JP3969034B2 - Manufacturing method of color filter - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルタ及びその製造方法及び液晶装置並びに電子機器に関するものであり、特に、カラーフィルタの着色部に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、ノートパソコン、携帯電話機、電子手帳等の電子機器において、情報を表示する手段として液晶表示装置が広く使用されている。最近では、一方の基板側にカラーフィルタを配置してフルカラー表示を可能とした液晶装置が主流になっている。
カラーフィルタは、ガラス、プラスチック等からなる基板の表面に、例えば、R(赤)、G(緑)、B(青)の着色部をストライプ配列、デルタ配列若しくはモザイク配列等といった配列で並べることで形成されている。このカラーフィルタの製造方法は、着色部の材料や製造プロセスによりいくつかに分類されるが、最近ではインクジェットヘッドのノズルから着色インクを吐出させることにより、基板状に多数の着色部を形成するインクジェット方式が提案されている。
【0003】
インクジェット方式では、着色部同士が混合しないように、従来からバンクと呼ばれる隔壁で区画することが行われている。この場合、まず、基板上に着色部の配列に合わせて、バンクを所定のパターンで形成する。そして、その後、バンクとバンクとの間に着色インクを吐出し、その後乾燥させる工程によって、各着色層を形成している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カラーフィルタは高精細化の一途を辿り、数10μm角という微細な着色部内における色調のバラツキを小さく抑制する要求が飛躍的に高まっている。そのため、バンクを使用するインクジェット方式においては、乾燥後の着色インクの平坦性が強く求められるようになってきている。
【0005】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、着色インクの平坦性を確保して、色調のバラツキを抑制したカラーフィルタの製造方法を提供することを課題とする。
また、着色インクが平坦性が確保され、色調のバラツキが抑制されたカラーフィルタを提供することを課題とする。
また、色調のバラツキが抑制されたカラーフィルタを備えた高精細な液晶装置及びこの液晶装置を備えた電子機器を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明のカラーフィルタの製造方法は、基板上に所定パターンの隔壁を形成して隔壁で囲まれた着色形成部を複数形成し、前記隔壁で囲まれた着色形成部に複数色に対応した着色インクを吐出した後に所定の温度で乾燥させるカラーフィルタの製造方法であって、前記隔壁が、基板上に形成された遮光層と、該遮光層上に積層された撥インク性の感光性樹脂膜とから構成されているか又は、基板上に形成された撥インク性の黒色感光性樹脂膜で構成されていて、前記複数色に対応した着色インクの吐出時の粘度は、3〜10mPa・sの範囲で互いに異なっており、前記着色インクを、当該着色インクの粘度が高い順に乾燥させることを特徴とする。
【0008】
また、本発明のカラーフィルタは、基板と、該基板上に形成され複数の着色形成部を区画する所定パターンの隔壁と、前記隔壁で囲まれた着色形成部に吐出された複数色に対応した着色インクとを有するカラーフィルタであって、前記隔壁が、基板上に形成された遮光層と、該遮光層上に積層された撥インク性の感光性樹脂膜とから構成されているか又は、基板上に形成された撥インク性の黒色感光性樹脂膜で構成されていて、前記複数色に対応した前記着色インクは、吐出時の粘度が3〜10mPa・sの範囲で互いに異なるように調整されたものであり、前記着色インクは、当該着色インクの粘度が高い順に乾燥されており、乾燥後において、△E*abで算出した色差が3以下となる平坦性を確保していることを特徴とする。
【0010】
本発明によれば、吐出時の粘度が3〜10mPa・sとしたことにより、乾燥温度を適宜調整して、着色インクの平坦性を確保することができる。そのため、色調のバラツキが抑制されたカラーフィルタを提供することができる。
着色インクの平坦性は△E*abで算出した色差で評価し、これが3以下となる平坦性であるものとする。
ここで、△E*abで算出した色差とは、均等色空間(L***表色系)における2つの試料間の色の差(座標上の距離)を意味する。なお、L***表色系は、物体の色を表すのに現在あらゆる分野で使用されている表色系であって、国際照明委員会(CIE)で規格化され、日本ではJIS Z 8729において採用されている。L***表色系では、明度をL*、色相と彩度を示す色度をa**で表している。
また、本発明によれば、前記隔壁は、少なくともその上面側が撥インク性であるため、着色インク同士が混合してしまわないようにすることができる。
【0011】
本発明において、前記着色インクの吐出時の粘度が4〜7mPa・sであることが好ましい。4Pa・sより粘度が小さい場合には、平坦性を確保するために30℃前後で加熱しなければならない。しかし、このように、比較的低温では室温の影響を受けやすく、適切な温度を維持して乾燥することが容易ではない。そのため、制御容易な温度での乾燥によって平坦性が得られる、4Pa・s以上の着色インクが好ましいものである。一方、7mPa・sより粘度が大きいと、着色インクが吐出ノズルに詰まりやすい。
本発明において、前記着色インクの吐出時の粘度が5〜6mPa・sであることがより好ましい。
【0012】
本発明において、前記所定の温度が40〜120℃であることが好ましい。乾燥温度が40℃よりも低いと、室温の影響により温度制御が容易でないからである。また、乾燥温度が120℃より高いと吐出されたインクが変色又は変質してしまうからである。
また、本発明において、前記所定の温度が50〜80℃であることがより好ましい。乾燥温度が50℃よりも低いと、インクを乾燥させるのに長時間を要するからである。また、乾燥温度が80℃より高いと、吐出されたインクの粘度に関わらず、画素内の平坦性を得ることが困難になるからである。
【0013】
また、本発明の液晶装置は、液晶を挟持して対向する一対の基板のうち、一方の基板側にカラーフィルタが備えられてなる液晶装置において、前記カラーフィルタが、上記本発明に係るカラーフィルタであることを特徴とする。
また、本発明の電子機器は、係る液晶装置を具備することを特徴とする。
本発明によれば、色調のバラツキが抑制されたカラーフィルタを備えた高精細な液晶装置及びこの液晶装置を備えた電子機器を提供することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。尚、図1〜図28において、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材に縮尺は実際のものとは異なるように表している。
【0015】
[第1の実施形態]
本発明の第1実施形態であるカラーフィルタを、図面を参照して説明する。図1は本実施形態のカラーフィルタの要部断面図で、着色インクの乾燥前後の形状を模式的に示したものである。なお、図1のカラーフィルタは一画素分の構造のみを示したもので、実用的には後の図4、14、22、23、24、25、26に示すように、必要な画素分並列に形成されて使用される。
【0016】
図1に示すように、本実施形態のカラーフィルタ1は、基板2と、基板の一面2a上に着色形成部5を囲むように形成された隔壁3と、着色部6とを主体として構成されている。
基板2は、ガラスまたはプラスチックフィルム等からなる透明基板である。また、隔壁3は、基板2上に積層した遮光膜3aと、遮光膜3a上に積層した透明あるいは着色あるいは黒色の感光性樹脂膜3bからなり、少なくともその上面3cが撥インク性を示すものである。
遮光膜3aとしては例えば、金属クロム膜や、金属クロム膜と酸化クロム膜との積層膜などを用いることができる。また感光性樹脂膜3bは、撥インク性を発現させるヘキサフルオロポリプロピレン等のフッ素樹脂と、通常のフォトレジストに用いられるようなポジ型若しくはネガ型の感光性樹脂とを少なくとも含むものである。遮光膜3aの膜厚は例えば0.1〜0.2μmの範囲が好ましく、感光性樹脂膜3bの膜厚は例えば1.0〜3.0μmの範囲が好ましい。また隔壁3全体の層厚は例えば1.5〜3.0μmの範囲が好ましい。
【0017】
着色部6は、着色形成部5に、例えば、無機顔料により着色したアクリル樹脂やポリウレタン樹脂等からなる着色インクを吐出させて配設し、これを乾燥させることにより形成されている。
着色部6を形成するための着色インクの吐出時の粘度は4〜7mPa・Sであり、着色形成部5に配設した直後のインク面6aは凸形状となっている。そして、これを40〜120℃で乾燥すると、乾燥途上のインク面6bを経て、乾燥終了後には、平坦なインク面6cとなる。
なお、着色部6の乾燥後の厚さは図1に示すように、隔壁3の層厚よりも小さくされているが、隔壁3の層厚とできるだけ等しいことが好ましい。
【0018】
本実施形態によれば、着色インクの吐出時の粘度と乾燥温度とを適切に設定してあるので、最終的なインク面6cを平坦なものとすることができる。具体的には、△E*abで算出した色差が3以下となる平坦性が達成されている。そのため、色調のバラツキが少ないカラーフィルタとすることができる。なお、△E*abで算出した色差とは、均等色空間(L***表色系)における2つの試料間の色の差(座標上の距離)を意味する。
また、感光性樹脂膜3bの少なくともその上面3cが撥インク性を示すので、着色インクが着色形成部5の外に広がるおそれがない。
また、隔壁3の下部は遮光膜3aで構成されているので、別個に遮光層を設けなくとも、隣接する着色形成部を透過する光を明確に区別することができる。
【0019】
図2及び図3は、図1に示した第1実施形態と吐出時の粘度と乾燥条件のみを変更したカラーフィルタの要部断面図で、着色インクの乾燥前後の形状を模式的に示したものである。
図2では、着色部6を形成するための着色インクの吐出時の粘度は2mPa・Sである。このように低い粘度のため、着色形成部5に配設した直後のインク面6aは凸形状となっているものの図1の第1実施形態の場合と比較すると盛り上がりが小さい。この場合、40℃という比較的低い温度で乾燥しても、乾燥途上のインク面6bを経て、乾燥終了後のインク面6cは凹形状となってしまう。
一方、図3では、着色部6を形成するための着色インクの吐出時の粘度は11mPa・Sである。このように高い粘度のため、着色形成部5に配設した直後のインク面6aは凸形状であって図1の第1実施形態の場合よりも盛り上がりが大きい。この場合、120℃という比較的高い温度で乾燥しても、乾燥途上のインク面6bを経て、乾燥終了後のインク面6cも凸形状となってしまう。
【0020】
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2実施形態であるカラーフィルタ及びその製造方法を、図面を参照して説明する。図4は本実施形態のカラーフィルタの断面図である。なお、図4に示すカラーフィルタの構成要素のうち、図1に示した第1実施形態のカラーフィルタの構成要素と同一の構成要素には同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【0021】
図4に示すように、本実施形態の一例のカラーフィルタ31は、基板2と、基板2上に形成された隔壁3…と、着色部6…と、隔壁3…及び着色部6…を覆うオーバーコート層7とを主体として構成されている。隔壁3は、着色部6…の形成位置である着色形成部5を除く部分に形成されている。
このカラーフィルタ31は、第1実施形態のカラーフィルタ1と基本的に同等のものであるが、着色形成部5に、R(赤)、G(緑)、B(青)の3原色にそれぞれ対応する必要な数の赤色の着色部6R…、緑色の着色部6G…、青色の着色部6B…を配したものである。また、オーバーコート層7を設けている。
【0022】
着色部6Gを形成するための着色インクの吐出時の粘度は6.0mPa・Sであり、これを65℃で乾燥したものである。また、着色部6Rを形成するための着色インクの吐出時の粘度は5.7mPa・Sであり、これを60℃で乾燥したものである。また、着色部6Bを形成するための着色インクの吐出時の粘度は5.4mPa・Sであり、これを55℃で乾燥したものである。
なお、各々の着色インクの粘度の調整はインク中の固形分濃度と溶媒の種類を適宜調整することによって可能である。
【0023】
オーバーコート層7は、着色部6…を保護するとともにカラーフィルタ31の表面を平坦化するものであり、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂からなるものである。オーバーコート層7の厚さは、たとえば1.0〜3.0μmの範囲である。
尚、カラーフィルタ31のオーバーコート層7の上に、ITO膜(インジウム-スズ酸化膜)からなる透明電極膜や、配向膜を設けても良い。
【0024】
本実施形態によれば、各色に対応した着色インクの吐出時の粘度と乾燥温度とを適切に設定してあるので、各々の着色部6R…、6G…、6B…を平坦なものとすることができる。具体的には、いずれも△E*abで算出した色差が3以下となる平坦性が達成されている。そのため、各々の色について色調のバラツキが少ないカラーフィルタとすることができる。
また、上記のカラーフィルタ31では、隔壁3…の上部を構成する感光性樹脂膜3bの少なくとも上面3cが撥インク性を示すので、隣接する着色部6…同士が接触して混色するおそれがなく、着色部6…同士の色にじみがないカラーフィルタとすることができる。
また、隔壁3…の下部は遮光膜3aで構成されているので、別個に遮光層を設けなくとも、各着色形成部を透過する光を明確に区別することができる。
【0025】
次に、本実施形態のカラーフィルタの製造方法を、図5〜図12を参照して説明する。
本実施形態のカラーフィルタの製造方法は、基板2の一面2a上に隔壁3を形成する工程と、着色形成部5に着色部6を形成する工程とを具備しており、隔壁3を形成する工程は、遮光膜3aを形成する工程と、遮光膜3a上に感光性樹脂膜3bの層を形成する工程からなるものである。
【0026】
まず図5に示すように、透明な基板2を用意し、次に図6に示すように、基板2の一面2aの全面に遮光膜3aを形成する。上述のように、遮光膜3aは金属クロム膜、または金属クロム膜と酸化クロム膜との積層膜などからなり、例えばスパッタリング法等により形成される。
その後、レジスト層形成、露光処理、エッチング処理、レジスト層剥離の工程を経て、図7に示すように遮光層3aを所定のパターンに形成する。
【0027】
更に図8に示すように、遮光膜3a上及び基板2の一面2aの全面に感光性樹脂膜3bを形成する。上述のように、感光性樹脂膜3bは撥インク性を発現させるヘキサフルオロポリプロピレン等のフッ素樹脂と、通常のフォトレジストに用いられるようなポジ型若しくはネガ型の感光性樹脂とを少なくとも含むものであり、スピンコート法等により基板2の一面2a上に塗布すると共にプリベークすることで形成する。
その後、露光処理、エッチング処理、レジスト層剥離の工程を経て、図9に示すように、遮光層3aと重なるパターンに形成する。これにより、遮光層3aと感光性樹脂膜3bとからなる隔壁3が形成される。
【0028】
次に、図10に示すように、インクジェットヘッド60に緑色の着色インクを充填し、吐出ノズル61を隔壁3に対向させて基板2と相対移動させつつ、吐出ノズル61から緑色の着色インク6G’を着色形成部5に吐出する。着色インク6G’の吐出時の粘度は6.0mPa・Sであり、これを65℃で加熱乾燥することにより、図11のように、平坦な緑色の着色部6Gが形成される。
次に、インクジェットヘッド60に赤色の着色インクを充填し、吐出ノズル61を隔壁3に対向させて基板2と相対移動させつつ、吐出ノズル61から赤色の着色インクを着色形成部5に吐出する。赤色の着色インクの吐出時の粘度は5.7mPa・Sであり、これを60℃で加熱乾燥することにより、図12のように、平坦な赤色の着色部6Rが形成される。
その次に、インクジェットヘッド60に青色の着色インクを充填し、吐出ノズル61を隔壁3に対向させて基板2と相対移動させつつ、吐出ノズル61から青色の着色インクを着色形成部5に吐出する。青色の着色インクの吐出時の粘度は5.4mPa・Sであり、これを55℃で加熱乾燥することにより、図13のように、平坦な青色の着色部6Bが形成される。
そして、着色部6…及び隔壁3を覆う樹脂製のオーバーコート層7をスピンコート法等により形成することにより、図4に示すようなカラーフィルタ31が得られる。
【0029】
上記のカラーフィルタ31の製造方法によれば、隔壁3…の上部を構成する感光性樹脂膜3bの少なくとも上面3cが撥インク性を示すので、隣接する着色部6…同士が接触して混色するおそれがなく、着色部6…同士の色にじみを防ぐことができる。
また、着色部6を形成する際、各色の着色インクの吐出時の粘度は多少のバラツキがあるが、それぞれ乾燥温度を調整することにより良好な平坦性を得ることが可能である。具体的には、粘度の高い着色インクほど高い温度で乾燥させている。
また、着色部6を始めに6G、次に6R、最後に6Bの順で形成している。このように、着色インクの吐出時の粘度が高い順、すなわち、乾燥温度が高い順に形成しているのは、耐熱性の弱いインクを複数回乾燥して、長時間高温にさらすことを避けるためである。
【0030】
[第3の実施形態]
次に、本発明の第3実施形態であるカラーフィルタ及びその製造方法を、図面を参照して説明する。図14は本実施形態のカラーフィルタの断面図である。なお、図14に示すカラーフィルタの構成要素のうち、図4に示した第2実施形態のカラーフィルタの構成要素と同一の構成要素には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【0031】
図14に示すように、本実施形態の一例のカラーフィルタ41も、基板2と、基板2上に形成された隔壁3…と、着色形成部5に形成された着色部6…と、隔壁3…及び着色部6…を覆うオーバーコート層7とを主体として構成されている。隔壁3は、着色部6…の形成位置である着色形成部5を除く部分に形成されている。
このカラーフィルタ41が第2実施形態のカラーフィルタ31と異なる点は、隔壁3が黒色感光性樹脂膜3dの1層で形成されている点である。
【0032】
このカラーフィルタ41の隔壁3は、黒色感光性樹脂膜3dからなり、少なくともその上面3cが撥インク性を示す。黒色感光性樹脂膜3dは、例えば、撥インク性を発現させるヘキサフルオロポリプロピレン等のフッ素樹脂と、通常のフォトレジストに用いられるようなポジ型若しくはネガ型の感光性樹脂と、カーボンブラック等の黒色の無機顔料あるいは黒色の有機顔料とを少なくとも含むものが好ましい。隔壁3の層厚は、例えば0.5〜3.0μmの範囲が好ましい。
【0033】
本実施形態によれば、第2実施形態と同様の作用効果を奏する。すなわち、いずれの着色部6も、△E*abで算出した色差が3以下となる平坦性が達成されている。そのため、各々の色について色調のバラツキが少ないカラーフィルタとすることができる。
また、隔壁3は、黒色感光性樹脂膜3dの一層のみで、着色インクの広がりを防止する機能に加えて、遮光層としての機能を併せて有する。
【0034】
次に、本実施形態のカラーフィルタの製造方法を、図15〜図21を参照して説明する。
本実施形態のカラーフィルタの製造方法は、第2実施形態と同様に、基板2の一面2a上に隔壁3を形成する工程と、着色形成部5に着色部6を形成する工程とを具備してなるものである。
【0035】
まず図15に示すように、透明な基板2を用意し、次に図16に示すように、基板2の一面2aの全面に黒色感光性樹脂膜3dを形成する。黒色感光性樹脂膜3dは、例えばスピンコート法等により塗布すると共にプリベークすることで形成される。その後、レジスト層形成、露光処理、エッチング処理、レジスト層剥離の工程を経て、図17に示すように、所定のパターンの隔壁3に形成される。
【0036】
次に、図18に示すように、インクジェットヘッド60に緑色の着色インクを充填し、吐出ノズル61を隔壁3に対向させて基板2と相対移動させつつ、吐出ノズル61から緑色の着色インク6G’を着色形成部5に吐出する。着色インク6G’の吐出時の粘度は6.0mPa・Sであり、これを65℃で加熱乾燥することにより、図19のように、平坦な緑色の着色部6Gが形成される。
次に、インクジェットヘッド60に赤色の着色インクを充填し、吐出ノズル61を隔壁3に対向させて基板2と相対移動させつつ、吐出ノズル61から赤色の着色インクを着色形成部5に吐出する。赤色の着色インクの吐出時の粘度は5.7mPa・Sであり、これを60℃で加熱乾燥することにより、図20のように、平坦な赤色の着色部6Rが形成される。
その次に、インクジェットヘッド60に青色の着色インクを充填し、吐出ノズル61を隔壁3に対向させて基板2と相対移動させつつ、吐出ノズル61から青色の着色インクを着色形成部5に吐出する。青色の着色インクの吐出時の粘度は5.4mPa・Sであり、これを55℃で加熱乾燥することにより、図21のように、平坦な青色の着色部6Bが形成される。
そして、着色部6…及び隔壁3を覆う樹脂製のオーバーコート層7をスピンコート法等により形成することにより、図14に示すようなカラーフィルタ41が得られる。
【0037】
上記のカラーフィルタ41の製造方法によれば、第2実施形態と同様の作用効果を奏する他、隔壁3…を黒色感光性樹脂膜3dの一層で構成したので、製造工程を簡素化することができる。
【0038】
尚、第1、第2、第3の実施形態に示したカラーフィルタの着色部6…の配置は、図22に示すように各種の配置のパターンを採用することができる。例えば図22(a)に示すようなストライプ配置や、図22(b)に示すようなモザイク配置や、図22(c)に示すようなデルタ配置とすることができる。
【0039】
[第4の実施形態]
次に、本発明の第4の実施形態の液晶装置を図面を参照して説明する。
図23は、第4の実施形態であるパッシブマトリックス型液晶装置(液晶装置)の概略構成を示す断面図である。この実施形態の液晶装置100は、液晶駆動用IC121、配線類122、光源(バックライト)170、支持体(図示せず)などの付帯要素が装着されている。
【0040】
この液晶装置100は、カラーフィルタとして第2の実施形態で説明したカラーフィルタ31を備えており、カラーフィルタ31を上側(観測者側)に配置したものである。尚、本実施形態においてはカラーフィルタ31について簡略的に説明することとする。
図23には透過型液晶装置100の要部を示しており、この液晶装置100は、カラーフィルタ31とガラス基板等からなる基板101との間にSTN(Super Twisted Nematic)液晶等からなる液晶層103が挟持されて概略構成されている。またカラーフィルタ31の周縁部と基板101の周縁部との間にはシール材110が配置されており、カラーフィルタ31と基板101とシール材110とに区画された部分に液晶層103が封入されている。
カラーフィルタ31は、第2の実施形態で説明したカラーフィルタと同じものであり、基板2と、基板2の一面2a上に形成された隔壁3と、着色形成部5に形成された着色部6…と、隔壁3及び着色部6…を覆うオーバーコート層7とを具備して構成されている。着色部6…は、赤(R)の着色部6R、緑(G)の着色部6G、青(B)の着色部6Bの各色からなる。
【0041】
カラーフィルタ31のオーバーコート層7の下(液晶層103側)には、複数の電極106が所定の間隔でストライプ状に形成され、さらにその下(液晶層103側)に配向膜109が形成されている。
同様に、基板101におけるカラーフィルタ31との対向面にはカラーフィルタ側の電極106と直交する方向に延在する複数の電極105がストライプ状に所定の間隔で形成され、その上(液晶層103側)に配向膜107が形成されている。そして、電極105と電極106との交差位置に対応する位置に、カラーフィルタの着色部6…が配置されている。
また、基板101とカラーフィルタ31の外面側には図示略の偏光板がそれぞれ設置されている。また、符号104は基板間の間隔(セルギャップという)を基板面内で一定に保持するためのスペーサである。
尚、電極105,106はITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電材料を平面視ストライプ状に形成したものである。
【0042】
この液晶装置100によれば、各色に対応した着色インクの吐出時の粘度と乾燥温度とを適切に設定してあるので、各々の着色部6R…、6G…、6B…を平坦なものとすることができる。具体的には、いずれも△E*abで算出した色差が3以下となる平坦性が達成されている。そのため、各々の色について色調のバラツキが少ない液晶装置とすることができる。
また、カラーフィルタ31では、隔壁3…の少なくとも上面が撥インク性を示すので、隣接する着色部6…同士が接触して混色するおそれがなく、液晶装置100の色にじみを防止することができる。
また、隔壁3…は遮光性なので、別個に遮光層を設けなくとも、各着色形成部を透過する光を明確に区別することができる。
【0043】
[第5の実施形態]
次に、本発明の第5の実施形態の液晶装置を図面を参照して説明する。
図24は、第5の実施形態であるパッシブマトリックス型液晶装置(液晶装置)の概略構成を示す断面図である。この実施形態の液晶装置200は、液晶駆動用IC221、配線類222、光源(バックライト)270、支持体(図示せず)などの付帯要素が装着されている。
この液晶装置200は、カラーフィルタとして第2の実施形態で説明したカラーフィルタ31を備えており、カラーフィルタ31を下側(観測者側の反対側)に配置したものである。尚、本実施形態においてはカラーフィルタ31について簡略的に説明することとする。
【0044】
図24には透過型液晶装置200の要部を示しており、この液晶装置200は、カラーフィルタ31とガラス基板等からなる基板201との間にSTN(Super Twisted Nematic)液晶等からなる液晶層203が挟持されて概略構成されている。またカラーフィルタ31の周縁部と基板201の周縁部との間にはシール材210が配置されており、カラーフィルタ31と基板201とシール材210とに区画された部分に液晶層203が封入されている。
カラーフィルタ31は、第2の実施形態で説明したカラーフィルタと同じものであり、基板2と、基板2の一面2a上に形成された隔壁3と、着色形成部5に形成された着色部6…と、隔壁3及び着色部6…を覆うオーバーコート層7とを具備して構成されている。着色部6…は、赤(R)の着色部6R、緑(G)の着色部6G、青(B)の着色部6Bの各色からなる。
【0045】
カラーフィルタ31のオーバーコート層7の上(液晶層203側)には、複数の電極206が所定の間隔でストライプ状に形成され、さらにその上(液晶層203側)に配向膜209が形成されている。
同様に、基板201のカラーフィルタ31との対向面にはカラーフィルタ側の電極206と直交する方向に延在する複数の電極205が所定の間隔でストライプ状に形成され、その下に配向膜207が形成されている。そして、電極205と電極206との交差位置に対応する位置に、カラーフィルタ31の着色部6…が配置されている。
尚、電極205,206はITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電材料を平面視ストライプ状に形成したものである。
また、基板201とカラーフィルタ31の外面側には図示略の偏光板がそれぞれ設置されている。また、符号204は基板間の間隔(セルギャップという)を基板面内で一定に保持するためのスペーサである。
【0046】
この液晶装置200によれば、第4の実施形態の液晶装置100と同様な効果が得られる。
【0047】
[第6の実施形態]
次に、本発明の第6の実施形態の液晶装置を図面を参照して説明する。
図25は、本発明の第6の実施形態である半透過反射型のTFD型(Thin Film Diode 型)の液晶装置300の分解斜視図である。
この実施形態の液晶装置300は、液晶駆動用IC(図示せず)、配線類(図示せず)、光源(バックライト)270、支持体(図示せず)などの付帯要素が装着されている。
この液晶装置300は、カラーフィルタとして第3の実施形態で説明したカラーフィルタ21を備えており、カラーフィルタ41を下側(観測者側の反対側)に配置したものである。尚、本実施形態においてはカラーフィルタ41について簡略的に説明することとする。
【0048】
図25に示すように、この液晶装置300は、アクティブマトリクス型のTFD(Thin Film Diode)型の液晶装置をなし、カラーフィルタ41と基板338が所定の間隔で対向配置され、カラーフィルタ41と基板338との間には図示略の液晶が介在されている。
尚、図面上では省略されているが、基板2、330の周辺部側にシール材が配置され、基板2、330が対向状態で接合、一体化され、両基板2、330間に液晶が封入されている。
基板338は素子基板となっていて、ガラス等からなる透明基板330の下面にマトリックス状に例えばITO等の透明電極からなる複数の画素電極332、及び画素電極332を制御するTFD素子336が設けられている。TFD素子336は画素電極332の一隅に配設されている。またTFD素子336は走査線334に接続され、操作信号と後述するデータ線(対向電極)322に印加された信号に基づき、液晶を表示、非表示状態または中間状態に切り替えることが可能になっている。
【0049】
カラーフィルタ41は、図25に示すように、基板2と、基板2の一面(換言すると液晶層側の面)に形成された黒色感光性樹脂膜からなる隔壁3と、着色部6…及びオーバーコート層7とにより構成されている。オーバーコート層7上には、ITOから成りデータ線をなす短冊状の電極(対向電極)322が形成されている。
また、基板の他面(換言すると液晶層側の反対面)には金属膜から成る反射層9がほぼ全面にわたって形成されている。さらに、各着色部6…の中心付近における反射層9には矩形状の小さな窓9aが形成され、カラーフィルタ41の外側に配設された光源(バックライト)370からの光が基板338側へ透過するようになっている。つまり、この液晶装置300は、各着色部6…の周縁部では反射層9による反射表示を行い、その中心部では窓9aによる透過表示を行うようになっている。
各着色部6…は、基板338の画素電極332に対向した位置にマトリクス状に形成され、青色の着色部(図示「B」)6B、緑色の着色部(図示「G」)6G、赤色の着色部(図示「R」)6Rから構成されている。各着色部6…は離間配置され、それらの間には、非画像表示領域(他方の基板338の画素電極32が形成されていない領域)に対応して黒色感光性樹脂膜からなる隔壁23が形成されている。
【0050】
この液晶装置300によれば、第4の実施形態の液晶装置100と同様な効果が得られる。
【0051】
[第7の実施形態]
次に、本発明の第7の実施形態の液晶装置を図面を参照して説明する。
図26は、本発明の第7の実施形態である透過型のTFT型(Thin Film Transistor 型)の液晶装置400の分解斜視図である。
この実施形態の液晶装置400は、液晶駆動用IC(図示せず)、配線類(図示せず)、光源(バックライト)470、支持体(図示せず)などの付帯要素が装着されている。
この液晶装置400は、カラーフィルタとして第3の実施形態で説明したカラーフィルタ41を備えており、カラーフィルタ41を上側(観測者側)に配置したものである。尚、本実施形態においてはカラーフィルタ41について簡略的に説明することとする。
【0052】
この実施形態の液晶装置400は、互いに対向するように配置されたカラーフィルタ41及びガラス基板414と、これらの間に挟持された図示略の液晶層と、カラーフィルタ41の上面側(観測者側)に付設された偏光板416と、ガラス基板414の下面側に付設された図示略の偏光板とを主体として構成されている。カラーフィルタ41は透明なガラスからなる基板2を具備してなる観測者側に向いて設けられる表側の基板であり、ガラス基板414はその反対側、換言すると裏側に設けられる透明な基板である。
基板2は、例えば厚さ300μm(0.3mm)程度のガラス基板であり、この基板2の下側に、黒色感光性樹脂膜からなる隔壁3と着色部6…、及びオーバーコート層7が順次形成され、更にオーバーコート層7の下側(液晶層側)に駆動用の電極418が形成されている。なお、実際の液晶装置においては電極418を覆って液晶層側に配向膜が設けられるが、図26では省略してあるとともに、反対側のガラス基板414側の後述する電極432上にも配向膜が設けられるが、図26では省略し、配向膜の説明も省略する。
【0053】
カラーフィルタ41は、図26に示すように、基板2と、基板2の下面(換言すると液晶層側の面)に形成された黒色感光性樹脂膜からなる隔壁3、着色部6…及びオーバーコート層7とにより構成されている。
カラーフィルタ41の液晶層側に形成された液晶駆動用の電極418は、ITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電材料を、オーバーコート層7の全面に形成させたものである。
【0054】
ガラス基板414上には絶縁層425が形成され、この絶縁層425の上には、TFT型のスイッチング素子としての薄膜トランジスタTと画素電極432が形成されている。
ガラス基板414上に形成された絶縁層425上には、マトリクス状に走査線451…と信号線452…とが形成され、これら走査線451…と信号線452…とに囲まれた領域毎に画素電極432が設けられ、各画素電極432のコーナ部分と走査線451と信号線452との間の部分に薄膜トランジスタTが組み込まれており、走査線451と信号線452に対する信号の印加によって薄膜トランジスタTをオン・オフして画素電極432への通電制御を行うことができるように構成されている。また、対向側のカラーフィルタ41側に形成された電極418はこの実施形態では画素電極形成領域全体をカバーする全面電極とされている。尚、TFTの配線回路や画素電極形状には様々なものがあり、本実施の形態では図26に示すものを例示したが、他の形状のTFTを備えた液晶装置に適用できるのはもちろんである。
【0055】
この液晶装置400によれば、第4の実施形態の液晶装置300と同様な効果が得られる。
【0056】
[第8の実施形態]
次に、本発明の第8の実施形態の表示装置を図面を参照して説明する。
図27はプラズマ型表示装置500の基本概念図、図28はプラズマ型表示装置500の分解斜視図を示す。
この実施形態の表示装置500は、カラーフィルタとして先の第2の実施形態で説明したカラーフィルタ31と同等のものを備えており、このカラーフィルタ31を観察側に配置して構成されている。表示装置500は、互いに対向して配置されたガラス基板501とカラーフィルタ31と、これらの間に形成された放電表示部510とから概略構成される。
【0057】
放電表示部510は、複数の放電室516が集合されてなり、複数の放電室516のうち、3つの放電室516が対になって1画素を構成するように配置されている。従って先のカラーフィルタ31の各着色部6に対応するように各放電室516が設けられる。
【0058】
前記(ガラス)基板501の上面には所定の間隔でストライプ状にアドレス電極511が形成され、それらアドレス電極511と基板501の上面とを覆うように誘電体層519が形成され、更に誘電体層519上においてアドレス電極511、511間に位置して各アドレス電極511に沿うように隔壁515が形成されている。なお、隔壁515においてはその長手方向の所定位置においてアドレス電極511と直交する方向にも所定の間隔で仕切られており(図示略)、基本的にはアドレス電極511の幅方向左右両側に隣接する隔壁と、アドレス電極511と直交する方向に延設された隔壁により仕切られる長方形状の領域が形成され、これら長方形状の領域に対応するように放電室516が形成され、これら長方形状の領域が3つ対になって1画素が構成される。また、隔壁515で区画される長方形状の領域の内側には蛍光体517が形成されている。
【0059】
次に、前記カラーフィルタ31側には、先のアドレス電極511と直交する方向に(図27では、図示の都合上、アドレス電極の方向が実際と相違している。)複数の表示電極512がストライプ状に所定の間隔で形成され、これらを覆って誘電体層513が形成され、更にMgOなどからなる保護膜514が形成されている。
そして、前記基板501とカラーフィルタ31の基板2が、前記アドレス電極511…と表示電極512…を互いに直交させるように対向させて相互に貼り合わされ、基板501と隔壁515とカラーフィルタ31側に形成されている保護膜514とで囲まれる空間部分を排気して希ガスを封入することで放電室516が形成されている。なお、カラーフィルタ31側に形成される表示電極512は各放電室516に対して2本ずつ配置されるように形成されている。
【0060】
アドレス電極511と表示電極512は図示略の交流電源に接続され、各電極に通電することで必要な位置の放電表示部510において蛍光体を励起発光させて白色発光させ、この発光をカラーフィルタ31を介して見ることでカラー表示ができるようになっている。
この表示装置500によれば、第4の実施形態の液晶装置100とほぼ同様な効果が得られる。
【0061】
[第9の実施形態]
次に、前記の第4、第5、第6、第7の実施形態の液晶装置100、200、300、400のいずれかを備えた電子機器の具体例について説明する。
図29(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図29(a)において、符号600は携帯電話本体を示し、符号601は前記の液晶装置100、200、300、400のいずれかを用いた液晶表示部を示している。
図29(b)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図29(b)において、符号700は情報処理装置、符号701はキーボードなどの入力部、符号703は情報処理装置本体、符号702は前記の液晶装置100、200、300、400のいずれかを用いた液晶表示部を示している。
図29(c)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図29(c)において、符号800は時計本体を示し、符号801は前記の液晶装置100、200、300、400のいずれかを用いた液晶表示部を示している。
図29(a)〜(c)に示すそれぞれの電子機器は、前記の液晶装置100、200、300、400のいずれかを用いた液晶表示部を備えたものであり、先の第4〜第8実施形態の液晶装置100、200、300、400の特徴を有するので、いずれの液晶装置を用いても薄型化、小型化、軽量化され、高輝度であって表示品質に優れた効果を有する電子機器となる。
【0062】
【実施例】
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によっていかなる制限を受けるものではない。
【0063】
[実施例]
厚さ0.7mm、縦37cm、横30cmの無アルカリガラス透明基板の表面を、熱濃厚硫酸に過酸化水素水を1%添加した洗浄液で洗浄し、純水でリンスの後、エア乾燥を行って清浄表面を有する透明基板を得た。
この透明基板表面に、スパッタリング法によって、皮膜厚さ平均0.2μmのクロム皮膜を形成し、その後パターンニングをして遮光層を形成した。クロム皮膜のパターニングは、次のように行った。まず、その表面にフォトレジスト(東京応化(株)製、商品名:OFPR−800)をスピンコートし、ホットプレート上で、5分間80℃で乾燥してフォトレジスト皮膜を形成した。そして、このフォトレジスト皮膜表面に、所定のマトリックスパターン形状を描画したマスクフィルムを密着し、UV露光を行った。次に、これを水酸化カリウム8%のアルカリ現像液に浸漬して露光部のフォトレジストを除去した。続いて、露出した画素部クロム皮膜を塩酸を主成分とするエッチング液でエッチング除去した。そして最後に、未露光部分に残存するフォトレジストをアルカリ溶液により剥離し遮光層(ブラックマトリックス)を得た。
【0064】
この遮光層の上に、以下のようにして透明感光性樹脂膜を形成した。まず、ネガタイプ透明含フッ素アクリル系感光性樹脂組成物を、遮光層を覆って透明基板全体にスピンコート法で塗布し、100℃で20分間プレベークした。
その後、クロム皮膜のパターニングに使用したマスクフィルムとほぼ同じマトリックスパターン形状を描画したマスクフィルムを密着し、UV露光を行った。そして、未露光部分の樹脂組成物を、アルカリ性の現像液で現像し、純水でリンスの後スピン乾燥した。最終乾燥としてのアフターベークを200℃で30分間行い、露光部分の樹脂組成物を十分硬化させて平均2.5μmの透明感光性樹脂膜を得た。このようにして、遮光層と透明感光性樹脂膜とからなる隔壁を得た。
【0065】
この隔壁に囲まれた着色形成部に、インクジェットプリンティングヘッドから、緑色の着色インクを高精度で制御しつつ吐出、塗布し、その後所定の温度で乾燥し、緑色の着色部を形成した。
インクジェットプリンティングヘッドには、ピエゾ圧電効果応用の精密ヘッドを使用し、インク滴は8〜10ピコリットルの微小滴を着色形成部毎に3〜8滴ずつ、各色を選択的に飛ばした。ヘッドよりターゲットである着色形成部への飛翔速度、飛行曲がり、サテライトと称される分裂迷走滴発生防止のためには、着色インクの物性はもとよりヘッドのピエゾ素子を駆動する電圧と、その波形が重要であることから、あらかじめ条件設定した波形をプログラムして、インク滴を吐出し、塗布した。
緑色の着色部を形成後、同様の手順で赤色の着色部を形成し、その後青色の着色部を形成した。
【0066】
着色インクとしては、ポリウレタン樹脂オリゴマーに有機顔料を分散させた後、低沸点溶剤としてシクロヘキサノン、酢酸ブチルを、また高沸点溶剤としてブチルカルビトールアセテートを加え、さらに非イオン系界面活性剤0.01%を分散剤として添加したものを用いた。
各着色部の着色インク吐出時の粘度、着色インク中の固形分濃度、及び固形分中の顔料濃度、乾燥温度並びに△E*abで算出した色差は、表1に示すとおりである。
【0067】

Figure 0003969034
【0068】
上記のようにして隔壁と着色部が形成された透明基板に、透明アクリル樹脂塗料を平坦化層(オーバーコート層)としてスピンコートし、平坦化された面を得た。さらにこの上面にITO電極膜を所定のパターンに形成して、カラーフィルタ(用基板)とした。得られたカラーフィルタ(用基板)は、いずれの着色部も良好な平坦性が得られ、色調のバラツキが抑制されたカラーフィルタとすることができた。また、熱サイクル耐久試験、紫外線照射試験、加湿試験等の耐久試験に合格し、液晶表示装置用の基板として好適に用い得ることを確認した。
【0069】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、着色インクの平坦性を確保して、色調のバラツキを抑制したカラーフィルタを提供することができる。
また、本発明によれば、色調のバラツキが抑制されたカラーフィルタを備えた高精細な液晶装置及びこの液晶装置を備えた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態のカラーフィルタの要部を示す断面図である。
【図2】 着色インク吐出時の粘度が不適切な場合の、カラーフィルタの要部を示す断面図である。
【図3】 着色インク吐出時の粘度が不適切な場合の、カラーフィルタの要部を示す断面図である。
【図4】 本発明の第2の実施形態のカラーフィルタを示す断面図である。
【図5】 図4に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図6】 図4に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図7】 図4に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図8】 図4に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図9】 図4に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図10】 図4に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図11】 図4に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図12】 図4に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図13】 図4に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図14】 本発明の第3の実施形態のカラーフィルタを示す断面図である。
【図15】 図14に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図16】 図14に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図17】 図14に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図18】 図14に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図19】 図14に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図20】 図14に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図21】 図14に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図22】 カラーフィルタの着色部の配置を示す平面模式図であって、(a)がストライプ配置、(b)がモザイク配置、(c)がデルタ配置を示す図である。
【図23】 本発明の第4の実施形態である液晶装置の要部を示す断面図である。
【図24】 本発明の第5の実施形態である液晶装置の要部を示す断面図である。
【図25】 本発明の第6の実施形態である液晶装置の要部を示す分解斜視図である。
【図26】 本発明の第7の実施形態である液晶装置の要部を示す分解斜視図である。
【図27】 本発明の第8の実施形態である表示装置の基本概念図である。
【図28】 本発明の第8の実施形態である表示装置の分解斜視図である。
【図29】 本発明の第9の実施形態である電子機器を示す斜視図である。
【符号の説明】
1…カラーフィルタ
2…基板
3…隔壁
3a…遮光膜
3b…透明感光性樹脂膜
3d…黒色感光性樹脂膜
5…着色形成部
6…着色部
7…オーバーコート層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a color filter, a manufacturing method thereof, a liquid crystal device, and an electronic apparatus, and particularly relates to a colored portion of the color filter.
[0002]
[Prior art]
In recent years, liquid crystal display devices have been widely used as means for displaying information in electronic devices such as notebook computers, mobile phones, and electronic notebooks. Recently, a liquid crystal device in which a color filter is arranged on one substrate side to enable full color display has become mainstream.
A color filter is formed by arranging colored portions of R (red), G (green), and B (blue) in an array such as a stripe array, a delta array, or a mosaic array on the surface of a substrate made of glass, plastic, or the like. Is formed. This color filter manufacturing method is classified into several categories depending on the material and manufacturing process of the colored portion. Recently, an inkjet that forms a large number of colored portions on a substrate by discharging colored ink from the nozzles of the inkjet head. A scheme has been proposed.
[0003]
In the ink jet system, partitioning with a partition called a bank is conventionally performed so that the colored portions are not mixed with each other. In this case, first, banks are formed in a predetermined pattern on the substrate in accordance with the arrangement of the colored portions. Then, each colored layer is formed by a process of discharging colored ink between the banks and then drying.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the color filter has been increasingly refined, and the demand for suppressing the variation in color tone within a minute colored portion of several tens of μm square has been dramatically increased. Therefore, in the ink jet system using a bank, the flatness of the colored ink after drying has been strongly demanded.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a color filter that ensures the flatness of colored ink and suppresses variations in color tone.
Another object of the present invention is to provide a color filter in which the flatness of the colored ink is ensured and variation in color tone is suppressed.
It is another object of the present invention to provide a high-definition liquid crystal device including a color filter in which variation in color tone is suppressed and an electronic apparatus including the liquid crystal device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.
The color filter manufacturing method of the present invention forms a plurality of colored formation portions surrounded by the partition walls by forming a predetermined pattern of partition walls on the substrate, and the color formation portions surrounded by the partition walls are colored corresponding to a plurality of colors. A method for producing a color filter, which is dried at a predetermined temperature after ejecting ink, wherein the partition includes a light-shielding layer formed on a substrate, and an ink-repellent photosensitive resin film laminated on the light-shielding layer Or an ink-repellent black photosensitive resin film formed on a substrate, and the viscosity at the time of discharging colored ink corresponding to the plurality of colors is 3 to 10 mPa · s. The colored inks are different from each other in range, and the colored inks are dried in descending order of the viscosity of the colored inks.
[0008]
Further, the color filter of the present invention corresponds to a substrate, a predetermined pattern of partition walls formed on the substrate and partitioning a plurality of color forming portions, and a plurality of colors discharged to the color forming portions surrounded by the partition walls. A color filter having a colored ink, wherein the partition wall is composed of a light shielding layer formed on the substrate and an ink-repellent photosensitive resin film laminated on the light shielding layer, or a substrate It is composed of an ink-repellent black photosensitive resin film formed thereon, and the colored inks corresponding to the plurality of colors are adjusted to have different viscosities in the range of 3 to 10 mPa · s at the time of ejection. The colored ink is dried in descending order of the viscosity of the colored ink, and after drying, the flatness is ensured such that the color difference calculated by ΔE * ab is 3 or less. And
[0010]
According to the present invention, by setting the viscosity at the time of ejection to 3 to 10 mPa · s, it is possible to appropriately adjust the drying temperature and ensure the flatness of the colored ink. Therefore, it is possible to provide a color filter in which variation in color tone is suppressed.
The flatness of the colored ink is △ E * The color difference calculated by ab is evaluated, and it is assumed that the flatness is 3 or less.
Where △ E * The color difference calculated by ab is a uniform color space (L * a * b * It means the color difference (distance on coordinates) between two samples in the color system). L * a * b * The color system is a color system that is currently used in all fields to represent the color of an object, and is standardized by the International Commission on Illumination (CIE). In Japan, it is adopted in JIS Z 8729. L * a * b * In the color system, the lightness is L * , The chromaticity indicating the hue and saturation a * b * It is represented by
Further, according to the present invention, since at least the upper surface side of the partition wall is ink repellent, it is possible to prevent the color inks from being mixed with each other.
[0011]
In this invention, it is preferable that the viscosity at the time of discharge of the said colored ink is 4-7 mPa * s. When the viscosity is lower than 4 Pa · s, it must be heated at around 30 ° C. to ensure flatness. However, as described above, at a relatively low temperature, it is easily affected by room temperature, and it is not easy to dry while maintaining an appropriate temperature. For this reason, a colored ink of 4 Pa · s or more, which can obtain flatness by drying at an easily controlled temperature, is preferable. On the other hand, when the viscosity is higher than 7 mPa · s, the colored ink tends to clog the discharge nozzle.
In the present invention, the viscosity at the time of discharging the colored ink is more preferably 5 to 6 mPa · s.
[0012]
In this invention, it is preferable that the said predetermined temperature is 40-120 degreeC. This is because if the drying temperature is lower than 40 ° C., temperature control is not easy due to the influence of room temperature. Further, when the drying temperature is higher than 120 ° C., the discharged ink is discolored or deteriorated.
Moreover, in this invention, it is more preferable that the said predetermined temperature is 50-80 degreeC. This is because if the drying temperature is lower than 50 ° C., it takes a long time to dry the ink. Further, when the drying temperature is higher than 80 ° C., it is difficult to obtain flatness within the pixel regardless of the viscosity of the ejected ink.
[0013]
The liquid crystal device of the present invention is a liquid crystal device in which a color filter is provided on one of the pair of substrates facing each other with a liquid crystal interposed therebetween, wherein the color filter is the color filter according to the present invention. It is characterized by being.
In addition, an electronic device according to the present invention includes the liquid crystal device.
According to the present invention, it is possible to provide a high-definition liquid crystal device including a color filter in which variation in color tone is suppressed, and an electronic apparatus including the liquid crystal device.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 28, the scale of each layer and each member is shown to be different from the actual scale so that each layer and each member can be recognized on the drawings.
[0015]
[First Embodiment]
The color filter which is 1st Embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of the main part of the color filter of this embodiment, schematically showing the shape of the colored ink before and after drying. Note that the color filter of FIG. 1 shows only the structure for one pixel. In practice, as shown in FIGS. 4, 14, 22, 23, 24, 25, and 26, a necessary number of pixels are arranged in parallel. Used to be formed.
[0016]
As shown in FIG. 1, the color filter 1 of the present embodiment is mainly composed of a substrate 2, a partition wall 3 formed so as to surround the colored forming portion 5 on the one surface 2a of the substrate, and a colored portion 6. ing.
The substrate 2 is a transparent substrate made of glass or a plastic film. The partition wall 3 is composed of a light shielding film 3a laminated on the substrate 2 and a transparent, colored or black photosensitive resin film 3b laminated on the light shielding film 3a, and at least its upper surface 3c exhibits ink repellency. is there.
As the light shielding film 3a, for example, a metal chromium film, a laminated film of a metal chromium film and a chromium oxide film, or the like can be used. The photosensitive resin film 3b includes at least a fluororesin such as hexafluoropolypropylene that exhibits ink repellency and a positive or negative photosensitive resin used in a normal photoresist. The thickness of the light shielding film 3a is preferably in the range of 0.1 to 0.2 μm, for example, and the thickness of the photosensitive resin film 3b is preferably in the range of 1.0 to 3.0 μm, for example. Moreover, the layer thickness of the whole partition 3 has the preferable range of 1.5-3.0 micrometers, for example.
[0017]
The colored portion 6 is formed by discharging and arranging a colored ink made of, for example, an acrylic resin or a polyurethane resin colored with an inorganic pigment in the colored forming portion 5 and drying it.
The viscosity at the time of ejection of the colored ink for forming the colored portion 6 is 4 to 7 mPa · S, and the ink surface 6a immediately after being disposed in the colored forming portion 5 has a convex shape. And when this is dried at 40-120 degreeC, it will become the flat ink surface 6c after completion | finish of drying through the ink surface 6b in the middle of drying.
As shown in FIG. 1, the thickness of the colored portion 6 after drying is smaller than the layer thickness of the partition wall 3, but is preferably as equal as possible to the layer thickness of the partition wall 3.
[0018]
According to this embodiment, since the viscosity and the drying temperature at the time of discharging colored ink are appropriately set, the final ink surface 6c can be made flat. Specifically, △ E * Flatness is achieved so that the color difference calculated by ab is 3 or less. Therefore, a color filter with little variation in color tone can be obtained. △ E * The color difference calculated by ab is a uniform color space (L * a * b * It means the color difference (distance on coordinates) between two samples in the color system).
Further, since at least the upper surface 3 c of the photosensitive resin film 3 b exhibits ink repellency, there is no possibility that the colored ink spreads outside the colored forming portion 5.
Moreover, since the lower part of the partition 3 is comprised by the light shielding film 3a, it can distinguish clearly the light which permeate | transmits the adjacent colored formation part, without providing a light shielding layer separately.
[0019]
2 and 3 are cross-sectional views of the main part of the color filter in which only the viscosity at the time of ejection and the drying conditions are changed as shown in FIG. 1, and schematically show the shape of the colored ink before and after drying. Is.
In FIG. 2, the viscosity at the time of discharging the colored ink for forming the colored portion 6 is 2 mPa · S. Because of such a low viscosity, the ink surface 6a immediately after being disposed in the coloring forming portion 5 has a convex shape, but the swell is small as compared with the case of the first embodiment of FIG. In this case, even if drying is performed at a relatively low temperature of 40 ° C., the ink surface 6 c after the drying is in a concave shape through the ink surface 6 b in the course of drying.
On the other hand, in FIG. 3, the viscosity at the time of discharge of the colored ink for forming the colored part 6 is 11 mPa · S. Due to such a high viscosity, the ink surface 6a immediately after being disposed in the color forming portion 5 has a convex shape and is raised more than in the case of the first embodiment in FIG. In this case, even if drying is performed at a relatively high temperature of 120 ° C., the ink surface 6 c after the drying is also convex after passing through the ink surface 6 b during the drying.
[0020]
[Second Embodiment]
Next, a color filter and a manufacturing method thereof according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a cross-sectional view of the color filter of this embodiment. Among the components of the color filter shown in FIG. 4, the same components as those of the color filter of the first embodiment shown in FIG. .
[0021]
As shown in FIG. 4, the color filter 31 of an example of the present embodiment covers the substrate 2, the partition walls 3 formed on the substrate 2, the coloring portions 6, the partition walls 3, and the coloring portions 6. The overcoat layer 7 is mainly used. The partition wall 3 is formed in a portion excluding the color forming portion 5 where the colored portions 6 are formed.
The color filter 31 is basically the same as the color filter 1 of the first embodiment, but the coloring forming portion 5 has three primary colors R (red), G (green), and B (blue). Corresponding necessary number of red colored portions 6R, green colored portions 6G, blue colored portions 6B are arranged. An overcoat layer 7 is provided.
[0022]
The viscosity at the time of discharge of the colored ink for forming the colored portion 6G is 6.0 mPa · S, which is dried at 65 ° C. Moreover, the viscosity at the time of discharge of the colored ink for forming the colored part 6R is 5.7 mPa · S, which is dried at 60 ° C. Moreover, the viscosity at the time of discharge of the colored ink for forming the colored part 6B is 5.4 mPa · S, and this is dried at 55 ° C.
The viscosity of each colored ink can be adjusted by appropriately adjusting the solid content concentration and the type of solvent in the ink.
[0023]
The overcoat layer 7 protects the colored portions 6... And flattens the surface of the color filter 31 and is made of a transparent resin such as an acrylic resin or an epoxy resin. The thickness of the overcoat layer 7 is, for example, in the range of 1.0 to 3.0 μm.
A transparent electrode film made of an ITO film (indium-tin oxide film) or an alignment film may be provided on the overcoat layer 7 of the color filter 31.
[0024]
According to the present embodiment, since the viscosity and the drying temperature at the time of ejection of the colored ink corresponding to each color are appropriately set, each of the colored portions 6R, 6G,. Can do. Specifically, both are △ E * Flatness is achieved so that the color difference calculated by ab is 3 or less. Therefore, it is possible to obtain a color filter with little variation in color tone for each color.
Further, in the color filter 31 described above, since at least the upper surface 3c of the photosensitive resin film 3b constituting the upper part of the partition walls 3 ... exhibits ink repellency, there is no possibility that the adjacent colored portions 6 ... contact each other and mix colors. The color filter 6 can be a color filter having no color blur between the colored portions 6.
Further, since the lower part of the partition walls 3 is constituted by the light shielding film 3a, the light transmitted through each colored forming portion can be clearly distinguished without separately providing a light shielding layer.
[0025]
Next, the manufacturing method of the color filter of this embodiment is demonstrated with reference to FIGS.
The color filter manufacturing method according to the present embodiment includes a step of forming the partition 3 on the one surface 2 a of the substrate 2 and a step of forming the coloring portion 6 in the coloring forming portion 5. The process includes a process of forming the light shielding film 3a and a process of forming a layer of the photosensitive resin film 3b on the light shielding film 3a.
[0026]
First, as shown in FIG. 5, a transparent substrate 2 is prepared, and then, as shown in FIG. 6, a light shielding film 3 a is formed on the entire surface 2 a of the substrate 2. As described above, the light shielding film 3a is made of a metal chromium film or a laminated film of a metal chromium film and a chromium oxide film, and is formed by, for example, a sputtering method.
Thereafter, a light shielding layer 3a is formed in a predetermined pattern as shown in FIG. 7 through steps of resist layer formation, exposure processing, etching processing, and resist layer peeling.
[0027]
Further, as shown in FIG. 8, a photosensitive resin film 3 b is formed on the light shielding film 3 a and the entire surface 2 a of the substrate 2. As described above, the photosensitive resin film 3b includes at least a fluororesin such as hexafluoropolypropylene that exhibits ink repellency and a positive type or negative type photosensitive resin used in a normal photoresist. Yes, it is formed by applying and pre-baking on one surface 2a of the substrate 2 by spin coating or the like.
After that, an exposure process, an etching process, and a resist layer peeling process are performed to form a pattern overlapping the light shielding layer 3a as shown in FIG. Thereby, the partition 3 which consists of the light shielding layer 3a and the photosensitive resin film 3b is formed.
[0028]
Next, as shown in FIG. 10, green colored ink is filled into the inkjet head 60, and the green colored ink 6G ′ is discharged from the discharge nozzle 61 while the discharge nozzle 61 is opposed to the partition wall 3 and moved relative to the substrate 2. Is discharged to the color forming portion 5. When the colored ink 6G ′ is discharged, the viscosity is 6.0 mPa · S, and when this is heated and dried at 65 ° C., a flat green colored portion 6G is formed as shown in FIG.
Next, the inkjet head 60 is filled with red colored ink, and the red colored ink is discharged from the discharge nozzle 61 to the color forming unit 5 while the discharge nozzle 61 is opposed to the partition wall 3 and moved relative to the substrate 2. The viscosity at the time of discharge of the red colored ink is 5.7 mPa · S, and when this is heated and dried at 60 ° C., a flat red colored portion 6R is formed as shown in FIG.
Next, the inkjet head 60 is filled with blue colored ink, and the blue colored ink is discharged from the discharge nozzle 61 to the color forming unit 5 while the discharge nozzle 61 is opposed to the partition wall 3 and is moved relative to the substrate 2. . The viscosity of the blue colored ink upon ejection is 5.4 mPa · S, and is heated and dried at 55 ° C. to form a flat blue colored portion 6B as shown in FIG.
And the color filter 31 as shown in FIG. 4 is obtained by forming the resin overcoat layer 7 covering the colored portions 6... And the partition walls 3 by a spin coat method or the like.
[0029]
According to the manufacturing method of the color filter 31 described above, since at least the upper surface 3c of the photosensitive resin film 3b constituting the upper part of the partition walls 3 exhibits ink repellency, the adjacent colored portions 6 contact with each other to mix colors. There is no fear and it is possible to prevent color bleeding between the colored portions 6.
Moreover, when forming the colored part 6, although the viscosity at the time of discharge of the colored ink of each color has some variation, it is possible to obtain favorable flatness by adjusting the drying temperature. Specifically, the colored ink having a higher viscosity is dried at a higher temperature.
The colored portion 6 is formed in the order of 6G, then 6R, and finally 6B. As described above, the reason why the colored inks are formed in the descending order of viscosity at the time of discharging the colored ink, that is, in the descending order of the drying temperature, is to avoid drying the ink having low heat resistance a plurality of times and exposing it to a high temperature for a long time. It is.
[0030]
[Third Embodiment]
Next, a color filter and a manufacturing method thereof according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 14 is a cross-sectional view of the color filter of this embodiment. Of the components of the color filter shown in FIG. 14, the same components as those of the color filter of the second embodiment shown in FIG.
[0031]
As shown in FIG. 14, the color filter 41 of an example of the present embodiment also includes the substrate 2, the partition walls 3 formed on the substrate 2, the coloring portions 6 formed on the coloring forming portion 5, and the partition walls 3. .. And the overcoat layer 7 covering the colored portions 6. The partition wall 3 is formed in a portion excluding the color forming portion 5 where the colored portions 6 are formed.
The color filter 41 is different from the color filter 31 of the second embodiment in that the partition wall 3 is formed of one layer of the black photosensitive resin film 3d.
[0032]
The partition wall 3 of the color filter 41 is made of a black photosensitive resin film 3d, and at least its upper surface 3c exhibits ink repellency. The black photosensitive resin film 3d is made of, for example, a fluorine resin such as hexafluoropolypropylene that exhibits ink repellency, a positive or negative photosensitive resin that is used for an ordinary photoresist, and black such as carbon black. Among these, those containing at least an inorganic pigment or a black organic pigment are preferable. The layer thickness of the partition wall 3 is preferably in the range of 0.5 to 3.0 μm, for example.
[0033]
According to this embodiment, there exists an effect similar to 2nd Embodiment. That is, any colored portion 6 has a ΔE * Flatness is achieved so that the color difference calculated by ab is 3 or less. Therefore, it is possible to obtain a color filter with little variation in color tone for each color.
Further, the partition wall 3 has only one layer of the black photosensitive resin film 3d and has a function as a light shielding layer in addition to the function of preventing the spread of the colored ink.
[0034]
Next, the manufacturing method of the color filter of this embodiment is demonstrated with reference to FIGS.
Similar to the second embodiment, the color filter manufacturing method of the present embodiment includes a step of forming the partition 3 on the one surface 2a of the substrate 2 and a step of forming the colored portion 6 in the colored forming portion 5. It will be.
[0035]
First, a transparent substrate 2 is prepared as shown in FIG. 15, and then a black photosensitive resin film 3d is formed on the entire surface 2a of the substrate 2 as shown in FIG. The black photosensitive resin film 3d is formed by applying and pre-baking, for example, by a spin coating method or the like. Thereafter, a resist layer formation, an exposure process, an etching process, and a resist layer peeling process are performed to form a partition 3 having a predetermined pattern as shown in FIG.
[0036]
Next, as shown in FIG. 18, the inkjet head 60 is filled with green colored ink, and the discharge nozzle 61 is moved relative to the substrate 2 with the discharge nozzle 61 facing the partition wall 3, and the green color ink 6G ′ is discharged from the discharge nozzle 61. Is discharged to the color forming portion 5. When the colored ink 6G ′ is discharged, the viscosity is 6.0 mPa · S, and this is heated and dried at 65 ° C. to form a flat green colored portion 6G as shown in FIG.
Next, the inkjet head 60 is filled with red colored ink, and the red colored ink is discharged from the discharge nozzle 61 to the color forming unit 5 while the discharge nozzle 61 is opposed to the partition wall 3 and moved relative to the substrate 2. The viscosity at the time of discharge of the red colored ink is 5.7 mPa · S, and when this is heated and dried at 60 ° C., a flat red colored portion 6R is formed as shown in FIG.
Next, the inkjet head 60 is filled with blue colored ink, and the blue colored ink is discharged from the discharge nozzle 61 to the color forming unit 5 while the discharge nozzle 61 is opposed to the partition wall 3 and is moved relative to the substrate 2. . The viscosity at the time of discharge of the blue colored ink is 5.4 mPa · S, and when this is heated and dried at 55 ° C., a flat blue colored portion 6B is formed as shown in FIG.
And the color filter 41 as shown in FIG. 14 is obtained by forming the resin overcoat layer 7 covering the colored portions 6... And the partition walls 3 by a spin coat method or the like.
[0037]
According to the manufacturing method of the color filter 41 described above, the same effects as in the second embodiment can be obtained, and the partition 3 is composed of one layer of the black photosensitive resin film 3d, so that the manufacturing process can be simplified. it can.
[0038]
Note that the arrangement of the colored portions 6 of the color filter shown in the first, second, and third embodiments can employ various arrangement patterns as shown in FIG. For example, a stripe arrangement as shown in FIG. 22A, a mosaic arrangement as shown in FIG. 22B, or a delta arrangement as shown in FIG.
[0039]
[Fourth Embodiment]
Next, a liquid crystal device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 23 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a passive matrix liquid crystal device (liquid crystal device) according to the fourth embodiment. The liquid crystal device 100 of this embodiment is equipped with auxiliary elements such as a liquid crystal driving IC 121, wirings 122, a light source (backlight) 170, and a support (not shown).
[0040]
The liquid crystal device 100 includes the color filter 31 described in the second embodiment as a color filter, and the color filter 31 is arranged on the upper side (observer side). In the present embodiment, the color filter 31 will be briefly described.
FIG. 23 shows a main part of the transmissive liquid crystal device 100. The liquid crystal device 100 has a liquid crystal layer made of STN (Super Twisted Nematic) liquid crystal or the like between the color filter 31 and the substrate 101 made of a glass substrate or the like. 103 is sandwiched and generally configured. A sealing material 110 is disposed between the peripheral edge of the color filter 31 and the peripheral edge of the substrate 101, and the liquid crystal layer 103 is sealed in a portion partitioned by the color filter 31, the substrate 101, and the sealing material 110. ing.
The color filter 31 is the same as the color filter described in the second embodiment, and includes the substrate 2, the partition 3 formed on the one surface 2 a of the substrate 2, and the coloring portion 6 formed in the coloring formation portion 5. And an overcoat layer 7 covering the partition walls 3 and the colored portions 6. The colored portion 6... Is composed of each of a red (R) colored portion 6R, a green (G) colored portion 6G, and a blue (B) colored portion 6B.
[0041]
A plurality of electrodes 106 are formed in stripes at predetermined intervals under the overcoat layer 7 (the liquid crystal layer 103 side) of the color filter 31, and an alignment film 109 is further formed thereunder (the liquid crystal layer 103 side). ing.
Similarly, on the surface of the substrate 101 facing the color filter 31, a plurality of electrodes 105 extending in a direction perpendicular to the electrodes 106 on the color filter side are formed in stripes at predetermined intervals, and above (the liquid crystal layer 103 The alignment film 107 is formed on the side. And the coloring part 6 ... of a color filter is arrange | positioned in the position corresponding to the intersection position of the electrode 105 and the electrode 106. FIG.
In addition, polarizing plates (not shown) are respectively installed on the outer surface sides of the substrate 101 and the color filter 31. Reference numeral 104 denotes a spacer for keeping the distance between the substrates (referred to as a cell gap) constant within the substrate surface.
The electrodes 105 and 106 are formed by forming a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide) in a stripe shape in plan view.
[0042]
According to the liquid crystal device 100, since the viscosity and the drying temperature at the time of discharging the colored ink corresponding to each color are appropriately set, the colored portions 6R, 6G, 6B,. be able to. Specifically, both are △ E * Flatness is achieved so that the color difference calculated by ab is 3 or less. Therefore, a liquid crystal device with little variation in color tone for each color can be obtained.
Further, in the color filter 31, since at least the upper surface of the partition walls 3 exhibits ink repellency, there is no possibility that the adjacent colored portions 6 contact each other and mix colors, and the color blur of the liquid crystal device 100 can be prevented. .
Further, since the partition walls 3 are light-shielding, the light transmitted through each colored forming portion can be clearly distinguished without providing a separate light-shielding layer.
[0043]
[Fifth Embodiment]
Next, a liquid crystal device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 24 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a passive matrix liquid crystal device (liquid crystal device) according to the fifth embodiment. The liquid crystal device 200 of this embodiment is equipped with auxiliary elements such as a liquid crystal driving IC 221, wirings 222, a light source (backlight) 270, a support (not shown), and the like.
The liquid crystal device 200 includes the color filter 31 described in the second embodiment as a color filter, and the color filter 31 is disposed on the lower side (opposite the observer side). In the present embodiment, the color filter 31 will be briefly described.
[0044]
FIG. 24 shows a main part of the transmissive liquid crystal device 200. The liquid crystal device 200 includes a liquid crystal layer made of STN (Super Twisted Nematic) liquid crystal or the like between the color filter 31 and a substrate 201 made of a glass substrate or the like. 203 is sandwiched and schematically configured. Further, a sealant 210 is disposed between the peripheral edge of the color filter 31 and the peripheral edge of the substrate 201, and the liquid crystal layer 203 is sealed in a portion partitioned by the color filter 31, the substrate 201, and the sealant 210. ing.
The color filter 31 is the same as the color filter described in the second embodiment, and includes the substrate 2, the partition 3 formed on the one surface 2 a of the substrate 2, and the coloring portion 6 formed in the coloring formation portion 5. And an overcoat layer 7 covering the partition walls 3 and the colored portions 6. The colored portion 6... Is composed of each of a red (R) colored portion 6R, a green (G) colored portion 6G, and a blue (B) colored portion 6B.
[0045]
On the overcoat layer 7 of the color filter 31 (on the liquid crystal layer 203 side), a plurality of electrodes 206 are formed in stripes at predetermined intervals, and an alignment film 209 is formed on the electrodes 206 (on the liquid crystal layer 203 side). ing.
Similarly, on the surface of the substrate 201 facing the color filter 31, a plurality of electrodes 205 extending in a direction perpendicular to the electrodes 206 on the color filter side are formed in stripes at predetermined intervals, and below the alignment film 207. Is formed. The colored portions 6 of the color filter 31 are arranged at positions corresponding to the intersection positions of the electrode 205 and the electrode 206.
The electrodes 205 and 206 are formed by forming a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide) in a stripe shape in plan view.
In addition, polarizing plates (not shown) are respectively installed on the outer surface sides of the substrate 201 and the color filter 31. Reference numeral 204 denotes a spacer for keeping the distance between the substrates (referred to as a cell gap) constant within the substrate surface.
[0046]
According to the liquid crystal device 200, the same effect as the liquid crystal device 100 of the fourth embodiment can be obtained.
[0047]
[Sixth Embodiment]
Next, a liquid crystal device according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 25 is an exploded perspective view of a transflective TFD type (Thin Film Diode type) liquid crystal device 300 according to the sixth embodiment of the present invention.
The liquid crystal device 300 of this embodiment is equipped with auxiliary elements such as a liquid crystal driving IC (not shown), wirings (not shown), a light source (backlight) 270, a support (not shown), and the like. .
The liquid crystal device 300 includes the color filter 21 described in the third embodiment as a color filter, and the color filter 41 is disposed on the lower side (opposite to the observer side). In the present embodiment, the color filter 41 will be briefly described.
[0048]
As shown in FIG. 25, the liquid crystal device 300 is an active matrix type TFD (Thin Film Diode) type liquid crystal device, in which the color filter 41 and the substrate 338 are arranged to face each other at a predetermined interval. A liquid crystal (not shown) is interposed between the 338 and the 338.
Although not shown in the drawing, a sealing material is disposed on the peripheral side of the substrates 2 and 330, the substrates 2 and 330 are joined and integrated in a facing state, and a liquid crystal is sealed between the substrates 2 and 330. Has been.
The substrate 338 is an element substrate, and a plurality of pixel electrodes 332 made of transparent electrodes such as ITO, for example, and a TFD element 336 for controlling the pixel electrodes 332 are provided in a matrix on the lower surface of a transparent substrate 330 made of glass or the like. ing. The TFD element 336 is disposed at one corner of the pixel electrode 332. Further, the TFD element 336 is connected to the scanning line 334, and based on an operation signal and a signal applied to a data line (counter electrode) 322 described later, the liquid crystal can be switched between a display state, a non-display state, and an intermediate state. Yes.
[0049]
As shown in FIG. 25, the color filter 41 includes a substrate 2, a partition 3 made of a black photosensitive resin film formed on one surface of the substrate 2 (in other words, a surface on the liquid crystal layer side), a colored portion 6. It is constituted by the coat layer 7. On the overcoat layer 7, a strip-shaped electrode (counter electrode) 322 made of ITO and forming a data line is formed.
Further, a reflective layer 9 made of a metal film is formed on the other surface of the substrate (in other words, the surface opposite to the liquid crystal layer) over almost the entire surface. Further, a small rectangular window 9 a is formed in the reflective layer 9 near the center of each colored portion 6..., And light from a light source (backlight) 370 disposed outside the color filter 41 is directed to the substrate 338 side. It is designed to be transparent. That is, the liquid crystal device 300 performs reflective display by the reflective layer 9 at the peripheral portion of each colored portion 6... And performs transmissive display by the window 9 a at the center.
Each colored portion 6 is formed in a matrix at a position facing the pixel electrode 332 of the substrate 338, and is colored blue ("B" in the figure) 6B, green colored part ("G" in the figure) 6G, red It is composed of a colored portion ("R" in the figure) 6R. The colored portions 6 are spaced apart from each other, and a partition wall 23 made of a black photosensitive resin film corresponding to a non-image display region (a region where the pixel electrode 32 of the other substrate 338 is not formed) is provided therebetween. Is formed.
[0050]
According to the liquid crystal device 300, the same effect as the liquid crystal device 100 of the fourth embodiment can be obtained.
[0051]
[Seventh Embodiment]
Next, a liquid crystal device according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 26 is an exploded perspective view of a transmissive TFT type (Thin Film Transistor type) liquid crystal device 400 according to the seventh embodiment of the present invention.
The liquid crystal device 400 of this embodiment is equipped with auxiliary elements such as a liquid crystal driving IC (not shown), wirings (not shown), a light source (backlight) 470, a support (not shown), and the like. .
The liquid crystal device 400 includes the color filter 41 described in the third embodiment as a color filter, and the color filter 41 is arranged on the upper side (observer side). In the present embodiment, the color filter 41 will be briefly described.
[0052]
The liquid crystal device 400 of this embodiment includes a color filter 41 and a glass substrate 414 arranged so as to face each other, a liquid crystal layer (not shown) sandwiched therebetween, and an upper surface side (observer side) of the color filter 41. ) And a polarizing plate (not shown) attached to the lower surface side of the glass substrate 414. The color filter 41 is a front-side substrate provided toward the observer side including the substrate 2 made of transparent glass, and the glass substrate 414 is a transparent substrate provided on the opposite side, in other words, on the back side.
The substrate 2 is, for example, a glass substrate having a thickness of about 300 μm (0.3 mm), and a partition 3 made of a black photosensitive resin film, a colored portion 6, and an overcoat layer 7 are sequentially formed on the lower side of the substrate 2. In addition, a driving electrode 418 is formed on the lower side (liquid crystal layer side) of the overcoat layer 7. Note that in an actual liquid crystal device, an alignment film is provided on the liquid crystal layer side so as to cover the electrode 418, but is omitted in FIG. 26 and is also disposed on an electrode 432 described later on the opposite glass substrate 414 side. However, it is omitted in FIG. 26 and the description of the alignment film is also omitted.
[0053]
As shown in FIG. 26, the color filter 41 includes a substrate 2, a partition wall 3 made of a black photosensitive resin film formed on the lower surface of the substrate 2 (in other words, a surface on the liquid crystal layer side), a colored portion 6,. Layer 7.
A liquid crystal driving electrode 418 formed on the liquid crystal layer side of the color filter 41 is formed by forming a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide) on the entire surface of the overcoat layer 7.
[0054]
An insulating layer 425 is formed on the glass substrate 414, and a thin film transistor T and a pixel electrode 432 as a TFT type switching element are formed on the insulating layer 425.
On the insulating layer 425 formed on the glass substrate 414, scanning lines 451... And signal lines 452... Are formed in a matrix, and each region surrounded by the scanning lines 451. A pixel electrode 432 is provided, and a thin film transistor T is incorporated in a corner portion of each pixel electrode 432 and a portion between the scanning line 451 and the signal line 452. The pixel electrode 432 can be energized and controlled by turning on / off. In this embodiment, the electrode 418 formed on the opposite color filter 41 side is a full surface electrode that covers the entire pixel electrode formation region. Note that there are various TFT wiring circuits and pixel electrode shapes, and in this embodiment, the example shown in FIG. 26 is exemplified. However, the present invention can be applied to a liquid crystal device having TFTs of other shapes. is there.
[0055]
According to the liquid crystal device 400, the same effect as the liquid crystal device 300 of the fourth embodiment can be obtained.
[0056]
[Eighth Embodiment]
Next, a display device according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 27 is a basic conceptual diagram of the plasma display device 500, and FIG. 28 is an exploded perspective view of the plasma display device 500.
The display device 500 of this embodiment includes a color filter equivalent to the color filter 31 described in the second embodiment, and is configured by arranging the color filter 31 on the observation side. The display device 500 is generally configured by a glass substrate 501 and a color filter 31 which are arranged to face each other, and a discharge display unit 510 formed therebetween.
[0057]
The discharge display unit 510 is formed by collecting a plurality of discharge chambers 516, and among the plurality of discharge chambers 516, three discharge chambers 516 are paired to constitute one pixel. Accordingly, each discharge chamber 516 is provided so as to correspond to each colored portion 6 of the previous color filter 31.
[0058]
Address electrodes 511 are formed in stripes at predetermined intervals on the upper surface of the (glass) substrate 501, a dielectric layer 519 is formed so as to cover the address electrodes 511 and the upper surface of the substrate 501, and further a dielectric layer A partition wall 515 is formed on the 519 between the address electrodes 511 and 511 and along the address electrodes 511. The partition wall 515 is also partitioned at a predetermined interval in a direction perpendicular to the address electrode 511 at a predetermined position in the longitudinal direction (not shown), and is basically adjacent to the left and right sides of the address electrode 511 in the width direction. A rectangular region partitioned by the barrier ribs and the barrier ribs extending in a direction orthogonal to the address electrodes 511 is formed, and discharge chambers 516 are formed so as to correspond to the rectangular regions. One pixel is composed of three pairs. In addition, a phosphor 517 is formed inside a rectangular region partitioned by the partition 515.
[0059]
Next, on the color filter 31 side, a plurality of display electrodes 512 are provided in a direction orthogonal to the previous address electrodes 511 (in FIG. 27, the direction of the address electrodes is different from the actual direction for convenience of illustration). A dielectric layer 513 is formed in a stripe shape at predetermined intervals, and a protective film 514 made of MgO or the like is further formed.
Then, the substrate 501 and the substrate 2 of the color filter 31 are bonded to each other so that the address electrodes 511. A discharge chamber 516 is formed by evacuating a space surrounded by the protective film 514 and enclosing a rare gas. Note that two display electrodes 512 formed on the color filter 31 side are formed so as to be arranged two by two for each discharge chamber 516.
[0060]
The address electrode 511 and the display electrode 512 are connected to an alternating current power supply (not shown), and when the electrodes are energized, the discharge display unit 510 at a necessary position causes the phosphor to excite and emit white light. Color display is possible by looking through the screen.
According to the display device 500, substantially the same effect as the liquid crystal device 100 of the fourth embodiment can be obtained.
[0061]
[Ninth Embodiment]
Next, specific examples of the electronic apparatus including any one of the liquid crystal devices 100, 200, 300, and 400 according to the fourth, fifth, sixth, and seventh embodiments will be described.
FIG. 29A is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 29A, reference numeral 600 denotes a mobile phone main body, and reference numeral 601 denotes a liquid crystal display unit using any of the liquid crystal devices 100, 200, 300, and 400.
FIG. 29B is a perspective view showing an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. In FIG. 29B, reference numeral 700 denotes an information processing apparatus, reference numeral 701 denotes an input unit such as a keyboard, reference numeral 703 denotes an information processing apparatus body, and reference numeral 702 denotes one of the liquid crystal devices 100, 200, 300, and 400. The liquid crystal display unit was shown.
FIG. 29C is a perspective view showing an example of a wristwatch type electronic device. In FIG. 29C, reference numeral 800 denotes a watch body, and reference numeral 801 denotes a liquid crystal display unit using any of the liquid crystal devices 100, 200, 300, and 400.
Each of the electronic devices shown in FIGS. 29A to 29C is provided with a liquid crystal display unit using any one of the liquid crystal devices 100, 200, 300, and 400. Since it has the characteristics of the liquid crystal devices 100, 200, 300, and 400 of the eighth embodiment, any liquid crystal device can be thinned, reduced in size, reduced in weight, and has high brightness and excellent display quality. It becomes an electronic device.
[0062]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
[0063]
[Example]
The surface of a non-alkali glass transparent substrate having a thickness of 0.7 mm, length of 37 cm, and width of 30 cm is washed with a cleaning solution obtained by adding 1% hydrogen peroxide to hot concentrated sulfuric acid, rinsed with pure water, and then air-dried. Thus, a transparent substrate having a clean surface was obtained.
A chromium film having an average film thickness of 0.2 μm was formed on the surface of the transparent substrate by sputtering, followed by patterning to form a light shielding layer. The patterning of the chromium film was performed as follows. First, a photoresist (trade name: OFPR-800, manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) was spin-coated on the surface, and dried on a hot plate at 80 ° C. for 5 minutes to form a photoresist film. Then, a mask film on which a predetermined matrix pattern shape was drawn was adhered to the surface of the photoresist film, and UV exposure was performed. Next, this was immersed in an alkaline developer containing 8% potassium hydroxide to remove the exposed photoresist. Subsequently, the exposed pixel portion chromium film was removed by etching with an etchant containing hydrochloric acid as a main component. Finally, the photoresist remaining in the unexposed portion was peeled off with an alkaline solution to obtain a light shielding layer (black matrix).
[0064]
A transparent photosensitive resin film was formed on the light shielding layer as follows. First, a negative type transparent fluorine-containing acrylic photosensitive resin composition was applied to the entire transparent substrate by a spin coat method so as to cover the light shielding layer, and prebaked at 100 ° C. for 20 minutes.
Then, the mask film which drew the matrix pattern shape substantially the same as the mask film used for patterning of a chromium film | membrane was closely_contact | adhered, and UV exposure was performed. The unexposed portion of the resin composition was developed with an alkaline developer, rinsed with pure water, and spin-dried. After baking as final drying was performed at 200 ° C. for 30 minutes, the exposed resin composition was sufficiently cured to obtain a transparent photosensitive resin film having an average of 2.5 μm. Thus, the partition which consists of a light shielding layer and a transparent photosensitive resin film was obtained.
[0065]
A green colored ink was ejected and applied from the inkjet printing head to the colored forming portion surrounded by the partition wall with high precision while being dried, and then dried at a predetermined temperature to form a green colored portion.
As the ink jet printing head, a precision head using a piezoelectric effect was used, and ink droplets were selectively ejected by fine droplets of 8 to 10 picoliters at 3 to 8 droplets for each color forming portion. In order to prevent the flying speed from the head to the target color formation part, the flight curve, and the generation of split stray droplets called satellites, the voltage that drives the piezoelectric element of the head as well as the physical properties of the colored ink and its waveform Since it is important, a pre-set waveform was programmed to eject and apply ink drops.
After forming the green colored portion, a red colored portion was formed in the same procedure, and then a blue colored portion was formed.
[0066]
As a colored ink, after dispersing an organic pigment in a polyurethane resin oligomer, cyclohexanone and butyl acetate are added as a low boiling point solvent, butyl carbitol acetate is added as a high boiling point solvent, and a nonionic surfactant 0.01% Was used as a dispersant.
Viscosity of each colored portion when discharging colored ink, solid content concentration in colored ink, pigment concentration in solid content, drying temperature, and ΔE * The color difference calculated by ab is as shown in Table 1.
[0067]
Figure 0003969034
[0068]
A transparent acrylic resin paint was spin-coated as a planarizing layer (overcoat layer) on the transparent substrate on which the partition walls and the colored portions were formed as described above to obtain a planarized surface. Further, an ITO electrode film was formed in a predetermined pattern on the upper surface to obtain a color filter (substrate for use). The obtained color filter (substrate) was able to be a color filter in which good flatness was obtained in any colored portion, and variation in color tone was suppressed. Moreover, it passed the endurance tests, such as a heat cycle endurance test, an ultraviolet irradiation test, and a humidification test, and it confirmed that it could be used suitably as a board | substrate for liquid crystal display devices.
[0069]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a color filter that ensures the flatness of the colored ink and suppresses variations in color tone.
In addition, according to the present invention, it is possible to provide a high-definition liquid crystal device including a color filter in which variation in color tone is suppressed and an electronic apparatus including the liquid crystal device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of a color filter according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of a color filter when the viscosity at the time of discharging colored ink is inappropriate.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the main part of a color filter when the viscosity at the time of discharging colored ink is inappropriate.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a color filter according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a process diagram for explaining a method of manufacturing the color filter shown in FIG. 4;
6 is a process diagram for explaining a method of manufacturing the color filter shown in FIG. 4. FIG.
7 is a process diagram for explaining a method of manufacturing the color filter shown in FIG. 4; FIG.
FIG. 8 is a process diagram for explaining a method of manufacturing the color filter shown in FIG. 4;
FIG. 9 is a process diagram for explaining a method of manufacturing the color filter shown in FIG. 4;
10 is a process diagram for explaining a method of manufacturing the color filter shown in FIG. 4; FIG.
11 is a process diagram for explaining a method of manufacturing the color filter shown in FIG. 4. FIG.
12 is a process diagram for explaining a method of manufacturing the color filter shown in FIG. 4. FIG.
13 is a process diagram for describing a method of manufacturing the color filter shown in FIG. 4; FIG.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a color filter according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a process diagram for describing a method of manufacturing the color filter shown in FIG. 14;
16 is a process diagram for explaining a method of manufacturing the color filter shown in FIG. 14;
FIG. 17 is a process diagram for explaining a method of manufacturing the color filter shown in FIG. 14;
FIG. 18 is a process diagram for describing a method of manufacturing the color filter shown in FIG. 14;
FIG. 19 is a process diagram for describing a method of manufacturing the color filter shown in FIG. 14;
20 is a process diagram for explaining a method of manufacturing the color filter shown in FIG. 14; FIG.
FIG. 21 is a process diagram for describing the manufacturing method for the color filter shown in FIG. 14;
FIG. 22 is a schematic plan view showing the arrangement of the colored portions of the color filter, where (a) shows a stripe arrangement, (b) shows a mosaic arrangement, and (c) shows a delta arrangement.
FIG. 23 is a cross-sectional view showing a main part of a liquid crystal device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a cross-sectional view showing a main part of a liquid crystal device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 25 is an exploded perspective view showing a main part of a liquid crystal device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 26 is an exploded perspective view showing a main part of a liquid crystal device according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a basic conceptual diagram of a display device according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 28 is an exploded perspective view of a display device according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a perspective view showing an electronic apparatus according to a ninth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Color filter
2 ... Board
3 ... Bulkhead
3a ... Light-shielding film
3b ... Transparent photosensitive resin film
3d ... Black photosensitive resin film
5. Coloring formation part
6. Coloring part
7 ... Overcoat layer

Claims (2)

基板上に所定パターンの隔壁を形成して隔壁で囲まれた着色形成部を複数形成し、前記隔壁で囲まれた着色形成部に複数色に対応した着色インクを吐出した後に所定の温度で乾燥させるカラーフィルタの製造方法であって、
前記隔壁が、基板上に形成された遮光層と、該遮光層上に積層された撥インク性の感光性樹脂膜とから構成されているか又は、基板上に形成された撥インク性の黒色感光性樹脂膜で構成されていて、
前記複数色に対応した着色インクの吐出時の粘度は、3〜10mPa・sの範囲で互いに異なっており、
前記着色インクを、当該着色インクの粘度が高い順に乾燥させることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
A partition having a predetermined pattern is formed on a substrate to form a plurality of colored forming portions surrounded by the partition, and a plurality of colored inks corresponding to a plurality of colors are ejected to the colored forming portion surrounded by the partition and then dried at a predetermined temperature. A color filter manufacturing method,
The partition wall is composed of a light shielding layer formed on the substrate and an ink repellent photosensitive resin film laminated on the light shielding layer, or an ink repellent black photosensitive material formed on the substrate. Made of a conductive resin film,
The viscosity at the time of ejection of the colored ink corresponding to the plurality of colors is different from each other in the range of 3 to 10 mPa · s,
A method for producing a color filter, wherein the colored ink is dried in descending order of the viscosity of the colored ink.
前記所定の温度が40〜120℃であることを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタの製造方法。  The method for producing a color filter according to claim 1, wherein the predetermined temperature is 40 to 120 ° C.
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