JP3982231B2 - カラーフィルタの製造方法とカラーフィルタ及び液晶装置並びに電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルタの製造方法とカラーフィルタ及び液晶装置並びに電子機器に関するものであり、特に、インクジェット法で有色のアライメントマークを作製することで、アライメントマークを作製する際のパターン形成精度を向上させることが可能な技術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は、情報を表示する手段として、小型化、薄厚化、省エネルギー等に優れている液晶表示装置が広く使用されている。最近では、これらの電子機器の表示部のカラー化に伴い、一方の基板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、プラスチック等により構成された透明基板の表面に、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の着色層をストライプ配列、デルタ配列もしくはモザイク配列等の各種配列方式を用いて配列したもので、このカラーフィルタの製造方法としては、着色層の材料や製造プロセスによりいくつかの方法に分類されるが、最近ではインクジェット法により着色層用のインクをノズルから吐出させることにより、基板上に多数の着色層を形成するインクジェット方式が提案されている。
【０００３】
ここで、従来のインクジェット方式によるカラーフィルタの製造方法を図１２〜図１６に基づき説明する。
まず、図１２に示すように、基板１０００上に、Ａｌ系合金またはＡｇ系合金等の金属からなる反射層１００１及びアライメントマーク１００２を形成し、これら基板１０００、反射層１００１及びアライメントマーク１００２全体を覆うレジスト層１００３を形成する。なお、反射層１００１及びアライメントマーク１００２は、Ａｌ系合金またはＡｇ系合金等の金属薄膜を同時にパターニングすることで得られ、より具体的には、例えば、スパッタ法、真空蒸着法等によるＡｌ系合金またはＡｇ系合金等の金属薄膜の形成、レジスト層塗布、露光処理、エッチング処理、レジスト層剥離の各工程を経て作製される。
【０００４】
次に図１３に示すように、レジスト層１００３に対して露光処理及びエッチング処理を施すことにより、このレジスト層１００３の一部を除去して凹部１００４…を形成する。この凹部１００４…は、反射層１００１と、レジスト層１００３の残存部であるバンク部１００５とにより区画されている。
次に、図１４に示すように、アライメントマーク１００２を基準として、インクを吐出させるための基板１０００の位置決めを行い、その後、インクジェットヘッド（図示せず）から所定の位置の凹部１００４…に着色層を形成するための材料であるインクを吐出させるとともにこのインクを乾燥させて、所定の位置の凹部１００４…内に、例えば、Ｒ（赤）の着色層１００６…を形成する。
【０００５】
次に図１５に示すように、Ｒ（赤）の着色層１００６…と同様にして、Ｇ（緑）の着色層１００７…及びＢ（青）の着色層１００８…を他の凹部１００４…に順次形成する。なお、これら各着色層１００６…、１００７…、１００８…は、バンク部１００５により隣接する他の着色層と区分されているので、着色層同士が混じり合って混色することはない。
最後に図１６に示すように、これら各着色層１００６…、１００７…、１００８…、及びアライメントマーク１００２を含む基板１０００上に、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等からなるオーバーコート層１００９を形成することにより、所定の特性を有するカラーフィルタが得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のカラーフィルタの製造方法では、アライメントマーク１００２及びバンク部１００５を形成するために、露光処理並びにエッチング処理を少なくとも２回ずつ行う必要があり、製造工程が煩雑になりやすいという問題があった。
このカラーフィルタにおいては、アライメントマークは隔壁層がパターニングされる前に別途形成する必要がある。
このアライメントマークを形成するためには、アライメントマークのみを、Ａｌ系合金またはＡｇ系合金等の金属にて形成された金属薄膜をパターニングする必要があり、そのためには、レジスト層塗布、露光処理、エッチング処理、レジスト層剥離等の工程が必要であるから、アライメントマークを形成するためだけの工程が増加し、製造コストを高める要因になっている。
また、このアライメントマークは、障壁層のパターニングと別に形成されるものであるから、その位置の精度は、障壁層に対してある程度の誤差が生じるのは避けられず、したがって、インクを吐出する際のアライメントマークパターン形成精度をこれ以上高めることは困難であった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、簡単な工程で作製することができ、しかもアライメントマークの基板に対する位置精度が高く、その結果、インクを吐出する際のアライメントマークパターン形成精度を高めることが可能なカラーフィルタの製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、着色層の位置精度が高く、その結果、高輝度で視認性が高いカラーフィルタを比較的簡単な工程にて、しかも安価にて提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
すなわち、本発明のカラーフィルタの製造方法は、基板上に複数の着色層を備えてなるカラーフィルタの製造方法であって、基板の一主面に前記着色層を区画する隔壁層を形成する隔壁層形成工程と、アライメントパターンを有するマスクを用いて前記隔壁層を露光処理し、親インク性のアライメント領域と撥インク性領域とに区分する露光処理工程と、前記アライメント領域に吐出ノズルから所定量のインク滴を吐出し有色のアライメントマークを形成するアライメントマーク形成工程と、前記アライメントマークを用いて前記基板の位置決めを行い、前記吐出ノズルからインクを吐出して前記基板上に前記複数の着色層を形成するカラーフィルタ形成工程と、を備えてなることを特徴とする。
【０００９】
このカラーフィルタの製造方法によれば、隔壁層を形成した後に、アライメントパターンを有するマスクを用いて前記隔壁層を露光処理し、前記アライメントパターンに対応する部分を親インク性のアライメント領域としかつその周囲を撥インク性領域とし、次いで、吐出ノズルからインクを吐出して前記アライメント領域上にインク滴を形成し有色のアライメントマークとするので、前記アライメント領域上のみにインク滴を形成することでインク滴の広がりを抑制することができ、隔壁層に有色のアライメントパターンを精度良く形成することができる。
【００１０】
また、基板の位置決めを行う際に、有色のアライメントマークを位置決めの際の基準とし、その後、複数の着色層を形成するので、吐出ノズルの位置精度が高まり、得られる着色層の位置精度が高まる。
【００１１】
本発明のカラーフィルタの製造方法は、前記隔壁層と前記インク滴との間の付着張力により前記アライメント領域外部への前記インク滴の広がりを抑制することを特徴とする。
前記隔壁層において、前記複数の着色層各々に対応する領域を親インク性領域、当該領域を除く領域を撥インク性領域としたことを特徴とする。
【００１２】
この撥インク性領域の表面は撥インク性に優れるため、この撥インク性領域に付着したインク滴は、親インク性領域である画素形成領域に吸引される。したがって、インク滴が撥インク性領域を濡らして隣の画素形成領域に混入するおそれがない。これにより、インク滴の位置精度よりも高い精度を要するアライメントマークを形成することが可能である。
【００１３】
また、前記吐出ノズルから所定の色のインクを吐出して前記アライメントマークを形成した後に、該アライメントマークを用いて前記基板の位置決めを行い、次いで、複数種のインクより選択した少なくとも１種のインクを前記吐出ノズルから吐出して当該色の着色層を形成する操作を繰り返し行うことを特徴とする。
【００１４】
また、前記基板の一主面に、反射層を形成することを特徴とする。
このカラーフィルタの製造方法によれば、前記基板の一主面に反射層を形成することで、インク滴の形状及びインク滴同士の間隔が均一になり、着色層のコントラスト比及び視認性が向上する。その結果、高精度のカラーフィルタの製造が可能になる。
【００１５】
次に、本発明のカラーフィルタは、基板の一主面に、インクからなるアライメントマークを備えた隔壁層が形成され、この隔壁層により区画された画素形成領域に着色層が形成されていることを特徴とする。
このカラーフィルタによれば、基板の一主面に形成された有色のアライメントマークを基準として、前記隔壁層により区画された画素形成領域に着色層が形成されているので、着色層の位置精度が向上する。
【００１６】
前記アライメントマークは、吐出ノズルからインクを吐出して、前記隔壁層により区画された親インク性のアライメント領域上にインク滴を形成してなることを特徴とする。
前記アライメントマークは、前記隔壁層とインク滴との間の付着張力により前記インク滴の広がりを抑制するとともに、該インク滴を前記アライメント領域のみに広げたことを特徴とする。
前記基板の一主面に、反射層が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
このカラーフィルタによれば、透明かつ撥インク性の隔壁層により、前記インク滴がアライメントマークの周辺部へ広がるのを抑制するので、アライメントマークのパターン形成の精度を向上させることが可能になる。
【００１８】
すなわち、上述したように、撥インク性の隔壁層の表面は撥インク性に優れるため、この撥インク性領域に付着したインク滴は、親インク性領域である画素形成領域に吸引される。したがって、インク滴が撥インク性領域を濡らして隣の画素形成領域に混入するおそれがなくなり、インク滴の位置精度よりも高い精度を要するアライメントマークを形成することが可能になる。
【００１９】
本発明の液晶装置は、対向する一対の基板間に液晶が挟持され、これらの基板のいずれか一方に本発明のカラーフィルタが形成されていることを特徴とする。
この液晶装置によれば、着色層の位置精度が向上したカラーフィルタを用いたので、液晶装置のコントラスト比及び視認性を高めることが可能になる。
【００２０】
また、本発明の電子機器は、本発明の液晶装置を備えていることを特徴とする。
この電子機器によれば、コントラスト比及び視認性に優れた液晶装置を表示部として備えているので、表示部の視認性を向上させることが可能になる。
【００２１】
【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。なお、図１〜図１１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、各層や各部材の縮尺は実際のものとは異なるように表している。
【００２２】
本発明の一実施形態であるカラーフィルタ及びその製造方法について、図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態のカラーフィルタを示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図１及び図２に示すように、本発明に係るカラーフィルタ１は、基板２と、この基板２の表面（一主面）２ａ全面に形成される反射層３と、この反射層３上に形成され親インク性のアライメント領域４ａ、親インク性領域４ｂ及び撥インク性領域４ｃに区分される隔壁層４と、アライメント領域４ａに形成される有色のアライメントマーク５と、親インク性領域４ｂに形成される複数の着色層６…と、隔壁層４、有色のアライメントマーク５及び複数の着色層６…全体を覆うオーバーコート層７とを備えている。
【００２３】
基板２は、光透過性材料、例えば、ガラス、透明なプラスチックフィルム等からなるもので、この基板２の表面２ａ上には反射層３が形成されている。
この反射層３は、Ａｌ系合金またはＡｇ系合金等の金属膜で、その厚さは任意であるが、好ましくは０．１〜０．５μｍの範囲のものである。
隔壁層４は、紫外線（ＵＶ）感光型樹脂等からなるもので、インクジェットヘッドから吐出されるインクに対して３０°以上の接触角度を有するものであることが好ましい。
【００２４】
アライメントマーク５は、インクジェット法により着色層６…を形成する際に、基板２の位置決めを行う際の基準となるもので、例えば、基板２の表面２ａの四隅及び両側のそれぞれの中央部に形成された有色の十字形のものである。
このアライメントマーク５は、例えば、顔料により着色されたアクリル系樹脂等からなるインク滴を、平面視十字形状の親インク性のアライメント領域４ａ上に滴下し乾燥させることにより形成されるもので、例えば、赤色の着色層６Ｒ…を形成する際に用いるインク滴を滴下・乾燥させることにより得られる。なお、緑色の着色層６Ｇ…、あるいは青色の着色層６Ｂ…形成用のインク滴を用いて形成してもよく、これ以外の色調のインク、例えば、マゼンタ等のインク滴を用いてもよい。
【００２５】
着色層６…は、例えば、顔料により着色されたアクリル系樹脂等からなるインク滴を、平面視矩形状の親インク性領域４ｂ上に滴下し乾燥させたもので、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色にそれぞれ対応した赤色の着色層６Ｒ…、緑色の着色層６Ｇ…、青色の着色層６Ｂ…を備えている。ここでは、各着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂが縦横に配置されている。
オーバーコート層７は、着色層６…を保護するとともにカラーフィルタ１の表面を平坦化するもので、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂により構成されている。
【００２６】
次に本実施形態のカラーフィルタの製造方法について、図３〜図９に基づき説明する。
まず、図３に示すように、基板２上に、例えば、スパッタ法、真空蒸着法等により反射層３を形成し、この反射層３上に、フッ素樹脂重合膜等からなる撥インク性の隔壁層１１を形成する。
この撥インク性の隔壁層１１は、表面粗さが好ましくは０．３μｍ以下となるように形成される。この平坦性を確保するために、場合によっては研磨等の平坦化処理を別途行っても良い。
【００２７】
さらに、必要に応じて撥インク性を向上させる処理を行うことがある。例えば、以下の様なプラズマ重合による手法が好適に用いられる。
まず、このプラズマ重合による撥インク処理について説明する。この処理では、撥インク処理のための原料液を用意する。原料液としては、Ｃ4Ｆ10、Ｃ8Ｆ16等の直鎖状ポリフルオロカーボン（ＰＦＣ）からなる液状の有機化合物が好適に用いられる。
【００２８】
このような原料液、例えば直鎖状ＰＦＣを用意したら、この直鎖状ＰＦＣの蒸気をプラズマ処理装置内に導入し、この蒸気をプラズマ化する。すると、この直鎖状ＰＦＣの蒸気はプラズマ化されたことにより、直鎖状ＰＦＣの結合が一部切断されて活性化する。このようにして、結合の一部が切断されて活性化したＰＦＣが反射膜３の表面に到達すると、このＰＦＣは反射膜３の表面上で互いに重合し、撥インク性を有するフッ素樹脂重合膜となる。
【００２９】
なお、撥インク処理の原料液としては、例えばデカトリエンを用いることもできる。この場合、プラズマ処理により活性化されたＣＦ4または酸素を添加することにより、得られる重合膜に撥インク性を付与することができ、これによって、撥インク性の重合膜を形成することができる。
【００３０】
また、撥インク処理の原料液としては、フルオロカーボンを用いることもできる。この場合、プラズマ処理により活性化されたＣＦ4を添加することにより、プラズマ化により原料液であるフルオロカーボン中のフッ素の一部が離脱したとしても、上述した活性化されたフッ素が得られる重合膜中に取り込まれるため、形成するフッ素樹脂重合膜の撥インク性を高めることができる。
【００３１】
次いで、図４に示すように、この撥インク性の隔壁層１１の上に、予め所望のパターニングがなされたマスク１２、すなわち、形成すべき親インク性のアライメント領域４ａ及び親インク性領域４ｂに対応する位置に開口１２ａが設けられたマスク１２を用いて、紫外線（ＵＶ）照射１３を行い、撥インク性の隔壁層１１の所望の位置に、親インク性のアライメント領域４ａ及び親インク性領域４ｂを形成する。
【００３２】
この撥インク性の隔壁層１１は、紫外線（ＵＶ）照射１３によりフッ素樹脂重合膜が分解されて反射膜３の表面から除去されることにより、照射部分を親インク性とすることができる。したがって、このような紫外線処理により、図５に示すように、紫外線を照射することにより感光した部分が除去されて親インク性のアライメント領域４ａ及び親インク性領域４ｂとなり、紫外線に感光しない部分が残存する撥インク性領域４ｃとなる。
【００３３】
以上により、このような紫外線照射１３を、予め所望のパターニングがなされたマスク１２を用いて行うことにより、撥インク性を有する隔壁層１１の所望の位置に、所望の親インク性のパターンを容易に形成することができる。したがって、親インク性のアライメント領域４ａ、親インク性領域４ｂ及び撥インク性領域４ｃに区分された隔壁層４を形成することができる。
【００３４】
次いで、図６に示すように、インクジェットヘッド１５に、例えば、赤色の顔料をアクリル樹脂と共に有機溶剤に溶解して調製した赤色のインクを充填し、インクジェットヘッド１５の吐出ノズル１６を親インク性のアライメント領域４ａに対向させ、吐出ノズル１６から赤色のインクを、１滴当たりの液量が制御されたインク滴１５Ｒとして吐出し、このインク滴１５Ｒを親インク性のアライメント領域４ａの所定の位置に付着させる。
【００３５】
なお、上記のインクジェットヘッド１５としては、ピエゾ素子方式、熱エネルギーを利用したサーマル方式等のものを用いることができる。また、これら以外の任意の方式のものを用いることもできる。この任意の方式は、５０ｐｌ以下の容量の液体を±３０μｍ以内の着弾位置制度で吐出することができるという条件を満たすものであればよい。
【００３６】
次いで、この基板２を乾燥炉に搬入し、例えば、６０℃で３分間乾燥させて有機溶剤を揮発させる。乾燥温度は有機溶剤を揮発させるのに十分な温度であればよく、例えば４０〜２００℃の範囲が好ましい。また、乾燥時間は1分程度、あるいはそれ以上行えばよい。このようにして、所定の形状の赤色のアライメントマークが形成される。
以上により、表面に赤色のアライメントマーク５が形成された隔壁層４付基板２を作製することができる。
【００３７】
次いで、この基板２上に着色層６を形成する。
まず、図７に示すように、基板２上のアライメントマーク５を用いて該基板２の位置決めを行い、その後、例えば、赤色のインクが充填されたインクジェットヘッド１５を基板２に対して相対移動させながら、吐出ノズル１６から赤色のインクを、１滴当たりの液量が制御されたインク滴１５Ｒとして吐出し、このインク滴１５Ｒを所望の位置の親インク性領域４ｂに付着させる。
【００３８】
次いで、この基板２を乾燥炉に搬入し、例えば、６０℃で３分間乾燥させて有機溶剤を揮発させる。乾燥温度及び時間は、用いられるインクに含まれる有機溶剤を揮発させるのに十分な温度であればよく、例えば、赤色のインクの場合は、上述した赤色のアライメントマーク５と同様の乾燥温度及び時間が適用される。このようにして、所定の形状の赤色の着色層５Ｒが形成される。
【００３９】
次いで、図８に示すように、別のインクジェットヘッドに緑色の顔料をアクリル樹脂と共に有機溶剤に溶解して調製した緑色のインクを充填し、赤色のインクの場合と同様にして、この別のインクジェットヘッドの吐出ノズルを着色層５Ｒが形成されていない親インク性領域４ｂのうち所望の親インク性領域４ｂに対向させ、インクジェットヘッドを基板２に対して相対移動させながら、吐出ノズルから緑色のインクを、１滴当たりの液量が制御されたインク滴として吐出し、このインク滴を親インク性領域４ｂの所定の位置に付着させる。
【００４０】
次いで、この基板２を乾燥炉に搬入し、例えば、６０℃で３分間乾燥させて有機溶剤を揮発させる。乾燥温度及び時間は、上述した赤色のインクと同様、用いられる緑色のインクに含まれる有機溶剤を揮発させるのに十分な温度であればよい。このようにして、所定の形状の赤色の着色層５Ｒが形成される。
青色の着色層５Ｂも同様の方法により形成することができる。
最後に、図９に示すように、アクリル樹脂等からなるオーバーコート層７を、着色層６、隔壁層４及びアライメントマーク５の全体を覆うように形成し、図１及び図２に示すカラーフィルタ１を得る。
【００４１】
撥インク性の隔壁層１１を構成する具体的な材料としては、上述した撥インク性を有するフッ素樹脂の他、例えば、（ｉ）有機化合物からなるバインダー、多官能性単量体、光重合開始剤等を含有する、放射線の照射により硬化する感放射線性樹脂組成物、あるいは（ｉｉ） 有機化合物からなるバインダー、放射線の照射により酸を発生する化合物、放射線の照射により発生した酸の作用により架橋しうる架橋性化合物等を含有する、放射線の照射により硬化する感放射線性樹脂組成物等を例示することができる。
【００４２】
具体的には、（ａ）ヘキサフルオロプロピレンと不飽和カルボン酸（無水物）と他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体との共重合体、（ｂ）放射線の照射により酸を発生する化合物、（ｃ）放射線の照射により発生した酸の作用により架橋しうる架橋性化合物、（ｄ）前記（ａ）成分以外の含ふっ素有機化合物を含有するものが好ましい。
【００４３】
また、インクとしては、顔料、バインダー樹脂及び高沸点溶媒（有機溶剤）を必須成分とし、場合により多官能性単量体、光重合開始剤あるいは他の添加剤をさらに含有するものが好ましい。
顔料としては、色調が特に限定されるものではなく、得られるカラーフィルタの用途に応じて適宜選定され、顔料、染料あるいは天然色素の何れでもよいが、特に有機顔料または無機顔料が用いられる。
【００４４】
有機顔料としては、例えば、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．；The Society of Dyers and Colourists社発行）においてピグメント（Pigment）に分類されている化合物が好適に用いられる。具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、３、１２等、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１、５、１３等、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３等、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、１５：３、１５：４等が好適である。これらの有機顔料は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００４５】
また、無機顔料としては、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄(III)）、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等を挙げることができる。
【００４６】
また、バインダーとしては、カルボキシル基を含有するポリマーであって、特に、１個以上のカルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体（以下、単に「カルボキシル基含有不飽和単量体」という。）と他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体（以下、「他の不飽和単量体（ｂ１）」という。）との共重合体（以下、「カルボキシル基含有共重合体（Ｂ１）」という。）が好ましい。
【００４７】
前記カルボキシル基含有不飽和単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等を挙げることができる。
さらに、他の不飽和単量体（ｂ１）としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、メトキシスチレン、ビニルベンジルメチルエーテル等の芳香族ビニル化合物、あるいはメチルアクリレート、メチルメタクリレート等の不飽和カルボン酸エステル類等を挙げることができる。
【００４８】
また、カルボキシル基含有共重合体（Ｂ１）としては、アクリル酸および／またはメタクリル酸とスチレン、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、ポリスチレンマクロモノマーおよびポリメチルメタクリレートマクロモノマーの群から選ばれる少なくとも１種との共重合体が好ましい。
【００４９】
またインクの有機溶剤としては、１気圧における沸点が２５０℃以上の溶媒（以下、高沸点溶媒という）が好適である。
高沸点溶媒としては、例えば、Ｒ1−Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）2−Ｒ2（但し、Ｒ1およびＲ2は相互に独立に炭素数４〜１０のアルキル基を示す。）で表されるジエチレングリコールジアルキルエーテル系溶媒、またはＲ3−Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）3−Ｒ4（但し、Ｒ3およびＲ4は相互に独立に炭素数１〜１０のアルキル基を示す。）で表されるトリエチレングリコールジアルキルエーテル系溶媒を挙げることができる。
【００５０】
また、Ｒ5−Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）i−Ｒ6（但し、Ｒ5およびＲ6は相互に独立に炭素数１〜１０のアルキル基を示し、ｉは４〜３０の整数である。）で表されるポリエチレングリコールジアルキルエーテル系溶媒、またはＲ7−ＯＣＨ（ＣＨ3）ＣＨ2Ｏ）−Ｒ8（但し、Ｒ7およびＲ8は相互に独立に炭素数４〜１０のアル
キル基を示す。）で表されるプロピレングリコールジアルキルエーテル系溶媒、あるいは、グリセリントリアセテート、マレイン酸ジ−ｎ−ブチル、フマル酸ジ−ｎ−ブチル、安息香酸ｎ−ブチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジ−ｎ−プロピル、フタル酸ジ−ｉ−プロピル、フタル酸ジ−ｎ−ブチル、サリチル酸ｉ−アミル等のエステル系溶媒等を挙げることができる。
【００５１】
また本発明においては、沸点が２５０℃未満の有機溶剤（以下、低沸点溶媒という）を高沸点溶媒と併用することもできる。低沸点溶媒としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル類、またはエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類を挙げることができる。
【００５２】
また、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールジメチルエーテル等の他のエーテル類、１−オクタノール等のアルコール類を挙げることができる。
【００５３】
また、メチルエチルケトン等のケトン類、カプロン酸等のカルボン酸類、２−ヒドロキシプロピオン酸メチルの乳酸アルキルエステル類；２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル等の他のエステル類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類等を挙げることができる。
低沸点溶媒の使用割合は、高沸点溶媒と低沸点溶媒との合計に対して、通常、２０重量％以下、好ましくは５重量％以下である。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態のカラーフィルタ１によれば、隔壁層４の表面４ａの四隅各々及び両側の中心部に、基板２の位置決め用の有色のアライメントマーク５を形成したので、着色層６を形成する際に、このアライメントマーク５を基準として基板２の位置決めを容易に行うことができ、しかも高精度である。したがって、着色層６の位置精度を向上させることができる。
【００５５】
また、本実施形態のカラーフィルタの製造方法によれば、隔壁層４を露光処理し、マスク１２のアライメントパターンに対応する部分を新インク性のアライメント領域４ａとし、吐出ノズル１６からインクを吐出してアライメント領域４ａ上に有色のアライメントマーク５を形成するので、アライメント領域４ａ上のみにインク滴１５Ｒを形成することで，インク滴１５Ｒのアライメント領域４ａの周辺部への広がりを抑制することができ、隔壁層４に有色のアライメントマーク５を精度良く形成することができる。
【００５６】
なお、本発明に係るカラーフィルタは、本実施形態に示したものに限らず、本発明の要旨を変更しない範囲であればどのような形態のものでも良い。
例えば、本実施形態のカラーフィルタ１は、着色層６…がいわゆる格子状に配置されたものであるが、この配置に限定されず、例えば、モザイク配置のものや、デルタ配置のものであってもよい。
また、本実施形態のカラーフィルタ１では、１個取りを例に採り説明したが、多数個取りであっても同様に適用可能である。また、１個取りの場合、アライメントマーク５をそのまま残して最終製品としてもよく、また、アライメントマーク５の部分を切り落とす等してアライメントマーク５のないものを最終製品としてもよい。
【００５７】
図１０は、本実施形態で説明したカラーフィルタ１を備えた反射型液晶装置の概略構成を示す断面図であり、この液晶装置１００に、液晶駆動用ＩＣ、支持体などの付帯要素を装着することによって、最終製品としての反射型液晶表示装置が構成される。
【００５８】
この液晶装置１００は、カラーフィルタ１を下側（反射面側）に配置したもので、このカラーフィルタ１と、ガラス基板や透明プラスチック基板等の透明な基板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１と基板１０１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１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１のオーバーコート層７の下には、複数の電極１０６がストライプ状に形成され、さらにその下に配向膜１０９が形成されている。
【００５９】
同様に、基板１０１のカラーフィルタ１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がストライプ状に形成され、その上に配向膜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１の着色層６…が配置されている。また、基板１０１とカラーフィルタ１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。
なお、電極１０５、１０６はインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）等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。
【００６０】
この液晶装置１００によれば、基板２上に本実施形態のカラーフィルタ１を備えたので、着色層の周囲にバンク部を形成した従来のものと比べてカラーフィルタ１の光透過率が高く、コントラスト比も高い液晶装置１００とすることができる。
なお、ここでは、本実施形態で説明したカラーフィルタ１を反射型液晶装置に適用した一例について説明したが、このカラーフィルタ１は、反射型液晶装置に限らず、透過型液晶装置または半透過型液晶装置にも適用することができる。
この透過型液晶装置または半透過型液晶装置の場合、基板に光透過部を設けることと、光源としてバックライト等の付帯的な構成要素を加える必要がある。
【００６１】
図１１は本実施形態の液晶装置１００を用いた電子機器の様々な例を示す斜視図である。
図１１（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１１（ａ）において、符号６００は携帯電話であり、符号６０１は携帯電話６００の液晶表示部を示している。この液晶表示部６０１は前記の液晶装置１００を用いている。
図１１（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す斜視図である。図１１（ｂ）において、符号７００は情報処理装置であり、符号７０１は情報処理装置本体、符号７０２は情報処理装置本体７０１の上面に設けられたキーボードなどの入力部、符号７０３は前記の液晶装置１００を用いた液晶表示部を示している。
【００６２】
図１１（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示す斜視図である。図１１（ｃ）において、符号８００は時計本体であり、符号８０１は時計本体８００の上面に設けられ前記の液晶装置１００を用いた液晶表示部を示している。
図１１（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、前記の液晶装置１００を用いた液晶表示部を備えたものであるから、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。
【００６３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明のカラーフィルタの製造方法によれば、基板の一主面に着色層を区画する隔壁層を形成する隔壁層形成工程と、アライメントパターンを有するマスクを用いて前記隔壁層を露光処理し、前記アライメントパターンに対応する部分を親インク性のアライメント領域としかつその周囲を前記隔壁層により撥インク性領域とするように区分する露光処理工程と、吐出ノズルからインクを吐出して前記アライメント領域上にインク滴を形成し有色のアライメントマークとするアライメントマーク形成工程と、前記アライメントマークを用いて前記基板の位置決めを行い、前記吐出ノズルからインクを吐出して前記基板上に前記複数の着色層を形成するカラーフィルタ形成工程とを備えたので、前記アライメント領域上のみにインク滴を形成することでインク滴の広がりを抑制することができる。したがって、隔壁層に有色のアライメントパターンを精度良く形成することができる。
【００６４】
また、基板の位置決めを行う際に、有色のアライメントマークを位置決めの際の基準とし、その後、複数の着色層を形成するので、吐出ノズルの位置精度を高めることができ、得られる着色層の位置精度を高めることができる
【００６５】
本発明のカラーフィルタによれば、基板の一主面に、インクからなるアライメントマークを備えた隔壁層が形成され、この隔壁層により区画された画素形成領域に着色層が形成されているので、前記アライメントマークを基準として基板の位置決めを行うことにより、前記隔壁層により区画された画素形成領域に形成される着色層の位置精度を向上させることができる。
【００６６】
本発明の液晶装置によれば、対向する一対の基板間に液晶が挟持され、これらの基板のいずれか一方に本発明のカラーフィルタが形成されているので、着色層の位置精度が向上したカラーフィルタを用いることにより、液晶装置のコントラスト比及び視認性を高めることができる。
【００６７】
本発明の電子機器によれば、本発明の液晶装置を備えているので、コントラスト比及び視認性に優れた液晶装置を表示部として備えたことにより、表示部の視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態のカラーフィルタを示す平面図である。
【図２】 図１のＡ-Ａ線に沿う断面図である。
【図３】 本発明の一実施形態のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図４】 本発明の一実施形態のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図５】 本発明の一実施形態のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図６】 本発明の一実施形態のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図７】 本発明の一実施形態のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図８】 本発明の一実施形態のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図９】 本発明の一実施形態のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図１０】 本発明の一実施形態のカラーフィルタを備えた反射型液晶装置を示す断面図である。
【図１１】 本発明の一実施形態のカラーフィルタを備えた液晶装置を表示部に適用した電子機器を示す斜視図である。
【図１２】 従来のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図１３】 従来のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図１４】 従来のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図１５】 従来のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図１６】 従来のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【符号の説明】
１ カラーフィルタ
２ 基板
３ 反射層
４ 隔壁層
５ アライメントマーク
６ 着色層
７ オーバーコート層
１５ インクジェットヘッド
１５Ｒ インク滴
１６ 吐出ノズル
１５Ｒ インク滴
２０ インクジェットヘッド
２１ 吐出ノズル
１００ 液晶装置
６００、７００、８００ 電子機器
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルタの製造方法とカラーフィルタ及び液晶装置並びに電子機器に関するものであり、特に、インクジェット法で有色のアライメントマークを作製することで、アライメントマークを作製する際のパターン形成精度を向上させることが可能な技術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は、情報を表示する手段として、小型化、薄厚化、省エネルギー等に優れている液晶表示装置が広く使用されている。最近では、これらの電子機器の表示部のカラー化に伴い、一方の基板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、プラスチック等により構成された透明基板の表面に、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の着色層をストライプ配列、デルタ配列もしくはモザイク配列等の各種配列方式を用いて配列したもので、このカラーフィルタの製造方法としては、着色層の材料や製造プロセスによりいくつかの方法に分類されるが、最近ではインクジェット法により着色層用のインクをノズルから吐出させることにより、基板上に多数の着色層を形成するインクジェット方式が提案されている。
【０００３】
ここで、従来のインクジェット方式によるカラーフィルタの製造方法を図１２〜図１６に基づき説明する。
まず、図１２に示すように、基板１０００上に、Ａｌ系合金またはＡｇ系合金等の金属からなる反射層１００１及びアライメントマーク１００２を形成し、これら基板１０００、反射層１００１及びアライメントマーク１００２全体を覆うレジスト層１００３を形成する。なお、反射層１００１及びアライメントマーク１００２は、Ａｌ系合金またはＡｇ系合金等の金属薄膜を同時にパターニングすることで得られ、より具体的には、例えば、スパッタ法、真空蒸着法等によるＡｌ系合金またはＡｇ系合金等の金属薄膜の形成、レジスト層塗布、露光処理、エッチング処理、レジスト層剥離の各工程を経て作製される。
【０００４】
次に図１３に示すように、レジスト層１００３に対して露光処理及びエッチング処理を施すことにより、このレジスト層１００３の一部を除去して凹部１００４…を形成する。この凹部１００４…は、反射層１００１と、レジスト層１００３の残存部であるバンク部１００５とにより区画されている。
次に、図１４に示すように、アライメントマーク１００２を基準として、インクを吐出させるための基板１０００の位置決めを行い、その後、インクジェットヘッド（図示せず）から所定の位置の凹部１００４…に着色層を形成するための材料であるインクを吐出させるとともにこのインクを乾燥させて、所定の位置の凹部１００４…内に、例えば、Ｒ（赤）の着色層１００６…を形成する。
【０００５】
次に図１５に示すように、Ｒ（赤）の着色層１００６…と同様にして、Ｇ（緑）の着色層１００７…及びＢ（青）の着色層１００８…を他の凹部１００４…に順次形成する。なお、これら各着色層１００６…、１００７…、１００８…は、バンク部１００５により隣接する他の着色層と区分されているので、着色層同士が混じり合って混色することはない。
最後に図１６に示すように、これら各着色層１００６…、１００７…、１００８…、及びアライメントマーク１００２を含む基板１０００上に、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等からなるオーバーコート層１００９を形成することにより、所定の特性を有するカラーフィルタが得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のカラーフィルタの製造方法では、アライメントマーク１００２及びバンク部１００５を形成するために、露光処理並びにエッチング処理を少なくとも２回ずつ行う必要があり、製造工程が煩雑になりやすいという問題があった。
このカラーフィルタにおいては、アライメントマークは隔壁層がパターニングされる前に別途形成する必要がある。
このアライメントマークを形成するためには、アライメントマークのみを、Ａｌ系合金またはＡｇ系合金等の金属にて形成された金属薄膜をパターニングする必要があり、そのためには、レジスト層塗布、露光処理、エッチング処理、レジスト層剥離等の工程が必要であるから、アライメントマークを形成するためだけの工程が増加し、製造コストを高める要因になっている。
また、このアライメントマークは、障壁層のパターニングと別に形成されるものであるから、その位置の精度は、障壁層に対してある程度の誤差が生じるのは避けられず、したがって、インクを吐出する際のアライメントマークパターン形成精度をこれ以上高めることは困難であった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、簡単な工程で作製することができ、しかもアライメントマークの基板に対する位置精度が高く、その結果、インクを吐出する際のアライメントマークパターン形成精度を高めることが可能なカラーフィルタの製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、着色層の位置精度が高く、その結果、高輝度で視認性が高いカラーフィルタを比較的簡単な工程にて、しかも安価にて提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
すなわち、本発明のカラーフィルタの製造方法は、基板上に複数の着色層を備えてなるカラーフィルタの製造方法であって、基板の一主面に前記着色層を区画する隔壁層を形成する隔壁層形成工程と、アライメントパターンを有するマスクを用いて前記隔壁層を露光処理し、親インク性のアライメント領域と撥インク性領域とに区分する露光処理工程と、前記アライメント領域に吐出ノズルから所定量のインク滴を吐出し有色のアライメントマークを形成するアライメントマーク形成工程と、前記アライメントマークを用いて前記基板の位置決めを行い、前記吐出ノズルからインクを吐出して前記基板上に前記複数の着色層を形成するカラーフィルタ形成工程と、を備えてなることを特徴とする。
【０００９】
このカラーフィルタの製造方法によれば、隔壁層を形成した後に、アライメントパターンを有するマスクを用いて前記隔壁層を露光処理し、前記アライメントパターンに対応する部分を親インク性のアライメント領域としかつその周囲を撥インク性領域とし、次いで、吐出ノズルからインクを吐出して前記アライメント領域上にインク滴を形成し有色のアライメントマークとするので、前記アライメント領域上のみにインク滴を形成することでインク滴の広がりを抑制することができ、隔壁層に有色のアライメントパターンを精度良く形成することができる。
【００１０】
また、基板の位置決めを行う際に、有色のアライメントマークを位置決めの際の基準とし、その後、複数の着色層を形成するので、吐出ノズルの位置精度が高まり、得られる着色層の位置精度が高まる。
【００１１】
本発明のカラーフィルタの製造方法は、前記隔壁層と前記インク滴との間の付着張力により前記アライメント領域外部への前記インク滴の広がりを抑制することを特徴とする。
前記隔壁層において、前記複数の着色層各々に対応する領域を親インク性領域、当該領域を除く領域を撥インク性領域としたことを特徴とする。
【００１２】
この撥インク性領域の表面は撥インク性に優れるため、この撥インク性領域に付着したインク滴は、親インク性領域である画素形成領域に吸引される。したがって、インク滴が撥インク性領域を濡らして隣の画素形成領域に混入するおそれがない。これにより、インク滴の位置精度よりも高い精度を要するアライメントマークを形成することが可能である。
【００１３】
また、前記吐出ノズルから所定の色のインクを吐出して前記アライメントマークを形成した後に、該アライメントマークを用いて前記基板の位置決めを行い、次いで、複数種のインクより選択した少なくとも１種のインクを前記吐出ノズルから吐出して当該色の着色層を形成する操作を繰り返し行うことを特徴とする。
【００１４】
また、前記基板の一主面に、反射層を形成することを特徴とする。
このカラーフィルタの製造方法によれば、前記基板の一主面に反射層を形成することで、インク滴の形状及びインク滴同士の間隔が均一になり、着色層のコントラスト比及び視認性が向上する。その結果、高精度のカラーフィルタの製造が可能になる。
【００１５】
次に、本発明のカラーフィルタは、基板の一主面に、インクからなるアライメントマークを備えた隔壁層が形成され、この隔壁層により区画された画素形成領域に着色層が形成されていることを特徴とする。
このカラーフィルタによれば、基板の一主面に形成された有色のアライメントマークを基準として、前記隔壁層により区画された画素形成領域に着色層が形成されているので、着色層の位置精度が向上する。
【００１６】
前記アライメントマークは、吐出ノズルからインクを吐出して、前記隔壁層により区画された親インク性のアライメント領域上にインク滴を形成してなることを特徴とする。
前記アライメントマークは、前記隔壁層とインク滴との間の付着張力により前記インク滴の広がりを抑制するとともに、該インク滴を前記アライメント領域のみに広げたことを特徴とする。
前記基板の一主面に、反射層が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
このカラーフィルタによれば、透明かつ撥インク性の隔壁層により、前記インク滴がアライメントマークの周辺部へ広がるのを抑制するので、アライメントマークのパターン形成の精度を向上させることが可能になる。
【００１８】
すなわち、上述したように、撥インク性の隔壁層の表面は撥インク性に優れるため、この撥インク性領域に付着したインク滴は、親インク性領域である画素形成領域に吸引される。したがって、インク滴が撥インク性領域を濡らして隣の画素形成領域に混入するおそれがなくなり、インク滴の位置精度よりも高い精度を要するアライメントマークを形成することが可能になる。
【００１９】
本発明の液晶装置は、対向する一対の基板間に液晶が挟持され、これらの基板のいずれか一方に本発明のカラーフィルタが形成されていることを特徴とする。
この液晶装置によれば、着色層の位置精度が向上したカラーフィルタを用いたので、液晶装置のコントラスト比及び視認性を高めることが可能になる。
【００２０】
また、本発明の電子機器は、本発明の液晶装置を備えていることを特徴とする。
この電子機器によれば、コントラスト比及び視認性に優れた液晶装置を表示部として備えているので、表示部の視認性を向上させることが可能になる。
【００２１】
【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。なお、図１〜図１１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、各層や各部材の縮尺は実際のものとは異なるように表している。
【００２２】
本発明の一実施形態であるカラーフィルタ及びその製造方法について、図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態のカラーフィルタを示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図１及び図２に示すように、本発明に係るカラーフィルタ１は、基板２と、この基板２の表面（一主面）２ａ全面に形成される反射層３と、この反射層３上に形成され親インク性のアライメント領域４ａ、親インク性領域４ｂ及び撥インク性領域４ｃに区分される隔壁層４と、アライメント領域４ａに形成される有色のアライメントマーク５と、親インク性領域４ｂに形成される複数の着色層６…と、隔壁層４、有色のアライメントマーク５及び複数の着色層６…全体を覆うオーバーコート層７とを備えている。
【００２３】
基板２は、光透過性材料、例えば、ガラス、透明なプラスチックフィルム等からなるもので、この基板２の表面２ａ上には反射層３が形成されている。
この反射層３は、Ａｌ系合金またはＡｇ系合金等の金属膜で、その厚さは任意であるが、好ましくは０．１〜０．５μｍの範囲のものである。
隔壁層４は、紫外線（ＵＶ）感光型樹脂等からなるもので、インクジェットヘッドから吐出されるインクに対して３０°以上の接触角度を有するものであることが好ましい。
【００２４】
アライメントマーク５は、インクジェット法により着色層６…を形成する際に、基板２の位置決めを行う際の基準となるもので、例えば、基板２の表面２ａの四隅及び両側のそれぞれの中央部に形成された有色の十字形のものである。
このアライメントマーク５は、例えば、顔料により着色されたアクリル系樹脂等からなるインク滴を、平面視十字形状の親インク性のアライメント領域４ａ上に滴下し乾燥させることにより形成されるもので、例えば、赤色の着色層６Ｒ…を形成する際に用いるインク滴を滴下・乾燥させることにより得られる。なお、緑色の着色層６Ｇ…、あるいは青色の着色層６Ｂ…形成用のインク滴を用いて形成してもよく、これ以外の色調のインク、例えば、マゼンタ等のインク滴を用いてもよい。
【００２５】
着色層６…は、例えば、顔料により着色されたアクリル系樹脂等からなるインク滴を、平面視矩形状の親インク性領域４ｂ上に滴下し乾燥させたもので、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色にそれぞれ対応した赤色の着色層６Ｒ…、緑色の着色層６Ｇ…、青色の着色層６Ｂ…を備えている。ここでは、各着色層６Ｒ、６Ｇ、６Ｂが縦横に配置されている。
オーバーコート層７は、着色層６…を保護するとともにカラーフィルタ１の表面を平坦化するもので、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂により構成されている。
【００２６】
次に本実施形態のカラーフィルタの製造方法について、図３〜図９に基づき説明する。
まず、図３に示すように、基板２上に、例えば、スパッタ法、真空蒸着法等により反射層３を形成し、この反射層３上に、フッ素樹脂重合膜等からなる撥インク性の隔壁層１１を形成する。
この撥インク性の隔壁層１１は、表面粗さが好ましくは０．３μｍ以下となるように形成される。この平坦性を確保するために、場合によっては研磨等の平坦化処理を別途行っても良い。
【００２７】
さらに、必要に応じて撥インク性を向上させる処理を行うことがある。例えば、以下の様なプラズマ重合による手法が好適に用いられる。
まず、このプラズマ重合による撥インク処理について説明する。この処理では、撥インク処理のための原料液を用意する。原料液としては、Ｃ4Ｆ10、Ｃ8Ｆ16等の直鎖状ポリフルオロカーボン（ＰＦＣ）からなる液状の有機化合物が好適に用いられる。
【００２８】
このような原料液、例えば直鎖状ＰＦＣを用意したら、この直鎖状ＰＦＣの蒸気をプラズマ処理装置内に導入し、この蒸気をプラズマ化する。すると、この直鎖状ＰＦＣの蒸気はプラズマ化されたことにより、直鎖状ＰＦＣの結合が一部切断されて活性化する。このようにして、結合の一部が切断されて活性化したＰＦＣが反射膜３の表面に到達すると、このＰＦＣは反射膜３の表面上で互いに重合し、撥インク性を有するフッ素樹脂重合膜となる。
【００２９】
なお、撥インク処理の原料液としては、例えばデカトリエンを用いることもできる。この場合、プラズマ処理により活性化されたＣＦ4または酸素を添加することにより、得られる重合膜に撥インク性を付与することができ、これによって、撥インク性の重合膜を形成することができる。
【００３０】
また、撥インク処理の原料液としては、フルオロカーボンを用いることもできる。この場合、プラズマ処理により活性化されたＣＦ4を添加することにより、プラズマ化により原料液であるフルオロカーボン中のフッ素の一部が離脱したとしても、上述した活性化されたフッ素が得られる重合膜中に取り込まれるため、形成するフッ素樹脂重合膜の撥インク性を高めることができる。
【００３１】
次いで、図４に示すように、この撥インク性の隔壁層１１の上に、予め所望のパターニングがなされたマスク１２、すなわち、形成すべき親インク性のアライメント領域４ａ及び親インク性領域４ｂに対応する位置に開口１２ａが設けられたマスク１２を用いて、紫外線（ＵＶ）照射１３を行い、撥インク性の隔壁層１１の所望の位置に、親インク性のアライメント領域４ａ及び親インク性領域４ｂを形成する。
【００３２】
この撥インク性の隔壁層１１は、紫外線（ＵＶ）照射１３によりフッ素樹脂重合膜が分解されて反射膜３の表面から除去されることにより、照射部分を親インク性とすることができる。したがって、このような紫外線処理により、図５に示すように、紫外線を照射することにより感光した部分が除去されて親インク性のアライメント領域４ａ及び親インク性領域４ｂとなり、紫外線に感光しない部分が残存する撥インク性領域４ｃとなる。
【００３３】
以上により、このような紫外線照射１３を、予め所望のパターニングがなされたマスク１２を用いて行うことにより、撥インク性を有する隔壁層１１の所望の位置に、所望の親インク性のパターンを容易に形成することができる。したがって、親インク性のアライメント領域４ａ、親インク性領域４ｂ及び撥インク性領域４ｃに区分された隔壁層４を形成することができる。
【００３４】
次いで、図６に示すように、インクジェットヘッド１５に、例えば、赤色の顔料をアクリル樹脂と共に有機溶剤に溶解して調製した赤色のインクを充填し、インクジェットヘッド１５の吐出ノズル１６を親インク性のアライメント領域４ａに対向させ、吐出ノズル１６から赤色のインクを、１滴当たりの液量が制御されたインク滴１５Ｒとして吐出し、このインク滴１５Ｒを親インク性のアライメント領域４ａの所定の位置に付着させる。
【００３５】
なお、上記のインクジェットヘッド１５としては、ピエゾ素子方式、熱エネルギーを利用したサーマル方式等のものを用いることができる。また、これら以外の任意の方式のものを用いることもできる。この任意の方式は、５０ｐｌ以下の容量の液体を±３０μｍ以内の着弾位置制度で吐出することができるという条件を満たすものであればよい。
【００３６】
次いで、この基板２を乾燥炉に搬入し、例えば、６０℃で３分間乾燥させて有機溶剤を揮発させる。乾燥温度は有機溶剤を揮発させるのに十分な温度であればよく、例えば４０〜２００℃の範囲が好ましい。また、乾燥時間は1分程度、あるいはそれ以上行えばよい。このようにして、所定の形状の赤色のアライメントマークが形成される。
以上により、表面に赤色のアライメントマーク５が形成された隔壁層４付基板２を作製することができる。
【００３７】
次いで、この基板２上に着色層６を形成する。
まず、図７に示すように、基板２上のアライメントマーク５を用いて該基板２の位置決めを行い、その後、例えば、赤色のインクが充填されたインクジェットヘッド１５を基板２に対して相対移動させながら、吐出ノズル１６から赤色のインクを、１滴当たりの液量が制御されたインク滴１５Ｒとして吐出し、このインク滴１５Ｒを所望の位置の親インク性領域４ｂに付着させる。
【００３８】
次いで、この基板２を乾燥炉に搬入し、例えば、６０℃で３分間乾燥させて有機溶剤を揮発させる。乾燥温度及び時間は、用いられるインクに含まれる有機溶剤を揮発させるのに十分な温度であればよく、例えば、赤色のインクの場合は、上述した赤色のアライメントマーク５と同様の乾燥温度及び時間が適用される。このようにして、所定の形状の赤色の着色層５Ｒが形成される。
【００３９】
次いで、図８に示すように、別のインクジェットヘッドに緑色の顔料をアクリル樹脂と共に有機溶剤に溶解して調製した緑色のインクを充填し、赤色のインクの場合と同様にして、この別のインクジェットヘッドの吐出ノズルを着色層５Ｒが形成されていない親インク性領域４ｂのうち所望の親インク性領域４ｂに対向させ、インクジェットヘッドを基板２に対して相対移動させながら、吐出ノズルから緑色のインクを、１滴当たりの液量が制御されたインク滴として吐出し、このインク滴を親インク性領域４ｂの所定の位置に付着させる。
【００４０】
次いで、この基板２を乾燥炉に搬入し、例えば、６０℃で３分間乾燥させて有機溶剤を揮発させる。乾燥温度及び時間は、上述した赤色のインクと同様、用いられる緑色のインクに含まれる有機溶剤を揮発させるのに十分な温度であればよい。このようにして、所定の形状の赤色の着色層５Ｒが形成される。
青色の着色層５Ｂも同様の方法により形成することができる。
最後に、図９に示すように、アクリル樹脂等からなるオーバーコート層７を、着色層６、隔壁層４及びアライメントマーク５の全体を覆うように形成し、図１及び図２に示すカラーフィルタ１を得る。
【００４１】
撥インク性の隔壁層１１を構成する具体的な材料としては、上述した撥インク性を有するフッ素樹脂の他、例えば、（ｉ）有機化合物からなるバインダー、多官能性単量体、光重合開始剤等を含有する、放射線の照射により硬化する感放射線性樹脂組成物、あるいは（ｉｉ） 有機化合物からなるバインダー、放射線の照射により酸を発生する化合物、放射線の照射により発生した酸の作用により架橋しうる架橋性化合物等を含有する、放射線の照射により硬化する感放射線性樹脂組成物等を例示することができる。
【００４２】
具体的には、（ａ）ヘキサフルオロプロピレンと不飽和カルボン酸（無水物）と他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体との共重合体、（ｂ）放射線の照射により酸を発生する化合物、（ｃ）放射線の照射により発生した酸の作用により架橋しうる架橋性化合物、（ｄ）前記（ａ）成分以外の含ふっ素有機化合物を含有するものが好ましい。
【００４３】
また、インクとしては、顔料、バインダー樹脂及び高沸点溶媒（有機溶剤）を必須成分とし、場合により多官能性単量体、光重合開始剤あるいは他の添加剤をさらに含有するものが好ましい。
顔料としては、色調が特に限定されるものではなく、得られるカラーフィルタの用途に応じて適宜選定され、顔料、染料あるいは天然色素の何れでもよいが、特に有機顔料または無機顔料が用いられる。
【００４４】
有機顔料としては、例えば、カラーインデックス（Ｃ．Ｉ．；The Society of Dyers and Colourists社発行）においてピグメント（Pigment）に分類されている化合物が好適に用いられる。具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１、３、１２等、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１、５、１３等、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１、２、３等、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、１５：３、１５：４等が好適である。これらの有機顔料は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００４５】
また、無機顔料としては、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄(III)）、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等を挙げることができる。
【００４６】
また、バインダーとしては、カルボキシル基を含有するポリマーであって、特に、１個以上のカルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体（以下、単に「カルボキシル基含有不飽和単量体」という。）と他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体（以下、「他の不飽和単量体（ｂ１）」という。）との共重合体（以下、「カルボキシル基含有共重合体（Ｂ１）」という。）が好ましい。
【００４７】
前記カルボキシル基含有不飽和単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等を挙げることができる。
さらに、他の不飽和単量体（ｂ１）としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、メトキシスチレン、ビニルベンジルメチルエーテル等の芳香族ビニル化合物、あるいはメチルアクリレート、メチルメタクリレート等の不飽和カルボン酸エステル類等を挙げることができる。
【００４８】
また、カルボキシル基含有共重合体（Ｂ１）としては、アクリル酸および／またはメタクリル酸とスチレン、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、ポリスチレンマクロモノマーおよびポリメチルメタクリレートマクロモノマーの群から選ばれる少なくとも１種との共重合体が好ましい。
【００４９】
またインクの有機溶剤としては、１気圧における沸点が２５０℃以上の溶媒（以下、高沸点溶媒という）が好適である。
高沸点溶媒としては、例えば、Ｒ1−Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）2−Ｒ2（但し、Ｒ1およびＲ2は相互に独立に炭素数４〜１０のアルキル基を示す。）で表されるジエチレングリコールジアルキルエーテル系溶媒、またはＲ3−Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）3−Ｒ4（但し、Ｒ3およびＲ4は相互に独立に炭素数１〜１０のアルキル基を示す。）で表されるトリエチレングリコールジアルキルエーテル系溶媒を挙げることができる。
【００５０】
また、Ｒ5−Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）i−Ｒ6（但し、Ｒ5およびＲ6は相互に独立に炭素数１〜１０のアルキル基を示し、ｉは４〜３０の整数である。）で表されるポリエチレングリコールジアルキルエーテル系溶媒、またはＲ7−ＯＣＨ（ＣＨ3）ＣＨ2Ｏ）−Ｒ8（但し、Ｒ7およびＲ8は相互に独立に炭素数４〜１０のアル
キル基を示す。）で表されるプロピレングリコールジアルキルエーテル系溶媒、あるいは、グリセリントリアセテート、マレイン酸ジ−ｎ−ブチル、フマル酸ジ−ｎ−ブチル、安息香酸ｎ−ブチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジ−ｎ−プロピル、フタル酸ジ−ｉ−プロピル、フタル酸ジ−ｎ−ブチル、サリチル酸ｉ−アミル等のエステル系溶媒等を挙げることができる。
【００５１】
また本発明においては、沸点が２５０℃未満の有機溶剤（以下、低沸点溶媒という）を高沸点溶媒と併用することもできる。低沸点溶媒としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のエチレングリコールモノアルキルエーテル類、またはエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類を挙げることができる。
【００５２】
また、ジエチレングリコールモノメチルエーテル等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル類、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、ジエチレングリコールジメチルエーテル等の他のエーテル類、１−オクタノール等のアルコール類を挙げることができる。
【００５３】
また、メチルエチルケトン等のケトン類、カプロン酸等のカルボン酸類、２−ヒドロキシプロピオン酸メチルの乳酸アルキルエステル類；２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸エチル等の他のエステル類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類等を挙げることができる。
低沸点溶媒の使用割合は、高沸点溶媒と低沸点溶媒との合計に対して、通常、２０重量％以下、好ましくは５重量％以下である。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態のカラーフィルタ１によれば、隔壁層４の表面４ａの四隅各々及び両側の中心部に、基板２の位置決め用の有色のアライメントマーク５を形成したので、着色層６を形成する際に、このアライメントマーク５を基準として基板２の位置決めを容易に行うことができ、しかも高精度である。したがって、着色層６の位置精度を向上させることができる。
【００５５】
また、本実施形態のカラーフィルタの製造方法によれば、隔壁層４を露光処理し、マスク１２のアライメントパターンに対応する部分を新インク性のアライメント領域４ａとし、吐出ノズル１６からインクを吐出してアライメント領域４ａ上に有色のアライメントマーク５を形成するので、アライメント領域４ａ上のみにインク滴１５Ｒを形成することで，インク滴１５Ｒのアライメント領域４ａの周辺部への広がりを抑制することができ、隔壁層４に有色のアライメントマーク５を精度良く形成することができる。
【００５６】
なお、本発明に係るカラーフィルタは、本実施形態に示したものに限らず、本発明の要旨を変更しない範囲であればどのような形態のものでも良い。
例えば、本実施形態のカラーフィルタ１は、着色層６…がいわゆる格子状に配置されたものであるが、この配置に限定されず、例えば、モザイク配置のものや、デルタ配置のものであってもよい。
また、本実施形態のカラーフィルタ１では、１個取りを例に採り説明したが、多数個取りであっても同様に適用可能である。また、１個取りの場合、アライメントマーク５をそのまま残して最終製品としてもよく、また、アライメントマーク５の部分を切り落とす等してアライメントマーク５のないものを最終製品としてもよい。
【００５７】
図１０は、本実施形態で説明したカラーフィルタ１を備えた反射型液晶装置の概略構成を示す断面図であり、この液晶装置１００に、液晶駆動用ＩＣ、支持体などの付帯要素を装着することによって、最終製品としての反射型液晶表示装置が構成される。
【００５８】
この液晶装置１００は、カラーフィルタ１を下側（反射面側）に配置したもので、このカラーフィルタ１と、ガラス基板や透明プラスチック基板等の透明な基板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１と基板１０１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１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１のオーバーコート層７の下には、複数の電極１０６がストライプ状に形成され、さらにその下に配向膜１０９が形成されている。
【００５９】
同様に、基板１０１のカラーフィルタ１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がストライプ状に形成され、その上に配向膜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１の着色層６…が配置されている。また、基板１０１とカラーフィルタ１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。
なお、電極１０５、１０６はインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）等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。
【００６０】
この液晶装置１００によれば、基板２上に本実施形態のカラーフィルタ１を備えたので、着色層の周囲にバンク部を形成した従来のものと比べてカラーフィルタ１の光透過率が高く、コントラスト比も高い液晶装置１００とすることができる。
なお、ここでは、本実施形態で説明したカラーフィルタ１を反射型液晶装置に適用した一例について説明したが、このカラーフィルタ１は、反射型液晶装置に限らず、透過型液晶装置または半透過型液晶装置にも適用することができる。
この透過型液晶装置または半透過型液晶装置の場合、基板に光透過部を設けることと、光源としてバックライト等の付帯的な構成要素を加える必要がある。
【００６１】
図１１は本実施形態の液晶装置１００を用いた電子機器の様々な例を示す斜視図である。
図１１（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１１（ａ）において、符号６００は携帯電話であり、符号６０１は携帯電話６００の液晶表示部を示している。この液晶表示部６０１は前記の液晶装置１００を用いている。
図１１（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す斜視図である。図１１（ｂ）において、符号７００は情報処理装置であり、符号７０１は情報処理装置本体、符号７０２は情報処理装置本体７０１の上面に設けられたキーボードなどの入力部、符号７０３は前記の液晶装置１００を用いた液晶表示部を示している。
【００６２】
図１１（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示す斜視図である。図１１（ｃ）において、符号８００は時計本体であり、符号８０１は時計本体８００の上面に設けられ前記の液晶装置１００を用いた液晶表示部を示している。
図１１（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、前記の液晶装置１００を用いた液晶表示部を備えたものであるから、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。
【００６３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明のカラーフィルタの製造方法によれば、基板の一主面に着色層を区画する隔壁層を形成する隔壁層形成工程と、アライメントパターンを有するマスクを用いて前記隔壁層を露光処理し、前記アライメントパターンに対応する部分を親インク性のアライメント領域としかつその周囲を前記隔壁層により撥インク性領域とするように区分する露光処理工程と、吐出ノズルからインクを吐出して前記アライメント領域上にインク滴を形成し有色のアライメントマークとするアライメントマーク形成工程と、前記アライメントマークを用いて前記基板の位置決めを行い、前記吐出ノズルからインクを吐出して前記基板上に前記複数の着色層を形成するカラーフィルタ形成工程とを備えたので、前記アライメント領域上のみにインク滴を形成することでインク滴の広がりを抑制することができる。したがって、隔壁層に有色のアライメントパターンを精度良く形成することができる。
【００６４】
また、基板の位置決めを行う際に、有色のアライメントマークを位置決めの際の基準とし、その後、複数の着色層を形成するので、吐出ノズルの位置精度を高めることができ、得られる着色層の位置精度を高めることができる
【００６５】
本発明のカラーフィルタによれば、基板の一主面に、インクからなるアライメントマークを備えた隔壁層が形成され、この隔壁層により区画された画素形成領域に着色層が形成されているので、前記アライメントマークを基準として基板の位置決めを行うことにより、前記隔壁層により区画された画素形成領域に形成される着色層の位置精度を向上させることができる。
【００６６】
本発明の液晶装置によれば、対向する一対の基板間に液晶が挟持され、これらの基板のいずれか一方に本発明のカラーフィルタが形成されているので、着色層の位置精度が向上したカラーフィルタを用いることにより、液晶装置のコントラスト比及び視認性を高めることができる。
【００６７】
本発明の電子機器によれば、本発明の液晶装置を備えているので、コントラスト比及び視認性に優れた液晶装置を表示部として備えたことにより、表示部の視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態のカラーフィルタを示す平面図である。
【図２】 図１のＡ-Ａ線に沿う断面図である。
【図３】 本発明の一実施形態のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図４】 本発明の一実施形態のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図５】 本発明の一実施形態のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図６】 本発明の一実施形態のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図７】 本発明の一実施形態のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図８】 本発明の一実施形態のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図９】 本発明の一実施形態のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図１０】 本発明の一実施形態のカラーフィルタを備えた反射型液晶装置を示す断面図である。
【図１１】 本発明の一実施形態のカラーフィルタを備えた液晶装置を表示部に適用した電子機器を示す斜視図である。
【図１２】 従来のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図１３】 従来のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図１４】 従来のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図１５】 従来のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【図１６】 従来のカラーフィルタの製造方法を示す過程図である。
【符号の説明】
１ カラーフィルタ
２ 基板
３ 反射層
４ 隔壁層
５ アライメントマーク
６ 着色層
７ オーバーコート層
１５ インクジェットヘッド
１５Ｒ インク滴
１６ 吐出ノズル
１５Ｒ インク滴
２０ インクジェットヘッド
２１ 吐出ノズル
１００ 液晶装置
６００、７００、８００ 電子機器
Claims (6)
- 基板の一主面に、インクからなるアライメントマークを備えた隔壁層が形成され、
この隔壁層により区画された画素形成領域に着色層が形成されていることを特徴とするカラーフィルタ。 - 前記アライメントマークは、吐出ノズルからインクを吐出して、前記隔壁層により区画された親インク性のアライメント領域上にインク滴を形成してなることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ。
- 前記アライメントマークは、前記隔壁層とインク滴との間の付着張力により前記インク滴の広がりを抑制するとともに、該インク滴を前記アライメント領域のみに広げたことを特徴とする請求項２記載のカラーフィルタ。
- 前記基板の一主面に、反射層が形成されていることを特徴とする請求項１ないし３記載のカラーフィルタ。
- 対向する一対の基板間に液晶が挟持され、これらの基板のいずれか一方に請求項１ないし４のいずれか１項記載のカラーフィルタが形成されていることを特徴とする液晶装置。
- 請求項５記載の液晶装置を備えてなることを特徴とする電子機器。
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