JP4655880B2 - カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、液晶パネル及び電子機器 - Google Patents
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Description
えた液晶パネル、及び当該液晶パネルを搭載した電子機器に関する。
クジェット法を用いて、ガラス基板等に形成されたバンクによって区画された各画素とな
る領域に、略均一な量の色素膜の材料となる液状材料を吐出して、略平坦な色素膜が形成
される。
形状が略平坦に形成されていることから、画素間に濃淡を生じさせて文字や図形等を表示
するためには、前記色素膜の濃淡を変化させるための液晶の動作を電圧駆動により制御す
る必要があり、これにより、電力が消費されてしまうという問題があった。
費せずに文字や図形を表示することができるカラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法
、液晶パネル及び電子機器を提供することにある。
また、本発明のカラーフィルタは、上記のカラーフィルタにおいて、前記複数の第1画素に形成された色素膜の一部が前記バンクの頂部の少なくとも一部に掛かることにより、前記複数の第2画素に形成された色素膜の形状に対して前記複数の第1画素に形成された色素膜の形状が異なってもよい。
また、本発明のカラーフィルタは、上記のカラーフィルタにおいて、前記複数の第1画素は、第1色素膜によって形成され、前記複数の第2画素は、第2色素膜によって形成され、前記第1色素膜の一部が、前記バンクの頂部の少なくとも一部に掛かることにより、前記第2色素膜の形状に対して前記第1色素膜の形状が異なってもよい。
上記課題を解決するために、本発明のカラーフィルタは、基板と、基板上に設けられ、バンクにより区画され、形状が相互に異なる色素膜が形成された少なくとも2つの画素とを備えたことを要旨とする。
色素膜を有することから、色素膜の形状の違いにより、基板上に形成された画素間に濃淡
が生じ、該濃淡による階調によって、電力を消費せずに文字や図形等を表示することがで
きる。
がバンクの頂部の少なくとも一部に掛かることにより、他の画素の色素膜の形状に対して
形状が相互に異なってもよい。
形状が他の画素の色素膜の形状と異なるので、基板上に形成された画素間に濃淡が生じ、
該濃淡による階調によって、電力を消費せずに文字や図形等を表示することができる。
他の画素は、第2色素膜によって第2画素が形成され、第1色素膜の一部が、バンクの頂
部の少なくとも一部に掛かることにより、第2色素膜の形状に対して形状が相互に異なっ
てもよい。
有することから、両画素間に濃淡が生じ、該濃淡によって2階調の文字や図形等を形成す
ることができる。
バンクによって区画された第1画素と第2画素に、両画素に対応した第1色素膜と第2色
素膜の材料となる液状材料を略均等な量で吐出する第1吐出工程と、第1画素を区画する
バンクの頂部の一部に、第1色素膜の材料となる液状材料の一部が付着するように第1色
素膜の材料となる液状材料を吐出する第2吐出工程と、第1及び第2画素に吐出された液
状材料を固化して、第1及び第2色素膜を形成する固化工程とを有することを要旨とする
。
によって第1画素及び第2画素となる領域が形成される。第1吐出工程では、両画素のそ
れぞれに第1及び第2色素膜の材料となる液状材料を略均等な量で吐出する。第2吐出工
程では、第1画素に対して、液状材料の一部がバンクの頂部の一部に付着するように液状
材料を吐出する。乾燥工程では、両画素に吐出された液状材料を乾燥/焼成/光硬化等の
手段を用いて固化することにより、第1及び第2色素膜が形成される。このように、第1
画素に形成された第1色素膜の形状は、第2吐出工程においてバンクの頂部の一部に液状
材料の一部が付着するように吐出されるため、固化して形成された第1色素膜の形状と第
2色素膜の形状が互いに異なる。従って、基板上に形成された両画素間に2階調の濃淡が
生じ、該濃淡によって、電力を消費せずに文字や図形等を表示することができる。
クの少なくとも頂部に撥液処理を施す撥液処理工程を設けてもよい。
状となるので、隣接する画素の液状材料との接触による形状不具合の発生を抑えることが
できる。
を乾燥する乾燥工程を設けてもよい。
性が低下するので、第2吐出工程において、容易に液状材料の一部をバンクの一部に付着
させることができる。
たことを要旨とする。
等が表示できるカラーフィルタを提供することができる。
供することができる。
することができる。
まず、カラーフィルタの構成について説明する。図1は、カラーフィルタの構成を示し
、図1(a)は、平面図であり、同図(b)は、同図(a)のA−A断面図である。
されたバンク11と、バンク11によって区画された画素16のうち第1画素16aに形
成された第1色素膜14a及び第2画素16bに形成された第2色素膜14bと、バンク
11と第1,第2色素膜14a,14bの上に形成された保護膜18で構成されている。
おり、本実施形態では、第2色素膜14bが第2画素16b内で略平坦な形状で形成され
ているのに対し、第1色素膜14aは、第1画素16aを区画するバンク11の頂部の一
部に掛かって形成されている。
使用可能であり、カラーフィルタとしての透過率、強度等の必要特性を有するものであれ
ば特に限定されるものではない。バンク11は、遮光性を有し、金属、樹脂等を用いるこ
とができる。
素16bは、両色素膜14a,14bの形状が互いに異なるので、両画素16a,16b
間に濃淡が生じ、画素が濃く表示される第1画素16aと画素が淡く表示される第2画素
16bの2階調の表示領域が形成される。このように2階調の表示が可能となり、図1(
a)に示すように、文字や図形等(本実施形態では、文字:ABCD)を表示させること
ができる。
次に、カラーフィルタの製造方法について説明する。まず、製造方法に用いる液滴吐出
装置の構成について説明する。図2は、液滴吐出装置の構成を示す斜視図である。
状材料を液滴として吐出するヘッド部50を有するヘッド機構部32と、ヘッド部50か
ら吐出された液滴の吐出対象である基板10を載置するワーク機構部33と、ヘッド部5
0に液状材料を供給する材料供給部34と、ヘッド部50の保守を行うメンテナンス機構
部35と、これら各機構部および供給部を統括的に制御する制御部36等を備えている。
された定盤42を備えている。定盤42の上側には、ワーク機構部33が定盤42の長手
方向(X軸方向)に延在するように配置されている。ワーク機構部33の上方には、定盤
42に固定された2本の支持柱52で支持されているヘッド機構部32が、ワーク機構部
33と直交する方向(Y軸方向)に延在して配置されている。また、定盤42の一方の端
部には、ヘッド機構部32のヘッド部50から連通して液状の材料を供給する液状の材料
供給部34が配置されている。そして、ヘッド機構部32の一方の支持柱52近傍には、
メンテナンス機構部35がワーク機構部33と並んでX軸方向に延在するように配置され
ている。さらに、定盤42の下側には、制御部36が備えられている。
ヘッドキャリッジ51と、ヘッドキャリッジ51のY軸方向への移動をガイドするY軸ガ
イド53と、Y軸ガイド53の側方にY軸ガイド53と平行に設置されたY軸リニアモー
タ54等を備えている。
の構成でX軸方向に延在するように配置されており、基板10を載置している載置台61
と、載置台61の移動をガイドするX軸ガイド63と、X軸ガイド63の側方にX軸ガイ
ド63と平行に設置されたX軸リニアモータ64等を備えている。
に往復自在に移動することができる。最初に、ヘッド部50の移動について説明する。ヘ
ッド部50を懸架したヘッドキャリッジ51は、Y軸ガイド53に移動可能に取り付けら
れている。図示しないが、ヘッドキャリッジ51からY軸リニアモータ54側へ張り出し
ている突起部が、Y軸リニアモータ54と係合して駆動力を得ることにより、ヘッドキャ
リッジ51がY軸ガイドに沿って任意の位置に移動する。同様に、載置台61に搭載され
た基板10もX軸方向に自在に移動する。
板10のX軸方向の移動に同調して、液滴を吐出する構成となっている。X軸方向に移動
する基板10と、Y軸方向に移動するヘッド部50とを相対的に制御することにより、基
板10上に液状の材料を吐出することができる。
タンク75からポンプ74を経てヘッド部50までを接続する流路チューブ79とを備え
ている。
ッドの構造を示し、図3(a)は一部破断した斜視図であり、同図(b)は断面図である
。
備えている。振動板114とノズルプレート115との間には、液溜まり116が配置さ
れ、孔118を介して供給される液状の材料が常に充填されるようになっている。また、
振動板114と、ノズルプレート115との間には、複数の隔壁112が位置している。
そして、振動板114と、ノズルプレート115と、一対の隔壁112とによって囲まれ
た部分がキャビティ111である。キャビティ111は、ノズル120に対応して設けら
れているため、キャビティ111の数とノズル120の数とは同じである。キャビティ1
11には、一対の隔壁112間に位置する供給口117を介して、液溜まり116から液
状の材料が供給される。
て振動子113が取り付けられている。振動子113は、ピエゾ素子113cと、ピエゾ
素子113cを挟む一対の電極113a、113bを有する。この一対の電極113a、
113bに駆動電圧を与えることで、対応するノズル120から液状の材料が液滴121
となって吐出される。ノズル120の周辺部には、液滴121の飛行曲がりやノズル12
0の孔詰まり等を防止するために、例えばNi−テトラフルオロエチレン共析メッキ層か
らなる撥液性の材料層119が設けられている。なお、液状の材料を吐出させるために、
振動子113の代わりに電気熱変換素子を用いてもよく、電気熱変換素子による液状の材
料の熱膨張を利用して、液滴として吐出することができる。
ピングユニット86、ワイピングユニット87、およびフラッシングユニット88のメン
テナンスユニットを備えている。さらに、メンテナンスユニットを載置するメンテキャリ
ッジ81と、メンテキャリッジ81の移動をガイドするメンテキャリッジガイド82と、
メンテキャリッジ81と一体の螺合部85と、螺合部85が螺合するボールねじ84と、
ボールねじ84を回転させるメンテモータ83とを備えている。これにより、メンテモー
タ83が正逆回転すると、ボールねじ84が回転し、螺合部85を介してメンテキャリッ
ジ81が、X軸方向に移動する。メンテキャリッジ81がヘッド部50のメンテナンスの
ために移動するときには、Y軸ガイド53に沿ってヘッド部50が移動して、メンテナン
スユニットの直上部に臨んでいる。
ない時に、吐出ヘッド110に密着してキャッピングし、液状の材料が乾燥してノズル1
20が詰まるなどの不具合が生じないようにする。ワイピングユニット87は、液状の材
料の連続吐出後やキャッピング時にノズル120に付着した液状の材料などを、洗浄液を
含むワイピング布で拭い、全ノズルの清浄な状態を維持する。フラッシングユニット88
は、液滴吐出装置30の稼動開始時や基板10への加工前に、ノズル120から吐出され
る液状の材料を受け、ノズル120の吐出状態を常に良好な状態にする。
載置している加工待ち時などに、吐出ヘッド110の状態を保全して良好な吐出状態を保
つことができる。
36の構成を示すブロック図である。制御部36は、指令部130と駆動部140とを備
え、指令部130は、CPU132,記憶手段としてのROM133,RAM134およ
び入出力インターフェース131からなり、CPU132が入出力インターフェース13
1を介して入力される各種信号を、ROM133、RAM134のデータに基づき処理し
、入出力インターフェース131を介して駆動部140へ制御信号を出力する。
3、およびメンテドライバ145から構成されている。モータドライバ142は、指令部
130の制御信号により、X軸リニアモータ64、Y軸リニアモータ54を制御し、基板
10、ヘッド部50の移動を制御する。さらに、メンテモータ83を制御してメンテナン
ス機構部35の必要なユニットをメンテナンス位置へ移動させる。ヘッドドライバ141
は、吐出ヘッド110からの液状の材料の吐出を制御し、モータドライバ142の制御と
同調して、基板10上に所定位置に吐出などが行えるようにする。また、ポンプドライバ
143は、液状の材料の吐出状態に対応してポンプ74制御し、吐出ヘッド110への供
給を最適に制御する。そして、メンテドライバ145は、メンテナンス機構部35のキャ
ッピングユニット86、ワイピングユニット87およびフラッシングユニット88を制御
する。
いに独立な信号を与えるように構成されている。このため、ノズル120から吐出される
液滴121の体積は、ヘッドドライバ141からの信号に応じてノズル120毎に制御さ
れ可変である。
法を示す工程図である。
は、例えば、フォトリソグラフィー法によって形成される。バンク11の形成によって区
画された領域は画素16となる。また、必要に応じて、バンク11の形成後に、バンク1
1の少なくとも頂部に撥液処理を施す撥液処理工程を設けてもよい。この場合、例えば、
CF4プラズマ等で処理することができる。
ラムによって指示された第1画素16a及び第2画素16bに向けて吐出して、液状材料
12a,12bを付着させる。吐出される液滴121の体積は、指令部130からの指示
によってほぼ均一となるように制御される。
液状材料12a,12bの流動性が低下するまで行い、半硬化された第1,第2色素膜1
3a,13bを形成する。
配置して、第1画素16aを区画するバンク11の頂部の一部に液滴121を吐出して、
バンク11の頂部の一部に液状材料12aを付着させる。
料12aを固化する。乾燥/焼成/光硬化等の手段により、固化された第1,第2色素膜
14a,14bが形成される。
a,14bの上に保護膜18を形成する。保護膜18の形成方法としては、スピンコート
法等が用いられ、材料としては、光硬化タイプ、熱硬化タイプあるいは光熱併用タイプの
樹脂材料、蒸着、スパッタ等によって形成された無機膜等を用いることができる。
次に、本発明のカラーフィルタを備えた液晶パネルの構成について説明する。図6は、
液晶パネルの構成を示す断面図である。
て配置された素子基板151と、シール材152によって接着されたカラーフィルタ1と
素子基板151の隙間に充填された液晶153等で構成されている。
上には配向膜162が形成されている。また、基板10の第1,第2色素膜14a,14
bが形成された面の反対面には偏光板175が備えられている。
(Thin Film Transistor)素子171と、基板170とTFT素子171の上に形成さ
れた配向膜172等で構成されている。また、基板170のTFT素子171が形成され
た面の反対面には偏光板176が備えられている。
次に、電子機器の構成について説明する。図7は、電子機器としての携帯端末の構成を
示す斜視図である。図7において、携帯端末180の表示部に液晶パネル150が搭載さ
れている。
6aに形成された第1色素膜14aの形状と第2画素16bに形成された形状が互いに異
なるので、第1画素16aと第2画素16b間に濃淡が生じ、該濃淡により、電力を消費
せずに文字や図形等を表示することができる。
た第1色素膜13aの上にさらに液状材料12aを吐出することにより、第2吐出工程で
吐出された液状材料12aが第1吐出工程で吐出された液状材料12aに吸収されにくく
なり、容易に液状材料12aをバンク11の頂部に付着させることができる。
る。
たが、乾燥工程を省略してもよい。この場合、流動性の低い液状材料12a,12bを用
いることにより、互いに形状の異なる第1色素膜14aと第2色素膜14bを形成するこ
とができる。
11の頂部の一部に掛かるように形成したが、これに限定されない。第2画素16bの第
2色素膜14bの方をバンク11の頂部の一部に掛かるように形成してもよい。このよう
にしても、両画素16a,16b間に2階調の濃淡を形成させることができる。
2階調の濃淡を生じさせて表示したが、これに限定されない。例えば、画素16に3つ以
上の画素を設け、それぞれの画素の色素膜の形状が互いに異なるように形成してもよい。
このようにすれば、3階調以上の表示を行うことができる。
0に示すような表示方法を採用することができる。図8〜10は、カラーフィルタの表示
例を示し、図8は広告表示例、図9は時計表示例、図10は識別番号表示例である。この
ようにカラーフィルタを表示させることにより、広告表示では、新規ビジネスモデルの開
拓、時計表示では、消費電力の削減、識別番号表示では、材料管理等の簡略化を行うこと
ができる。
…半硬化された第1色素膜、13b…半硬化された第2色素膜、14a…第1色素膜、1
4b…第2色素膜、16a…第1画素、16b…第2画素、18…保護膜、30…液滴吐
出装置、110…吐出ヘッド、150…液晶パネル、180…電子機器としての携帯端末
。
Claims (9)
- 基板と、
前記基板上に設けられ、バンクにより区画された、複数の第1画素及び複数の第2画素を、備え、
前記複数の第1画素に形成された色素膜は、前記複数の第2画素に形成された色素膜とは形状が異なっており、
前記複数の第1画素及び前記複数の第2画素の配置により、文字又は図形を表示することを特徴とするカラーフィルタ。 - 請求項1に記載のカラーフィルタにおいて、
前記複数の第1画素に形成された色素膜の一部が前記バンクの頂部の少なくとも一部に掛かることにより、前記複数の第2画素に形成された色素膜の形状に対して前記複数の第1画素に形成された色素膜の形状が異なることを特徴とするカラーフィルタ。 - 請求項1または2に記載のカラーフィルタにおいて、
前記複数の第1画素は、第1色素膜によって形成され、
前記複数の第2画素は、第2色素膜によって形成され、
前記第1色素膜の一部が、前記バンクの頂部の少なくとも一部に掛かることにより、前記第2色素膜の形状に対して前記第1色素膜の形状が異なることを特徴とするカラーフィルタ。 - 基板上にバンクを形成するバンク形成工程と、
前記バンクによって区画された第1画素と第2画素に、前記両画素に対応した第1色素膜と第2色素膜の材料となる液状材料を略均等な量で吐出する第1吐出工程と、
前記第1画素を区画するバンクの頂部の一部に、前記第1色素膜の材料となる液状材料の一部が付着するように前記第1色素膜の材料となる液状材料を吐出する第2吐出工程と、
前記第1及び第2画素に吐出された前記液状材料を固化して、前記第1及び第2色素膜を形成する固化工程と、を有することを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 - 請求項4に記載のカラーフィルタの製造方法において、
前記バンク形成工程と前記第2吐出工程の間に、前記バンクの少なくとも頂部に撥液処理を施す撥液処理工程を設けたことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 - 請求項4または5に記載のカラーフィルタの製造方法において、
前記第1吐出工程と前記第2吐出工程との間に前記液状材料を乾燥する乾燥工程を設けたことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。 - 請求項4〜6のいずれか一項に記載のカラーフィルタの製造方法によって製造されたことを特徴とするカラーフィルタ。
- 請求項1〜3及び7のうちいずれか一項に記載のカラーフィルタを備えたことを特徴とする液晶パネル。
- 請求項8に記載の液晶パネルを搭載したことを特徴とする電子機器。
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