JP2007163541A - カラーフィルタ、電気光学装置および液晶表示装置、電子機器、カラーフィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より少ない製造工程で製造可能なカラーフィルタ、このカラーフィルタを用いた電気光学装置および液晶表示装置、電子機器、カラーフィルタの製造方法を提供すること。
【解決手段】カラーフィルタ１０は、ガラス基板１上に複数の着色領域２を区画するバンク６と、複数の着色領域２に形成された複数色の着色層３と、バンク６と着色層３とを覆うように形成された透明導電膜７とを備えている。着色層３は、インクジェット法でバンク６の高さと略同等な厚みとなるように形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数色の着色層を有するカラーフィルタ、カラーフィルタを備えた電気光学装置および液晶表示装置、電子機器、インクジェット法によるカラーフィルタの製造方法に関する。

基板上の遮光層と樹脂とからなる所定パターンのバンクの間隙に、所定の色に対応したインクをインクジェット法により配設した後に、当該インクを乾燥させるカラーフィルタの製造方法が知られている（特許文献１）。

上記製造方法によって得られたカラーフィルタを液晶表示装置の一方の基板として用いる場合、上記バンクとカラーフィルタとを覆う平坦化層を形成し、さらに平坦化層の上に液晶表示装置の一方の画素電極を構成する透明導電膜が形成される。

また、インクジェット法によりカラーフィルタ層（着色層）を形成する場合、インクジェットヘッドから吐出されたインクがバンクを乗り越えて異なる着色領域に侵入して所謂色にじみが発生することがある。このような色にじみが発生しないようにバンクを高く形成すると着色層との間に段差が生じてしまう。この段差を埋めるように塗布された導電性透明塗布膜（塗布ＩＴＯ）を有するカラーフィルタ、およびこのカラーフィルタを備えた液晶表示装置が知られている（特許文献２）。

特開２００２−３７２６１３号公報 特開平１０−１３３１９４号公報

近年フルカラー表示可能な表示装置として薄型の液晶表示装置の採用が増加している。その一方で従来のＣＲＴに比べて高価なため、より安価な液晶表示装置の実現をめざして開発が加速している。そのためには、液晶表示装置を構成する部材としてのカラーフィルタをより安価に製造できることが重要な課題の一つである。

上記カラーフィルタの製造方法により製造されたカラーフィルタを液晶表示装置に用いるには、平坦化層の形成が必要であり、余計な手間が掛かっていた。

また、平坦化層の機能を兼ねるように特許文献２の方法を採用した場合、塗布された透明導電膜材料をより低抵抗で高い透過率を有する透明導電膜とするには、高温（２５０〜５００℃）で段階的に焼成する工程が必要となる。特に、大型ガラス基板を扱う上では、熱による基板の膨張収縮や変形などにより高精細なカラーフィルタが得難く、このような高温処理は避けたいという課題がある。

本発明は、上記課題を考慮してなされたものであり、より少ない製造工程で製造可能なカラーフィルタ、このカラーフィルタを用いた電気光学装置および液晶表示装置、電子機器、カラーフィルタの製造方法を提供することを目的とする。

本発明のカラーフィルタは、基板上に複数の着色領域を区画するバンクと、複数の着色領域に形成された複数色の着色層と、バンクと着色層とを覆うように形成された透明導電膜と、を備え、着色層がインクジェット法でバンクの高さと略同等な厚みとなるように形成されたことを特徴とする。

この構成によれば、バンクによって区画された複数の着色領域には、バンクの高さと略同等な厚みでインクジェット法により着色層が形成されている。したがって、バンクと着色層との間に厚みが異なることによる凹凸が発生しにくいので、凹凸を緩和して平坦化する平坦化層を設けずに済み、直接透明導電膜を配置することが可能となる。すなわち、より少ない製造工程で製造可能であると共に平坦性を有する透明導電膜を備えたカラーフィルタを提供することができる。

また、上記バンクが、金属または金属化合物からなる遮光層と、遮光層の上に積層された有機層とからなり、有機層の少なくとも頭頂側の表面が撥液性を有すると共に、有機層が導電性を有することが好ましい。

この構成によれば、遮光層と有機層とが積層された所謂二層構造のバンクを備え、有機層の少なくとも頭頂側の表面が撥液性を有するので、インクジェット法で着色層を形成するインク（材料）を付与した際に、当該インクがバンク上に乗り上がって凹凸が発生することを低減することができる。また、有機層が導電性を有しているので、より電気的な抵抗が小さい金属または金属化合物からなる遮光層と薄膜である透明導電膜とが導通することになる。よって、より平坦であり、実質的に面抵抗が小さい透明導電膜を備えたカラーフィルタを提供することができる。

また、上記バンクと基板の外周との間に少なくとも２つのアライメントマークが設けられ、アライメントマークがバンクを構成する遮光層と有機層とのうち、少なくとも一方と同じ構成材料で形成されていることが好ましい。これによれば、二層構造のバンクを構成する遮光層と有機層とのうち、少なくとも一方と同じ構成材料で形成されたアライメントマークが基板の外周近傍に配置されている。したがって、遮光層または有機層を形成する工程で同時にアライメントマークを形成することが可能となる。すなわち、アライメントマークを専用に形成する工程が必要ないので、より効率的に製造可能なカラーフィルタを提供することができる。また、バンクとアライメントマークとの位置精度が向上するので、インクジェット法で着色層を形成する際に、当該アライメントマークを基準として使用すれば、より高い位置精度で着色層を形成するインク（材料）を付与することができる。

本発明の他のカラーフィルタは、複数の画素電極を有する対向基板との間に液晶を狭持して液晶表示装置を構成するカラーフィルタであって、基板上に複数の着色領域を区画するバンクと、複数の着色領域に形成された複数色の着色層と、バンクと着色層とを覆うように形成された透明導電膜と、複数の着色領域をさらに区切るように透明導電膜の上に設けられ、液晶の分子の配向方向を制御するように配置された突起部と、を備え、着色層がインクジェット法でバンクの高さと略同等な厚みとなるように形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、複数の着色領域をさらに区切るように透明導電膜の上に液晶の分子の配向方向を制御する突起部が設けられている。したがって、より少ない製造工程で製造可能であると共に平坦性を有する透明導電膜を備え、ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）方式の液晶表示装置に適したカラーフィルタを提供することができる。

本発明の電気光学装置は、上記発明のカラーフィルタと、複数色の着色層に対応する複数の画素電極を有する対向基板と、カラーフィルタと対向基板との間に挟持された電気光学材料としての液晶とを備えたことを特徴とする。

この構成によれば、より少ない製造工程で製造可能であると共に平坦性を有する透明導電膜を備えたカラーフィルタを備えているので、コストパフォーマンスが高く、フルカラー表示が可能な電気光学装置を提供することができる。

本発明の液晶表示装置は、上記発明のカラーフィルタと、複数色の着色層に対応する複数の画素電極を有する対向基板と、カラーフィルタと対向基板との間に挟持された液晶と、カラーフィルタおよび対向基板のそれぞれの表面を覆って、液晶の分子を当該表面に対して略垂直方向に配向させる配向膜とを備えたことを特徴とする。

この構成によれば、より少ない製造工程で製造可能であると共に平坦性を有する透明導電膜を備え、複数の着色領域をさらに区切るように透明導電膜の上に液晶の分子の配向方向を制御する突起部が設けられたカラーフィルタを備えているので、コストパフォーマンスが高く、フルカラー表示が可能なＭＶＡ方式の液晶表示装置を提供することができる。

本発明の電子機器は、上記発明の電気光学装置または上記発明の液晶表示装置が搭載されたことを特徴とする。これによれば、コストパフォーマンスが高く、フルカラー表示が可能な電気光学装置またはＭＶＡ方式の液晶表示装置を搭載しているので、見映えのよい表示が可能な高いコストパフォーマンスを有する電子機器を提供することができる。

本発明のカラーフィルタの製造方法は、基板上に複数の着色領域を区画するようにバンクを形成するバンク形成工程と、バンクによって区画された複数の着色領域に異なる着色層形成材料を含む複数種の液状体を吐出してバンクの高さと略同等の厚みとなるように複数色の着色層を形成する着色工程と、バンクと複数色の着色層とを覆うように透明導電膜を形成する工程とを備えたことを特徴とする。

この方法によれば、着色工程では、バンクによって区画された複数の着色領域に異なる着色層形成材料を含む複数種の液状体を吐出してバンクの高さと略同等の厚みとなるように複数色の着色層を形成する。したがって、バンクと着色層との間に厚みが異なることによる凹凸が発生し難い。そして、透明導電膜を形成する工程では、バンクと着色層とを覆うように透明導電膜を形成する。よって、バンクと着色層とからなる表面の凹凸を緩和する平坦化層を形成する工程を必要としないので、平坦性を有する透明導電膜を備えたカラーフィルタを、より少ない製造工程で製造可能なカラーフィルタの製造方法を提供することができる。

本発明の他のカラーフィルタの製造方法は、複数の画素電極を有する対向基板との間に液晶を狭持して液晶表示装置を構成するカラーフィルタの製造方法であって、基板上に複数の着色領域を区画するようにバンクを形成するバンク形成工程と、バンクによって区画された複数の着色領域に異なる着色層形成材料を含む複数種の液状体を吐出してバンクの高さと略同等の厚みとなるように複数色の着色層を形成する着色工程と、バンクと複数色の着色層とを覆うように透明導電膜を形成する工程と、複数の着色領域をさらに区切るように透明導電膜の上に液晶の分子の配向方向を制御する突起部を形成する工程とを備えたことを特徴とする。

この方法によれば、バンクと着色層とからなる表面の凹凸を緩和する平坦化層を形成する工程を必要とせずに平坦性を有する透明導電膜を形成し、さらに透明導電膜の上に液晶の分子の配向方向を制御する突起部を形成するので、ＭＶＡ方式の液晶表示装置に適したカラーフィルタをより少ない製造工程で製造することができる。

また、上記バンク形成工程は、複数の着色領域を区画するように金属または金属化合物からなる遮光層を形成する第１バンク形成工程と、遮光層の上に導電性を有する有機層を形成する第２バンク形成工程と、有機層の少なくとも頭頂側の表面に撥液性を付与する表面処理工程とを含んでいることを特徴とする。

この方法によれば、第１バンク形成工程では、複数の着色領域を区画する遮光層を形成し、第２バンク形成工程で当該遮光層上に導電性を有する有機層を形成する。これによりバンクは、二層構造を有することとなる。そして、表面処理工程では、有機層の少なくとも頭頂側の表面に撥液性が付与されるので、後の着色工程において、バンクに区画された複数の着色領域に異なる着色層形成材料を含む複数種の液状体を吐出すれば、液状体がバンクに乗り上げて残存することが低減される。よって、バンクと着色層とからなる表面に凹凸が発生することをより低減することができる。すなわち、より平坦な表面を有する透明導電膜を備えたカラーフィルタを製造することができる。

また、上記第１バンク形成工程または上記第２バンク形成工程では、遮光層または有機層を形成すると同時に、複数の着色領域と基板の外周との間に少なくとも２つのアライメントマークを形成することが好ましい。これによれば、上記第１バンク形成工程または上記第２バンク形成工程において、遮光層または有機層を形成する際に同時にアライメントマークを形成するので、アライメントマークを専用に形成する工程が不要となり、より効率的にカラーフィルタを製造することができる。

本発明の実施形態は、電気光学装置としてのＭＶＡ方式の液晶表示装置に用いられる配向制御用の突起部を有するカラーフィルタおよびこのカラーフィルタの製造方法を例に説明する。尚、説明に用いる図は、構成要素を明確にするために適宜拡大または縮小して表示した。

＜液晶表示装置＞
まず、電気光学装置としての液晶表示装置について図１に基づいて説明する。図１は、液晶表示装置の構造を示す概略図である。同図（ａ）は画素の構成を示す概略平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線で切った断面図である。

図１（ａ）に示すように、本実施形態の液晶表示装置１００は、マトリクス状に配置された着色領域２に着色層３を備えた複数のサブ画素ＳＧを有している。表示用の画素Ｇは、異なる着色層３Ｒ（レッド），３Ｇ（グリーン），３Ｂ（ブルー）を有する３つのサブ画素ＳＧにより構成されている。各サブ画素ＳＧには、くの字状の配向制御用の突起部８がＸ方向に隣り合うサブ画素ＳＧに延在するように配置されると共に、Ｙ方向に連続して配置されている。サブ画素ＳＧのほぼ中央付近で交わる突起部８の角度は、およそ９０度である。また、くの字状の突起部８に並行するように同じく配向制御用の複数のスリット１０３が配置されている。

図１（ｂ）に示すように、液晶表示装置１００は、カラーフィルタ１０と、複数色の着色層３に対応する複数の画素電極１０２を有する対向基板としての素子基板１０１と、カラーフィルタ１０と素子基板１０１とに挟持された電気光学材料としての液晶１２とを備えている。カラーフィルタ１０および素子基板１０１のそれぞれの表面には、これを覆って液晶１２の分子１２ａをそれぞれの表面に対して略垂直方向に配向させる配向膜１１，１０４が設けられている。

配向制御用の突起部８は、カラーフィルタ１０のバンク６と着色層３（３Ｒ）を覆う透明導電膜７の上に設けられている。同じく配向制御用のスリット１０３は、バンク６と突起部８との間または二つの突起部８の間に対向する位置で画素電極１０２に設けられている。

素子基板１０１は、透明なガラス基板であり、各サブ画素ＳＧごとに画素電極１０２に３端子のうちの一つが接続されたスイッチング素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子（図示省略）が配設されている。

このような液晶表示装置１００は、カラーフィルタ１０の側から表示された画像等の情報を視認するものであり、カラーフィルタ１０の表面と素子基板１０１の背面には、偏光板（図示省略）が装備される。また、素子基板１０１の背面側に冷陰極管やＬＥＤ等の光源を有する照明装置（図示省略）を装備して照明される。

液晶表示装置１００において、ＴＦＴ素子に駆動信号が与えられると、カラーフィルタ１０の共通電極である透明導電膜７と画素電極１０２との間に液晶１２を駆動する電位が与えられる。配向膜１１，１０４上に垂直配向した液晶１２の分子１２ａは、駆動電位によって発生した電界Ｅの方向に対して法線方向に配列するように駆動される。突起部８においては、液晶１２の分子１２ａが突起部８の曲面状の表面に対応して垂直方向に配向している。そして、突起部８、スリット１０３、画素電極の境界１０２ａを境にして斜め方向に発生した電界Ｅに対応して液晶１２の分子１２ａが異なる方向に倒れ込んだ複数の領域（Domain）がサブ画素ＳＧ内に発生する。液晶表示装置１００の視角特性は、液晶１２の分子１２ａが倒れ込んだ配向方向に依存するため、突起部８、スリット１０３、画素電極の境界１０２ａを境にして異なる視角特性を有することになる。すなわち、このようなＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）方式の液晶表示装置１００は、広い視角特性を有する。

＜カラーフィルタ＞
次に本実施形態のカラーフィルタについて図２および図３を基に説明する。図２はカラーフィルタを示す概略図である。同図（ａ）は概略平面図、同図（ｂ）は要部概略断面図である。

先の図１（ｂ）に示すように、本実施形態のカラーフィルタ１０は、基板としての透明なガラス基板１に複数の着色領域２を区画するバンク６と、複数の着色領域２に形成された複数色（３色）の着色層３と、バンク６と着色層３とを覆うように形成された透明導電膜７とを備えている。着色層３は、インクジェット法でバンク６の高さと略同等な厚みとなるように形成されている。インクジェット法についての詳細は後述するが、着色層形成材料を含む液状体を着色領域２に吐出して乾燥し着色層３を形成する方法である。このような液状体としては、公知の材料を用いればよく、例えば、着色層形成材料として無機あるいは有機顔料を用い、これにより着色したアクリル樹脂やポリウレタン樹脂等からなる液状体が挙げられる。

バンク６は、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉなどの金属またはこれらの金属化合物からなる遮光層４と、遮光層４の上に積層された有機層５とからなる所謂二層バンク構造となっている。有機層５は、感光性の樹脂材料にＣ（カーボン）、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄなどの導電材料を配合したもの、またはポリアニリンなどの高分子ポリマーからなり、固形化後に導電性を有する。また、後述するカラーフィルタの製造方法にて詳しく説明するが、着色層３を形成する前に、有機層５の少なくとも頭頂側の表面が撥液性を有するように表面処理が施されている。

この場合、遮光層４の厚みはおよそ０．１μｍ、有機層５の厚みはおよそ１．４〜１．９μｍである。したがって、バンク６の高さは、およそ１．５〜２μｍである。

図２（ａ）に示すように、カラーフィルタ１０は、ガラス基板１の上にバンク６によって区画された複数の着色領域２に３色の着色層３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを有し、同一色の着色層３がＹ方向に配列すると共に３色の着色層３Ｒ，３Ｇ，３ＢがＸ方向に繰り返し配設されている。すなわち、ストライプ方式のカラーフィルタである。

ガラス基板１には、Ｙ方向の辺部に沿ったバンク６とガラス基板１の外周との間に、各辺に平行な位置で２つ、合計４つのアライメントマーク９が設けられている。この場合、アライメントマーク９は、遮光層４を形成する工程で同時に形成するので、遮光層４と同一の材料で構成されている。

尚、バンク６は、二層バンク構造に限らず、有機層５だけの１層構造でもよい。したがって、アライメントマーク９は、有機層５と同一な構成材料としてもよい。

透明導電膜７は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの導電材料からなり、図２（ｂ）に示すように、バンク６と着色層３とを覆うように膜付けされている。図１（ｂ）に示すように液晶表示装置１００において、カラーフィルタ１０と対向する素子基板１０１との隙間は、液晶１２が充填されるので均一であることが求められる。不均一な場合は、液晶１２の層の厚み（セル厚）が変化して、配向ムラ、色ムラ、駆動時のスピードムラやクロストークなどの不具合が発生することがある。よってバンク６と着色層３とからなる表面をより平坦に形成する必要がある。

本実施形態では、バンク６の高さとほぼ同等となるように着色層３が形成されているので、透明導電膜７の平坦性が確保されている。バンク６は、遮光層４の幅が有機層５よりもやや広い二層構造となっており、表示に寄与する着色層３は、実質的に遮光層４により区画される。よって、有機層５が着色層３よりも多少高く液晶１２側に突出しても、有機層５の周辺の液晶１２の分子１２ａの配向の乱れが表示に与える影響を少なくすることが可能である。

図３は、カラーフィルタの要部拡大平面図である。同図（ａ）は着色領域を示す拡大平面図、同図（ｂ）はアライメントマークを示す拡大平面図である。

図３（ａ）に示すように、カラーフィルタ１０には、複数の着色領域２をさらに区切るように透明導電膜７の上に液晶１２の分子１２ａの配向方向を制御する突起部８が設けられている。突起部８はくの字状であり、Ｘ方向に隣り合う着色領域２に延在するように配置されると共に、Ｙ方向に連続して配置されている。着色領域２のほぼ中央付近で交わる突起部８の角度は、およそ９０度である。この場合、突起部８の幅は、およそ５〜１０μｍであり、感光性のアクリル系樹脂等により形成されている。９０度の角度で三角波のようにＹ方向に連続する突起部８の形状は、前述した液晶表示装置１００に装備される偏光板の吸収軸または偏光軸の角度を考慮して設定されている。なお、突起部８の形状は、これに限定されず、着色領域２の大きさや縦横比に応じて、着色領域２を複数の領域に区切るように配置すればよい。

図３（ｂ）に示すように、カラーフィルタ１０に設けられたアライメントマーク９は、十字形状となっている。そして、前述した液晶表示装置１００を製造する際には、素子基板１０１側に設けられた十字状の開口を有するアライメントマーク１０９と対向することにより、所定の隙間ｄが空いた状態で組み立てられる。所定の隙間ｄは、組み立て時のカラーフィルタ１０と素子基板１０１との位置合わせ許容範囲となっている。アライメントマーク９を識別して位置情報を取得するには、一般的にＣＣＤ（電荷結合素子）などを搭載したカメラを用いて画像認識する方法が挙げられる。

なお、識別が可能ならば、アライメントマーク９を覆うように透明導電膜７を膜付けしてもよい。上記の画像認識する方法では、アライメントマーク９を覆うように透明導電膜７を膜付けした場合、その膜厚によっては、アライメントマーク９の視認性が低下することがあるので、適宜アライメントマーク９と透明導電膜７の膜厚設定の調整が必要となる。また、アライメントマーク９の形状は、十字状に限定されるものではなく、円形、四角形等でもよい。

本実施形態のカラーフィルタ１０は、平坦性を有する透明導電膜７を備えているので、液晶表示装置１００において安定したセル厚を得ることができ、配向ムラ、色ムラ、駆動時のスピードムラやクロストークなどの不具合が少ない表示を実現することができる。また、有機層５が導電性を有しているので、電気抵抗が小さい遮光層４と透明導電膜７とが有機層５を通じて電気的に接続される。したがって、実質的に透明導電膜７の面抵抗を小さくすることが可能である。すわなち、表示画面が大きくなっても、透明導電膜７の面抵抗による駆動電位の損失を小さくすることができ、ムラの少ない表示が可能となる。

＜カラーフィルタの製造方法＞
次に本実施形態のカラーフィルタの製造方法について図４および図５を基に説明する。図４はカラーフィルタの製造方法を示すフローチャート、図５はカラーフィルタの製造方法を示す概略断面図である。

図４に示すように、本実施形態のカラーフィルタ１０の製造方法は、ガラス基板１上に複数の着色領域２を区画するように遮光層４を形成する第１バンク形成工程（ステップＳ１）と、遮光層４の上に導電性を有する有機層５を形成する第２バンク形成工程（ステップＳ２）と、有機層５の少なくとも頭頂側の表面に撥液性を付与する表面処理工程（ステップＳ３）とを備えている。また、バンク６によって区画された複数の着色領域２に異なる着色層形成材料を含む複数種の液状体を吐出する液状体吐出工程（ステップＳ４）と、吐出された液状体を乾燥して着色層３を形成する乾燥工程（ステップＳ５）とを備えている。さらに、バンク６と複数色の着色層３とを覆うように透明導電膜７を形成する工程（ステップＳ６）と、透明導電膜７の上に配向制御用の突起部８を形成する工程（ステップＳ７）とを備えている。

図４のステップＳ１は、第１バンク形成工程である。ステップＳ１では、ガラス基板１の表面にＣｒ、Ａｌ、Ｎｉなどの金属またはこれらの金属化合物からなる導電膜を遮光性を有するように厚みおよそ０．１μｍで成膜する。成膜方法としては真空蒸着法、スパッタ法などを用いることができる。そして、成膜された導電膜に感光性樹脂を塗布して乾燥させ、フォトリソグラフィ法により着色領域２に対応した開口を有するマスクを用いて露光・現像・エッチングする。これにより遮光層４が形成される。また、当該マスクには、アライメントマーク９に対応する十字状のパターンが開口しており、同時にアライメントマーク９をガラス基板１の外周とバンク６との間に形成する。そして、ステップＳ２へ進む。

図４のステップＳ２は、第２バンク形成工程である。ステップＳ２では、図５（ａ）に示すように、遮光層４の上に導電性を有する有機層５を形成する。形成方法としては、導電性材料が配合された感光性樹脂（例えばフェノール系感光樹脂など）を遮光層４が形成されたガラス基板１の表面にスピンコート法、ロールコート法などにより厚みがおよそ１．４〜１．９μｍとなるように塗布して乾燥する。そして、フォトリソグラフィ法により着色領域２に対応した開口を有するマスクを用いて露光・現像する。これにより導電性を有する有機層５が遮光層４の上に積層され、断面が凸状のバンク６が形成される。そして、ステップＳ３へ進む。

図４のステップＳ３は、表面処理工程である。ステップＳ３では、バンク６が形成されたガラス基板１をフッ素系ガスを処理ガスとしてプラズマ処理を行う。これにより、金属または金属化合物からなる遮光層４は撥液処理されず、有機層５の表面に撥液性を付与することができる。このような撥液処理は、少なくとも有機層５の頭頂側の表面が撥液性となるように処理すれば、後の液状体の吐出工程で吐出された液状体が有機層５の頭頂部に乗り上がって残存することを低減できる。なお、着色領域２に相当するガラス基板１の表面に親液性を付与するＯ₂ガスを処理ガスとするプラズマ処理と組み合わせてもよい。親液性をガラス基板１の表面に付与することにより、後に吐出された液状体の濡れ性を向上させ着色領域２内に行き渡らせることができる。そして、ステップＳ４へ進む。

図４のステップＳ４は、液状体の吐出工程である。ステップＳ４では、図５（ｂ）に示すように、バンク６により区画された複数の着色領域２に異なる着色層形成材料を含む複数種の液状体を吐出する。吐出方法としては、液状体を液滴３０として吐出可能な液滴吐出ヘッド２０とガラス基板１とが対向配置された状態で相対移動可能な液滴吐出装置（図示省略）を用いる。また、液状体を吐出する際には、所望の着色領域２に液滴吐出ヘッド２０が位置するように先に形成されたアライメントマーク９を基準としてガラス基板１と液滴吐出ヘッド２０とを位置決めする。

ここで、液滴吐出ヘッド２０について簡単に説明する。図６は、液滴吐出ヘッドの構造を示す要部斜視図である。図６に示すように、液滴吐出ヘッド２０は、複数のノズル２２を有するノズルプレート２１と、各ノズル２２に対応してこれを区画する区画部２４を含む液状体の流路が形成されたリザーバプレート２３と、エネルギー発生手段としての圧電素子（ピエゾ）２９を有する振動板２８とからなる３層構造の所謂ピエゾ方式インクジェットヘッドである。ノズルプレート２１とリザーバプレート２３の区画部２４および振動板２８によって複数の圧力発生室２５が構成されている。各ノズル２２は、各圧力発生室２５にそれぞれ連通している。また、圧電素子２９は、各圧力発生室２５に対応するように振動板２８に複数配設されている。

リザーバプレート２３には、振動板２８に形成された供給孔２８ａを通じてタンク（図示省略）から供給される液状体が一時的に貯留される共通流路２７が設けられている。また共通流路２７に充填された液状体は、供給口２６を通じて各圧力発生室２５に供給される。

液滴吐出ヘッド２０は、電気信号としての駆動波形が圧電素子２９に印加されると圧電素子２９自体が歪んで振動板２８を変形させる。これにより、圧力発生室２５の体積変動が起こり、これによるポンプ作用で圧力発生室２５に充填された液状体が加圧され、ノズル２２から液状体を液滴３０として吐出することができる。尚、ノズル２２から液状体を液滴３０として吐出させるエネルギー発生手段は、圧電素子２９に限らず、加熱素子としてのヒータや電気機械変換素子としての静電アクチュエータ等でもよい。

図５（ｂ）に示すように、本実施形態では、例えば、Ｒ（レッド）の着色層形成材料を含む液状体を液滴吐出ヘッド２０に充填して、該当する着色領域２に液滴３０として所定量を吐出する。吐出された液滴３０は、着色領域２に着弾して表面表力により盛り上がるが有機層５が撥液処理されているので、隣り合う他の着色領域２に侵入することが抑制されている。そして、ステップＳ５へ進む。

図４のステップＳ５は、乾燥工程である。ステップＳ５では、図５（ｃ）に示すように、液状体が吐出されたガラス基板１を赤外線ランプなどを用いた乾燥や乾燥炉に投入することにより、液状体から溶媒成分を蒸発させ着色層形成材料からなる着色層３を固定化する。液状体は、乾燥後にバンク６の高さと略同等となるように所定量吐出されるので、乾燥後の着色層３の表面は、ほぼ平坦である。有機層５が撥液性を有していることから有機層５と液状体との濡れ性により、乾燥後に有機層５と着色層３との境界部で多少の凹凸が発生しても、着色層３は実質的に遮光層４によって区画されているので、液晶表示装置１００においては、当該境界部での凹凸による配向の乱れはさほど表示に影響を与えない。

本実施形態では、まずＲ（レッド）の着色層形成材料を含む液状体を着色領域２に吐出して乾燥させることにより着色層３Ｒを形成し、続いてＧ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の順に異なる着色層形成材料を含む液状体を順次吐出して乾燥する。これにより、図５（ｄ）に示すように３色の着色層３Ｒ，３Ｇ，３Ｂを形成した。なお、このような方法に限定されず、例えば、ステップＳ４の吐出工程で異なる着色層形成材料を含む複数種の液状体をそれぞれ異なる液滴吐出ヘッド２０に充填し、各液滴吐出ヘッド２０のノズル２２から所望の着色領域２に液状体を吐出する。そして、溶媒の蒸気圧を一定にして乾燥することが可能な減圧乾燥装置にガラス基板１をセットして減圧下で一括乾燥する方法を用いてもよい。そして、ステップＳ６へ進む。

図４のステップＳ６は、透明導電膜７を形成する工程である。ステップＳ６では、図５（ｅ）に示すように、バンク６と各着色層３とを覆うように透明導電膜７を成膜する。成膜方法としては、ＩＴＯなどの導電材料をターゲットとして真空蒸着あるいはスパッタする方法が挙げられる。この場合は、膜厚がおよそ０．１μｍとなるようにＩＴＯを成膜した。そして、ステップＳ７へ進む。

図４のステップＳ７は、突起部形成工程である。ステップＳ７では、図５（ｆ）に示すように、透明導電膜７の上に配向制御用の突起部８を形成する。なお、図５（ｆ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線で切った断面図である。形成方法としては、感光性アクリル系樹脂を透明導電膜７を覆うように塗布して乾燥し、フォトリソグラフィ法により、図３（ａ）に示した形状となるようにマスクを用いて露光・現像する方法が挙げられる。この場合の突起部８の幅は、およそ１０μｍである。また、ややオーバー気味に現像することにより、突起部８の表面を曲面状態としている。

以上のようなカラーフィルタ１０の製造方法では、バンク６と各着色層３とからなる表面の凹凸を緩和して平坦化する平坦化層を形成する工程が不要となるので、少ない製造工程でＭＶＡ方式の液晶表示装置１００に好適なカラーフィルタ１０を製造することが可能である。また、バンク６が遮光層４と導電性を有する有機層５とから構成されているので、透明導電膜７と遮光層４とが電気的に接続され、実質的に面抵抗が小さく平坦な透明導電膜７とすることが可能である。

＜電子機器＞
次に本実施形態の電子機器としての液晶ＴＶについて図７を基に説明する。図７は、液晶ＴＶを示す概略斜視図である。図７に示すように、本実施形態の液晶ＴＶ２００は、表示部２０１に上記実施形態のＭＶＡ方式の液晶表示装置１００が搭載されている。したがって、広い視角範囲でフルカラー表示が可能である。

上記実施形態の効果は、以下の通りである。
（１）上記実施形態のカラーフィルタ１０は、着色層３がインクジェット法でバンク６の高さと略同等の厚みとなるように形成されている。したがって、バンク６と着色層３とからなる表面に凹凸が発生し難く、平坦性を有する透明導電膜７を備えたカラーフィルタ１０を提供することができる。すなわち、該凹凸を緩和して平坦化するための平坦化層を形成する必要がないので、より少ない製造工程で製造可能なカラーフィルタ１０を提供することができる。また、透明導電膜７の上には、配向制御用の突起部８が形成されているので、ＭＶＡ方式の液晶表示装置１００の一方の基板として好適に用いることができる。

（２）上記実施形態のカラーフィルタ１０において、バンク６が遮光層４と有機層５とからなり、いずれも導電性を有しているので、バンク６を覆う透明導電膜７の面抵抗を実質的に小さくすることができる。

（３）上記実施形態のカラーフィルタ１０の製造方法は、バンク６によって区画された複数の着色領域２に異なる着色層形成材料を含む複数種の液状体を液滴吐出ヘッド２０から液滴３０として吐出してバンク６の高さと略同等な厚みとなるように着色層３を形成する着色工程（ステップＳ４の液状体吐出工程とステップＳ５の乾燥工程を含む）を備えている。したがって、バンク６と着色層３とからなる表面に凹凸が発生し難く、平坦性を有する透明導電膜７を備えたカラーフィルタ１０を製造することができる。

（４）上記実施形態のカラーフィルタ１０の製造方法において、バンク６を形成する工程は、遮光層４を形成する第１バンク形成工程と、遮光層４の上に導電性の有機層５を形成する第２バンク工程と、有機層５の表面（側面を含む）に撥液性を付与する表面処理工程とから構成されている。したがって、撥液性の有機層５により区画された領域に吐出された液状体をはみ出さないように保持し、液状体の乾燥後にバンク６と着色層３とからなる表面に凹凸が発生することをより低減することができる。

（５）上記実施形態のカラーフィルタ１０の製造方法において、アライメントマーク９は、第１バンク形成工程で遮光層４を形成すると同時に形成されるので、あらためてアライメントマーク９を形成する工程が不要であり、より効率よくカラーフィルタ１０を製造することができる。また、遮光層４と同じ材料で形成されるので、高い視認性を有するアライメントマーク９を形成することができる。

（６）上記実施形態の液晶表示装置１００は、上記実施形態のカラーフィルタ１０を備えているので、少ない製造工程で製造可能であり、高いコストパフォーマンスと広い視角特性を有するフルカラー表示可能な液晶表示装置１００を提供することができる。

（７）上記実施形態の電子機器としての液晶ＴＶ２００は、上記実施形態の液晶表示装置１００を表示部２０１に搭載しているので、広い視角範囲でフルカラー表示が可能であると共に高いコストパフォーマンスを有する液晶ＴＶ２００を提供することができる。

上記実施形態以外の変形例は、以下の通りである。
（変形例１）上記実施形態のカラーフィルタ１０の構成は、これに限定されない。例えば、透明導電膜７の上に配向制御用の突起部８を設けない構成としてもよい。これによれば、所謂Twisted Nematic型の液晶表示装置のカラーフィルタとして適用することができる。

（変形例２）上記実施形態のカラーフィルタ１０において、複数種の着色層３は、３色に限定されない。例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂに色再現性を高める他の色を加えた多色構成としてもよい。このようなカラーフィルタ１０を液晶表示装置１００に用いれば、より鮮やかな色表現が可能となる。

（変形例３）上記実施形態の液晶表示装置１００において、カラーフィルタ１０に対向配置される対向基板は、ＴＦＴ素子を備えた素子基板１０１に限定されない。例えば、スイッチング素子としてＴＦＤ（Thin Film Diode）素子を用いてもよい。また、電気光学装置としての液晶表示装置１００は、ＭＶＡ方式に限定されず、カラーフィルタとして変形例１に挙げたように突起部８を除いたものは、スイッチング素子を備えたアクティブ型や単純マトリクス型の液晶表示装置にも適用可能である。

（変形例４）液晶表示装置１００が搭載される電子機器は、液晶ＴＶ２００に限定されない。例えば、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）と呼ばれる携帯型情報機器や携帯端末機器、携帯型情報処理装置、卓上型パーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、デジタルビデオカメラ、モニタ直視型のビデオレコーダ、カーナビゲーション装置、電子手帳、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、ＰＯＳ端末機等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても見映えのよい表示を行うことができる。

（ａ）は液晶表示装置の画素の構成を示す概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線で切った断面図。 （ａ）はカラーフィルタの概略平面図、（ｂ）はカラーフィルタの要部概略断面図。 （ａ）はカラーフィルタの着色領域を示す拡大平面図、（ｂ）はアライメントマークを示す拡大平面図。 カラーフィルタの製造方法を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｆ）はカラーフィルタの製造方法を示す概略断面図。 液滴吐出ヘッドの構造を示す要部斜視図。 液晶ＴＶを示す概略斜視図。

符号の説明

１…基板としてのガラス基板、２…着色領域、３…着色層、４…遮光層、５…有機層、６…バンク、７…透明導電膜、８…突起部、９…アライメントマーク、１０…カラーフィルタ、１１…配向膜、１２…液晶、１２ａ…液晶の分子、１００…液晶表示装置、１０１…対向基板としての素子基板、１０２…画素電極、１０４…配向膜、２００…電子機器としての液晶ＴＶ。

Claims (11)

1. 基板上に複数の着色領域を区画するバンクと、
   前記複数の着色領域に形成された複数色の着色層と、
   前記バンクと前記着色層とを覆うように形成された透明導電膜と、を備え、
   前記着色層がインクジェット法で前記バンクの高さと略同等な厚みとなるように形成されたことを特徴とするカラーフィルタ。
2. 前記バンクが、金属または金属化合物からなる遮光層と、前記遮光層の上に積層された有機層とからなり、前記有機層の少なくとも頭頂側の表面が撥液性を有すると共に、前記有機層が導電性を有することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
3. 前記バンクと前記基板の外周との間に少なくとも２つのアライメントマークが設けられ、
   前記アライメントマークが前記バンクを構成する前記遮光層と前記有機層とのうち、少なくとも一方と同じ構成材料で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ。
4. 複数の画素電極を有する対向基板との間に液晶を狭持して液晶表示装置を構成するカラーフィルタであって、
   基板上に複数の着色領域を区画するバンクと、
   前記複数の着色領域に形成された複数色の着色層と、
   前記バンクと前記着色層とを覆うように形成された透明導電膜と、
   前記複数の着色領域をさらに区切るように前記透明導電膜の上に設けられ、前記液晶の分子の配向方向を制御するように配置された突起部と、を備え、
   前記着色層がインクジェット法で前記バンクの高さと略同等な厚みとなるように形成されていることを特徴とするカラーフィルタ。
5. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載のカラーフィルタと、
   前記複数色の着色層に対応する複数の画素電極を有する対向基板と、
   前記カラーフィルタと前記対向基板との間に挟持された電気光学材料としての液晶とを備えたことを特徴とする電気光学装置。
6. 請求項４のカラーフィルタと、
   前記複数色の着色層に対応する複数の画素電極を有する対向基板と、
   前記カラーフィルタと前記対向基板との間に挟持された液晶と、
   前記カラーフィルタおよび前記対向基板のそれぞれの表面を覆って、前記液晶の分子を前記表面に対して略垂直方向に配向させる配向膜とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
7. 請求項５の電気光学装置または請求項６の液晶表示装置が搭載されたことを特徴とする電子機器。
8. 基板上に複数の着色領域を区画するよう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前記複数の着色領域に異なる着色層形成材料を含む複数種の液状体を吐出して前記バンクの高さと略同等の厚みとなるように複数色の着色層を形成する着色工程と、
   前記バンクと前記複数色の着色層とを覆うように透明導電膜を形成する工程とを備えたことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
9. 複数の画素電極を有する対向基板との間に液晶を狭持して液晶表示装置を構成するカラーフィルタの製造方法であって、
   基板上に複数の着色領域を区画するよう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前記複数の着色領域に異なる着色層形成材料を含む複数種の液状体を吐出して前記バンクの高さと略同等の厚みとなるように複数色の着色層を形成する着色工程と、
   前記バンクと前記複数色の着色層とを覆うように透明導電膜を形成する工程と、
   前記複数の着色領域をさらに区切るように前記透明導電膜の上に前記液晶の分子の配向方向を制御する突起部を形成する工程とを備えたことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
10. 前記バンク形成工程は、前記複数の着色領域を区画するように金属または金属化合物からなる遮光層を形成する第１バンク形成工程と、
    前記遮光層の上に導電性を有する有機層を形成する第２バンク形成工程と、
    前記有機層の少なくとも頭頂側の表面に撥液性を付与する表面処理工程とを含んでいることを特徴とする請求項８または９に記載のカラーフィルタの製造方法。
11. 前記第１バンク形成工程または前記第２バンク形成工程では、前記遮光層または前記有機層を形成すると同時に、前記複数の着色領域と前記基板の外周との間に少なくとも２つのアライメントマークを形成することを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか一項に記載のカラーフィルタの製造方法。
    
    

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