシングやスクライブ等の方法で後に分割して取り出すための境界となる部分に上記溝部50を形成しておき、分割のためのガイドとしてもよい。
In addition, the
次に上記の溶媒塗布工程は、前述の保護層形成工程にも適用することができる。本実施形態の保護層形成工程では、保護層6を形成する材料として透明なアクリル系樹脂を用い、これを液媒体としてのジエチレングリコールメチルエチルエーテルに溶解させてオーバーコート溶液(OC溶液)を用意する。このOC溶液を液滴吐出ヘッド24に充填して色層(2R,2G,2B)が形成された膜形成領域1を覆うように吐出する。またOC溶液を吐出すると略同時または前に、OC溶液の液媒体であるジエチレングリコールメチルエチルエーテルを溶媒として非膜形成領域に塗布する。これによって保護層6は、均一にレベリングされ膜厚ムラを少なくすることができる。ジエチレングリコールメチルエチルエーテルの蒸気圧は、20℃で133Pa(0.997mmHg)である。この場合、溶媒としては、ほぼ同等な蒸気圧を有する例えばジエチレングリコールジエチルエーテル等を用いてもよい。
Next, the above-mentioned solvent coating process can be applied to the above-mentioned protective layer forming process. In the protective layer forming step of this embodiment, a transparent acrylic resin is used as a material for forming the
尚、このような保護層6は、画素2となる膜(色層)を覆って保護するだけでなく、機能性材料として導電性の金属材料を用いて形成された金属配線等の配線部を覆う絶縁膜として用いることもできる。
Such a
上記のカラーフィルタの成膜方法を実現するための成膜装置10の配置について図11に基づいて説明する。図11は成膜装置の配置を示す概略図である。同図(a)は、2台の成膜装置を用いる場合を示す概略図、同図(b)は、4台の成膜装置を用いる場合を示す概略図、同図(c)は、4台の成膜装置の間に溶媒塗布装置を配置する場合を示す概略図である。
The arrangement of the
図11(a)に示すように上記カラーフィルタの成膜方法を用いて1台の成膜装置10で色層(2R,2G,2B)を成膜した後に、もう1台の成膜装置10で保護層6を形成する。これによれば、成膜装置10の台数を極力少なくし、省スペースでカラーフィルタを成膜することができる。
As shown in FIG. 11A, after the color layer (2R, 2G, 2B) is formed by one
図11(b)に示すように成膜装置10を3台用いて色層(2R,2G,2B)をそれぞれ別々に成膜した後に、もう1台の成膜装置10で保護層6を形成する。これによれば、同図(a)に比べて高い生産性でカラーフィルタを成膜することができる。
As shown in FIG. 11B, the color layers (2R, 2G, 2B) are formed separately using three
図11(c)に示すように溶媒を塗布するための専用の塗布装置60を別に用意する。この塗布装置60は、先に述べたように液滴吐出ヘッド24から溶媒を吐出するタイプに対してディスペンサ等の定量吐出装置を用いたものでもよい。この塗布装置60を図11(b)に示した成膜装置10のそれぞれの前段に配置する。これによれば、溶媒を塗布する専用の塗布装置60を設けたことにより、成膜装置10の構成をより簡単なものとすることができる。
As shown in FIG. 11C, a
本実施形態の成膜方法および成膜装置10を用いて成膜されたカラーフィルタ基板は、画素となる膜材料として無機物または有機物の色材を用いた画素基板であり、電気光学装置に用いられる。また例えば画素となる膜材料として無機または有機EL発光材料を用いて基板W上の画素形成領域に発光層を成膜すれば、電気光学装置としてのEL表示装置の画素基板としてのEL素子基板とすることができる。
The color filter substrate formed by using the film forming method and the
次に本発明の一実施形態である電気光学装置について図12および図13に基づいて説明する。図12は、電気光学装置としての液晶表示装置を示す概略分解斜視図である。図13は、図12のD−D線で切った液晶表示装置の要部概略断面図である。本実施形態の液晶表示装置100は、画素基板として上記カラーフィルタの成膜方法を用いて成膜されたカラーフィルタ基板としての第1の基板70を備えている。なお本明細書では、液晶表示装置100の各構成部材における液晶層90側を内側と呼ぶことにする。
Next, an electro-optical device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a schematic exploded perspective view showing a liquid crystal display device as an electro-optical device. FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a main part of the liquid crystal display device taken along line DD in FIG. The liquid
図12に示すように、液晶表示装置100は、第1の基板70及び第2の基板80により液晶層90を挟持して構成されている。この液晶層90にはネマチック液晶等が採用され、液晶表示装置100の動作モードとしてツイステッドネマチック(TN)モードが採用されている。なお上記以外の液晶材料を採用することも可能であり、また上記以外の動作モードを採用することも可能である。なお以下には、スイッチング素子としてTFD素子を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置100を例にして説明するが、これ以外のアクティブマトリクス型の液晶表示装置やパッシブマトリクス型の液晶表示装置に本発明を適用することも可能である。
As shown in FIG. 12, the liquid
図12に示すように、液晶表示装置100では、ガラス等の透明材料からなる第1の基板70及び第2の基板80が対向配置されている。第2の基板80の内側には、複数のデータ線81が形成されている。そのデータ線81の側方には、ITO等の透明導電性材料からなる複数の画素電極82が、マトリクス状に配置されている。なお、各画素電極82の形成領域により画素領域(画素)が構成されている。この画素電極82は、TFD素子83を介して各データ線81に接続されている。このTFD素子83は、基板表面に形成されたTaを主成分とする第1導電膜と、その第1導電膜の表面に形成されたTa2O3を主成分とする絶縁膜と、その絶縁膜の表面に形成されたCrを主成分とする第2導電膜とによって構成されている(いわゆるMIM構造)。そして、第1導電膜がデータ線81に接続され、第2導電膜が画素電極82に接続されている。これによりTFD素子83は、画素電極82への通電を制御するスイッチング素子として機能する。
As shown in FIG. 12, in the liquid
一方、第1の基板70の内側には、上記のカラーフィルタの成膜方法を用いて成膜されたカラーフィルタ膜72が形成されている。カラーフィルタ膜72は、平面視略矩形状のカラーフィルタ72R,72G,72Bによって構成されている。各カラーフィルタ72R,72G,72Bは、それぞれ異なる色光のみを透過する顔料等によって構成され、各画素領域に対応してマトリクス状に配置されている。また、隣接する画素領域からの光洩れを防止するため、各カラーフィルタ72R,72G,72Bの周縁部には遮光膜77が形成されている。この遮光膜77は、光吸収性を有する黒色の金属クロム等により、額縁状に形成されている。さらに、カラーフィルタ膜72及び遮光膜77を覆うように、保護層としての透明な絶縁膜79が上記のカラーフィルタの成膜方法における保護層形成工程で形成されている。
On the other hand, a
その絶縁膜79の内側には、複数の走査線が形成されている。この走査線は、ITO等の透明導電材料によって略帯状に形成され、第2の基板80のデータ線81と交差する方向に延在している。そして走査線は、その延在方向に配列された前記カラーフィルタ72R,72G,72Bを覆うように形成され、対向電極86として機能するようになっている。そして、走査線としての対向電極86に走査信号が供給され、データ線81にデータ信号が供給されると、画素電極82と対向電極86とにより挟まれた液晶層90に電界が印加されるようになっている。
A plurality of scanning lines are formed inside the insulating
また、図13に示すように、画素電極82及び対向電極86を覆うように、配向膜74,84が形成されている。この配向膜74,84は、電界無印加時における液晶分子の配向状態を制御するものであり、ポリイミド等の有機高分子材料によって構成され、その表面にラビング処理が施されている。これにより電界無印加時には、配向膜74,84の表面付近における液晶分子が、その長軸方向をラビング処理方向に一致させて、配向膜74,84と略平行に配向されるようになっている。なお、配向膜74の表面付近における液晶分子の配向方向と、配向膜84の表面付近における液晶分子の配向方向とが、所定の角度で交差するように、各配向膜74,84に対してラビング処理が施されている。これにより、液晶層90を構成する液晶分子は、液晶層90の厚さ方向において旋回(ツイスト)するように積層されている。
As shown in FIG. 13, alignment films 74 and 84 are formed so as to cover the
また、第1の基板70と第2の基板80とは、熱硬化型や紫外線硬化型などの接着剤からなるシール材92によって周縁部が接合されている。そして、第1の基板70と第2の基板80とシール材92とによって囲まれた空間に、液晶層90が封止されている。なお、液晶層90の厚さ(セルギャップ)は、両基板の間に配置されたスペーサ粒子91によって規制されている。一方、第1の基板70及び第2の基板80の外側には、偏光板(不図示)が配置されている。各偏光板は、相互の偏光軸(透過軸)が上記ラビング処理の角度に対応した角度で配置されている。また入射側偏光板の外側には、バックライト(不図示)が配置されている。
Further, the peripheral edge of the
そして、バックライトから照射された光は、入射側偏光板の偏光軸に沿った直線偏光に変換されて、第1の基板70から液晶層90に入射する。この直線偏光は、電界無印加状態の液晶層90を透過する過程で、液晶分子のねじれ方向に沿って所定の角度だけ旋回し、出射側偏光板を透過する。これにより、電界無印加時には白表示が行われる(ノーマリーホワイトモード)。一方、液晶層90に電界を印加すると、電界方向に沿って配向膜74,84とほぼ垂直な方向に液晶分子が配列する。この場合、液晶層90に入射した直線偏光は旋回しないので出射側偏光板を透過しない、すなわち遮光される。これにより、電界印加時には遮光された所謂黒表示が行われる。なお、印加する電界の強さによって階調表示を行うことも可能である。液晶表示装置100は、以上のように構成されている。
The light emitted from the backlight is converted into linearly polarized light along the polarization axis of the incident-side polarizing plate and enters the
次に本発明の一実施形態である電子機器について図14に基づいて説明する。図14は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。この図に示す電子機器としての携帯電話機1300は、上述した電気光学装置を小サイズの表示部1301として備え、複数の操作ボタン1302、受話口1303、及び送話口1304を備えて構成されている。上述した電気光学装置は、上記携帯電話機1300に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの場合にも表示品質に優れた電子機器を提供することができる。
Next, an electronic apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a perspective view showing an example of an electronic apparatus according to the invention. A
なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、各実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes those in which various modifications are made to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific materials and configurations described in the embodiments are merely examples, and can be changed as appropriate.
本実施形態における効果は、以下のとおりである。
(1)本実施形態のカラーフィルタの成膜方法は、溶媒塗布工程では、乾燥工程で液媒体が蒸散するまで残存するように着色インクの液媒体と同一または略同等の蒸気圧を有する溶媒を膜形成領域1の周辺域(非膜形成領域8)に塗布する。したがって、乾燥工程では、膜形成領域1に区画形成された画素形成領域2に吐出された着色インクのインク層31が存在すると共に、膜形成領域1の周辺域に塗布された溶媒が存在し、1つの基板内の膜形成領域1または基板Wの周縁部に位置する膜形成領域1における着色インク中の液媒体の蒸発速度が一定に保たれ、均一にレベリングすることができる。ゆえに乾燥後には、膜厚ムラの少ない色材からなる色層(2R,2G,2B)を有するカラーフィルタを成膜することができる。また乾燥後には、膜形成領域1の周辺域に塗布された溶媒も蒸散するため、膜形成領域1の周辺域には、不必要な物(膜)を残さずに膜形成領域1内に色層(2R,2G,2B)を成膜することができる。
(2)溶媒塗布工程では、着色インクを吐出すると略同時または前に膜形成領域1の周辺域に溶媒を塗布するため、着色インクを吐出する吐出工程から乾燥工程までの間、吐出された着色インクの周囲には必ず溶媒が存在し、着色インクのレベリングをより均一に行うことができる。
(3)溶媒塗布工程では、溶媒を液滴吐出ヘッド24で構成されたヘッド群26Aから液滴として吐出するため、吐出された着色インクの配置ピッチと同じ配置ピッチで非膜形成領域8に溶媒を吐出して配置させることができる。ゆえに着色インクの液媒体の蒸発速度のムラを抑えてより均一な着色インクのレベリングを実現することができる。
(4)溶媒塗布工程では、基板Wの中心部から外周に向かって徐徐に溶媒の塗布量が多くなるように塗布するため、基板Wの中心部に位置する膜形成領域1に吐出された着色インク中の液媒体の蒸発速度と、周縁部に位置する膜形成領域1に吐出された着色インク中の液媒体の蒸発速度との差をより効率的に少なくすることができる。ゆえに効率よく溶媒を塗布して中心部に位置した膜形成領域1と周縁部に位置した膜形成領域1とのレベリングの差を少なくすることができる。
(5)溶媒塗布工程では、基板Wの上面に略並行し略同一方向に流れる気流を発生させ、膜形成領域1に対して気流の風上側に位置する周辺域(非膜形成領域8c)に溶媒を塗布する。このようにすれば、非膜形成領域8cに塗布された溶媒は、乾燥工程で蒸発すると共に、気流によって膜形成領域1を包むように流れて行くため、膜形成領域1内に吐出された着色インクの液媒体の蒸発速度を一定にしてレベリングすることができる。すなわち、溶媒をより効率よく塗布して膜形成領域1に吐出された着色インクのレベリングを行うことができる。
(6)他の溶媒塗布方法は、基板Wの膜形成領域1の周辺域に凹部または溝部50を形成する。溶媒塗布工程では、この凹部または溝部50に溶媒を塗布する。これによれば、膜形成領域1の周辺域に形成された凹部または溝部50に溶媒を塗布して濡れ広げることができる。よって、溶媒の塗布ムラが生じても、溶媒は凹部または溝部50に沿って濡れ広がるため確実に膜形成領域1の周辺域に溶媒を配置させることができる。
(7)溶媒塗布工程は、保護層6を形成する保護層形成工程にも適用することができる。機能液として透明なアクリル系樹脂を用い膜形成領域1を覆うように液滴吐出ヘッド24から吐出すると略同時または前に、機能液の液媒体と同一または略同等の蒸気圧を有する溶媒をヘッド群26Aから非膜形成領域に塗布すれば、膜形成領域1を覆って膜厚ムラの少ない保護層6を形成することができる。
(8)成膜装置10において、制御部18は、基板W上の膜形成領域1に区画形成された画素領域に着色インクをヘッド群26R,26,G,26Bから液滴として吐出させる。また着色インクの吐出と略同時または前にヘッド群26Aから着色インクの液媒体と同一または略同等の蒸気圧を有する溶媒を、後の乾燥工程で液媒体が蒸散するまで残存するように膜形成領域1の周辺域に吐出させる。そしてヒータ19は、基板W上に吐出され塗布された着色インクと溶媒とを加熱乾燥させる。これにより着色インク中に含まれる色材からなる色層(2R,2G,2B)が形成される。よって塗布された着色インクの周辺域には乾燥が終了するまで溶媒が残存するため、液媒体の蒸発速度が一定に保たれてレベリングを行うことができる。ゆえに膜厚ムラの少ない色層からなるカラーフィルタを成膜することができる。惹いては膜厚ムラの少ないカラーフィルタを有する画素基板としてのカラーフィルタ基板を提供することができる。
(9)液晶表示装置100は、本実施形態のカラーフィルタの成膜方法および成膜装置10を用いて成膜されたカラーフィルタ基板である第1の基板70を備えている。ゆえにカラーフィルタ(72R,72G,72B)の膜厚ムラが少なく、色ムラ、色調ムラ、コントラストムラの少ない高い表示品質を有する電気光学装置としての液晶表示装置100を提供することができる。
(10)携帯電話機1300は、小サイズとした電気光学装置としての液晶表示装置100を表示部1301として備えているため、見映えのよい高い表示品質を有する電気光学装置で画像等の情報を確認することができる電子機器としての携帯電話機1300を提供することができる。
The effects in the present embodiment are as follows.
(1) In the method for forming a color filter according to the present embodiment, in the solvent application step, a solvent having a vapor pressure that is the same or substantially the same as that of the colored ink liquid medium is left until the liquid medium evaporates in the drying process. It is applied to the peripheral area (non-film forming area 8) of the
(2) In the solvent application step, since the solvent is applied to the peripheral region of the
(3) In the solvent application step, the solvent is ejected as droplets from the
(4) In the solvent application step, the coating is performed so that the amount of the solvent applied gradually increases from the central portion of the substrate W toward the outer periphery, so that the coloring discharged to the
(5) In the solvent application step, an airflow that flows in substantially the same direction in parallel with the upper surface of the substrate W is generated, and in a peripheral region (
(6) In another solvent application method, a recess or
(7) The solvent coating step can also be applied to a protective layer forming step for forming the
(8) In the
(9) The liquid
(10) Since the
本実施形態以外の変形例は、以下のとおりである。
(変形例1)液滴吐出ヘッド24において、2つのノズル列1A,1Bのうち1列は、溶媒を吐出し、他の1列が着色インクを吐出するようにしてもよい。これによれば、液滴の吐出機構をより簡略化することができる。
(変形例2)ヘッドユニット21には、溶媒を吐出するヘッド群26AをY方向(主走査方向)の前後に配設したが、片側のみの構成としてもよい。着色インクによる色層(2R,2G,2B)の成膜を主走査方向に往復して行う場合は、ヘッドユニット21または基板Wを180度回転させる機構を設ければ、着色インクの吐出と略同時または前に溶媒を吐出することができる。
(変形例3)本実施形態のカラーフィルタの成膜方法において、溶媒塗布工程では、基板Wの中心部から外周の間で溶媒を塗布する領域8a,8bの面積を変えることにより塗布量を変化させたが、ヘッド群26Aを用いて中心部に対して外周に着弾する溶媒の着弾数を変えることによって塗布量を変えてもよい。
Modifications other than the present embodiment are as follows.
(Modification 1) In the
(Modification 2) In the
(Modification 3) In the color filter film forming method of this embodiment, in the solvent application step, the application amount is changed by changing the areas of the
本実施形態および変形例から把握される技術的な思想は、以下のとおりである。
(1)基板上の膜形成領域に機能性材料からなる膜を成膜する成膜方法であって、前記機能材料が分散または溶解した溶液を基板上の膜形成領域に塗布する工程と、前記溶液と略同等の蒸発速度を有する溶媒を前記膜形成領域の周辺域に塗布する工程と、前記溶液と前記溶媒とが塗布された基板を加熱乾燥させる乾燥工程とを備えた成膜方法。
(2)(1)において、乾燥工程で前記溶液がわずかに先に乾燥するように、前記溶媒を前記膜形成領域の周辺域に塗布する成膜方法。
The technical idea grasped from this embodiment and the modification is as follows.
(1) A film forming method for forming a film made of a functional material in a film forming region on a substrate, the step of applying a solution in which the functional material is dispersed or dissolved to the film forming region on the substrate; A film forming method comprising: a step of applying a solvent having an evaporation rate substantially equal to that of a solution to a peripheral region of the film forming region; and a drying step of heating and drying the substrate on which the solution and the solvent are applied.
(2) The film forming method of applying the solvent to the peripheral area of the film forming region so that the solution is slightly dried earlier in the drying step in (1).
1…膜形成領域、2…画素または膜としての色層、6…保護膜としての保護層、8…膜形成領域の周辺域(非膜形成領域)、10…成膜装置、18…制御部、19…乾燥手段としてのヒータ、24…液滴吐出部としての液滴吐出ヘッド、26A…溶媒塗布部としてのヘッド群、30…機能液としての着色インク、40…溶媒、50…溝部、70…画素基板としてのカラーフィルタ基板である第1の基板、79…保護膜としての絶縁膜、100…電気光学装置としての液晶表示装置、1300…電子機器としての携帯電話機、W…基板 。
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記基板上の前記膜形成領域に機能液を液滴として吐出する吐出工程と、
前記機能液の液媒体と同一または略同等の蒸気圧を有する溶媒を前記膜形成領域の周辺域に塗布する溶媒塗布工程と、
吐出された前記機能液の前記液媒体を蒸発させる乾燥工程と、
を備えたことを特徴とする成膜方法。 A film forming method for forming a film made of a functional material in a film forming region on a substrate,
A discharge step of discharging a functional liquid as droplets onto the film forming region on the substrate;
A solvent application step of applying a solvent having a vapor pressure equal to or substantially equivalent to the liquid medium of the functional liquid to a peripheral region of the film forming region;
A drying step of evaporating the liquid medium of the discharged functional liquid;
A film forming method comprising:
前記溶媒塗布工程では、前記凹部または溝部に前記溶媒を塗布することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載の成膜方法。 The substrate has a recess or a groove in a peripheral region of the film formation region,
The film forming method according to claim 1, wherein, in the solvent application step, the solvent is applied to the concave portion or the groove portion.
機能液を液滴として吐出する液滴吐出部と、
前記機能液の液媒体と同一または略同等の蒸気圧を有する溶媒を塗布する溶媒塗布部と、
吐出された前記機能液の前記液媒体を蒸発させる乾燥手段と、
前記液滴吐出部と前記溶媒塗布部と前記乾燥手段とを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記乾燥手段で前記液媒体が蒸散するまで前記溶媒が残存するように前記溶媒塗布部から前記膜形成領域の周辺域に前記溶媒を塗布するよう制御することを特徴とする成膜装置。 A film forming apparatus for forming a film made of a functional material in a film forming region on a substrate,
A droplet discharge unit that discharges the functional liquid as droplets;
A solvent application unit for applying a solvent having the same or substantially the same vapor pressure as the liquid medium of the functional liquid;
Drying means for evaporating the liquid medium of the discharged functional liquid;
A controller that controls the droplet discharge unit, the solvent application unit, and the drying unit;
The control unit controls to apply the solvent from the solvent application unit to a peripheral region of the film formation region so that the solvent remains until the liquid medium is evaporated by the drying unit. Membrane device.
前記機能液として前記画素を構成する膜材料を用いて、前記膜形成領域に区画形成された前記画素となる膜を請求項8ないし11のいずれか一項に記載の成膜方法を用いて成膜したことを特徴とする画素基板。 A pixel substrate having a plurality of pixels constituting an electro-optical device,
The film material that constitutes the pixel is used as the functional liquid, and the film that becomes the pixel partitioned and formed in the film formation region is formed using the film forming method according to claim 8. A pixel substrate characterized by being filmed.
An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 16.
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