JP2008068257A - 液晶表示装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】より確実にかつより簡易に所定の薄膜形成領域における薄膜の膜厚を均一化する。
【解決手段】液体材料を液滴として吐出して基板２０上に薄膜を形成する薄膜形成方法であって、薄膜形成領域Ａより広い液体材料配置領域Ｂに上記液体材料を吐出し、上記液体材料を乾燥させることによって、上記薄膜の端部における隆起部分Ｈ１を上記薄膜形成領域Ａ外に配置する。
【選択図】図５

Description

本発明は、薄膜形成方法に関するものである。

従来の薄膜形成方法としては、一般的に、スピンコート法やフレキソ印刷法等が用いられている。これに対して近年、インク使用量削減や工程数削減に効果的な液滴吐出法を用いた薄膜形成方法が広まってきている。このような、液滴吐出法を用いた薄膜形成方法では、インク（液体材料）を液滴として複数吐出して配置し、この配置されたインクを乾燥してインク中の溶媒を除去することによって、薄膜を形成している。

ところが、このような液滴吐出法を用いた薄膜形成方法においては、複数吐出されることによって配置されたインクを乾燥させる際に、薄膜の端部のインクと薄膜の中央部のインクとで乾燥速度が異なる。より詳細には、薄膜の端部のインクが薄膜の中央部のインクよりも早い速度で乾燥する。
このため、インクの乾燥工程において、乾燥速度の速い端部にインク中の固形部が流れ、結果として端部が隆起した薄膜が形成される。

このような端部が隆起した薄膜は、均一な膜厚でないため、全面において均一な機能性を有していない。このため、例えば、高品質化のために、特に膜厚の均一性が求められる液晶表示装置の配向膜やオーバーコート膜を液滴吐出法を用いた薄膜形成方法によって形成した場合には、配向膜やオーバーコート材の膜厚が均一化されず、配向膜やオーバーコート材の所望の機能性が得られないという問題が生じる。

このような問題を解決するために、特開２００１−１７０５４６号公報（特許文献１）に記載された技術を応用し、基板に温度勾配をつけることで薄膜の端部と中央部との乾燥速度をコントロールし、薄膜の端部と中央部との乾燥速度を同じにすることによって、薄膜端部の隆起を抑制することが考えられる。
特開２００１−１７０５４６号公報

しかしながら、配向膜のようにÅオーダーの膜厚の薄膜を形成するような場合には、基板に温度勾配を持たせた時点で、インクが蒸発してしまい。インクのレベリング作用が発生する前にインクが乾燥・固化してしまう。
また、基板が温度勾配を有するということは、基板上に吐出配置されたインクの同じ膜表面における温度分布が不均一化される。このため、インクとしてポリマーインクや顔料インクを用いた場合には、インク内の粒子の運動状態が変化するため、インクを乾燥させた後に膜ムラが生じる可能性がある。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、より確実にかつより簡易に所定の薄膜形成領域における薄膜の膜厚を均一化することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の薄膜形成方法は、液体材料を液滴として吐出して基板上に薄膜を形成する薄膜形成方法であって、薄膜形成領域より広い液体材料配置領域に上記液体材料を吐出し、上記液体材料を乾燥させることによって、上記薄膜の端部における隆起部分を上記薄膜形成領域外に配置することを特徴とする。

このような特徴を有する本発明の薄膜形成方法によれば、薄膜の端部における隆起部分が薄膜形成領域外に配置されるため、薄膜形成領域には、均一な膜厚の薄膜が形成される。このため、薄膜形成領域において、薄膜に所望の機能性を発揮させることが可能になる。このように、本発明の薄膜形成方法によれば、基板に温度勾配を持たせることなく、薄膜形成領域に均一な膜厚の薄膜を形成することができるため、より確実にかつより簡易に薄膜形成領域における薄膜の膜厚を均一化することが可能となる。

また、本発明の薄膜形成方法は、上記薄膜の端部における隆起部分の幅を把握する把握工程と、上記把握工程において把握された上記薄膜の端部における隆起部分の幅に基づいて上記液体材料配置領域を決定する液体材料配置領域決定工程とを有するという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、予め把握された薄膜の端部における隆起部分の幅に基づいて液体材料配置領域が決定される。このため、隆起部分が確実に薄膜形成領域の外部に配置されることができるため、より確実に薄膜形成領域における薄膜の膜厚を均一化することができる。

また、本発明の薄膜形成方法においては、上記基板が液晶表示装置用の基板でありかつ上記薄膜が配向膜である場合に、上記薄膜の端部における隆起部分を上記薄膜形成領域を囲う遮光膜上に配置するという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、薄膜形成領域外に新たに隆起部分を配置する領域を設けることなく、薄膜形成領域に均一な膜厚の配向膜を形成することができる。

また、本発明の薄膜形成方法においては、上記基板が液晶表示装置用の基板でありかつ上記薄膜がオーバーコート膜であるという構成を採用することもできる。
このような構成を採用することによって、薄膜形成領域に均一な膜厚のオーバーコート膜を形成することができる。

また、本発明の薄膜形成方法においては、上記薄膜形成領域が表示領域であるという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、表示領域に形成される薄膜の膜厚が均一化される。このため、表示領域全体において薄膜が所望の機能性を発揮するため、表示領域の表示性能をより高めることが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係る薄膜形成方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材及び各層を認識可能な大きさとするために、各部材及び各層の縮尺を適宜変更している。

図１は、本実施形態の薄膜形成方法に用いられる薄膜形成装置１０の概略構成を示した斜視図である。
この図１において、薄膜形成装置１０は、ベース１１２と、ベース１１２上に設けられ、基板２０を支持する基板ステージ２２と、ベース１１２と基板ステージ２２との間に介在し、基板ステージ２２を移動可能に支持する第１移動装置１１４と、基板ステージ２２に支持されている基板２０に対して液体材料を吐出可能な液体吐出ヘッド２１と、液体吐出ヘッド２１を移動可能に支持する第２移動装置１１６と、液体吐出ヘッド２１の液滴の吐出動作を制御する制御装置２３とを備えている。更に、薄膜形成装置１０は、ベース１１２上に設けられている重量測定装置としての電子天秤（不図示）と、キャッピングユニット２５と、クリーニングユニット２４とを有している。また、第１移動装置１１４及び第２移動装置１１６を含む薄膜形成装置１０の動作は、制御装置２３によって制御される。

第１移動装置１１４はベース１１２の上に設置されており、Ｙ方向に沿って位置決めされている。第２移動装置１１６は、支柱１６Ａ，１６Ａを用いてベース１１２に対して立てて取り付けられており、ベース１１２の後部１２Ａにおいて取り付けられている。第２移動装置１１６のＸ方向（第２の方向）は、第１移動装置１１４のＹ方向（第１の方向）と直交する方向である。ここで、Ｙ方向はベース１１２の前部１２Ｂと後部１２Ａ方向に沿った方向である。これに対してＸ方向はベース１１２の左右方向に沿った方向であり、各々水平である。また、Ｚ方向はＸ方向及びＹ方向に垂直な方向である。

第１移動装置１１４は、例えばリニアモータによって構成され、ガイドレール１４０，１４０と、このガイドレール１４０に沿って移動可能に設けられているスライダー１４２とを備えている。このリニアモータ形式の第１移動装置１１４のスライダー１４２は、ガイドレール１４０に沿ってＹ方向に移動して位置決め可能である。

また、スライダー１４２はＺ軸回り（θＺ）用のモータ１４４を備えている。このモータ１４４は、例えばダイレクトドライブモータであり、モータ１４４のロータは基板ステージ２２に固定されている。これにより、モータ１４４に通電することでロータと基板ステージ２２とは、θＺ方向に沿って回転して基板ステージ２２をインデックス（回転割り出し）することができる。すなわち、第１移動装置１１４は、基板ステージ２２をＹ方向（第１の方向）及びθＺ方向に移動可能である。

基板ステージ２２は基板２０を保持し、所定の位置に位置決めするものである。また、基板ステージ２２は不図示の吸着保持装置を有しており、吸着保持装置が作動することにより、基板ステージ２２の穴４６Ａを通して基板２０を基板ステージ２２の上に吸着して保持する。

第２移動装置１１６はリニアモータによって構成され、支柱１６Ａ，１６Ａに固定されたコラム１６Ｂと、このコラム１６Ｂに支持されているガイドレール６２Ａと、ガイドレール６２Ａに沿ってＸ方向に移動可能に支持されているスライダー１６０とを備えている。スライダー１６０はガイドレール６２Ａに沿ってＸ方向に移動して位置決め可能であり、液体吐出ヘッド２１はスライダー１６０に取り付けられている。

液体吐出ヘッド２１は、揺動位置決め装置としてのモータ６２，６４，６７，６８を有している。モータ６２を作動すれば、液体吐出ヘッド２１は、Ｚ軸に沿って上下動して位置決め可能である。このＺ軸はＸ軸とＹ軸に対して各々直交する方向（上下方向）である。モータ６４を作動すると、液体吐出ヘッド２１は、Ｙ軸回りのβ方向に沿って揺動して位置決め可能である。モータ６７を作動すると、液体吐出ヘッド２１は、Ｘ軸回りのγ方向に揺動して位置決め可能である。モータ６８を作動すると、液体吐出ヘッド２１は、Ｚ軸回りのα方向に揺動して位置決め可能である。すなわち、第２移動装置１１６は、液体吐出ヘッド２１をＸ方向（第１の方向）及びＺ方向に移動可能に支持するとともに、この液体吐出ヘッド２１をθＸ方向、θＹ方向、θＺ方向に移動可能に支持する。

このように、図１の液体吐出ヘッド２１は、スライダー１６０において、Ｚ軸方向に直線移動して位置決め可能で、α、β、γに沿って揺動して位置決め可能であり、液体吐出ヘッド２１の液滴吐出面１１Ｐは、基板ステージ２２側の基板２０に対して正確に位置あるいは姿勢をコントロールすることができる。なお、液体吐出ヘッド２１の液滴吐出面１１Ｐには液体材料を液滴として吐出する複数のノズルが設けられている。

液体吐出ヘッド２１は、いわゆる液滴吐出法により、液体材料をノズルから吐出するものである。液滴吐出法としては、圧電体素子としてのピエゾ素子を用いてインクを吐出させるピエゾ方式、液体材料を加熱し発生した泡（バブル）により液体材料を吐出させる方式等、公知の種々の技術を適用できる。このうち、ピエゾ方式は、液体材料に熱を加えないため、材料の組成等に影響を与えないという利点を有する。なお、本例では、上記ピエゾ方式を用いる。

図２は、ピエゾ方式による液体材料の吐出原理を説明するための図である。図２において、液体材料を収容する液室３１に隣接してピエゾ素子３２が設置されている。液室３１には、液体材料を収容する材料タンクを含む液体材料供給系３４を介して液体材料が供給される。ピエゾ素子３２は駆動回路３３に接続されており、この駆動回路３３を介してピエゾ素子３２に電圧が印加される。ピエゾ素子３２を変形させることにより、液室３１が変形し、ノズル３０から液体材料が吐出される。このとき、印加電圧の値を変化させることにより、ピエゾ素子３２の歪み量が制御され、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子３２の歪み速度が制御される。すなわち、液体吐出ヘッド２１では、ピエゾ素子３２への印加電圧の制御により、ノズル３０からの液体材料の吐出の制御が行われる。

図１に戻り、電子天秤（不図示）は、液体吐出ヘッド２１のノズルから吐出された液滴の一滴の重量を測定して管理するために、例えば、液体吐出ヘッド２１のノズルから、５０００滴分の液滴を受ける。電子天秤は、この５０００滴の液滴の重量を５０００の数字で割ることにより、一滴の液滴の重量を正確に測定することができる。この液滴の測定量に基づいて、液体吐出ヘッド２１から吐出する液滴の量を最適にコントロールすることができる。

クリーニングユニット２４は、液体吐出ヘッド２１のノズル等のクリーニングをデバイス製造工程中や待機時に定期的にあるいは随時に行うことができる。キャッピングユニット２５は、液体吐出ヘッド２１の液滴吐出面１１Ｐが乾燥しないようにするために、デバイスを製造しない待機時にこの液滴吐出面１１Ｐにキャップをかぶせるものである。

液体吐出ヘッド２１が第２移動装置１１６によりＸ方向に移動することで、液体吐出ヘッド２１を電子天秤、クリーニングユニット２４あるいはキャッピングユニット２５の上部に選択的に位置決めさせることができる。つまり、デバイス製造作業の途中であっても、液体吐出ヘッド２１をたとえば電子天秤側に移動すれば、液滴の重量を測定できる。また液体吐出ヘッド２１をクリーニングユニット２４上に移動すれば、液体吐出ヘッド２１のクリーニングを行うことができる。液体吐出ヘッド２１をキャッピングユニット２５の上に移動すれば、液体吐出ヘッド２１の液滴吐出面１１Ｐにキャップを取り付けて乾燥を防止する。

つまり、これら電子天秤、クリーニングユニット２４、およびキャッピングユニット２５は、ベース１１２上の後端側で、液体吐出ヘッド２１の移動経路直下に、基板ステージ２２と離間して配置されている。基板ステージ２２に対する基板２０の給材作業及び排材作業はベース１１２の前端側で行われるため、これら電子天秤、クリーニングユニット２４あるいはキャッピングユニット２５により作業に支障を来すことはない。

図１に示すように、基板ステージ２２のうち、基板２０を支持する以外の部分には、液体吐出ヘッド２１が液滴を捨打ち或いは試し打ちするための予備吐出エリア１５２が、クリーニングユニット２４と分離して設けられている。この予備吐出エリア１５２は、図１に示すように、基板ステージ２２の後端部側においてＸ方向に沿って設けられている。この予備吐出エリア１５２は、基板ステージ２２に固着され、上方に開口する断面凹字状の受け部材と、受け部材の凹部に交換自在に設置されて、吐出された液滴を吸収する吸収材とから構成されている。

基板２０としては、ガラス基板、シリコン基板、石英基板、セラミックス基板、金属基板、プラスチック基板、プラスチックフィルム基板など各種のものを用いることができる。また、これら各種の素材基板の表面に半導体膜、金属膜、誘電体膜、有機膜などが下地層として形成されたものも含まれる。また、上記プラスチックとしては、例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルケトンなどが用いられる。

次に、本実施形態の薄膜形成方法について図３〜図５を参照して説明する。
本実施形態の薄膜形成方法は、準備工程と、薄膜形成工程とを有している。また、本実施形態の薄膜形成方法においては、上述の薄膜形成装置１０によって、基板２０上に液体材料が吐出配置される。以下、各々の工程の詳細について説明する。

（準備工程）
準備工程は、実際に基板２０に薄膜を形成する場合と同様の条件で薄膜を形成し、この薄膜の端部における隆起部分の幅（以下、隆起幅と称する）を把握し（把握工程）、この把握された隆起幅に基づいて液体材料を配置する領域である配置領域（液体材料配置領域）を決定する工程（液体材料配置領域決定工程）である。なお、本実施形態の薄膜形成方法においては、本準備工程以前に、吐出配置される液体材料に応じた最適な乾燥条件が決定されているものとする。

まず、必要に応じて基板２０の表面を液体材料に対して親液性に処理する。
親液化処理としては、例えば、大気圧プラズマ法、ＵＶ処理法、有機薄膜法（デカン膜、ポリエチレン膜）などが挙げられる。プラズマ法では、対象物体の表面に、プラズマ状態の酸素を照射することにより、その表面が親液化あるいは活性化される。これにより、基板２０の表面の濡れ性が向上し（基板２０の表面の接触角が処理前７０°前後であったものが、例えば２０°以下になる）、薄膜の膜厚の均一性の向上が図れる。

次に、液体材料を、液滴として基板２０上に所定のピッチで着弾させて基板２０上に塗膜を形成する。具体的には、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、液体吐出ヘッド２１に設けられたノズルから液体材料Ｌ１を液滴として吐出して基板２０上にその液滴を着弾させることによって配置する。そして、この液滴吐出動作を繰り返すことにより、基板２０上に液体材料膜Ｌ２を形成する。なお、本準備工程においては、例えば、図３（ｃ）に示すように、基板２０の薄膜形成領域Ａに液体材料膜Ｌ２を形成する。

続いて、基板２０の薄膜形成領域Ａに配置された液体材料膜Ｌ２を予め決められた乾燥条件で乾燥させることによって、図３（ｄ）に示すように、薄膜形成領域Ａ上に薄膜Ｈを形成する。ここで、背景技術において説明したように、液体材料膜Ｌ２は、乾燥の過程において、端部が中央部よりも早く乾燥されるため、液体材料膜Ｌ２に含まれる固形分が液体材料膜Ｌ２の端部に向けて流れ、図３（ｄ）に示すように、薄膜Ｈの端部に隆起部分Ｈ１が形成される。

次に、段差計測器等で薄膜Ｈの高さを計測する。そして、ここで、図３（ｄ）に示したように、薄膜Ｈは、その端部に向かうに連れて高さが増す。そして、薄膜Ｈの中央部に対して膜厚が＋５％以上となった箇所から薄膜Ｈの最端部までの幅を隆起幅Ｄとして把握する（把握工程）。なお、薄膜Ｈの中央部に対して膜厚が＋何％以上となった箇所を隆起部Ｄとするかは、任意であり、より好ましくは中央部に対して膜厚が＋２％以上となった箇所から薄膜Ｈの最端部までの幅を隆起幅Ｄとすることがより好ましい。このように、中央部に対して膜厚が＋２％以上となった箇所から薄膜Ｈの最端部までの幅を隆起幅Ｄとすることは、すなわち隆起部分以外の薄膜Ｈの面内ばらつきが２％以内とされることと等しい。

そして、上述のようにして把握された隆起幅Ｄに基づいて配置領域が決定される（液体材料配置領域決定工程）。具体的には、薄膜形成領域Ａよりも少なくとも隆起幅Ｄ分だけ上下左右に広い領域を配置領域として決定する。なお、実際には、液体材料膜Ｌ２の４隅は、他の端部と比較して乾燥速度がさらに早い。このため、薄膜形成領域Ａから隆起幅Ｄ分だけ広い領域よりも、さらに、図４に示すように、薄膜形成装置１０のスキャン方向に１ドット分の幅ｄだけ広い領域を配置領域Ｂとすることが好ましい。

このようにして配置領域Ｂが決定されると、この配置領域Ｂが薄膜形成装置１０の制御装置２３に記憶される。そして、この後、実際に基板２０に薄膜Ｈを形成する薄膜形成工程が行われる。なお、隆起幅Ｄは、液体材料成分及び液体材料膜Ｌ２の乾燥条件によってその値を変化する。逆に、液体材料膜Ｌ２の配置領域が広がった場合であっても、その値は変化しない。このため、薄膜形成領域Ａより広い配置領域Ｂに液体材料膜Ｌ２を配置し、この液体材料膜Ｌ２を同一の乾燥条件で乾燥した場合には、隆起幅Ｄの値は、薄膜形成領域Ａに液体材料膜Ｌ２を配置した場合と同一となる。

（薄膜形成工程）
薄膜形成工程は、実際に基板２０上の薄膜形成領域Ａに膜厚が均一化された薄膜Ｈを形成する工程である。

具体的には、まず、上述の準備工程と同様に、必要に応じて基板２０の表面を液体材料に対して親液性に処理する。
次に、上述の準備工程において決定された配置領域Ｂ（薄膜形成領域Ａより広い領域）に液体材料Ｌ１を薄膜形成装置１０を用いて吐出配置することによって、図５（ａ）に示すように、配置領域Ｂに液体材料膜Ｌ２を形成する。

そして、配置領域Ｂに配置された液体材料膜Ｌ２を、上述の準備工程と同一の条件で乾燥させることによって、図５（ｂ）に示すように、基板２０上に薄膜Ｈが形成される。ここで、配置領域Ｂは、薄膜形成領域Ａより少なくとも隆起幅Ｄ分だけ上下左右に広い。このため、図５（ｂ）に示すように、薄膜Ｈの端部における隆起部分Ｈ１は、薄膜形成領域Ａの外部に配置されることとなる。上述の準備工程においては、薄膜Ｈの中央部に対して膜厚が＋５％以上となった箇所から薄膜Ｈの最端部までの幅を隆起幅Ｄとしているため、薄膜形成領域Ａ上には、面内ばらつきが５％以内とされる薄膜Ｈが形成される。

このように本実施形態の薄膜形成方法によれば、薄膜Ｈの端部における隆起部分Ｈ１が薄膜形成領域Ａ外に配置されるため、薄膜形成領域Ａには、均一な膜厚の薄膜Ｈが形成される。このため、薄膜形成領域Ａにおいて、薄膜Ｈに所望の機能性を発揮させることが可能になる。したがって、本実施形態の薄膜形成方法によれば、基板２０に温度勾配を持たせることなく、薄膜形成領域Ａに均一な膜厚の薄膜Ｈを形成することができるため、より確実にかつより簡易に薄膜形成領域Ａにおける薄膜Ｈの膜厚を均一化することが可能となる。

次に、本実施形態の薄膜形成方法を用いる液晶表示装置の製造方法について図６〜図８を参照して説明する。

図６は、パッシブマトリクス型の液晶表示装置の断面構造を模式的に示している。液晶表示装置２００は、透過型のもので、一対のガラス基板２０１，２０２の間にＳＴＮ（Super Twisted Nematic）液晶等からなる液晶層２０３が挟まれた構造からなる。
さらに、液晶層に駆動信号を供給するためのドライバＩＣ２１３と、光源となるバックライト２１４を備えている。

ガラス基板２０１には、その表示領域に対応してカラーフィルタ２０４が配設されている。カラーフィルタ２０４は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色からなる着色層２０４Ｒ、２０４Ｇ、２０４Ｂが規則的に配列されて構成されたものである。なお、これらの着色層２０４Ｒ（２０４Ｇ、２０４Ｂ）間には、ブラックマトリクスやバンクなどからなる隔壁２０５が形成されている。また、カラーフィルタ２０４及び隔壁２０５の上には、カラーフィルタ２０４や隔壁２０５によって形成される段差をなくしてこれを平坦化するためのオーバーコート膜２０６が配設されている。

オーバーコート膜２０６の上には、複数の電極２０７がストライプ状に形成され、さらにその上には配向膜２０８が形成されている。
他方のガラス基板２０２には、その内面に、上記のカラーフィルタ２０４側の電極と直交するようにして、複数の電極２０９がストライプ状に形成されており、これら電極２０９上には、配向膜２１０が形成されている。なお、上記カラーフィルタ２０４の各着色層２０４Ｒ、２０４Ｇ、２０４Ｂはそれぞれ、ガラス基板２０２の電極２０９と上記ガラス基板２０１の電極２０７との交差位置に対応する位置に、配置されている。また、電極２０７，２０９は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電材料によって形成されている。ガラス基板２０２とカラーフィルタ２０４の外面側にはそれぞれ偏向板（図示せず）が設けられている。ガラス基板２０１，２０２同士の間には、これら基板２０１，２０２同士の間隔（セルギャップ）を一定に保持するための不図示のスペーサと、液晶２０３を外気から遮断するためのシール材２１２とが配設されている。シール材２１２としては、例えば、熱硬化型あるいは光硬化型の樹脂が用いられる。

また、基板２０１上には、表示領域Ａ１を囲むように遮光膜２１５が形成されている。この遮光膜２１５は、例えば、クロム等によって形成することができる。そして、オーバーコート膜２０６の端部における隆起部分２０６ａ及び配向膜２０８，２１０の端部における隆起部分２０８ａ，２１０ａが遮光膜２１５上に配置されている。

この液晶表示装置２００では、上述したオーバーコート膜２０６、配向膜２０８及び２１０が上述した薄膜形成方法を用いて形成される。そのため、この液晶表示装置２００では、配向膜２０８、２１０及びオーバーコート膜２０６の膜厚が表示領域において均一化されているため、液晶表示装置２００における表示性能をより高めることが可能となる。
また、この液晶表示装置２００では、オーバーコート膜２０６の端部における隆起部分２０６ａ及び配向膜２０８，２１０の端部における隆起部分２０８ａ，２１０ａが遮光膜２１５上に配置されているため、新たにこれらの隆起部分２０６ａ，２０８ａ，２１０ａの配置領域を設けることなく表示領域Ａ１における配向膜２０８、２１０及びオーバーコート膜２０６の膜厚を表示領域Ａ１において均一化することが可能となる。

図７及び図８は、上記液晶表示装置２００の製造方法を模式的に示した図である。
まず、図７（ａ）に示すように、カラーフィルタ２０４及び遮光膜２１５が形成された基板２０１上にオーバーコート膜２０６を液滴吐出法を用いて形成する。この際、上述の本実施形態の薄膜形成方法を用いてオーバーコート膜２０６の端部における隆起部分２０６ａが表示領域Ａ１の外部に配置されるように、オーバーコート膜２０６を形成する。このようにオーバーコート膜２０６を形成することによって、表示領域Ａ１におけるオーバーコート膜２０６の膜厚が均一化され表示領域Ａ１における平坦性が向上される。

続いて、表示領域Ａ１におけるオーバーコート膜２０６上に電極２０７を形成した後、図７（ｂ）に示すように、表示領域Ａ１に配向膜２０８を液滴吐出法を用いて形成する。この際、上述の本実施形態の薄膜形成方法を用いて配向膜２０８の端部における隆起部分２０８ａが表示領域Ａ１の外部に配置されるように、配向膜２０８を形成する。このように配向膜２０８を形成することによって、表示領域Ａ１における配向膜２０８の膜厚が均一化され表示領域Ａ１における視認性が向上される。

次に、図７（ｃ）に示すように、電極２０９が形成された基板２０２上の表示領域Ａ１に対応する領域に配向膜２１０を液滴吐出法を用いて形成する。この際、上述の本実施形態の薄膜形成方法を用いて配向膜２１０の端部における隆起部分２１０ａが表示領域Ａ１の外部に配置されるように、配向膜２１０を形成する。このように配向膜２１０を形成することによって、表示領域Ａ１における配向膜２１０の膜厚が均一化され表示領域Ａ１における視認性が向上される。

その後、基板上２０１上にシール材２１２を配置した後、基板２０１，２０２間に液晶層２０３を挟み込む。具体的には、図８（ａ）に示すように、例えば液滴吐出法を用いて、ガラス基板２０１上に所定量の液晶を定量配置する。なお、ガラス基板２０１上に配置すべき液晶の所定量は、封止後にガラス基板同士の間に形成される空間の容量とほぼ同じである。また、図８においては、カラーフィルタ、配向膜、オーバーコート膜等の図示を省略している。

次に、図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、所定量の液晶２０３が配置されたガラス基板２０１上にシール材２１２を介して他方のガラス基板２０２を減圧下で貼り合わせる。
具体的には、まず、図８（ｂ）に示すように、シール材２１２が配置されているガラス基板２０１，２０２の縁部に主に圧力をかけ、シール材２１２とガラス基板２０１，２０２とを接着する。その後、所定の時間の経過後、シール材２１２がある程度乾燥した後に、ガラス基板２０１，２０２の外面全体に圧力をかけて、液晶２０３を両基板２０１，２０２に挟まれた空間全体に行き渡らせる。
この場合、液晶２０３がシール材２１２と接触する際には、すでにシール材２１２がある程度乾燥しているので、液晶２０３との接触に伴うシール材２１２の性能低下や液晶２０３の劣化は少ない。

ガラス基板２０１，２０２同士を貼り合わせた後、熱や光をシール材２１２に付与してシール材２１２を硬化させることにより、図８（ｃ）に示すように、ガラス基板２０１，２０２の間に液晶が封止される。
そして、以上のような工程を経ることによって、図６において示した液晶表示装置２００が製造される。

なお、図６においては、パッシブマトリクス型の液晶表示装置を示したが、ＴＦＤ（Thin FilmDiode：薄膜ダイオード）やＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）をスイッチング素子として用いた、アクティブマトリクス型の液晶表示装置とすることもできる。

図９は、ＴＦＴをスイッチング素子に用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置（液晶表示装置）の一例を示すもので、（Ａ）はこの例の液晶表示装置の全体構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）における一画素の拡大図である。

図９に示す液晶表示装置５８０は、ＴＦＴ素子が形成された側の素子基板５７４と対向基板５７５とが対向配置され、これら基板間にシール材５７３が額縁型に配置され、基板間のシール材５７３に囲まれた領域に液晶層（図示略）が封入されている。

ここで、図１０は、大型基板（例えば、１５００ｍｍ×１８００ｍｍ）を用いて液晶表示装置用の上記素子基板や対向基板を作成するいわゆる多面取りの例を示す模式図である。図１０の例では、１つの大型基板から、複数（本例では６個）の基板（例えば、素子基板５７４）を作成するようになっており、各素子基板５７４のそれぞれに図９に示したようにＴＦＴ素子が形成される。なお、図９に示す対向基板５７５についても同様に、１枚の大型基板から複数個形成することが可能である。

図９に戻り、素子基板５７４の液晶側表面上には、多数のソース線５７６及び多数のゲート線５７７が互いに交差するように格子状に設けられている。各ソース線５７６と各ゲート線５７７の交差点の近傍にはＴＦＴ素子５７８が形成されており、各ＴＦＴ素子５７８を介して画素電極５７９が接続され、多数の画素電極５７９は平面視マトリクス状に配置されている。一方、対向基板５７５の液晶層側の表面上には、表示領域に対応してＩＴＯなどからなる透明導電材料製の共通電極５８５が形成されている。

ＴＦＴ素子５７８は、図９（Ｂ）に示すように、ゲート線５７７から延びるゲート電極５８１と、ゲート電極５８１を覆う絶縁膜（図示略）と、絶縁膜上に形成された半導体層５８２と、半導体層５８２中のソース領域に接続されたソース線５７６から延びるソース電極５８３と、半導体層５８２中のドレイン領域に接続されたドレイン電極５８４とを有している。そして、ＴＦＴ素子５７８のドレイン電極５８４が画素電極５７９に接続されている。

図１１は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置（液晶表示装置）の断面構成図である。
液晶表示装置５８０は、互いに対向するように配置された素子基板５７４と対向基板５７５と、これらの間に挟持された液晶層７０２と、対向基板５７５に付設された位相差板７１５ａ、偏光板７１６ａと、素子基板５７４に付設された位相差板７１５ｂ、偏光板７１６ｂとが備えられた液晶パネルを主体として構成されている。この液晶パネルに、液晶駆動用ドライバチップと、電気信号を伝達するための配線類、支持体などの付帯要素を装着することによって、最終製品としての液晶表示装置が構成される。

対向基板５７５は、光透過性の基板７４２と、この基板７４２に形成されたカラーフィルタ７５１とを主体として構成されている。カラーフィルタ７５１は、隔壁７０６と、フィルタエレメントとしての着色層７０３Ｒ，７０３Ｇ，７０３Ｂと、隔壁７０６及び着色層７０３Ｒ，７０３Ｂ，７０３Ｇを覆う保護膜７０４と、を具備して構成されている。

隔壁７０６は、各着色層７０３Ｒ，７０３Ｇ，７０３Ｂを形成する着色層形成領域であるフィルタエレメント形成領域７０７をそれぞれ取り囲むように形成された格子状のもので、基板７４２の一面７４２ａに形成されている。

また、隔壁７０６は、例えば黒色感光性樹脂膜からなり、この黒色感光性樹脂膜としては例えば、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用いられる。この隔壁７０６は、黒色の無機顔料または有機顔料を含むもので、着色層７０３Ｒ，７０３Ｇ，７０３Ｂの形成位置を除く部分に形成されているため、着色層７０３Ｒ，７０３Ｇ，７０３Ｂ同士の間の光の透過を遮断でき、従ってこの隔壁７０６は、遮光膜としての機能も有する。

着色層７０３Ｒ，７０３Ｇ，７０３Ｂは、隔壁７０６の内壁と基板７４２に渡って設けられたフィルタエレメント形成領域７０７に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各フィルタエレメント材料を液滴吐出法により吐出し、その後乾燥させることにより形成したものである。

また、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電材料からなる液晶駆動用の電極層７０５が保護膜７０４の略全面にわたって形成されている。さらにこの液晶駆動用の電極層７０５を覆って配向膜７１９ａが設けられており、また、素子基板５７４側の画素電極５７９上にも配向膜７１９ｂが設けられている。

素子基板５７４は、光透過性の基板７１４上に図示略の絶縁層が形成され、さらにこの絶縁層の上に、ＴＦＴ素子５７８と画素電極５７９が形成されてなるものである。また、基板７１４上に形成された絶縁層上には、図９に示したように、マトリクス状に複数の走査線と複数の信号線とが形成され、これら走査線と信号線とに囲まれた領域毎に先の画素電極５７９が設けられ、各画素電極５７９と走査線及び信号線とが電気的に接続される位置にＴＦＴ素子５７８が組み込まれており、走査線と信号線に対する信号の印加によってＴＦＴ素子５７８をオン・オフして画素電極５７９への通電制御が行われる。また、対向基板５７５側に形成された電極層７０５はこの実施形態では画素領域全体をカバーする全面電極とされている。なお、ＴＦＴの配線回路や画素電極形状には様々なものを適用できる。

素子基板５７４と対向基板５７５とは、対向基板５７５の外周縁に沿って形成されたシール材５７３によって所定の間隙を介して貼り合わされている。なお、符号７５６は両基板間の間隔（セルギャップ）を基板面内で一定に保持するためのスペーサである。素子基板５７４と対向基板５７５との間には、平面視略額縁状のシール材５７３によって矩形の液晶封入領域が区画形成され、この液晶封入領域内に、液晶が封入されている。

このような構成を有する液晶表示装置５８０においても、配向膜７１９ａ，７１９ｂを本実施形態の薄膜形成方法によって形成することによって、液晶表示装置５８０の表示特性を向上させることが可能となる。

図１２（ａ）〜（ｃ）は、上述の液晶表示装置を備える電子機器の例を示している。
本例の電子機器は、本発明の液晶表示装置を表示手段として備えている。
図１２（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１２（ａ）において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の液晶表示装置を用いた表示部を示している。
図１２（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１２（ｂ）において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記の液晶表示装置を用いた表示部を示している。
図１２（ｃ）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１２（ｃ）において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上記の液晶表示装置を用いた表示部を示している。
図１２（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、本実施形態の薄膜形成方法を用いることによって製造された液晶表示装置を表示手段として備えているので、表示特性が高い表示手段を備えた電子機器とされる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る薄膜形成方法の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、薄膜形成領域の外側に薄膜の端部における隆起部分の幅以上の領域がない場合には、液体材料の成分や乾燥条件を変化させ、隆起部分の幅をコントロールすることによって、隆起部分の幅が薄膜形成領域の外側領域に入り込むように液体材料の成分や乾燥条件を決定する工程を行うことが好ましい。

また、図１０に示すように、大型基板から複数の基板を作成する場合には、大型基板を１つの基板として本発明の薄膜形成方法を用いて薄膜の形成を行っても良いし、大型基板から作成される個々の基板に対して本発明の薄膜形成方法を用いて薄膜を形成しても良い。

また、上記実施形態においては、本発明の薄膜形成方法を用いて、配向膜及びオーバーコート膜を形成した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、本発明の薄膜形成方法を用いて、フォトレジスト等の種々の薄膜を形成することができる。

また、上述のように薄膜の端部における隆起部分をスペーサとして用いたり、薄膜の厚みを微調整する際のバンクとして利用することもできる。具体的には、隆起部分をバンクとして利用する場合には、この隆起部分に囲まれた薄膜中央部に液体材料を吐出配置し、この液体材料を乾燥させることによって、薄膜の膜厚をさらに稼ぐことができる。

本発明の一実施形態の薄膜形成方法に用いられる薄膜形成装置１０の概略構成を示した斜視図である。 ピエゾ方式による液状材料の吐出原理を説明するための図である。 本発明の一実施形態の薄膜形成方法を説明するための説明図である。 本発明の一実施形態の薄膜形成方法を説明するための説明図である。 本発明の一実施形態の薄膜形成方法を説明するための説明図である。 パッシブマトリクス型の液晶表示装置の断面構造の一例を模式的に示す。 パッシブマトリクス型の液晶表示装置の製造方法を説明するための説明図である。 パッシブマトリクス型の液晶表示装置の製造方法を説明するための説明図である。 ＴＦＴをスイッチング素子に用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置の一例を示す図である。 大型基板を用いて液晶表示装置用の基板を作成するいわゆる多面取りの例を示す模式図である。 アクティブマトリクス型の液晶表示装置の断面構成図である。 液晶表示装置を備える電子機器の例を示す図である。

符号の説明

２０……基板、２００，５８０……液晶表示装置、２１５……遮光膜、Ａ……薄膜形成領域、Ａ１……表示領域、２０８，２１０，７１９ａ，７１９ｂ……配向膜、２０８……オーバーコート膜、Ｂ……配置領域（液体材料配置領域）、Ｄ……隆起幅（隆起部分の幅）、Ｈ……薄膜、Ｈ１……隆起部分、Ｌ１……液体材料

Claims (5)

1. 液体材料を液滴として吐出して基板上に薄膜を形成する薄膜形成方法であって、
   薄膜形成領域より広い液体材料配置領域に前記液体材料を吐出し、前記液体材料を乾燥させることによって、前記薄膜の端部における隆起部分を前記薄膜形成領域外に配置することを特徴とする薄膜形成方法。
2. 前記薄膜の端部における隆起部分の幅を把握する把握工程と、
   前記把握工程において把握された前記薄膜の端部における隆起部分の幅に基づいて前記液体材料配置領域を決定する液体材料配置領域決定工程と
   を有することを特徴とする請求項１記載の薄膜形成方法。
3. 前記基板が液晶表示装置用の基板でありかつ前記薄膜が配向膜である場合に、前記薄膜の端部における隆起部分を前記薄膜形成領域を囲う遮光膜上に配置することを特徴とする請求項１または２記載の薄膜形成方法。
4. 前記基板が液晶表示装置用の基板でありかつ前記薄膜がオーバーコート膜であることを特徴とする請求項１または２記載の薄膜形成方法。
5. 前記薄膜形成領域が表示領域であることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の薄膜形成方法。
   

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