JP4175298B2 - カラーフィルタとその製造方法及び電気光学装置並びに電子機器 - Google Patents
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Description
上記の技術では、混色を避けるために隔壁の撥液性は最低限維持しなければならないため、特に画素内の隔壁近傍等、画素内全体で高い濡れ拡がり特性を得ることは困難である。そのため、平坦且つ均一な厚さの着色層が得られず、表示品質が低下する可能性があった。
本発明のカラーフィルタ製造方法は、基板上に隔壁に囲まれた複数の画素部を有するカラーフィルタの製造方法であって、前記基板上に撥液性を有する前記隔壁を形成する工程と、前記隔壁が形成された前記基板上の略全面に親液性を発現する親液性液状体を一括的に塗布して、前記画素部に親液層を形成する工程と、前記親液層が形成された前記画素部に着色材の液滴を塗布する工程と、を有し、前記親液性液状体は、シリカを担持させた酸化チタンを含有することを特徴とするものである。
これにより、複数の画素部に対して簡単な装置構成で容易、且つ迅速に親液性液状体を塗布することが可能になる。基板に塗布された親液性液状体のうち、隔壁上の親液性液状体は隔壁が撥液性を有しているので画素部へ導入される。
親液性液状体として、例えば酸化チタンを含有する構成を採用した場合、前記基板に紫外光を照射して、前記親液層に親液性を発現させたり、親液性のシリカを担持させる構成も好適である。親液性のシリカを担持させた親液性の酸化チタンであれば、プラズマ処理や紫外線露光等の別工程を設ける必要がなくなり、生産効率を向上させることが可能になる。
さらに、親液性液状体に含有される微粒子は、平均粒径が1.0μm以下であることが好ましい。
これにより、酸化チタンに紫外線が照射されることを抑制でき、酸化チタンの光触媒効果により着色剤に悪影響が及ぶことを防止できる。
そして、本発明の電気光学装置は上記のカラーフィルタを備えることを特徴としており、本発明の電子機器は上記の電気光学装置を備えることを特徴としている。
従って、本発明では、平坦且つ均一厚さの着色層を容易、且つ高精度に形成することが可能になり、高精細の微細パターニングが可能で高品質の表示特性を有する電気光学装置及び電子機器を得ることができる。
まず、本発明に係るカラーフィルタを備えた液晶装置(電気光学装置)について説明する。
ここでは、アクティブマトリクス型の液晶装置の例を用いて説明する。
図1は、TFTをスイッチング素子に用いたアクティブマトリクス型の液晶装置(液晶表示装置)の一例を示すもので、(A)はこの例の液晶表示装置の全体構成を示す斜視図であり、(B)は(A)における一画素の拡大図である。
液晶装置580は、互いに対向するように配置された素子基板574と対向基板575と、これらの間に挟持された液晶層702と、対向基板575に付設された位相差板715a、偏光板716aと、素子基板574に付設された位相差板715b、偏光板716bとが備えられた液晶パネルを主体として構成されている。
さらに、素子基板574には液晶層702に駆動信号を供給するためのドライバIC213が設けられており、また、偏光板716bの外側には、透過表示用光源となるバックライト214を備えている。
この液晶パネルに、電気信号を伝達するための配線類、支持体などの付帯要素を装着することによって、最終製品としての液晶装置が構成される。
また、隔壁706は、例えば黒色感光性樹脂膜からなり、この黒色感光性樹脂膜としては例えば、通常のフォトレジストに用いられるようなポジ型若しくはネガ型の感光性樹脂と、カーボンブラック等の黒色の無機顔料あるいは黒色の有機顔料とを少なくとも含むものが用いられる。本実施の形態では、隔壁706として、フッ素樹脂等の撥液性を有する材料を用いている。また、この隔壁706は、黒色の無機顔料または有機顔料を含むもので、着色層703R,703G,703Bの形成位置を除く部分に形成されているため、着色層703R,703G,703B同士の間の光の透過を遮断でき、従ってこの隔壁706は、遮光膜としての機能も有する。
図3は、液滴吐出装置IJの概略構成を示す斜視図である。
液滴吐出装置IJは、液滴吐出ヘッド1と、X軸方向駆動軸4と、Y軸方向ガイド軸5と、制御装置CONTと、ステージ7と、クリーニング機構8と、基台9と、ヒータ15とを備えている。
ステージ7は、この液滴吐出装置IJによりインク(液体材料)を設けられる基板Pを支持するものであって、基板Pを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。
Y軸方向ガイド軸5は、基台9に対して動かないように固定されている。ステージ7は、Y軸方向駆動モータ3を備えている。Y軸方向駆動モータ3はステッピングモータ等であり、制御装置CONTからY軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ7をY軸方向に移動する。
クリーニング機構8は、液滴吐出ヘッド1をクリーニングするものである。クリーニング機構8には、図示しないY軸方向の駆動モータが備えられている。このY軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構は、Y軸方向ガイド軸5に沿って移動する。クリーニング機構8の移動も制御装置CONTにより制御される。
ヒータ15は、ここではランプアニールにより基板Pを熱処理する手段であり、基板P上に塗布された液体材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ15の電源の投入及び遮断も制御装置CONTにより制御される。
図4において、液体材料を収容する液体室21に隣接してピエゾ素子22が設置されている。液体室21には、液体材料を収容する材料タンクを含む液体材料供給系23を介して液体材料が供給される。ピエゾ素子22は駆動回路24に接続されており、この駆動回路24を介してピエゾ素子22に電圧を印加し、ピエゾ素子22を変形させることにより、液体室21が変形し、ノズル25から液体材料が吐出される。この場合、印加電圧の値を変化させることにより、ピエゾ素子22の歪み量が制御される。また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子22の歪み速度が制御される。
なお、液滴吐出方式としては、液体材料を加熱し発生した泡(バブル)により液体材料を吐出させるバブル(サーマル)方式でも採用可能であるが、ピエゾ方式による液滴吐出は材料に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えにくいという利点を有する。
なお、リソグラフィ法を使用する場合は、スピンコート、スプレーコート、ロールコート、ダイコート、ディップコート、バーコート、スリットコート等所定の方法で隔壁の高さに合わせて有機材料を塗布し、その上にレジスト層を塗布する。そして、隔壁形状に合わせてマスクを施しレジストを露光・現像することにより隔壁形状に合わせたレジストを残す。最後にエッチングしてマスク以外の部分の隔壁材料を除去する。また、下層が無機物で上層が有機物で構成された2層以上で隔壁を形成してもよい。
酸化チタン微粒子としては、平均粒径が1〜500nmであることが好ましく、特に5〜100nmが望ましい。また、分散媒としてはアルコール類、例えばメタノール、エタノール、i−プロパノール、n−プロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、t−ブタノール、メトキシエタノール、エトキシエタノール、エチレングリコール等を例示でき、これら2種以上を組み合わせて使用することも可能である。
ここで、基板742の全面に塗布された酸化チタン分散液は、隔壁706が撥液性を有しており、またスピンによる遠心力により、隔壁706からはじかれて画素部であるフィルタエレメント形成領域707に導入される。また、この分散液はアルコールが分散媒であるため、フィルタエレメント形成領域707に導入された後に直ちに蒸発・乾燥して透明層として製膜される。
また、本実施の形態では、酸化チタン分散液をスピンコートにより塗布するので、簡単な装置構成で容易、且つ迅速に親液層710を形成することが可能になり、生産効率を向上させることができる。
なお、本発明における液晶装置としては、透過型のパネルに加え、反射型のパネル、半透過反射型のパネルにも適用可能である。
図8(a)〜(c)は、本発明の電子機器の実施の形態例を示している。
本例の電子機器は、本発明に係るカラーフィルタを有する液晶装置を表示手段として備えている。
図8(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図8(a)において、符号1000は携帯電話本体(電子機器)を示し、符号1001は上記の液晶装置を用いた表示部を示している。
図8(b)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図8(b)において、符号1100は時計本体(電子機器)を示し、符号1101は上記の液晶装置を用いた表示部を示している。
図8(c)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図8(c)において、符号1200は情報処理装置(電子機器)、符号1202はキーボードなどの入力部、符号1204は情報処理装置本体、符号1206は上記の液晶装置を用いた表示部を示している。
図8(a)〜(c)に示すそれぞれの電子機器は、本発明の液晶装置を表示手段として備えているので、高精細の微細パターニングが可能で高品質の表示特性を有する電子機器を得ることができる。
また、上記実施の形態では、スピンコートにより酸化チタン分散液を基板742上に一括して塗布する構成としたが、この方法以外にも浸漬法により親液層を形成する構成としてもよい。
さらに、フィルタエレメント形成領域707の形成パターンとしては、ストライプ型の例を図示したが、ストライプ型の他に、モザイク型、デルタ型、あるいはスクウェア型などでもよい。
また、本実施形態におけるフィルタエレメント形成領域707の配色は、RGB系を採用したが、RGB系に限らず、YMC系であっても構わない。なお、Yはイエロー、Mはマゼンタ、Cはシアンである。
Claims (9)
- 基板上に隔壁に囲まれた複数の画素部を有するカラーフィルタの製造方法であって、
前記基板上に撥液性を有する前記隔壁を形成する工程と、
前記隔壁が形成された前記基板上の略全面に親液性を発現する親液性液状体を一括的に塗布して、前記画素部に親液層を形成する工程と、
前記親液層が形成された前記画素部に着色材の液滴を塗布する工程と、
を有し、
前記親液性液状体は、シリカを担持させた酸化チタンを含有することを特徴とするカラーフィルタ製造方法。 - 請求項1記載のカラーフィルタ製造方法において、
前記親液性液状体をスピンコートにより前記基板上に一括的に塗布することを特徴とするカラーフィルタ製造方法。 - 請求項1または2記載のカラーフィルタ製造方法において、
前記親液性液状体は、酸化亜鉛、酸化スズ、チタン酸ストロンチウム、酸化タングステン、酸化ビスマス、および酸化鉄から選択される少なくとも1種類の物質からなる微粒子を含有することを特徴とするカラーフィルタ製造方法。 - 請求項3記載のカラーフィルタ製造方法において、
前記親液性液状体に含有される微粒子は、平均粒径が1.0μm以下であることを特徴とするカラーフィルタ製造方法。 - 請求項3記載のカラーフィルタ製造方法において、
前記基板に紫外光を照射して、前記親液層に親液性を発現させる工程を有することを特徴とするカラーフィルタ製造方法。 - 請求項3から5のいずれかに記載のカラーフィルタ製造方法において、
前記基板の、前記親液層が形成された側とは逆側に紫外線フィルタを設ける工程を有することを特徴とするカラーフィルタ製造方法。 - 請求項1から6のいずれかに記載のカラーフィルタ製造方法により製造されたことを特徴とするカラーフィルタ。
- 請求項7記載のカラーフィルタを備えることを特徴とする電気光学装置。
- 請求項8記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
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