JP4857743B2 - Color filter substrate manufacturing method, electro-optical device, and electronic apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、カラーフィルタ基板の製造方法、電気光学装置、及び電子機器に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a color filter substrate, an electro-optical device, and an electronic apparatus.
近年、液滴吐出ヘッドによりインクを吐出するインクジェット法を用いて、カラーフィルタ基板を形成することが提案されている(例えば、特許文献1を参照。)。このインクジェット法は、一般に、基板と液滴吐出ヘッドとを相対的に移動させながら、液滴吐出ヘッドに設けられた複数のノズルから吐出されたインクを基板上に繰り返し着弾させてカラーフィルタの薄膜を形成するものである。
ところで、上述したインクジェット法を用いてカラーフィルタ基板を作製する場合、図9(a)に示すように、インクiの広がりを防止するため、基板200上にバンク201と呼ばれる隔壁を形成し、このバンク201により区画されたドット形成領域202にインクiをインクジェット法により塗布することが行われる。
By the way, when producing a color filter substrate using the above-described inkjet method, as shown in FIG. 9A, in order to prevent the spread of the ink i, a partition wall called a
しかしながら、上述したドット形成領域202にインクiを配置すると、このインクiを乾燥させて形成されるカラーフィルタ層203の厚みは、ドット形成領域202の中央部よりも周辺部で薄くなる。このため、カラーフィルタ層203は、図9(b)に示すように、ドット形成領域202の中央部よりも周辺部で色が薄くなってしまい、このトッド形成領域202の周辺部で光ぬけが生じることがあった。
However, when the ink i is disposed in the
したがって、カラーフィルタ層203をドット形成領域203内で均一な透過輝度とするためには、このカラーフィルタ層203の厚みを均一にする必要があるが、カラーフィルタ層203の平坦化には限界があり、その改善が求められている。
Therefore, in order for the
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、カラーフィルタの透過輝度を隔壁によって区画された領域内で均一にすることができるカラーフィルタ基板の製造方法、並びに電気光学装置、及び電子機器を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, a method of manufacturing a color filter substrate can be made uniform transmission intensity of the color filter in the area partitioned by partition walls, electric as well It is an object to provide a gas optical device and an electronic apparatus.
この目的を達成するために、本発明に係るカラーフィルタ基板の製造方法は、基板上に導電性の隔壁を形成する工程と、隔壁によって区画された領域に一方の極性に帯電させた顔料を含むインクを配置する工程と、隔壁に電圧を印加して隔壁を前記顔料とは反対の極性に帯電させる工程と、インクを乾燥させることによって、その厚みが前記領域の中央部よりも周辺部で薄く、且つ、その顔料濃度が前記領域の中央部よりも周辺部で高くなるカラーフィルタ層を形成する工程とを有することを特徴とする。
この方法によれば、カラーフィルタ層の厚みは、前記領域の中央部よりも周辺部で薄くなるものの、帯電した隔壁に顔料が引き寄せられることにより、カラーフィルタ層中の顔料濃度は、前記領域の中央部よりも周辺部で高くなる。したがって、このカラーフィルタ層の透過輝度を隔壁によって区画された領域内で均一にすることができる。
In order to achieve this object, a method of manufacturing a color filter substrate according to the present invention includes a step of forming a conductive partition on the substrate and a pigment charged to one polarity in a region partitioned by the partition. placing the ink, and a step of charging in the opposite polarity from that of the pigment partitions by applying a voltage to the partition wall, by Rukoto dried ink, in the peripheral portion than the central portion of the thickness of the region Forming a color filter layer that is thin and has a pigment concentration that is higher in the peripheral portion than in the central portion of the region .
According to this method, although the thickness of the color filter layer is thinner in the peripheral portion than in the central portion of the region, the pigment concentration in the color filter layer is reduced in the color filter layer by attracting the pigment to the charged partition wall. It becomes higher in the peripheral part than in the central part. Therefore, the transmission luminance of the color filter layer can be made uniform within the area partitioned by the partition walls.
一方、本発明に係る電気光学装置は、前記製造方法により作製されたカラーフィルタ基板を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、色特性に優れた高品質の電気光学装置を提供することができる。
On the other hand, the electro-optical device according to the present invention is characterized by comprising a color filter base plate fabricated by the above method.
According to this configuration, it is possible to provide a high-quality electro-optical device having excellent color characteristics.
一方、本発明に係る電子機器は、前記電気光学装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、色特性に優れた高品質の電子機器を提供することができる。
On the other hand, an electronic apparatus according to the present invention includes the electro-optical device.
According to this configuration, it is possible to provide a high-quality electronic device having excellent color characteristics.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降の説明では図面を用いて各種の構造を例示するが、これらの図面に示される構造は特徴的な部分を分かり易く示すために実際の構造に対して寸法を異ならせて示す場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, various structures are illustrated using drawings, but the structures shown in these drawings may be shown with different dimensions from the actual structures in order to show the characteristic parts in an easy-to-understand manner. is there.
(カラーフィルタ基板の製造方法)
先ず、本発明を適用したカラーフィルタ基板の製造方法について説明する。
図1は、本発明を適用して作製されるカラーフィルタ基板の一例を示す模式図である。
このカラーフィルタ基板は、図1に示すように、生産性を向上させる観点から、矩形状をなす基板Pの上に複数のカラーフィルタ領域Cをマトリクス状に形成した後に、この基板Pを各カラーフィルタ領域Cの間で切断することにより一括作製される。
(Color filter substrate manufacturing method)
First, a method for manufacturing a color filter substrate to which the present invention is applied will be described.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a color filter substrate manufactured by applying the present invention.
As shown in FIG. 1, this color filter substrate has a plurality of color filter regions C formed in a matrix on a rectangular substrate P from the viewpoint of improving productivity. The filter regions C are collectively manufactured by cutting.
また、各カラーフィルタ領域Cには、赤色(R)の顔料を含むインク、緑色(G)の顔料を含むインク、及び青色(B)の顔料を含むインクを、それぞれ液体吐出装置IJを用いて基板P上に繰り返し着弾させることによって形成された赤(R),緑(G),青(B)のカラーフィルタが、例えば図1中の囲み部分に拡大して示すように、ストライプ状に並んで配置されている。 Further, in each color filter region C, an ink containing a red (R) pigment, an ink containing a green (G) pigment, and an ink containing a blue (B) pigment are respectively used by using the liquid ejection device IJ. The red (R), green (G), and blue (B) color filters formed by repeatedly landing on the substrate P are arranged in stripes, for example, as shown enlarged in the box in FIG. Is arranged in.
図2は、このカラーフィルタ基板を作製する際に用いられる液滴吐出装置IJを示す斜視図である。
この液滴吐出装置IJは、液滴吐出ヘッド10と、X軸方向駆動軸11と、Y軸方向ガイド軸12と、制御装置13と、ステージ14と、クリーニング機構15と、基台16と、ヒータ17とを備えている。
FIG. 2 is a perspective view showing a droplet discharge device IJ used when manufacturing the color filter substrate.
The droplet discharge device IJ includes a
ステージ14は、基板Pを支持するものであり、この基板Pを基準位置に固定するための固定機構(図示せず。)を備えている。
The
液滴吐出ヘッド10は、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプであり、長手方向とY軸方向とを一致させている。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッド10の下面にY軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド10の吐出ノズルからは、ステージ14に支持された基板Pに対してインクが吐出される。
The
X軸方向駆動軸11には、X軸方向駆動モータ18が接続されている。X軸方向駆動モータ18は、ステッピングモータ等からなり、制御装置13からX軸方向の駆動信号が供給されると、X軸方向駆動軸11を回転させる。X軸方向駆動軸11が回転すると、液滴吐出ヘッド10はX軸方向に移動する。
An X-axis
Y軸方向ガイド軸12は、基台16に対して固定されている。ステージ14は、Y軸方向駆動モータ19を備えている。Y軸方向駆動モータ19は、ステッピングモータ等からなり、制御装置13からY軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ14をY軸方向に移動する。
The Y-axis
制御装置13は、液滴吐出ヘッド10にインクの吐出制御用の電圧を供給する。また、X軸方向駆動モータ18に液滴吐出ヘッド10のX軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給し、Y軸方向駆動モータ19にステージ14のY軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
The
クリーニング機構15は、液滴吐出ヘッド10をクリーニングするものである。このクリーニング機構15には、Y軸方向の駆動モータ(図示せず。)が備えられている。このY軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構15は、Y軸方向ガイド軸12に沿って移動する。クリーニング機構15の移動も制御装置13により制御される。
The
ヒータ17は、ここではランプアニールにより基板Pを熱処理する手段であり、基板P上に塗布されたインクに含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ17の電源の投入及び遮断も制御装置13により制御される。
Here, the
液滴吐出装置IJは、液滴吐出ヘッド10と基板Pを支持するステージ14とを相対的に走査しながら、基板Pに対してインクを吐出する。ここで、以下の説明において、X軸方向を走査方向、X軸方向と直交するY軸方向を非走査方向とする。液滴吐出ヘッド10の吐出ノズルは、非走査方向であるY軸方向に一定間隔で並んで設けられている。なお、図2に示す液滴吐出ヘッド10は、基板Pの進行方向に対し直角に配置されているが、液滴吐出ヘッド10の角度を調整し、基板Pの進行方向に対して交差させるようにしてもよい。このようにすれば、液滴吐出ヘッド10の角度を調整することで、ノズル間のピッチを調節することができる。また、基板Pとノズル面との距離を任意に調節するようにしてもよい。
The droplet discharge device IJ discharges ink onto the substrate P while relatively scanning the
図3は、上述した液滴吐出ヘッド10によるインクの吐出動作を説明するための断面図である。
上述した液滴吐出ヘッド10は、ピエゾ方式を採用したものであり、このピエゾ方式による液滴吐出は、インクに熱を加えないため、インクの組成に影響を与えにくいという利点を有している。具体的に、液滴吐出ヘッド10には、インクi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、インクを収容するタンクを含むインク供給系23を介してインクが供給される。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the ink ejection operation by the
The above-described
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に電圧を印加すると、ピエゾ素子22が変形し、液体室21を押圧することによって、インクiをノズル25から吐出させる。この場合、印加する電圧値を変化させることにより、ピエゾ素子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。
The
また、インクの吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換式、電気熱変換方式、静電吸引方式などが挙げられる。
このうち、帯電制御方式は、インクに帯電電極で電荷を付与し、偏向電極でインクの飛翔方向を制御してノズルからインクを吐出させるものである。
一方、加圧振動方式は、インクに30kg/cm2程度の超高圧を印加して、ノズルの先端からインクを吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には、ノズルからインクが直進して吐出され、制御電圧をかけると、インク間に静電的な反発が起こり、インクが飛散してノズルから吐出されない。
一方、電気機械変換方式は、上述したように、ピエゾ素子(圧電素子)がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによってインクを貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間からインクを押し出してノズルからインクを吐出させるものである。
一方、電気熱変換方式は、インクを貯留した空間内に設けたヒータにより、インクを急激に気化させてバブル(泡)を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、インクを貯留した空間内に微小圧力を加え、ノズルにインクのメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてからインクを引き出すものである。
また、この他にも、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術もある。インクジェット法は、インクの使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量のインクを的確に配置できるという利点を有する。なお、インクジェット法により吐出されるインク(流動体)の一滴の量は、例えば1〜300ナノグラムである。
Examples of the ink ejection technique include a charge control method, a pressure vibration method, an electromechanical conversion method, an electrothermal conversion method, and an electrostatic suction method.
Among these, the charge control method applies charge to ink with a charging electrode, and controls the flight direction of the ink with a deflection electrode to discharge the ink from the nozzle.
On the other hand, the pressure vibration method applies an ultra-high pressure of about 30 kg / cm 2 to the ink and ejects the ink from the tip of the nozzle. When no control voltage is applied, the ink goes straight from the nozzle. When the control voltage is applied, electrostatic repulsion occurs between the inks, and the ink scatters and is not discharged from the nozzles.
On the other hand, as described above, the electromechanical conversion method uses the property that a piezo element (piezoelectric element) deforms in response to a pulsed electric signal, and the piezo element deforms into a space where ink is stored. Pressure is applied through a flexible material, ink is pushed out from this space, and ink is ejected from the nozzles.
On the other hand, in the electrothermal conversion method, a heater provided in a space in which ink is stored causes the ink to rapidly vaporize to generate bubbles, and the material in the space is ejected by the pressure of the bubbles. In the electrostatic suction method, a minute pressure is applied to a space in which ink is stored to form an ink meniscus in the nozzle, and an electrostatic attractive force is applied in this state before the ink is drawn out.
In addition, there are other techniques such as a system that uses a change in the viscosity of a fluid due to an electric field and a system that uses a discharge spark. The ink jet method has an advantage that the use of ink is less wasteful and a desired amount of ink can be accurately disposed at a desired position. The amount of one drop of ink (fluid) ejected by the ink jet method is, for example, 1 to 300 nanograms.
図4は、本発明を適用したカラーフィルタ基板の製造工程を示す断面図である。
本発明を適用したカラーフィルタ基板を作製する際には、先ず、図4(a)に示すように、基板1の一方の面にバンク2を形成する。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a color filter substrate to which the present invention is applied.
When producing a color filter substrate to which the present invention is applied, first, a
基板Pとしては、例えば、ガラスや、石英ガラス、Siウエハ、プラスチック、金属板などの各種材料からなるものを用いることができる。さらに、これら各種材料からなる基板Pの表面に、例えば、半導体膜や、金属膜、誘電体膜、有機膜などの下地層が形成されたものであってもよい。特に、基板Pが画素スイッチング素子や配線等を備えたアレイ基板である場合には、カラーフィルタオンアレイ構造(COA構造)を採用することができる。 As the substrate P, for example, those made of various materials such as glass, quartz glass, Si wafer, plastic, and metal plate can be used. Further, a base layer such as a semiconductor film, a metal film, a dielectric film, or an organic film may be formed on the surface of the substrate P made of these various materials. In particular, when the substrate P is an array substrate provided with pixel switching elements, wirings, etc., a color filter on array structure (COA structure) can be adopted.
バンク2は、上述したカラーフィルタR,G,Bが配置される各ドット形成領域3の間を仕切る隔壁として機能するものであり、基板1上に形成されたストライプ状のバンク2によって、各ドット形成領域3が升目状に区画されている。すなわち、このバンク2によって区画されたドット形成領域3は、上述した図1中の囲み部分に示すカラーフィルタ領域C内の各ドットHに対応しており、このドット形成領域3にインクを配置することで、各ドットHにカラーフィルタR,G,Bを配置することが可能となっている。なお、このバンク2によって各カラーフィルタR,G,Bの形状が規定されることから、例えば隣接するバンク2の間隔を狭くすることにより、各カラーフィルタR,G,Bの微細化を図ることができる。
The
また、バンク2は、例えば液晶装置等の電気光学装置の場合、隣接するカラーフィルタR,G,Bからの光の混色を防ぐブラックマトリクス(BM)として機能する。液晶装置では、このようなバンク2が各ドット形成領域3の間を遮光することで、カラー表示におけるコントラストの向上を図ることができる。
In the case of an electro-optical device such as a liquid crystal device, the
本発明を適用したカラーフィルタ基板では、このようなバンク2に導電性のものを用いている。具体的に、このバンク2には、例えばカーボンブラックを含む導電性材料等を用いることができる。また、バンク2の形成方法としては、例えば、各種コート法やCVD法(化学的気相成長法)等を用いて基板1上にバンク2の材料を成膜した後、エッチング等によりパターニングすることで、前記形状のバンク2を形成することができる。なお、基板1とは別の部材上でバンク2を形成した後に、これを基板P上に転写してバンク2を形成してもよい。
In the color filter substrate to which the present invention is applied, a conductive one is used for such a
さらに、バンク2には、必要に応じて撥液処理や親液処理を施してもよい。親液処理としては、酸素を処理ガスとしたプラズマ処理(O2プラズマ処理等)や、酸素雰囲気中での紫外線照射処理等を用いることができる。一方、撥液処理としては、CF4、SF6、CHF3等のフッ素成分を有するガス(フッ素含有ガス)を用いたプラズマ処理を用いることができる。また、撥液処理に代えて、バンクの素材自体に予め撥液成分(フッ素基等)を充填しておいてもよい。このような親液処理や撥液処理を連続して行なうことにより、バンク2の内側を親液化し、バンク2の表面を撥液化することができ、これによりバンク2の内側のドット形成領域3にのみインクを配置し、このバンク2の上面などに不要なインクが付着するのを防ぐことができる。
Further, the
次に、図4(b)に示すように、バンク2によって区画されたドット形成領域3に、各カラーフィルタR,G,Bに対応するインクiを配置する。
インクiをドット形成領域3に配置する方法としては、上述した液体吐出装置IJによるインクジェット法を用いることが好ましい。このインクジェット法は、スピンコート法などの塗布技術に比べて、インクの消費に無駄が少なく、基板上に配置するインクの量や位置の制御を高精度に行うことができるといった利点を有している。
Next, as shown in FIG. 4B, ink i corresponding to each of the color filters R, G, and B is arranged in the
As a method of disposing the ink i in the
具体的に、上述した液体吐出装置IJのステージ14に基板1を設置し、液滴吐出ヘッド10とステージ14とを相対的に走査しながら、液滴吐出ヘッド10に設けられた複数のノズルから吐出されたインクiを、バンク2によって区画されたドット形成領域3内に繰り返し塗布する。これにより、R(赤)の顔料を含むインク、G(緑)の顔料を含むインク、及びB(青)の顔料を含むインクの薄膜を、それぞれ基板1上のドット形成領域3に選択的に配置することができる。
Specifically, the
本発明では、インクiとして、極性をもった顔料gを溶媒に分散させたものを用いている。このようなインクiとしては、例えば、予め界面活性剤で処理して帯電にさせた顔料を溶媒中に分散させたものや、ミセル電解法や電着法などによりカラーフィルタを形成する場合に使用される帯電した顔料を溶媒中に分散させたものなどを用いることができる。なお、本実施形態では、R(赤)、G(緑)及びB(青)の顔料gを予め界面活性剤で処理し、プラス(+)に帯電にさせたものを、それぞれ溶媒中に分散させたインクiを用いた。 In the present invention, the ink i is obtained by dispersing a pigment g having polarity in a solvent. As such an ink i, for example, a pigment that has been previously charged with a surfactant and dispersed in a solvent, or used for forming a color filter by a micelle electrolysis method or an electrodeposition method, etc. For example, a charged pigment dispersed in a solvent can be used. In this embodiment, R (red), G (green), and B (blue) pigments g previously treated with a surfactant and charged positively (+) are each dispersed in a solvent. Ink i was used.
インクiの溶媒としては、前記極性をもった顔料を分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されるものではなく、例えば、水や、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、n−ヘプタン、n−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、p−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、顔料の分散性と液の安定性、インクジェット法への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましくは、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。 The solvent of the ink i is not particularly limited as long as it can disperse the pigment having the polarity and does not cause aggregation. For example, water or alcohol such as methanol, ethanol, propanol, or butanol , Hydrocarbon compounds such as n-heptane, n-octane, decane, dodecane, tetradecane, toluene, xylene, cymene, durene, indene, dipentene, tetrahydronaphthalene, decahydronaphthalene, cyclohexylbenzene, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol Diethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, 1,2-dimethoxyethane , Bis (2-methoxyethyl) ether, p- ether compounds such as dioxane, propylene carbonate, .gamma.-butyrolactone, N- methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, and cyclohexanone. Of these, water, alcohols, hydrocarbon compounds, and ether compounds are preferred in terms of pigment dispersibility and liquid stability, and ease of application to the ink jet method, and more preferably water, hydrocarbons. Examples of such compounds are listed.
インクiの表面張力は、0.02N/m〜0.07N/mの範囲内であることが好ましい。インクジェット法でインクを吐出する際、表面張力が0.02N/m未満であると、インクのノズルに対する濡れ性が増大するため、飛行曲りが生じやすくなり、0.07N/mを超えると、ノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため、吐出量や、吐出タイミングの制御が困難になる。表面張力を調整するため、前記溶媒には、基板1との接触角を大きく低下させない範囲で、フッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加するとよい。ノニオン系表面張力調節剤は、インクiの基板1への濡れ性を向上させ、膜のレベリング性を改良し、膜の微細な凹凸の発生などの防止に役立つものである。表面張力調節剤は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の有機化合物を含んでもよい。
The surface tension of the ink i is preferably in the range of 0.02 N / m to 0.07 N / m. When the ink is ejected by the ink jet method, if the surface tension is less than 0.02 N / m, the wettability of the ink to the nozzle increases, and thus flight bending easily occurs. If the surface tension exceeds 0.07 N / m, the nozzle Since the shape of the meniscus at the tip is not stable, it becomes difficult to control the discharge amount and the discharge timing. In order to adjust the surface tension, a small amount of a surface tension regulator such as a fluorine-based, silicone-based, or non-ionic-based solvent may be added to the solvent within a range that does not significantly decrease the contact angle with the
インクの粘度は、1mPa・s〜50mPa・sであることが好ましい。インクジェット法を用いてインクiを液滴として吐出する際、粘度が1mPa・sより小さい場合には、ノズル周辺部がインクiの流出により汚染されやすく、また粘度が50mPa・sより大きい場合は、ノズルの目詰まり頻度が高くなり、円滑な液滴の吐出が困難となる。 The viscosity of the ink is preferably 1 mPa · s to 50 mPa · s. When the ink i is ejected as droplets using the inkjet method, if the viscosity is less than 1 mPa · s, the nozzle periphery is easily contaminated by the outflow of the ink i, and if the viscosity is greater than 50 mPa · s, The frequency of clogging of the nozzles increases, and it becomes difficult to smoothly discharge droplets.
次に、図4(c)に示すように、バンク2に電圧を印加して、このバンク2を顔料gとは反対の極性、すなわちマイナス(−)に帯電させる。このバンク2に対する電圧の印加は、基板1の画面周辺にバンク2と導通される電極端子を設けることによって行うことができる。本発明では、顔料gとは反対の極性の電荷(−)でバンク2を帯電させると、このバンク2とは反対の極性に帯電した顔料gがバンク2に引き寄せられることによって、インクi中の顔料濃度が画素形成領域3の中央部よりも周辺部で高くなる。
Next, as shown in FIG. 4C, a voltage is applied to the
次に、図4(d)に示すように、この状態からインクiを乾燥させてカラーフィルタ層4を形成する。すなわち、本発明では、顔料濃度が画素形成領域3の中央部よりも周辺部で高い状態のまま、インクiを乾燥させて溶媒を除去し、カラーフィルタ層4を硬化させる。
Next, as shown in FIG. 4D, the ink i is dried from this state to form the
インクiの乾燥処理は、例えば基板1を加熱する通常のホットプレートや、電気炉などによる加熱処理によって行うことができる。処理条件は、例えば加熱温度が60℃、加熱時間が10分間程度である。
また、この乾燥処理は、ランプアニールによって行うこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、YAGレーザ、アルゴンレーザ、炭酸ガスレーザ、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArClなどのエキシマレーザなどを光源として使用することができる。
なお、このような熱処理又は光処理は、通常大気中で行うが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。
The drying process of the ink i can be performed by, for example, a normal hot plate for heating the
This drying process can also be performed by lamp annealing. The light source used for lamp annealing is not particularly limited, but excimer lasers such as infrared lamps, xenon lamps, YAG lasers, argon lasers, carbon dioxide lasers, XeF, XeCl, XeBr, KrF, KrCl, ArF, ArCl, etc. It can be used as a light source.
In addition, although such heat processing or light processing is normally performed in air | atmosphere, it can also be performed in inert gas atmosphere, such as nitrogen, argon, and helium, as needed.
このような乾燥処理によりインクi中の溶媒が蒸発すると、形成されるカラーフィルタ層4の体積が減少する。この場合、カラーフィルタ層4が十分な厚みが得られるまで、上述した液滴吐出工程と乾燥工程とを繰り返す。以上のようなカラーフィルタ層4の形成をR(赤),G(緑),B(青)の色毎に行う。なお、各色のカラーフィルタ層4を形成する順番については、特に限定されず、何れの順序で行ってもよい。
When the solvent in the ink i evaporates by such a drying process, the volume of the formed
以上のような工程を経ることによって、本発明を適用したカラーフィルタ基板を作製することができる。本発明を適用したカラーフィルタ基板の製造方法によれば、図5(a)に示すように、カラーフィルタ層4の厚みは、ドット形成領域3の中央部よりも周辺部で薄くなるものの、帯電したバンク2に顔料gが引き寄せられることにより、カラーフィルタ層4中の顔料濃度は、ドット形成領域3の中央部よりも周辺部で高くなる。
Through the steps as described above, a color filter substrate to which the present invention is applied can be manufactured. According to the method for manufacturing a color filter substrate to which the present invention is applied, as shown in FIG. 5A, the thickness of the
上述したように、カラーフィルタ層4がドット形成領域3の中央部よりも周辺部で薄くなると、このドット形成領域3の中央部よりも周辺部で色が薄くなる。これに対して、本発明では、図5(b)に示すように、カラーフィルタ層4の厚みに起因した色分布の不均一性を解消するため、このカラーフィルタ層4中の顔料濃度をドット形成領域3の中央部よりも周辺部で高くする。これにより、カラーフィルタ層4の透過輝度をドット形成領域3内で均一にすることができる。
As described above, when the
(カラーフィルタ基板)
次に、本発明を適用したカラーフィルタ基板について説明する。
本発明を適用したカラーフィルタ基板は、上述した図5(a),(b)に示すように、基板1上に形成されたバンク2と、このバンク2によって区画されたドット形成領域3に配置されたカラーフィルタ層4とを備え、カラーフィルタ層4の厚みがドット形成領域3の中央部よりも周辺部で薄く、且つ、カラーフィルタ層4中の顔料濃度がドット形成領域3の中央部よりも周辺部で高くなっていることを特徴とするものである。
(Color filter substrate)
Next, a color filter substrate to which the present invention is applied will be described.
The color filter substrate to which the present invention is applied is arranged in a
この構成によれば、カラーフィルタ層4の厚みを均一にすることなく、このカラーフィルタ層4の透過輝度をバンク2によって区画されたドット形成領域3内で均一にすることができるため、従来のような光ぬけを防止し、良好な色特性を得ることができる。
According to this configuration, the transmission luminance of the
なお、上述したカラーフィルタ基板における各カラーフィルタR,G,Bの配置については、例えば、図6(a)に示すようなストライプ配置の他にも、図6(b)に示すようなモザイク配置や、図6(c)に示すようなデルタ配置とすることができる。 The arrangement of the color filters R, G, and B on the color filter substrate described above is, for example, a mosaic arrangement as shown in FIG. 6B in addition to the stripe arrangement as shown in FIG. Alternatively, a delta arrangement as shown in FIG.
(電気光学装置)
次に、本発明を適用した電気光学装置について説明する。
図7は、本発明を適用した電気光学装置の一例として示す液晶装置100の分解斜視図である。
この液晶装置100は、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)を画素スイッチング素子とするアクティブマトリクス型のカラー液晶表示装置であり、上記カラーフィルタ基板を備えたものである。
(Electro-optical device)
Next, an electro-optical device to which the present invention is applied will be described.
FIG. 7 is an exploded perspective view of a
The
具体的に、この液晶装置100は、図7に示すように、互いに対向して配置されたTFTアレイ基板101と対向基板102とを備えている。TFTアレイ基板101と対向基板102とは、互いに対向する面の周縁部に矩形枠状に設けられたシール材により貼り合わされており、両基板101,102とシール材とに囲まれる領域(セルギャップ内)に、電気光学物質である液晶103が封入(保持)されている。
Specifically, as shown in FIG. 7, the
TFTアレイ基板101と対向基板102の外面側には、使用する液晶モードの種類、すなわち、TN(Twisted Nematic)モード、VA(Vertical Alignment)モード、OCB(Optically Compensated Bend)モード、IPS(In Plain Switching)モード、STN(Super Twisted Nematic)モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモード/ノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板や偏光板等の光学部材104,105が所定の向きに配置されている。さらに、TFTアレイ基板101側に設けられた光学部材104の外面側には、バックライトユニット等の照明装置106が設けられている。
On the outer surface side of the
液晶装置100には、複数の画素100aがマトリクス状に形成されている。これらの画素100aの各々には、画素スイッチング用のTFT107が形成されており、画素信号を供給するデータ線108がTFT107のソースに電気的に接続されている。データ線108に書き込む画素信号は、この順に線順次で供給してもよく、隣接する複数のデータ線108同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。また、TFT107のゲートには走査線109が電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線109にパルス的に走査信号をこの順に線順次で印加するように構成されている。
In the
また、複数の画素100aの各々には、画素電極110が配置され、これらの画素電極110は、TFT107のドレインに電気的に接続されている。そして、TFT107を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線108から供給される画素信号が各画素電極110に所定のタイミングで書き込まれ、この画素電極110を介して液晶103に書き込まれた所定レベルの画素信号が、対向基板102に配置された対向電極111との間で一定期間保持される。
In addition, a
また、画素100aには、赤(R),緑(G),青(B)のカラーフィルタ112R,112G,112Bが周期的に配置されている。そして、液晶層103に電圧が印加されると、この液晶層103を透過した光が、各カラーフィルタ112R,112G,112Bに対応した着色光として出力される。
In addition, red (R), green (G), and blue (B)
この液晶装置100において、TFTアレイ基板101は、上述した本発明のカラーフィルタ基板の製造方法を適用して作製されたものである。すなわち、TFTアレイ基板101の製造に当たっては、上述したTFT107や、データ線108、走査線109などを形成したTFTアレイ基板101の上に、各画素100aの間を仕切る導電性のバンク(ブラックマトリクス)を形成する。そして、このバンクによって区画された領域に極性をもった顔料を含むインクを配置し、バンクに電圧を印加してバンクを顔料とは反対の極性に帯電させた状態で、インクを乾燥させることによって、上述したカラーフィルタ112R,112G,112Bを形成する。
In this
この場合、各カラーフィルタ112R,112G,112Bの厚みは、前記領域の中央部よりも周辺部で薄くなるものの、帯電したバンクに顔料が引き寄せられることにより、各カラーフィルタ112R,112G,112B中の顔料濃度は、前記領域の中央部よりも周辺部で高くなる。
In this case, the thickness of each
これにより、各カラーフィルタ112R,112G,112Bの透過輝度を各画素100a内で均一にすることができる。したがって、このようなTFTアレイ基板101を備えた液晶装置100では、色特性に優れた高品質のカラー表示を行うことができる。
Thereby, the transmission luminance of each of the
なお、前記液晶装置100では、スイッチング素子としてTFT107を備えた構成となっているが、その他にも薄膜ダイオード(Thin Film Diode、TFD)をスイッチング素子として備えた液晶装置や、パッシブマトリクス型の液晶装置にも本発明を適用することができる。
The
また、前記液晶装置100では、TFTアレイ基板101側に112R,112G,112Bが配置された構成となっているが、対向基板102側にカラーフィルタ112R,112G,112Bが配置された構成であってもよい。この場合も、対向基板102を本発明のカラーフィルタ基板の製造方法を適用して作製すれば、色特性に優れた高品質の液晶装置100を得ることができる。
In the
(電子機器)
次に、本発明を適用した電子機器について説明する。
図8は、本発明を適用した電子機器の一例として示す携帯電話機1000の斜視図である。
図8に示す携帯電話機1000は、表示部1001と、複数の操作ボタン1002と、受話口1003と、送話口1004とを備え、表示部1001に、上述した液晶装置100を備えて構成されている。したがって、このような液晶装置100を備えた携帯電話機1000では、表示部1001において色特性に優れた高品質のカラー表示を行うことができる。
(Electronics)
Next, an electronic apparatus to which the present invention is applied will be described.
FIG. 8 is a perspective view of a
A
なお、本発明を適用した電子機器としては、このような携帯電話機1000に限らず、例えば、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器などを挙げることできる。すなわち、本発明は、画像表示手段を備えた電子機器に広く適用することができ、何れの電子機器においても、色特性に優れた高品質のカラー表示を行うことができる。
Note that the electronic apparatus to which the present invention is applied is not limited to such a
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention, and the specific materials and configurations described in the embodiment. These are merely examples, and can be changed as appropriate.
1…基板 2…バンク(隔壁) 3…ドット形成領域 4…カラーフィルタ層 100…液晶装置(電気光学装置)101…TFTアレイ基板(カラーフィルタ基板) 112R,112G,112B…カラーフィルタ 1000…携帯電話機(電子機器)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記隔壁によって区画された領域に一方の極性に帯電させた顔料を含むインクを配置する工程と、
前記隔壁に電圧を印加して前記隔壁を前記顔料とは反対の極性に帯電させる工程と、
前記インクを乾燥させることによって、その厚みが前記領域の中央部よりも周辺部で薄く、且つ、その顔料濃度が前記領域の中央部よりも周辺部で高くなるカラーフィルタ層を形成する工程とを有することを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。 Forming a conductive partition on the substrate;
Placing an ink containing a pigment charged to one polarity in a region partitioned by the partition;
Applying a voltage to the partition to charge the partition to a polarity opposite to the pigment;
By Rukoto drying the ink, thinner at the peripheral portion than the central portion of the thickness of the region, and a step of the pigment concentration to form a color filter layer to be higher at the peripheral portion than at the central portion of the region A method for producing a color filter substrate, comprising:
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