JP2009086570A - 液晶装置の製造方法、及び液晶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液滴吐出法を用いて配向膜を形成する際のムラの発生を防止し輝度ムラを無くすことができる、液晶装置の製造方法、及び液晶装置を提供する。
【解決手段】基板２５上に複数の画素領域Ａを区画する隔壁４５を形成する。そして、画素領域Ａ内に凹形状のカラーフィルタ層２２を形成する。隔壁４５及びカラーフィルタ層２２を覆うようにして透明電極２３を形成する。液滴吐出法を用いて画素領域Ａ毎に機能液を吐出し、機能液を乾燥させて透明電極２３上に配向膜２４を形成する液晶装置１００の製造方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶装置の製造方法、及び液晶装置に関するものである。

液滴吐出ヘッドによりインクを吐出するインクジェット法（液滴吐出法）を用いて、配向膜を形成することが提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。一般にインクジェット法は、基板と液滴吐出ヘッドとを相対的に移動させながら、液滴吐出ヘッドに設けられた複数のノズルから吐出したインクを基板上に繰り返し着弾させて配向膜を形成することができる。
特開２００１−４２３３０号公報

ところで、配向膜を形成するための基板は、液滴吐出ヘッドに対して大きいことから配向膜形成時には例えば複数のヘッドから基板上にインクを吐出するようにしている。
しかしながら、複数のヘッドからインクを吐出する場合、同一ヘッドから吐出されたインク滴は時間差が少ない状態で交じり合うようになっている。一方、隣接するヘッドから吐出されたインク滴同士は時間差がある状態で混じり合うため、混じり方に差が生じてしまう。このようなインク滴の混じり方の差は配向膜にムラを生じさせる可能性がある。このようなムラが生じた配向膜を備えた液晶装置は輝度ムラが発生する可能性がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、液滴吐出法を用いて配向膜を形成する際のムラの発生を防止し輝度ムラを無くすことができる、液晶装置の製造方法、及び液晶装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の液晶装置は、基板上に画素領域を区画する隔壁を形成する工程と、前記画素領域内に凹形状のカラーフィルタ層を形成する工程と、前記隔壁及び前記カラーフィルタ層を覆うようにして透明電極を形成する工程と、液滴吐出法を用いて前記画素領域内に機能液を吐出し、該機能液を乾燥させて前記透明電極上に配向膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする。

本発明の液晶装置の製造方法によれば、凹形状のカラーフィルタ層上に形成される透明電極も凹形状となるので、透明電極上に吐出された機能液を隔壁内に良好に配置される。また、各画素領域内には例えば液滴吐出ヘッドから略同時に機能液が配置されるので、機能液全体が均一に交じり合って乾燥時にムラが生じることが防止される。したがって、ムラのない均一な配向膜のパターンを得ることができ、輝度ムラのない液晶装置を提供できる。

また、上記液晶装置の製造方法においては、液滴吐出法を用いて、前記カラーフィルタ層を形成するのが好ましい。
この構成によれば、液滴吐出法を用いて画素領域内にカラーフィルタ材料を含む機能液を吐出して乾燥させることで凹形状のカラーフィルタ層を良好に形成することができる。

また、上記液晶装置の製造方法においては、前記隔壁として遮光層を形成するのが好ましい。
この構成によれば、隔壁が遮光層としての機能を兼ねることとなり、隣接する画素間の光漏れを防止することができる。

また、上記液晶装置の製造方法においては、前記隔壁をテーパー状に形成するのが好ましい。
この構成によれば、隔壁内側面に沿って透明電極を滑らかに形成することができ、これにより透明電極の断線を生じ難くさせることができる。

本発明の液晶装置は、一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶装置において、前記基板の一方が、複数の画素領域を区画する隔壁と、該隔壁により区画される前記画素領域に配置されて凹形状からなるカラーフィルタ層と、前記隔壁及び前記カラーフィルタ層を覆う透明電極と、該透明電極上の前記画素領域毎に配置される配向膜と、を備えることを特徴とする。

本発明の液晶装置によれば、カラーフィルタ層及びこれを覆う透明電極が凹形状となっているので、例えば液滴吐出法を用いて配向膜を形成する場合、機能液を隔壁内に良好に配置させることができる。このとき、塗布後から乾燥するまでの間における機能液の移動が防止される。さらに、各画素領域内に機能液が略同時に配置されることで全体が均一に交じり合って乾燥時にムラが生じることが防止される。したがって、画素領域毎に、ムラがない均一なパターンからなる配向膜が形成されたものとなるので、輝度ムラのない表示が得られる液晶装置となる。

また、上記液晶装置においては、前記隔壁が遮光層を兼ねるのが好ましい。
この構成によれば、隔壁が遮光層としての機能を兼ねることとなり、隣接する画素間の光漏れを防止することができる。

また、上記液晶装置においては、前記隔壁がテーパー状に形成されるのが好ましい。
この構成によれば、隔壁内側面に沿って透明電極が滑らかに形成されたものとなり、これにより透明電極の断線が生じ難くなって導通信頼性が向上する。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明するが、本発明の技術範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

まず、本発明の液晶装置の製造方法の一実施形態に基づいて製造された液晶装置の構成について説明する。
図１は液晶装置のうち、主にカラーフィルタ部を示す部分平面構成図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に対応する液晶装置１００の部分断面構成図である。図２はカラーフィルタ部Ｋを含む対向基板の構成を示す拡大図であり、図３は液晶装置１００の全体構成を示す図であり、図４は液晶装置１００の等価回路を示す図である。

図１（ａ）に示されるようにカラーフィルタ部Ｋは、平面視略格子状に延在する遮光部（隔壁）４５と、遮光部４５の間隙に形成された複数の平面視略矩形状の各色が着色されたカラーフィルタ層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ（以下、カラーフィルタ層を総称して符号２２を付す）とを備えている。この遮光部４５によって区画される領域は、液晶装置１００における各画素領域Ａを構成している。なお、遮光部４５は、隣接するカラーフィルタ層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂからの光の混色を防ぐ機能を奏する。

図１（ｂ）に示す断面構造をみると、液晶装置１００は、ＴＦＴアレイ基板１０と、これに対向配置される対向基板２５とを備え、これら両基板１０，２５間に液晶層５０が挟持されている。なお、上記カラーフィルタ部Ｋは、対向基板２５の内面側（液晶層５０側）に形成されている。液晶層５０は基板面内でほぼ一定の層厚に形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０の外面側にあたる液晶パネルの背面側には、光源、リフレクタ、導光板などを有するバックライト６０が配設されている。

ＴＦＴアレイ基板１０は、石英、ガラス等の透光性材料からなる基板本体１０Ａを基体としてなり、基板本体１０Ａの内面側（液晶層５０側）に、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透光性導電材料からなる画素電極９が各画素領域にそれぞれ形成されており、該画素電極９を覆うように配向膜１４が形成されている。基板本体１０Ａの外面側には、位相差板１６と偏光板１７とが、基板本体１０Ａ側から順に積層されている。

対向基板２５は、石英、ガラス等の透光性材料からなる基板本体２５Ａを基体として備え、基板本体２５Ａの内面側には、上述したように遮光部４５によって区画された画素領域Ａにカラーフィルタ層２２が形成されている。この遮光部４５は例えばカーボンブラックを含む導電性材料等から構成される。

図２に示すように、カラーフィルタ層２２は遮光部４５内に凹状に形成されている。このような凹形状は、詳細については後述するインクジェット工程によって形成されたことに起因するものである。

また、遮光部４５及びカラーフィルタ層２２を覆うようにしてＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透光性導電材料からなる共通電極（透明電極）２３が形成されている。ここで、共通電極２３は遮光部４５及びカラーフィルタ層２２の表面形状に倣うようにして形成されている。したがって、共通電極２３は画素領域Ａ内に凹状に形成されている。

上記遮光部４５は、その上面がテーパー形状になっている。このような構成によって、遮光部４５の内側面に沿って共通電極２３が滑らかに形成されたものとなり、共通電極２３に断線を生じさせ難くすることで導通信頼性を向上させている。

さらに、画素領域Ａ内には、共通電極２３を覆うようにしてポリイミドからなる配向膜２４が形成されている。すなわち、本実施形態に係る液晶装置１００の対向基板２５は、配向膜２４が画素領域Ａ毎に形成されたものとなっている。この配向膜２４は詳細については後述するインクジェット工程により形成される。

なお、これら配向膜１４、２４は初期配向状態において液晶層５０の液晶分子に対し垂直配向を呈するようになっており、すなわち本実施形態に係る液晶装置１００は垂直配向モードによって駆動されるものである。

共通電極２３は遮光部４５によって区画される画素領域Ａ内に凹状に形成されるので、配向膜形成時のインクジェットプロセスにおいて吐出された機能液を良好に保持することが可能となっている。このように画素領域毎に機能液を塗布することで形成された配向膜２４は、塗布後から乾燥するまでの間における機能液の移動が防止されたものとなっている。また、インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）から各画素領域Ａ内に機能液が略同時に配置されることで全体が均一に交じり合って乾燥時のムラが防止されている。したがって、本実施形態においては、画素領域Ａ毎にムラの無い均一なパターンからなる配向膜が形成されている。

基板本体２５Ａの外面側には、位相差板３６と偏光板３７とが基板本体２５Ａ側から順に積層されている。
上記偏光板１７，３７は、特定方向に振動する直線偏光のみを透過させる機能を有する。また位相差板１６，３６は、必要に応じて設けられ、例えば可視光の波長に対して略１／４波長の位相差を持つλ／４位相差板や、視角補償機能を有する位相差板が用いられる。

次に、図３、図４を参照して本発明に係る液晶装置の具体的な構成例について説明する。なお、図３、図４において図１に示した液晶装置１００と共通の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略することとする。

図３に示すように、液晶装置１００は、ＴＦＴアレイ基板１０と、対向基板２５とが、平面視略矩形枠状のシール材５２を介して貼り合わされ、このシール材５２によって区画された領域内に液晶層５０が封入された構成を備える。シール材５２の内側の領域には、遮光性材料からなる周辺見切部５３が矩形枠状に形成されている。シール材５２の外側の周辺回路領域には、データ線駆動回路２０１および外部回路実装端子２０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って配設されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路１０４，１０４が設けられている。ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺には、表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路１０４，１０４間を接続する複数の配線１０５が形成されている。また、対向基板２５の角部には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２５との間で電気的導通をとるための基板間導通材１０６が配設されている。

図４は、本実施形態の液晶装置１００の透過回路図である。本実施の形態の液晶装置において、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数のドットには、画素電極９と当該画素電極９を制御するためのスイッチング素子であるＴＦＴ３０がそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線６ａが当該ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線６ａに対してグループ毎に供給される。また、走査線３ａがＴＦＴ３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線３ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極９はＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけオンすることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。

画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、共通電極２３との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークするのを防止するために、画素電極９と共通電極２３との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付加されている。尚、符号３ｂは容量線である。

本実施形態に係る液晶装置１００によれば、対向基板２５側における画素領域毎にムラがない均一なパターンからなる配向膜２４が形成されているので、輝度ムラのない高品位な表示を得ることができる。

次に、上記液晶装置１００を製造する工程を例に挙げて、本発明の液晶装置の製造方法の一実施形態について説明する。本発明に係る液晶装置の製造方法は、対向基板２５におけるカラーフィルタ部Ｋを形成する工程に特徴を有している。そこで、以下の説明ではカラーフィルタ部Ｋを形成する工程について詳細に説明する。

本実施形態では、カラーフィルタ部Ｋのうち、カラーフィルタ層２２と配向膜２４とを液滴吐出法（インクジェット法）により形成している。図５（ａ）は、このようなインクジェットプロセスに用いられる液滴吐出装置ＩＪを示す斜視図であり、図５（ｂ）は液滴吐出装置ＩＪに搭載される液滴吐出ヘッドＨのインクの吐出動作を説明するため断面図である。

具体的に、この液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッドＨと、Ｘ軸方向駆動軸１１と、Ｙ軸方向ガイド軸１２と、制御装置１３と、ステージ４と、クリーニング機構１５と、基台６と、ヒータ７とを備えている。
ステージ４は、基板Ｐ（本実施形態では対向基板２５を構成するための基板本体２５Ａに相当）を支持するものであり、この基板Ｐを基準位置に固定するための固定機構（図示せず。）を備えている。

液滴吐出ヘッドＨは、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプであり、長手方向とＹ軸方向とを一致させている。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッドＨの下面にＹ軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッドＨの吐出ノズルからは、ステージ４に支持された基板Ｐに対してインク（機能液）が吐出される。

Ｘ軸方向駆動軸１１には、Ｘ軸方向駆動モータ１８が接続されている。Ｘ軸方向駆動モータ１８は、ステッピングモータ等からなり、制御装置１３からＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸方向駆動軸１１を回転させる。Ｘ軸方向駆動軸１１が回転すると、液滴吐出ヘッドＨはＸ軸方向に移動する。

Ｙ軸方向ガイド軸１２は、基台６に対して固定されている。ステージ４は、Ｙ軸方向駆動モータ１９を備えている。Ｙ軸方向駆動モータ１９は、ステッピングモータ等からなり、制御装置１３からＹ軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ４をＹ軸方向に移動する。

制御装置１３は、液滴吐出ヘッドＨにインクの吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ軸方向駆動モータ１８に液滴吐出ヘッドＨのＸ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給し、Ｙ軸方向駆動モータ１９にステージ４のＹ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。

クリーニング機構１５は、液滴吐出ヘッドＨをクリーニングするものである。このクリーニング機構１５には、Ｙ軸方向の駆動モータ（図示せず。）が備えられている。このＹ軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構１５は、Ｙ軸方向ガイド軸１２に沿って移動する。クリーニング機構１５の移動も制御装置１３により制御される。

ヒータ７は、ここではランプアニールにより基板Ｐを熱処理する手段であり、基板Ｐ上に塗布されたインクに含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、ＹＡＧレーザ、アルゴンレーザ、炭酸ガスレーザ、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザなどを光源として使用することができる。このヒータ７の電源の投入及び遮断も制御装置１３により制御される。

液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッドＨと基板Ｐを支持するステージ４とを相対的に走査しながら、基板Ｐに対してインクを吐出する。ここで、以下の説明において、Ｘ軸方向を走査方向、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向を非走査方向とする。液滴吐出ヘッドＨの吐出ノズルは、非走査方向であるＹ軸方向に一定間隔で並んで設けられている。なお、図１に示す液滴吐出ヘッドＨは、基板Ｐの進行方向に対し直角に配置されているが、液滴吐出ヘッドＨの角度を調整し、基板Ｐの進行方向に対して交差させるようにしてもよい。このようにすれば、液滴吐出ヘッドＨの角度を調整することで、ノズル間のピッチを調節することができる。また、基板Ｐとノズル面との距離を任意に調節するようにしてもよい。

図５（ｂ）に示されるように液滴吐出ヘッドＨは、ピエゾ方式を採用したものであり、このピエゾ方式による液滴吐出は、インクに熱を加えないため、インクの組成に影響を与えにくいという利点を有している。具体的に、液滴吐出ヘッドＨには、インク（機能液）ｉを収容する液体室１２１に隣接してピエゾ素子１２２が設置されている。液体室１２１には、インクを収容するタンクを含むインク供給系１２３を介してインクが供給される。

ピエゾ素子１２２は、駆動回路１２４に接続されており、この駆動回路１２４を介してピエゾ素子１２２に電圧を印加すると、ピエゾ素子１２２が変形し、液体室１２１を押圧することによって、インクｉをノズル１２５から吐出させる。この場合、印加する電圧値を変化させることにより、ピエゾ素子１２２の歪み量が制御される。また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子１２２の歪み速度が制御される。

また、インクの吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換式、電気熱変換方式、静電吸引方式などが挙げられる。
このうち、帯電制御方式は、インクに帯電電極で電荷を付与し、偏向電極でインクの飛翔方向を制御してノズルからインクを吐出させるものである。
一方、加圧振動方式は、インクに３０ｋｇ／ｃｍ２程度の超高圧を印加して、ノズルの先端からインクを吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には、ノズルからインクが直進して吐出され、制御電圧をかけると、インク間に静電的な反発が起こり、インクが飛散してノズルから吐出されない。
一方、電気機械変換方式は、上述したように、ピエゾ素子（圧電素子）がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによってインクを貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間からインクを押し出してノズルからインクを吐出させるものである。
一方、電気熱変換方式は、インクを貯留した空間内に設けたヒータにより、インクを急激に気化させてバブル（泡）を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、インクを貯留した空間内に微小圧力を加え、ノズルにインクのメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてからインクを引き出すものである。
また、この他にも、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術もある。インクジェット法は、インクの使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量のインクを的確に配置できるという利点を有する。なお、インクジェット法により吐出されるインク（流動体）の一滴の量は、例えば１〜３００ナノグラムである。

（対向基板の製造方法）
図６は、上記対向基板２５の製造工程を示す断面図である。
図６（ａ）に示すように、基板本体２５Ａの一方の面に遮光部４５を形成する。遮光部４５は、上述したカラーフィルタ層２２が配置される各画素領域Ａを区画する隔壁として機能するものであり、基板本体２５Ａ上に格子状に形成される。

具体的に、この遮光部４５には、例えばカーボンブラックを含む導電性材料等を用いることができる。また、遮光部４５の形成方法としては、例えば、各種コート法やＣＶＤ法（化学的気相成長法）等を用いて基板本体２５Ａ上に遮光部４５の形成材料を成膜した後エッチング等によりパターニングすることで、上記形状の遮光部４５を形成することができる。なお、基板本体２５Ａとは別の部材上で遮光部４５を形成した後に、これを基板本体２５Ａ上に転写して遮光部４５を形成してもよい。

なお、この遮光部４５によって各カラーフィルタ層２２の形状が規定されることから、例えば隣接する遮光部４５の間隔を狭くすることにより、各カラーフィルタ層２２の微細化を図ることができる。

続いて、遮光部４５には、必要に応じて撥液処理を施してもよい。撥液処理としては、ＣＦ_４、ＳＦ_６、ＣＨＦ_３等のフッ素成分を有するガス（フッ素含有ガス）を用いたプラズマ処理を用いることができる。また、撥液処理に代えて、遮光部４５の素材自体に予め撥液成分（フッ素基等）を充填しておいてもよい。上記撥液処理は特に遮光部４５の上面に行うのが好ましい。これにより、遮光部４５の内側を相対的に親液化し、遮光部４５の上面が撥液化することで遮光部４５の内側の画素領域Ａにのみ選択的にインクを配置し、遮光部４５の上面に不要なインクが付着するのを防止できる。

次に、図６（ｂ）に示すように、遮光部４５によって区画された領域に、カラーフィルタ層２２に対応するインク（機能液）ｉを配置する。
インクｉを配置する方法としては、上述した液体吐出装置ＩＪによるインクジェット法を用いた。このインクジェット法は、スピンコート法などの塗布技術に比べて、インクの消費に無駄が少なく、基板本体２５Ａ上に配置するインクの量や位置の制御を高精度に行うことができるといった利点を有している。

具体的に、上述した液体吐出装置ＩＪのステージ４に基板本体２５Ａを設置し、液滴吐出ヘッドＨとステージ４とを相対的に走査しながら、液滴吐出ヘッドＨに設けられた複数のノズル１２５から吐出されたインクｉを、遮光部４５によって区画された画素領域Ａ内に繰り返し塗布する。これにより、Ｒ（赤）の顔料を含むインク、Ｇ（緑）の顔料を含むインク、及びＢ（青）の顔料を含むインク滴２２ｉを、それぞれ基板本体２５Ａ上の画素領域Ａに選択的に配置する。ここで遮光部４５の上面が撥液性となっているので、インク滴２２ｉは遮光部４５の上面で弾かれることで遮光部４５により区画される画素領域Ａ内から凸状に盛り上がった状態に保持される。

本発明では、インクｉとして、極性をもった顔料を溶媒に分散させたものを用いている。このようなインクｉとしては、例えば、予め界面活性剤で処理して帯電にさせた顔料を溶媒中に分散させたものや、ミセル電解法や電着法などによりカラーフィルタを形成する場合に使用される帯電した顔料を溶媒中に分散させたものなどを用いることができる。

インクｉの溶媒としては、前記極性をもった顔料を分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されるものではなく、例えば、水や、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、顔料の分散性と液の安定性、インクジェット法への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましくは、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。

インクｉの表面張力は、０．０２Ｎ／ｍ〜０．０７Ｎ／ｍの範囲内であることが好ましい。インクジェット法でインクを吐出する際、表面張力が０．０２Ｎ／ｍ未満であると、インクのノズルに対する濡れ性が増大するため、飛行曲りが生じやすくなり、０．０７Ｎ／ｍを超えると、ノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため、吐出量や、吐出タイミングの制御が困難になる。表面張力を調整するため、前記溶媒には、基板Ｐとの接触角を大きく低下させない範囲で、フッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加するとよい。ノニオン系表面張力調節剤は、インクｉの基板Ｐへの濡れ性を向上させ、膜のレベリング性を改良し、膜の微細な凹凸の発生などの防止に役立つものである。表面張力調節剤は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の有機化合物を含んでもよい。

インクの粘度は、１ｍＰａ・ｓ〜５０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。インクジェット法を用いてインクｉを液滴として吐出する際、粘度が１ｍＰａ・ｓより小さい場合には、ノズル周辺部がインクｉの流出により汚染されやすく、また粘度が５０ｍＰａ・ｓより大きい場合は、ノズルの目詰まり頻度が高くなり、円滑な液滴の吐出が困難となる。

次に、図６（ｃ）に示すように、この状態からインク滴２２ｉを乾燥させてカラーフィルタ層２２を形成する。
インク滴２２ｉの乾燥処理は、液滴吐出装置ＩＪに搭載されるヒータ７のランプアニールによって行うことができる。なお、乾燥処理としては例えば基板本体２５Ａを加熱する通常のホットプレートや、電気炉などによる加熱処理によって行うこともできる。処理条件は、例えば加熱温度が６０℃、加熱時間が１０分間程度である。
なお、このような熱処理又は光処理は、通常大気中で行うが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。

このような乾燥処理によりインク滴２２ｉ中の溶媒が蒸発すると、形成されるカラーフィルタ層２２の体積が減少する。この場合、カラーフィルタ層２２が十分な厚みが得られるまで、上述したインク吐出工程と乾燥工程とを繰り返す。以上のようなカラーフィルタ層２２の形成をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色毎に行う。なお、各色のカラーフィルタ層２２を形成する順番については、特に限定されず、何れの順序で行ってもよい。
このとき、カラーフィルタ層２２は図６（ｃ）に示されるように中央部が凹んだ状態に形成される。すなわち、本実施形態に係るカラーフィルタ層２２は凹形状に形成される。

次に、図７（ａ）に示すように、遮光部４５及びカラーフィルタ層２２を覆うようにして共通電極２３を形成する。具体的にはＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透光性導電材料をスパッタ法により成膜する。ここで上述したようにカラーフィルタ層２２が凹状に形成されているため、共通電極２３はカラーフィルタ層２２の表面形状に倣って凹状に形成されるようになる。また、上記遮光部４５は上面がテーパー形状になっているので、遮光部４５の内側面に沿って共通電極２３を滑らかに形成することができる。よって、共通電極２３に断線が生じ難くなり、高い導通信頼性を得ることができる。

次に、図７（ｂ）に示すように、上述した液滴吐出ヘッドＨに設けられた複数のノズルから吐出されるインクを、遮光部４５によって区画された画素領域内に繰り返し塗布する。これにより、画素領域には配向膜２４の形成材料であるポリイミドを含むインク滴２４ｉが選択的に配置される。

画素領域に吐出されたインク滴２４ｉは、共通電極２３を構成するＩＴＯ等の透明性導電材料に対する濡れ性が悪いので、塗布後から乾燥するまでの間に隣接するが祖間で移動することが防止される。よって、カラーフィルタ層２２における混色の発生を防止できる。
また、同一の画素領域Ａに配置されるインク滴２４ｉは液滴吐出ヘッドＨから略同時に吐出されるため、全体が均一に交じり合って乾燥ムラが生じることが防止される。

次に、図７（ｃ）に示すように、この状態からインク滴２４ｉを乾燥させて配向膜２４を形成する。インク滴２４ｉの乾燥処理は、例えば基板本体２５Ａを加熱する通常のホットプレートや、電気炉などによる加熱処理によって行うことができる。処理条件は、例えば加熱温度が２００〜２３０℃、加熱時間が６０分間程度である。これにより、インク滴２４ｉ中の溶剤を蒸発させ、イミド化を進めることができ、各画素領域にはムラのない均一な配向膜２４のパターンを形成できる。
以上の工程により、画素領域Ａ毎に均一な配向膜２４が形成されてなる対向基板２５を形成することができる。

このようにして形成した対向基板２５と、従来公知の工程により製造したＴＦＴアレイ基板１０とをシール材５２を介して貼りあわせるとともに、両基板１０，２５間に液晶層５０を挟持することで本実施形態に係る液晶装置１００を製造することができる。

以上述べたように、本実施形態によれば、インクジェット法によって画素領域Ａを区画する遮光部４５内にインクを吐出することで、塗布後から乾燥するまでの間に機能液が移動することが防止される。このとき、カラーフィルタ層２２が凹形状となっているので、該カラーフィルタ層２２の表面形状に倣って共通電極２３も凹形状に形成される。これにより、配向膜２４を形成するインク滴２４ｉを画素領域Ａ内に良好に配置させることができる。また、各画素領域Ａ内に配置されるインク滴２４ｉは液滴吐出ヘッドＨのノズルから略同時に配置されるため、全体が均一に交じり合うことで乾燥時にムラが生じることが防止される。したがって、ムラのない均一な配向膜２４を得ることができ、輝度ムラのない液晶装置１００を製造できる。

（電子機器）
次に、本発明の液晶装置を適用した電子機器について説明する。
図８は、本発明を適用した電子機器の一例として示す携帯電話機１０００の斜視図である。
図８に示す携帯電話機１０００は、表示部１００１と、複数の操作ボタン１００２と、受話口１００３と、送話口１００４とを備え、表示部１００１に、上述した液晶装置１００を備えて構成されている。したがって、このような液晶装置１００を備えた携帯電話機１０００では、表示部１００１において輝度ムラのない高品質のカラー表示を行うことができる。

なお、本発明を適用した電子機器としては、このような携帯電話機１０００に限らず、例えば、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又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などを挙げることできる。すなわち、本発明は、画像表示手段を備えた電子機器に広く適用することができ、何れの電子機器においても、色特性に優れた高品質のカラー表示を行うことができる。

なお、本発明の技術範囲は上記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種々の変更を加えることが可能であり、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。

カラーフィルタ部を示す部分平面構成図である。 対向基板の構成を示す拡大図である。 液晶装置の全体構成を示す図である。 液晶装置の等価回路を示す図である。 （ａ）は液滴吐出装置の斜視図、（ｂ）インク吐出動作の説明図である。 対向基板の製造工程を示す断面図である。 図６に続く対向基板の製造工程を示す断面図である。 電子機器の一実施形態である携帯電話の構成図である。

符号の説明

Ａ…画素領域、１０…ＴＦＴアレイ基板（基板）、２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ…カラーフィルタ層、２２…カラーフィルタ層、２３…共通電極（透明電極）、２４…配向膜、２５…対向基板（基板）、２５Ａ…基板本体、４５…遮光部（隔壁）、５０…液晶層、１００…液晶装置

Claims (7)

1. 基板上に複数の画素領域を区画する隔壁を形成する工程と、
   前記画素領域内に凹形状のカラーフィルタ層を形成する工程と、
   前記隔壁及び前記カラーフィルタ層を覆うようにして透明電極を形成する工程と、
   液滴吐出法を用いて前記画素領域毎に機能液を吐出し、該機能液を乾燥させて前記透明電極上に配向膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする液晶装置の製造方法。
2. 液滴吐出法を用いて、前記カラーフィルタ層を形成することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置の製造方法。
3. 前記隔壁として遮光層を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置の製造方法。
4. 前記隔壁をテーパー状に形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶装置の製造方法。
5. 一対の基板間に液晶層を挟持してなる液晶装置において、
   前記基板の一方が、複数の画素領域を区画する隔壁と、該隔壁により区画される前記画素領域に配置されて凹形状からなるカラーフィルタ層と、前記隔壁及び前記カラーフィルタ層を覆う透明電極と、該透明電極上の前記画素領域毎に配置される配向膜と、を備えることを特徴とする液晶装置。
6. 前記隔壁が遮光層を兼ねることを特徴とする請求項５に記載の液晶装置。
7. 前記隔壁がテーパー状に形成されることを特徴とする請求項５又は６に記載の液晶装置。

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