JP2001188117A - 電気光学装置部品の製造方法 - Google Patents
電気光学装置部品の製造方法Info
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Abstract
色むら、色調むら、光度むらのない電気光学装置部品の
製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明の電気光学装置部品の製造方法
は、複数の画素13が所定間隔をもって連続形成される
画素形成領域と前記所定間隔以上にわたって画素が形成
されない非形成領域19とを備える基板上の当該各画素
13に所定の液状物17を吐出し、かつ、前記非形成領
域19の一部に、前記画素形成領域を取り囲んで前記液
状物17を吐出する工程と、前記吐出した液状物を乾燥
させる工程とを備える。
Description
エレクトロルミネセンス素子マトリクス等の、電気光学
装置部品の製造方法に関する。特に、基板上の各画素が
形成される位置にそれぞれ微小インク滴等の液状物を吐
出して製造される電気光学装置部品について、乾燥速度
を制御することによって、乾燥後の表面を平坦化する技
術に関する。
製造方法として、インクジェット法を応用した方法が提
案されている。この方法では、透明基板上に仕切りをマ
トリクス状に形成した後、インクジェット法を用いて液
状物を仕切り内に塗布する。
においては、液状物吐出時には基板上の仕切りより上方
に盛り上がる程度に液状物を付与する。これを所定温度
でベークし乾燥及び硬化させると体積が減り、平坦化す
る。
カラーフィルタに於いて、吐出するインクのレベリング
性の制御が不十分であると、乾燥時のインクの体積が大
きすぎて基板上の仕切りより上方に盛り上がってしまっ
たり、乾燥時の体積が小さすぎてへこんだ形状になって
しまったりすることがある。
る画素のインク面の状態を示す断面図である。図1
(a)〜(c)の各図において、符号21はインク吐出
直後のインク面であり、符号22はインクを乾燥及び固
化させた場合のインク面である。各図に示されるよう
に、インク吐出直後のインク面21の盛り上がりは、図
1(a)〜(c)で違いがない。しかし、インクを乾燥
及び固化させた場合のインク面22は、図1(a)では
画素の仕切りより上側に盛り上がっており、図1(b)
では画素の仕切りの上端より下方に凹んでおり、図1
(c)では仕切りの上端とほぼ同じ高さで、インク面も
平坦である。
のは、インクの量及び濃度が同一でも、乾燥条件が異な
るからである。例えばインクを吐出後、高温条件下で乾
燥させると、乾燥が速く進み、図1(b)のようにイン
クの体積が小さくなる傾向にある。逆に低温条件下で乾
燥させると、乾燥が遅くなり、図1(a)のように乾燥
後のインクの体積がさほど小さくならない傾向にある。
示すような所望の状態にするには、インクの乾燥条件の
制御が必要となる。しかしながら、同じカラーフィルタ
基板上の画素間にもインク面のばらつきが生じることが
ある。特に、画素形成領域の周縁部の画素と中央部の画
素との間、および、カラーフィルタ基板周縁部の画素と
中央部の画素との間にばらつきが生じている。これは、
画素形成領域の周縁部の乾燥速度が中央部より速く、基
板周縁部の乾燥速度が基板中央部より速いことに起因す
ると考えられる。このような同一基板上のレベリング性
の差は、色むら、色調差の原因となって好ましくない。
中央部の画素の乾燥を速めるためのメカニカルな工夫も
考えられるが、その設計は必ずしも容易ではない。
乾燥条件の差を抑え、色むら、色調むら、光度むらのな
い電気光学装置部品の製造方法を提供することを目的と
する。
装置部品の製造方法は、複数の画素が所定間隔をもって
連続形成される画素形成領域と前記所定間隔以上にわた
って画素が形成されない非形成領域とを備える基板上の
当該各画素に所定の液状物を吐出し、かつ、前記非形成
領域の一部に、前記画素形成領域を取り囲んで前記液状
物を吐出する工程と、前記吐出した液状物を乾燥させる
工程とを備える。
件を均一にし、乾燥後の表面を均一にすることができ、
色むら、色調むら、光度むらのない電気光学装置部品を
製造することができる。
法において、前記基板は、前記非形成領域によって複数
の画素形成領域に区分され、前記画素形成領域の各々が
複数の画素を備えて1枚の電気光学装置部品を構成して
もよい。
法において、前記基板はカラーフィルタ基板であって、
前記液状物としてインクを吐出するものでもよい。これ
により、乾燥後のインク面を平坦にすることが容易とな
り、色むら、色調むらのないカラーフィルタを製造する
ことができる。
法において、前記複数の画素形成領域の各々を取り囲ん
で前記液状物を吐出することとしてもよい。
記非形成領域と前記複数の画素形成領域との境界線を形
成する画素に吐出する液状物の量と少なくとも同量の液
状物を吐出することが望ましい。
法において、前記複数の画素形成領域の全体を取り囲ん
で前記液状物を吐出することとしてもよい。
板中の最も外側の画素に吐出する液状物の量と少なくと
も同量の液状物を吐出することが望ましい。
法において、前記複数の画素形成領域の各々を取り囲ん
で前記液状物を吐出する第1の吐出域と、前記複数の画
素形成領域の全体を取り囲んで前記液状物を吐出する第
2の吐出域とを備えることとしてもよい。
出域より外側に形成されることとしてもよい。
法において、前記非形成領域内の吐出域は、前記画素形
成領域との境界付近に形成されることが望ましい。
によるカラーフィルタの製造方法について、図面を参照
して説明する。
施形態でカラーフィルタを製造する際に用いられるカラ
ーフィルタ基板の平面形状を示す。図3は、図2の符号
Aで示す円内の拡大図である。
板12は、1枚のカラーフィルタとなるパネルチップ1
1が、平面上に複数並べられた状態となっている。この
実施形態では、1枚のカラーフィルタ基板12は、8×
12=96枚のパネルチップ11から構成されている。
カラーフィルタの製造時には、これら複数のパネルチッ
プ11に対してまとめてインクの吐出及び乾燥の処理を
行い、その後、パネルチップ単位に切り離してカラーフ
ィルタとする。
は、マトリクス状に並んだ画素13を備え、画素と画素
の境目は、仕切り14によって区切られている。そし
て、複数の画素13が仕切り14を介して連続形成され
る画素形成領域の外側には、画素が形成されない非形成
領域19がある。
13の1つ1つに、赤、緑、青のいずれかのインクを数
滴ずつ吐出する。図3の例では赤、緑、青の配置をいわ
ゆるモザイク型としたが、3色が均等に配置されていれ
ば、ストライプ型など、その他の配置でも構わない。
カラーフィルタ基板を構成するパネルチップ11は、透
光層15と、遮光層である仕切り14とを備えている。
仕切り14が形成されていない(除去された)部分は、
上記画素13を形成する。この画素13に各色の液状イ
ンクを吐出し、乾燥および固化させることにより、カラ
ーフィルタとなる。
チップのうち画素が形成されない非形成領域に、複数の
画素が連続形成される画素形成領域を取り囲むようにイ
ンク滴を吐出し、画素形成領域の周縁部の乾燥条件を、
画素形成領域の中央部の乾燥条件に近づけることによっ
て、画素形成領域の周縁部の乾燥速度を適切に制御す
る。
具体的に説明する。図5は、本実施形態によるカラーフ
ィルタの製造方法におけるインクの吐出パターンと、パ
ネルチップにおける画素の配置との平面的位置関係を示
したものである。図5の符号13は、各画素の位置を示
す。符号17は、インクの吐出位置を示す。この図に示
されるように、パネルチップ上の各画素にインクを吐出
するとともに、画素が形成されない領域にも、画素形成
領域との境界に沿ってインクを吐出する。特に、画素形
成領域と非形成領域との境界線を形成する画素に対し
て、非形成領域側にもう1列の画素がある場合と同等
に、いわばダミーのインク滴を吐出する第1のダミー領
域を設ける。
る画素1つにつき、画素形成領域における1画素あたり
のインク滴の量と同じかそれ以上のインク滴を、吐出す
ることが望ましい。例えば、画素形成領域における1画
素あたりのインク滴が約70ピコリットルであるとすれ
ば、画素形成領域と非形成領域との境界線を形成する画
素の隣にも、70ピコリットルまたはそれ以上のインク
滴を吐出する。
する画素のインク乾燥条件と、パネルチップの中央部に
位置する画素のインク乾燥条件を近づけることができ
る。画素以外の部分に吐出するインクの色は、特に限定
されない。また、インクの吐出順序は特に限定されず、
インクジェットヘッドの移動距離など、カラーフィルタ
の製造効率を考慮してプログラムすればよい。
ろ、従来の方法では、画素間の色ばらつきΔEが7であ
ったが、本実施形態では、ΔEが3以下に収まり、ばら
つきの小さいカラーフィルタを製造することができた。
ある。図6に示すように、上記第1のダミー領域31の
外側でかつカラーフィルタ基板12の周縁部に沿って、
複数の画素形成領域の全体を取り囲むように第2のダミ
ー領域32を設ける。この第2のダミー領域32に吐出
する単位面積当たりのインク量は、カラーフィルタに吐
出されるインク滴の単位面積当たりのインク量と同等に
することが望ましい。また、第2のダミー領域には、基
板中の最も外側の画素に対するインク滴の量と少なくと
も同量のインク滴を吐出する。これにより、カラーフィ
ルタ基板の周縁部に位置する画素のインク乾燥条件と、
カラーフィルタ基板の中央部に位置する画素のインク乾
燥条件を近づけることができる。
ろ、従来の方法では、全チップ間の色ばらつきΔEが7
であったが、本実施形態では、ΔEが3以下に収まり、
ばらつきの小さいカラーフィルタを製造することができ
た。
施形態の製造方法によるカラーフィルタの製造工程につ
き、更に詳細に説明する。
mの無アルカリガラスからなる透明基板の表面を、熱濃
硫酸に過酸化水素水を1重量%添加した洗浄液で洗浄
し、純水でリンスした後、エア乾燥を行って清浄表面を
得る。この表面に、スパッタ法によりクロム膜を平均
0.2μmの膜厚で形成し、金属層を得た。この金属層
の表面に、フォトレジストOFPR−800(東京応化
製)をスピンコートした。基板はホットプレート上で、
80℃で5分間乾燥し、フォトレジスト層を形成した。
ン形状を描画したマスクフィルムを密着させ、紫外線で
露光をおこなった。次に、これを、水酸化カリウムを8
重量%の割合で含むアルカリ現像液に浸漬して、未露光
の部分のフォトレジストを除去し、レジスト層をパター
ニングした。続いて、露出した金属層を、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。このように
して所定のマトリクスパターンを有する遮光層(ブラッ
クマトリクス)を得た。遮光層の膜厚は、およそ0.2
μmであった。また、遮光層の幅は、およそ22μmで
あった。
ル系の感光性樹脂組成物をやはりスピンコート法で塗布
した。100℃で20分間プレベークした後、所定のマ
トリクスパターン形状を描画したマスクフィルムを用い
て紫外線露光を行った。未露光部分の樹脂を、やはりア
ルカリ性の現像液で現像し、純水でリンスした後スピン
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、樹脂部を十分硬化させ、バンク層を形
成した。このバンク層の膜厚は、平均で2.7μmであ
った。また、バンク層の幅は、およそ14μmであっ
た。そして、遮光層は、その上面でおよそ4μmの幅の
リング状露出面が形成されていた。
た着色層形成領域のインク濡れ性を改善するため、ドラ
イエッチング、すなわち大気圧プラズマ処理を行った。
ヘリウムに酸素を20%加えた混合ガスに高電圧を印加
し、プラズマ雰囲気を大気圧内でエッチングスポットに
形成し、基板を、このエッチングスポット下を通過させ
てエッチングし、バンク層とともに着色層形成領域(ガ
ラス基板の露出面)の活性化処理を行った。この処理の
直後、対比テストプレートでの水に対する接触角は、バ
ンク層上で平均50°であったのに対し、ガラス基板上
では平均35°であった。
リンティングヘッドから色材であるインクを高精度で制
御しつつ吐出し、インクを塗布した。インクジェットプ
リンティングヘッドには、ピエゾ圧電効果を応用した精
密ヘッドを使用し、20ピコリットルの微小インク滴を
着色形成領域毎に3〜8滴、選択的に飛ばした。ヘッド
よりターゲットである着色層形成領域への飛翔速度、飛
行曲がり、サテライトと称される***迷走滴の発生防止
のためには、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。従って、
あらかじめ条件設定された波形をプログラムして、イン
ク滴を赤、緑、青の3色を同時に塗布して所定の配色パ
ターンの着色層を形成した。
マーに無機顔料を分散させた後、低沸点溶剤としてシク
ロヘキサノンおよび酢酸ブチルを、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重量%を分散剤として添加し、粘度
6〜8センチポアズとしたものを用いた。
置してインク層のセッティングを行った後、80℃のホ
ットプレート上で40分間加熱し、最後にオーブン中で
200℃で30分間加熱してインク層の硬化処理を行っ
て、着色層を得た。この条件によって着色層、特にその
透過部における膜厚のばらつきを10%以下に抑制する
ことが出来、結果として着色層の色調の色差を3以下、
さらには2以下に抑制できた。
ンコートして平滑面を有するオーバーコート層を得た。
さらに、この上面にITOからなる電極層を所要パター
ンで形成して、カラーフィルタとした。得られたカラー
フィルタは、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、液晶表示装置などの要素
基板として十分用い得ることを確認した。
形態は、電気光学装置部品としてカラーフィルタを例に
とって説明したが、これに限らず、EL(エレクトロル
ミネセンス)表示装置に用いられるEL素子マトリク
ス、MLA(マイクロレンズアレイ)など、液状物を塗
布して乾燥させる工程を備えた種々の電気光学装置部品
に、本発明を適用することができる。
画素形成領域の周縁部と中央部、又は基板の周縁部と中
央部で均一化することにより、色むら、色調むら、光度
むらのない電気光学装置部品の製造方法を提供すること
ができる。
ク面の状態を示す断面図である。
際に用いられるカラーフィルタ基板の平面図である。
おけるインクの吐出パターンと、パネルチップにおける
画素の配置との平面的位置関係を示した図である。
インク吐出直後のインク面、22…インク乾燥後のイン
ク面、12…基板、11…パネルチップ、14…仕切
り、15…透光層、31…第1のダミー領域、32…第
2のダミー領域
Claims (10)
- 【請求項1】 複数の画素が所定間隔をもって連続形成
される画素形成領域と前記所定間隔以上にわたって画素
が形成されない非形成領域とを備える基板上の当該各画
素に所定の液状物を吐出し、かつ、前記非形成領域の一
部に、前記画素形成領域を取り囲んで前記液状物を吐出
する工程と、前記吐出した液状物を乾燥させる工程とを
備える、電気光学装置部品の製造方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の電気光学装置部品の製
造方法であって、 前記基板は、前記非形成領域によって複数の画素形成領
域に区分され、前記画素形成領域の各々が複数の画素を
備えて1枚の電気光学装置部品を構成する、電気光学装
置部品の製造方法。 - 【請求項3】 請求項2に記載の電気光学装置部品の製
造方法であって、 前記基板はカラーフィルタ基板であって、前記液状物と
してインクを吐出する、電気光学装置部品の製造方法。 - 【請求項4】 請求項2又は請求項3に記載の電気光学
装置部品の製造方法であって、 前記複数の画素形成領域の各々を取り囲んで前記液状物
を吐出する、電気光学装置部品の製造方法。 - 【請求項5】 請求項4に記載の電気光学装置部品の製
造方法であって、 前記非形成領域内の吐出域には、前記非形成領域と前記
複数の画素形成領域との境界線を形成する画素に吐出す
る液状物の量と少なくとも同量の液状物を吐出する、電
気光学装置部品の製造方法。 - 【請求項6】 請求項2又は請求項3に記載の電気光学
装置部品の製造方法であって、 前記複数の画素形成領域の全体を取り囲んで前記液状物
を吐出する、電気光学装置部品の製造方法。 - 【請求項7】 請求項6に記載の電気光学装置部品の製
造方法であって、 前記非形成領域内の吐出域には、基板中の最も外側の画
素に吐出する液状物の量と少なくとも同量の液状物を吐
出する、電気光学装置部品の製造方法。 - 【請求項8】 請求項2又は請求項3に記載の電気光学
装置部品の製造方法であって、 前記複数の画素形成領域の各々を取り囲んで前記液状物
を吐出する第1の吐出域と、前記複数の画素形成領域の
全体を取り囲んで前記液状物を吐出する第2の吐出域と
を備える、電気光学装置部品の製造方法。 - 【請求項9】 請求項8に記載の電気光学装置部品の製
造方法であって、 前記第2の吐出域は、前記第1の吐出域より外側に形成
される、電気光学装置部品の製造方法。 - 【請求項10】 請求項1乃至請求項9のいずれか一項
に記載の電気光学装置部品の製造方法であって、 前記非形成領域内の吐出域は、前記画素形成領域との境
界付近に形成される電気光学装置部品の製造方法。
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