JP2003121630A - 電気光学装置およびその製造方法 - Google Patents
電気光学装置およびその製造方法Info
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Abstract
する。 【解決手段】 吐出された色材により複数の画素部13
が形成された基板を備える。各画素部13における色材
の膜厚が全画素部の平均膜厚に対して±1.4%以内で
ある。
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
置に関し、特に、各画素が形成される位置にそれぞれイ
ンク滴を吐出して製造される基板を有する電気光学装置
およびその製造方法に関するものである。
製造方法としては、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、透明基板上に画素部に
対応するパターンでマトリクス状に仕切りを形成した
後、インクジェット法を用いてインクジェットヘッドか
らR、G、Bの各色素を含有する着色液(以下インク滴
という)を仕切り内に吐出している。そして、インク滴
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
インク滴を付与し、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、仕切り内で平坦化させて着色
層を形成する。
形成を一度に行なうことができ、更に着色液の使用量に
も無駄が生じないため大幅な生産性の向上、コストダウ
ン等の効果を得ることができる。
たような従来の電気光学装置およびその製造方法には、
以下のような問題が存在する。各色毎に画素部は、所定
のパターンで複数配列されているが、基板上で画素部が
配置される領域の大きさはインクジェットヘッドの大き
さに比較して広範囲に亘っている。そのため、通常で
は、基板とインクジェットヘッドとを所定の方向(走査
方向)に相対移動させてインク滴を吐出させた後、イン
クジェットヘッドを走査方向と直交する方向にステップ
移動させて改行した後、再度、基板とインクジェットヘ
ッドとを走査方向に相対移動させてインク滴を吐出させ
るという動作を繰り返している。
滴の吐出に時間差があり、インクの乾燥状態が異なるた
め、この改行部分の画素間には改行ムラと称される色ム
ラが生じ、濃度ムラの原因となり、例えば液晶表示デバ
イスとしては品質不良となってしまう。特に、膜厚ムラ
のある画素が改行部分で直線状に並んだ場合は、膜厚ム
ラのある画素が分散した場合に比べて改行ムラが視認さ
れやすく、品質不良となる可能性が高いという問題があ
った。
れたもので、画素間の膜厚ムラに起因する品質不良が防
止可能な電気光学装置およびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
めに本発明は、以下の構成を採用している。本発明の電
気光学装置は、吐出された色材により複数の画素部が形
成された基板を備えた電気光学装置であって、各画素部
における色材の膜厚が全画素部の平均膜厚に対して±
1.4%以内であることを特徴としている。
る場合に濃度ムラ(色ムラ)を視認できる色調の色差
は、ΔE<3程度であり、この色差は基板上に画素部と
して形成された色材の膜厚に換算すると平均膜厚に対し
て±5%以内に相当する。ところが、膜厚ムラがある画
素部が直線状に並んだ場合は膜厚ムラが±5%以下であ
っても視認されてしまう。そこで、本発明では膜厚ムラ
を平均膜厚に対して±1.4%以内とすることで、改行
ムラが視認されることを防止できた。
5%以内とすることがより好ましい。これにより、本発
明では、より確実に改行ムラが視認されることを防止で
きる。
は、基板上に吐出した色材により複数の画素部を形成す
る電気光学装置の製造方法であって、各画素部における
色材の膜厚を全画素部の平均膜厚に対して±1.4%以
内に形成したことを特徴としている。
合は膜厚ムラが±5%以下であっても視認されてしま
う。従って、本発明では、膜厚ムラを平均膜厚に対して
±1.4%以内とすることで、改行ムラが視認されるこ
とを防止できた。
5%以内とすることがより好ましい。これにより、本発
明では、より確実に改行ムラが視認されることを防止で
きた。
素部で形成する色材の設定膜厚を±a%(a>0)以内
とし、基板を移動させながら色材を吐出した際に、一回
当たりの基板移動で生じる平均膜厚に対する各画素部の
色材の膜厚を±b%(b>0)以内としたときに、a≧
b/n(nは1以上の整数)を満足するn回の基板移動
により各画素部を形成する手順も採用可能である。
で色材を吐出して画素部を形成した際の膜厚が、目標と
なる設定膜厚(例えば平均膜厚に対して±1.4%以内
や±1.25%以内)よりも分布(ムラ)が大きい場合
でも、複数回の基板移動で色材を吐出することでムラが
形成される画素部が分散される。その結果、平均膜厚に
対する各画素部の色材の膜厚が基板移動回数に応じて平
均化される。従って、a≧b/nを満足する回数以上、
基板移動させて色材を吐出することで、視認されない程
度に膜厚ムラを抑えることが可能になる。
びその製造方法の実施の形態を、図1ないし図4を参照
して説明する。ここでは、例えば電気光学装置の部品と
してカラーフィルタを製造する場合の例を用いて説明す
る。
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
を示す平面図である。図2は、図1の符号Aで示す円内
の拡大図である。
板(基板)12は、1枚のカラーフィルタとなるパネル
チップ11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、約100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複数の画素部13を備え、画
素部と画素部の境目は、仕切り(ブラックマトリック
ス)14によって区切られている。カラーフィルタの製
造の際には、上記画素部13の1つ1つに、赤、緑、青
のいずれかのインク(色材)を数滴ずつ吐出する。図2
の例では赤、緑、青の配置をいわゆるデルタ型とした
が、3色が均等に配置されていれば、ストライプ型、モ
ザイク型など、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、
上記画素部13を形成する。この画素部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。
フィルタの製造工程について、更に詳細に説明する。
横30cm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。
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。
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。
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、微小インク滴を着色形成領域毎に、例えば10
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
を塗布して所定の配色パターンの着色層を形成した。
とは、走査方向として、例えばX方向に相対移動し、相
対移動中に所定の画素部13に対して、ノズルから規定
の着色インクが吐出される(以下、基板12が移動する
ものとして説明する)。通常、画素部13が配列される
Y方向の領域の大きさは、ノズルが配置される領域の大
きさよりも広範囲に亘っている。そのため、図2の例で
は、基板12をX方向に移動させながら領域R1の画素
部13にインクを吐出し、次いで基板12をY方向にス
テップ移動させて、画素形成部を改行した後、再度X方
向に移動させながら領域R2の画素部13にインクを吐
出する(なお、基板一回の移動で形成される画素部の数
を、ここでは便宜上二列としている)。
ル樹脂を20重量%、有機顔料を10重量%、ジエチレ
ングリコールブチルエーテル誘導体等の溶剤を70重量
%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、例えば80
℃のホットプレート上で40分間加熱(プレベーク)
し、最後にオーブン中で200℃で30分間加熱(ポス
トベーク)してインク層の硬化処理を行って、着色層を
得た。この乾燥により、図4に示すように、吐出直後厚
さT1であった画素部13におけるインクは、加熱によ
り溶剤が蒸発し体積が減ることで、厚さがT2(プレベ
ーク)、T3(ポストベーク)と減少し、最終的にイン
クの固形分のみが残留して膜化する。
インクジェットヘッドと基板とを相対移動させながら、
所定のノズルから特定の画素部13に吐出されるが、ノ
ズル間にインク吐出量の差がある等の理由により、複数
の画素部13の間には膜厚(図4中、T3)の差、いわ
ゆる膜厚ムラが生じ、この膜厚ムラに起因して濃度ムラ
(色ムラ)が発生する場合がある。この色ムラは、画素
部13を一つ独立して見れば、色調の色差ΔEが3未満
であれば視認されず、この場合の色差ΔE<3は、各画
素部13の膜厚に換算すると、全画素部13の平均膜厚
に対して±5%以内に相当する(以下、全画素部13の
平均膜厚に対する膜厚の差を単に膜厚ムラと称する)。
出条件でインクを吐出し、膜厚ムラを±5%以内に抑制
した状態で画素部13を形成したところ、一つの画素部
単独では色ムラが視認されなかった。
3は、インク滴の吐出に時間差がありインクの乾燥状態
が異なるため、領域R1、R2間には改行ムラと呼ばれ
る色ムラが視認された。
回で画素部13を形成するのではなく、基板移動一回当
たりに吐出するインク量を減らし、複数回の基板移動に
より各画素部13に所定インク量を吐出する。このと
き、例えば、二回の基板移動(以下、n回の基板移動を
nパスと称する;nは1以上の整数)で画素部13を形
成する場合には、領域R1→R2→R2→R1とインク
吐出を行ったり、領域R1、R2に跨る画素部二列の領
域R3と、領域R3から外れた画素部一列の領域R4、
R5を設定し、領域R4→R3→R5→R2→R1の順
序でインク吐出を行う。これにより、乾燥条件の差に起
因する色ムラの発生を抑制することが可能になる。
クを吐出するノズルも一回目の吐出と二回目の吐出とで
異ならせる。このようにすることで、ノズル間のインク
吐出量の差に起因する膜厚ムラの影響を抑えることが可
能になる。このように、パス数に対応してムラが生じる
原因が分散されるため、1パスで画素部13を形成する
場合に生じる膜厚ムラを±b%以内(b>0)とし、n
パスで画素部13を形成する場合には、膜厚ムラはb/
nとみなすことができる。
差ΔE<3に相当する膜厚ムラ±5%以内の場合(b=
5)にパス数を変えてカラーフィルタ基板を製造した。
この場合、3パス(n=3;膜厚ムラ±1.67%以
内)では色ムラが視認され、4パス(n=4;膜厚ムラ
±1.25%以内)では色ムラが視認されなかった。
の膜厚ムラ±7%以内の場合(b=7)にパス数を変え
てカラーフィルタ基板を製造した。この場合、4パス
(n=4;膜厚ムラ±1.75%以内)では色ムラが視
認され、5パス(n=5;膜厚ムラ±1.40%以内)
では色ムラが視認されなかった。
時の膜厚ムラ±10%以内の場合(b=10)にパス数
を変えてカラーフィルタ基板を製造した。この場合、7
パス(n=7;膜厚ムラ±1.43%以内)では色ムラ
が視認され、8パス(n=8;膜厚ムラ±1.25%以
内)では色ムラが視認されなかった。
ことで、カラーフィルタ基板に色ムラが生じることを防
止できた。換言すると、各画素部13で形成すべき設定
膜厚ムラを±a%以内(a>0)とすると、a≧b/n
を満足するn回のパスで画素部13を形成することで、
色ムラが視認されないカラーフィルタ基板を製造するこ
とができる。ただし、色差ΔE<3に相当する膜厚ムラ
±5%以内及びパス数の削減によるスループット向上を
考慮すると、4パスにより画素部13を形成して膜厚ム
ラを±1.25%以内とすることが好ましい。
ルタ基板に透明アクリル樹脂塗料をスピンコートして平
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。
各画素部の膜厚を全画素部の平均膜厚に対して±1.4
%以内とすることで、基板上で改行部分が存在しても色
ムラが視認されず、品質不良の発生を未然に回避するこ
とが可能になる。特に、本実施の形態では、各画素部の
膜厚を全画素部の平均膜厚に対して±1.25%以内と
することで、画素部単独で色ムラが視認されない色調の
色差ΔE<3の条件下でインク吐出を行う場合に、少な
いパス数で画素部を形成することができ、スループット
向上に寄与できる。
燥条件の制御は、マイクロ領域のドットに関して極めて
困難であるが、本実施の形態では設定膜厚に応じて基板
移動回数(パス数)を調整するという簡単な手順で色ム
ラの視認を防止でき、各種制御機器の設置を省略するこ
とが可能になる。
基板移動で画素部13を形成するものとして説明した
が、1パスでインク吐出量等を高精度に制御できる場合
はこれに限定されるものではない。
の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、インク等の色材を塗布して乾燥さ
せる工程を備えた種々の電気光学装置に、本発明を適用
することができる。
上で改行部分が存在しても色ムラが視認されず、品質不
良の発生を未然に回避することが可能になるとともに、
スループット向上に寄与するという効果が得られる。ま
た、本発明では、簡単な手順で色ムラの視認を防止で
き、各種制御機器の設置を省略することが可能になる。
カラーフィルタ基板の平面図である。
る。
より変化する図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 吐出された色材により複数の画素部が
形成された基板を備えた電気光学装置であって、 各画素部における前記色材の膜厚が全画素部の平均膜厚
に対して±1.4%以内であることを特徴とする電気光
学装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の電気光学装置におい
て、 各画素部における前記色材の膜厚が全画素部の平均膜厚
に対して±1.25%以内であることを特徴とする電気
光学装置。 - 【請求項3】 基板上に吐出した色材により複数の画
素部を形成する電気光学装置の製造方法であって、 各画素部における前記色材の膜厚を全画素部の平均膜厚
に対して±1.4%以内に形成したことを特徴とする電
気光学装置の製造方法。 - 【請求項4】 請求項3記載の電気光学装置の製造方
法において、 各画素部における前記色材の膜厚を全画素部の平均膜厚
に対して±1.25%以内に形成したことを特徴とする
電気光学装置の製造方法。 - 【請求項5】 請求項3または4記載の電気光学装置
の製造方法において、 前記平均膜厚に対して各画素部で形成する前記色材の設
定膜厚を±a%(a>0)以内とし、 前記基板を移動させながら前記色材を吐出した際に、一
回当たりの基板移動で生じる前記平均膜厚に対する各画
素部の前記色材の膜厚を±b%(b>0)以内としたと
きに、 a≧b/n (nは1以上の整数) を満足するn回の基板移動により各画素部を形成するこ
とを特徴とする電気光学装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001315871A JP2003121630A (ja) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | 電気光学装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001315871A JP2003121630A (ja) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | 電気光学装置およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003121630A true JP2003121630A (ja) | 2003-04-23 |
Family
ID=19133981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001315871A Pending JP2003121630A (ja) | 2001-10-12 | 2001-10-12 | 電気光学装置およびその製造方法 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2003121630A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009086571A (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-23 | Seiko Epson Corp | 液晶表示装置、及び液晶表示装置の製造方法 |
-
2001
- 2001-10-12 JP JP2001315871A patent/JP2003121630A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009086571A (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-23 | Seiko Epson Corp | 液晶表示装置、及び液晶表示装置の製造方法 |
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