JP2007178532A - カラーフィルタ基板の製造方法および液晶表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】液滴吐出法を用いて、第１の突起部および微細な第２の突起部を位置精度良く形成できるカラーフィルタ基板の製造方法および液晶表示装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】予め撥液処理層５に、光照射によって、第１の突起部６２と第２の突起部６１とが形成される親液化領域５２を形成してあるため、吐出された液滴６Ａ，６Ｂが、液滴吐出位置精度によって、第１の突起部６２および第２の突起部６１が形成される位置から少しずれて着弾しても、親液化領域５２に引き込まれるように動く。したがって、目的とした位置に第１の突起部６２および第２の突起部６１を形成できる。
【選択図】図４
【解決手段】予め撥液処理層５に、光照射によって、第１の突起部６２と第２の突起部６１とが形成される親液化領域５２を形成してあるため、吐出された液滴６Ａ，６Ｂが、液滴吐出位置精度によって、第１の突起部６２および第２の突起部６１が形成される位置から少しずれて着弾しても、親液化領域５２に引き込まれるように動く。したがって、目的とした位置に第１の突起部６２および第２の突起部６１を形成できる。
【選択図】図４
Description
本発明は、カラーフィルタ基板の製造方法および垂直配向型の液晶表示装置の製造方法に関するものである。
カラーフィルタ基板および素子基板を備えた垂直配向型の液晶表示装置には、カラーフィルタ基板と素子基板とのギャップを制御する第１の突起部と液晶の配向が複数方向に生じるように第２の突起部とが形成されている。
第１の突起部と第２の突起部の形成には、各種の方法が用いられている。
第１の突起部の形成方法としては、液滴吐出法の一つであるインクジェット法で硬化性スペーサ形成材料を吐出し、その後、光照射、熱処理、あるいは光照射と熱処理と併せて用いて硬化性スペーサ形成材料を硬化させ、第１の突起部を形成する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、第２の突起部の形成方法としては、カラーフィルタ基板側に、第２の突起部としての突起を、感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ法によりパターニングして形成する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
第１の突起部の形成方法としては、液滴吐出法の一つであるインクジェット法で硬化性スペーサ形成材料を吐出し、その後、光照射、熱処理、あるいは光照射と熱処理と併せて用いて硬化性スペーサ形成材料を硬化させ、第１の突起部を形成する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
また、第２の突起部の形成方法としては、カラーフィルタ基板側に、第２の突起部としての突起を、感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィ法によりパターニングして形成する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
液滴吐出法を用いて第１の突起部を形成する際、第１の突起部の位置精度は、カラーフィルタ基板上への液滴吐出位置精度に依存する。このため、液滴吐出位置精度によっては、表示要素を遮る位置に、第１の突起部が形成され、表示品質が低下するという課題がある。
また、フォトリソグラフィ法により第２の突起部を形成すると、製造工程が複雑になる。それにかえて、液滴吐出法により第２の突起部を形成しようとすると、液滴の径よりも小さい微細な第２の突起部を形成することが難しいという課題がある。
また、フォトリソグラフィ法により第２の突起部を形成すると、製造工程が複雑になる。それにかえて、液滴吐出法により第２の突起部を形成しようとすると、液滴の径よりも小さい微細な第２の突起部を形成することが難しいという課題がある。
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、その目的は、液滴吐出法を用いて、第１の突起部および微細な第２の突起部を位置精度良く形成できるカラーフィルタ基板の製造方法および液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明では、カラーフィルタ基板の製造方法として、基板上に、隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記隔壁によって区画された前記基板上に表示要素を形成する表示要素形成工程と、前記隔壁および前記表示要素の表面に電極を形成する電極形成工程と、前記電極の表面に撥液処理層を形成する撥液処理工程と、前記撥液処理層に、光照射によって選択的に親液化領域を形成する親液化工程と、前記親液化領域に第１の突起部と第２の突起部とを液滴吐出法により形成する突起部形成工程とを含むことを要旨とする。
これによれば、予め撥液処理層に、光照射によって、第１の突起部と第２の突起部とが形成される親液化領域を形成してあるため、吐出された液滴が、液滴吐出位置精度によって、第１の突起部および第２の突起部が形成される位置から少しずれて着弾しても、親液化領域に引き込まれるように動く。したがって、目的とした位置に第１の突起部および第２の突起部が形成される。
上記課題を解決するために、本発明では、カラーフィルタ基板の製造方法として、前記液滴吐出法を用いた液滴吐出手段が前記カラーフィルタ基板上を１回走査する間に前記第１の突起部及び前記第２の突起部の各形成領域に応じて、前記第１の突起部の形成材料を含む液滴と前記第２の突起部の形成材料を含む液滴を吐出することを要旨とする。
これによれば、１回走査する間に吐出仕分けることができ、工程が簡略化される。また、生産性や歩留りが向上される。
上記課題を解決するために、本発明では、カラーフィルタ基板の製造方法として、前記第１の突起部の形成材料を含む液滴は前記第２の突起部の形成材料を含む液滴よりも大きいことを要旨とする。
カラーフィルタ基板と素子基板とのギャップを制御する第１の突起部は、液晶の配向を制御する第２の突起部よりも大きく（高く）形成しなければならない。本発明によれば、突起部を液滴吐出法により形成している為、液滴吐出手段が１回走査する間に、第１の突起部を形成する領域には大きな液滴を吐出し、第２の突起部を形成する領域には小さな液滴を吐出することにより、第１及び第２の突起部を容易に形成することが出来る。すなわち、第１の突起部形成領域に必要以上の重ね吐出が不要となり、大幅な工程簡略化が図れる。
上記課題を解決するために、本発明では、カラーフィルタ基板の製造方法として、前記表示要素を液滴吐出法により形成することを要旨とする。
これによれば、表示要素を液滴吐出法により形成することで、フォトリソグラフィ法を用いて形成する場合の、大型基板に対応した大掛かりな設備が不要となるとともに、露光、現像、洗浄等の手間のかかる多くの加工工程も不要であり、大幅な工程簡略化が図れる。
さらに、上記課題を解決するために、本発明では、カラーフィルタ基板の製造方法として、前記隔壁を液滴吐出法により形成することを要旨とする。
これによれば、隔壁を液滴吐出法により形成することで、フォトリソグラフィ法を用いて形成する場合の、大型基板に対応した大掛かりな設備が不要となるとともに、露光、現像、洗浄等の手間のかかる多くの加工工程も不要であり、大幅な工程簡略化が図れる。
本発明では、液晶表示装置の製造方法として、上記発明のカラーフィルタ基板の製造方法によって製造されたカラーフィルタ基板の第１の突起部を用いて、カラーフィルタ基板と素子基板とのギャップを制御し、液晶注入層を形成するシール工程を含むことを要旨とする。
これによれば、前述の効果を有する液晶表示装置の製造方法を提供することができる。
これによれば、前述の効果を有する液晶表示装置の製造方法を提供することができる。
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。
図１および図２には、本実施形態における液晶表示装置１が示されている。
図１（ａ）は、本実施形態における液晶表示装置１の概略平面図であり、同図（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。
図１（ａ）および（ｂ）において、液晶表示装置１は、カラーフィルタ基板１０、素子基板１２、液晶８１、シール部１００、および偏光板１０１を備えている。
カラーフィルタ基板１０と、素子基板１２とが向かい合わせに配置され、カラーフィルタ基板１０と、素子基板１２との周辺部がシール部１００によりシールされている。カラーフィルタ基板１０、素子基板１２、およびシール部１００により囲まれた部分に液晶８１が形成されている。カラーフィルタ基板１０と素子基板１２との外側に、それぞれ偏光板１０１が配置されている。
図１および図２には、本実施形態における液晶表示装置１が示されている。
図１（ａ）は、本実施形態における液晶表示装置１の概略平面図であり、同図（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ´断面図である。
図１（ａ）および（ｂ）において、液晶表示装置１は、カラーフィルタ基板１０、素子基板１２、液晶８１、シール部１００、および偏光板１０１を備えている。
カラーフィルタ基板１０と、素子基板１２とが向かい合わせに配置され、カラーフィルタ基板１０と、素子基板１２との周辺部がシール部１００によりシールされている。カラーフィルタ基板１０、素子基板１２、およびシール部１００により囲まれた部分に液晶８１が形成されている。カラーフィルタ基板１０と素子基板１２との外側に、それぞれ偏光板１０１が配置されている。
図２（ａ）は、液晶表示装置１の一部を拡大した概略拡大平面図であり、同図（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ´断面図である。
図２（ａ）および（ｂ）において、カラーフィルタ基板１０は、基板１１、隔壁２、表示要素３、電極４、第２の突起部６１、第１の突起部６２、配向膜７、および親液化領域５２を備えている。
図２（ａ）および（ｂ）において、カラーフィルタ基板１０は、基板１１、隔壁２、表示要素３、電極４、第２の突起部６１、第１の突起部６２、配向膜７、および親液化領域５２を備えている。
基板１１上には、隔壁２が形成されている。そして、隔壁２で区画された基板１１上に、表示要素３が形成されている。それぞれ異なる色の表示要素３が一組となって、画素が構成されている。カラーフィルタ基板１０は、この画素を複数備えている。
また、隔壁２と表示要素３との表面には、電極４が形成されている。電極４の表面には、親液化領域５２および第２の突起部６１が形成されている。
さらに、電極４の隔壁２の上に位置する部分に、親液化領域５２および第１の突起部６２が形成されている。そして、その上に配向膜７が形成されている。
さらに、電極４の隔壁２の上に位置する部分に、親液化領域５２および第１の突起部６２が形成されている。そして、その上に配向膜７が形成されている。
図２（ｂ）において、素子基板１２は、基板１３、電極４１、配向膜７１、およびスリット９を備えている。
基板１３上には、電極４１が形成されている。そして、電極４１の表面に配向膜７１が形成されている。
ここで、電極４１と電極４とに、互いに異なる電圧を印加した際に、図中の点線の矢印が示すような液晶配向を生じさせるために、電極４１および配向膜７１を微細に分割する複数のスリット９が形成されている。
基板１３上には、電極４１が形成されている。そして、電極４１の表面に配向膜７１が形成されている。
ここで、電極４１と電極４とに、互いに異なる電圧を印加した際に、図中の点線の矢印が示すような液晶配向を生じさせるために、電極４１および配向膜７１を微細に分割する複数のスリット９が形成されている。
以下に、第２の突起部６１とスリット９との位置関係について説明する。
図２（ａ）に示すように、平行する２つの二点鎖線で図示したスリット９の略中間に、第２の突起部６１が配置されるように形成されている。
第２の突起部６１は、表示要素３の下側一辺の右端から上方向へ略４５度の角度で延長して形成され、また表示要素３の上側一辺の右端から下方向へ略４５度の角度で延長して形成されている。これらの第２の突起部６１は、互いが交わる位置まで延長して形成されている。第２の突起部６１が形成される位置は、表示要素３の角に限らず、いずれの場所から形成してもよい。また、隔壁２の上には形成せずに表示要素３の上のみに形成していてもよい。
図２（ａ）に示すように、第２の突起部６１とスリット９とが、表示要素３に対して、上下方向へ略４５度に延長して形成されることにより、図２（ｂ）に示した点線の矢印が示すような液晶配向が複数方向に生じる。これにより、液晶表示装置１の視野角が広がる。
図２（ａ）に示すように、平行する２つの二点鎖線で図示したスリット９の略中間に、第２の突起部６１が配置されるように形成されている。
第２の突起部６１は、表示要素３の下側一辺の右端から上方向へ略４５度の角度で延長して形成され、また表示要素３の上側一辺の右端から下方向へ略４５度の角度で延長して形成されている。これらの第２の突起部６１は、互いが交わる位置まで延長して形成されている。第２の突起部６１が形成される位置は、表示要素３の角に限らず、いずれの場所から形成してもよい。また、隔壁２の上には形成せずに表示要素３の上のみに形成していてもよい。
図２（ａ）に示すように、第２の突起部６１とスリット９とが、表示要素３に対して、上下方向へ略４５度に延長して形成されることにより、図２（ｂ）に示した点線の矢印が示すような液晶配向が複数方向に生じる。これにより、液晶表示装置１の視野角が広がる。
図３〜図６に、カラーフィルタ基板１０、素子基板１２および液晶表示装置１の製造工程を示す概略工程断面図を示す。
以下に、カラーフィルタ基板１０の製造工程について説明する。
図３は、カラーフィルタ基板１０の製造工程の前半部分を示す概略工程断面図である。
図４は、カラーフィルタ基板１０の製造工程の後半部分を示す概略工程断面図である。
図３は、カラーフィルタ基板１０の製造工程の前半部分を示す概略工程断面図である。
図４は、カラーフィルタ基板１０の製造工程の後半部分を示す概略工程断面図である。
図３（ａ）は、隔壁形成工程を示している。図３（ｂ）は、表示要素形成工程を示している。図３（ｃ）は、電極形成工程を示している。
図３（ａ）に示すように、基板１１上に隔壁２を形成する。隔壁２は、塗布し硬化されたフェノール樹脂を、フォトリソグラフィ法でエッチングすることにより形成する。
なお、隔壁２の形成方法としては、フォトリソグラフィ法に限らず、例えば液滴吐出法を用いることができ、その後に硬化処理し、隔壁２を形成することができる。図では、隔壁２の断面形状を、矩形状で示したが、形成方法や硬化方法や材料等により形状を、適宜決定できる。
なお、隔壁２の形成方法としては、フォトリソグラフィ法に限らず、例えば液滴吐出法を用いることができ、その後に硬化処理し、隔壁２を形成することができる。図では、隔壁２の断面形状を、矩形状で示したが、形成方法や硬化方法や材料等により形状を、適宜決定できる。
隔壁２の材料としては、フェノール樹脂だけに限らず、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、オレフィン樹脂、メラニン樹脂などの高分子材料を用いることができる。
また、基板１１の材料としては、ガラス、石英ガラス、Ｓｉウエハ、プラスチックフィルム、金属板、セラミックなど各種のものを用いることができる。さらに、これら各種基板の表面に半導体膜、金属膜、誘電体膜、有機膜、絶縁膜などが下地層を形成するものを用いてもよい。
また、基板１１の材料としては、ガラス、石英ガラス、Ｓｉウエハ、プラスチックフィルム、金属板、セラミックなど各種のものを用いることができる。さらに、これら各種基板の表面に半導体膜、金属膜、誘電体膜、有機膜、絶縁膜などが下地層を形成するものを用いてもよい。
なお、本実施形態では、隔壁２は遮光性の素材で構成されているために、表示要素３を区画する隔壁２としての機能と、表示要素３以外の部分を遮光する遮光層としての機能とを併せ持つものとなっている。
次に、図３（ｂ）に示すように、隔壁２によって区画された基板１１上に、顔料や染料などの着色剤を含有したそれぞれ異なる色の表示要素材料３１を液滴吐出法により吐出し、その後に硬化処理し、それぞれの色の表示要素３を形成する。
表示要素材料３１の吐出量や溶媒含有量または粘度などは、隔壁２を超えない程度、または隣接する表示要素３に流入しない程度の吐出量であって、硬化処理後に隔壁２の上面と略同一に形成できるように、適宜決定できる。
なお、この硬化処理の温度は、表示要素材料３１の組成等によって適宜決定できる。硬化処理方法としては、熱処理だけに限らず、例えば、光処理、または光処理と熱処理を併せて用い硬化処理することができる。
また、硬化処理は通常大気中で行なわれるが、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、または水素などの還元雰囲気中で行なうこともできる。
硬化処理の処理温度は、分散媒の蒸気圧、雰囲気ガスの種類や圧力、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング材の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して適宜決定される。
表示要素材料３１の吐出量や溶媒含有量または粘度などは、隔壁２を超えない程度、または隣接する表示要素３に流入しない程度の吐出量であって、硬化処理後に隔壁２の上面と略同一に形成できるように、適宜決定できる。
なお、この硬化処理の温度は、表示要素材料３１の組成等によって適宜決定できる。硬化処理方法としては、熱処理だけに限らず、例えば、光処理、または光処理と熱処理を併せて用い硬化処理することができる。
また、硬化処理は通常大気中で行なわれるが、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、または水素などの還元雰囲気中で行なうこともできる。
硬化処理の処理温度は、分散媒の蒸気圧、雰囲気ガスの種類や圧力、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング材の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して適宜決定される。
ここで、液滴吐出法の吐出技術には様々あるが、オンデマンドで微細な配線パターンが形成可能であるので、インクジェット法を用いることが好ましい。インクジェット法としては、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。帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御して吐出ノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に３０ｋｇ／ｃｍ2程度の超高圧を印加して吐出ノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進して吐出ノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散して吐出ノズルから吐出されない。また、電気機械変換方式は、ピエゾ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材料を貯留した部屋に可撓物質を介して圧力を与え、この部屋から材料を押し出して吐出ノズルから吐出させるものである。
次に、図３（ｃ）に示すように、隔壁２および表示要素３の表面に電極４を形成する。
電極４は、一般にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ・Ｏｘｉｄｅ）をスパッタリングすることにより形成する。なお、形成方法としてはスパッタリング法に限らず、例えばフォトリソグラフィ法、真空蒸着法、パイロゾル法などを用いることができる。
また、電極４の材料としてはＩＴＯに限らず、酸化スズ、酸化インジウムと酸化亜鉛との複合酸化物などを用いることができる。
電極４は、一般にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ・Ｏｘｉｄｅ）をスパッタリングすることにより形成する。なお、形成方法としてはスパッタリング法に限らず、例えばフォトリソグラフィ法、真空蒸着法、パイロゾル法などを用いることができる。
また、電極４の材料としてはＩＴＯに限らず、酸化スズ、酸化インジウムと酸化亜鉛との複合酸化物などを用いることができる。
以下に、カラーフィルタ基板１０の製造工程の後半部分について説明する。
図４（ｄ）は、撥液処理工程を示している。図４（ｅ）は、親液化工程を示している。図４（ｆ）は、突起部形成工程を示している。図４（ｇ）は、撥液処理層除去工程を示している。図４（ｈ）は、配向膜形成工程を示している。
図４（ｄ）は、撥液処理工程を示している。図４（ｅ）は、親液化工程を示している。図４（ｆ）は、突起部形成工程を示している。図４（ｇ）は、撥液処理層除去工程を示している。図４（ｈ）は、配向膜形成工程を示している。
図４（ｄ）に示すように、電極４の表面に、フッ化アルキルシラン（以下、「ＦＡＳ」と書く）またはヘキサメチルジシラン（以下、「ＨＭＤＳ」と書く）などからなる撥液処理層５を、気相成長法により形成する。
なお、撥液処理方法としては気相成長法に限らず、自己組織膜形成法を用いることができる。自己組織膜形成法では、有機分子膜などからなる自己組織化膜を形成する。
自己組織化膜に用いられる有機分子膜は、膜が形成される面に結合可能な官能基と、親液基または撥液基といった表面の性質を変える官能基と、これらの官能基を結ぶ炭素の直鎖あるいは一部分岐した炭素鎖とを備えており、膜が形成される表面に結合して自己組織化した分子膜を形成する。
この自己組織化膜は、単分子を配向させて形成されているもので、極めて薄くすることができ、しかも分子レベルで均一な膜となる。
なお、撥液処理方法としては気相成長法に限らず、自己組織膜形成法を用いることができる。自己組織膜形成法では、有機分子膜などからなる自己組織化膜を形成する。
自己組織化膜に用いられる有機分子膜は、膜が形成される面に結合可能な官能基と、親液基または撥液基といった表面の性質を変える官能基と、これらの官能基を結ぶ炭素の直鎖あるいは一部分岐した炭素鎖とを備えており、膜が形成される表面に結合して自己組織化した分子膜を形成する。
この自己組織化膜は、単分子を配向させて形成されているもので、極めて薄くすることができ、しかも分子レベルで均一な膜となる。
次に、図４（ｅ）の矢印で示すように、撥液処理層５の表面の第１の突起部６２および第２の突起部６１を形成する位置に、選択的に光照射、例えばレーザー照射する。照射した領域の撥液処理層５の表面を改質することにより、第１の突起部６２および第２の突起部６１の大きさに対応した親液化領域５２を形成する。
光の照射条件としては、撥液処理層５を形成する材料や厚みなどを考慮して、撥液処理層５の表面が親液化するように光の強度、照射時間などを適宜調整できる。
また、照射する光としては、例えばＮｂ：ＹＡＧレーザー（１．０６４μｍ）またはＣＯ2レーザー（１０．６μｍ）などを用いることができる。
また、ＦＡＳなどからなる薄膜を親液処理する方法としては、親液化する領域以外をマスクで覆い、ＵＶ（紫外光）を照射する方法も採用することができる。
また、照射する光としては、例えばＮｂ：ＹＡＧレーザー（１．０６４μｍ）またはＣＯ2レーザー（１０．６μｍ）などを用いることができる。
また、ＦＡＳなどからなる薄膜を親液処理する方法としては、親液化する領域以外をマスクで覆い、ＵＶ（紫外光）を照射する方法も採用することができる。
以下に、光照射による撥液処理層５の表面の親液化原理について説明する。
撥液処理層５の表面に光照射すると、光照射された領域のフルオロ基または炭化水素基が取り除かれてヒドロキシル基が形成される。つまり、光照射することによって、撥液処理層５の表面が親液化され、親液化領域５２を形成することができる。
撥液処理層５の表面に光照射すると、光照射された領域のフルオロ基または炭化水素基が取り除かれてヒドロキシル基が形成される。つまり、光照射することによって、撥液処理層５の表面が親液化され、親液化領域５２を形成することができる。
次に、図４（ｆ）に示すように、親液化領域５２に、液滴吐出法により液滴６Ａ，６Ｂの吐出量をそれぞれ制御して、第１の突起部６２および第２の突起部６１を形成する。
具体的には、遮光する遮光層としての機能を併せ持つ隔壁２上の親液化領域５２に、大きな液滴６Ａを吐出して第１の突起部６２を形成する。そして、隔壁２および表示要素３上の親液化領域５２に、小さな液滴６Ｂを吐出して微細な第２の突起部６１を形成する。ここで、液滴６Ｂの大きさは、第２の突起部６１に対応した親液化領域５２より多少大きくても構わない。
本実施形態では、液滴吐出法により第１の突起部及び第２の突起部を形成しているため、液滴吐出位置と液滴吐出量を制御することにより、液滴吐出手段としての液滴吐出ヘッドが１回カラーフィルタ基板上を移動する間、すなわち１回走査する間に、上記第１の突起部６２と上記第２の突起部６１を同時に形成することができる。
液滴６Ａ，６Ｂとして光硬化型のアクリル樹脂を用い、光処理により硬化することにより形成する。
なお、液滴６Ａ，６Ｂとしては、光硬化型のアクリル樹脂に限らず、硬化成分を含有し、液滴吐出法を用いて吐出可能であり、後処理において硬化し得るものであればいずれの材料を用いても構わない。
また、第１の突起部６２の数量は、カラーフィルタ基板１０と素子基板１２とのギャップを均一にするように、適宜決定できる。
第１の突起部６２の形成位置は、遮光層としての機能を併せ持つ隔壁２の上であれば、特に制限されない。
具体的には、遮光する遮光層としての機能を併せ持つ隔壁２上の親液化領域５２に、大きな液滴６Ａを吐出して第１の突起部６２を形成する。そして、隔壁２および表示要素３上の親液化領域５２に、小さな液滴６Ｂを吐出して微細な第２の突起部６１を形成する。ここで、液滴６Ｂの大きさは、第２の突起部６１に対応した親液化領域５２より多少大きくても構わない。
本実施形態では、液滴吐出法により第１の突起部及び第２の突起部を形成しているため、液滴吐出位置と液滴吐出量を制御することにより、液滴吐出手段としての液滴吐出ヘッドが１回カラーフィルタ基板上を移動する間、すなわち１回走査する間に、上記第１の突起部６２と上記第２の突起部６１を同時に形成することができる。
液滴６Ａ，６Ｂとして光硬化型のアクリル樹脂を用い、光処理により硬化することにより形成する。
なお、液滴６Ａ，６Ｂとしては、光硬化型のアクリル樹脂に限らず、硬化成分を含有し、液滴吐出法を用いて吐出可能であり、後処理において硬化し得るものであればいずれの材料を用いても構わない。
また、第１の突起部６２の数量は、カラーフィルタ基板１０と素子基板１２とのギャップを均一にするように、適宜決定できる。
第１の突起部６２の形成位置は、遮光層としての機能を併せ持つ隔壁２の上であれば、特に制限されない。
第１の突起部６２の高さは、素子基板１２を配置したときに素子基板１２と第２の突起部６１とが接触しない程度の高さで、例えば、電極４上から１．５μｍ以上であり２．５μｍ以下となることが好ましい。第１の突起部６２の高さが１．５μｍ以上であれば、第２の突起部６１と素子基板１２との間に、液晶８１が配置され、図２（ｂ）に点線で示すような液晶配向を生じさせることができるため、表示品質を保つことができる。２．５μｍ以下であれば低電圧で液晶配向することができ、かつ速い応答速度を維持できる。
この第１の突起部６２の高さ、幅、および断面形状は、液滴６Ａ，６Ｂの組成等によって適宜決定できる。
この第１の突起部６２の高さ、幅、および断面形状は、液滴６Ａ，６Ｂの組成等によって適宜決定できる。
第２の突起部６１の高さは、電極４上から０．５μｍ以上であり１μｍ以下であり、その幅は５μｍ以上であり１０μｍ以下であることが好ましい。
その高さが０．５μｍ以上であれば、電極４と電極４１とに、互いに異なる電圧を印加した際に、図２（ｂ）に点線で示すような液晶配向を生じさせることができる。また、１μｍ以下であれば、第２の突起部６１と素子基板１２との間に、液晶８１が配置され、図２（ｂ）に点線で示すような液晶配向を生じさせることができ、視野角を広げることができる。
その幅が５μｍ以上であれば、図２（ｂ）に点線で示すような液晶配向を生じさせることができる。また、その幅が１０μｍ以下であれば、図２（ｂ）に点線で示すような液晶配向を広い角度に変化させることができ、視野角を広げることができる。
第２の突起部６１の断面形状は、半円形状や曲面形状であることが好ましい。半円形状や曲面形状であれば、図２（ｂ）に点線で示すような液晶配向を緩やかに変化させることができ、均一に視野角を広げることができる。
第１の突起部６２および第２の突起部６１の硬化処理方法としては、熱処理だけに限らず、例えば、光処理、または光処理と熱処理を併せて用い硬化処理することができる。
その高さが０．５μｍ以上であれば、電極４と電極４１とに、互いに異なる電圧を印加した際に、図２（ｂ）に点線で示すような液晶配向を生じさせることができる。また、１μｍ以下であれば、第２の突起部６１と素子基板１２との間に、液晶８１が配置され、図２（ｂ）に点線で示すような液晶配向を生じさせることができ、視野角を広げることができる。
その幅が５μｍ以上であれば、図２（ｂ）に点線で示すような液晶配向を生じさせることができる。また、その幅が１０μｍ以下であれば、図２（ｂ）に点線で示すような液晶配向を広い角度に変化させることができ、視野角を広げることができる。
第２の突起部６１の断面形状は、半円形状や曲面形状であることが好ましい。半円形状や曲面形状であれば、図２（ｂ）に点線で示すような液晶配向を緩やかに変化させることができ、均一に視野角を広げることができる。
第１の突起部６２および第２の突起部６１の硬化処理方法としては、熱処理だけに限らず、例えば、光処理、または光処理と熱処理を併せて用い硬化処理することができる。
次に、図４（ｇ）に示すように、撥液処理層５を除去する。
本実施形態では、フッ酸処理を施し、撥液処理層５を除去する。
例えば、２．５％フッ酸水溶液でエッチングを施す。このフッ酸処理を施すことにより、撥液処理層５が除去される。
本実施形態では、フッ酸処理を施し、撥液処理層５を除去する。
例えば、２．５％フッ酸水溶液でエッチングを施す。このフッ酸処理を施すことにより、撥液処理層５が除去される。
ここで、フッ酸処理では、撥液処理層５を完全に除去しきれず、残渣が残る場合がある。そこで、次に、残渣を除去するために、残渣除去処理を施す。
残渣除去処理としては、紫外線を照射することにより残渣を除去する紫外線照射処理や大気雰囲気中で酸素を処理ガスとするＯ2プラズマ処理等を選択することができる。本実施形態では、Ｏ2プラズマ処理を施す。
Ｏ2プラズマ処理は、撥液処理層５が除去された後の電極４に対して、プラズマ放電電極からプラズマ状態の酸素を照射する。Ｏ2プラズマ処理の条件としては、例えば、プラズマパワーが５０〜１００Ｗ、酸素ガス流量が５０〜１００ｍＬ／ｍｉｎ、プラズマ放電電極に対する基板１１の相対速度が０．５〜１０ｍｍ／ｓ、基板１１の温度が７０〜９０℃である。
本実施形態では、撥液処理層除去処理工程の一部としてフッ酸処理を行うように説明したが、Ｏ2プラズマ処理あるいは紫外線照射処理により、第２の突起部６１および第１の突起部６２を除く基板１１上の撥液処理層５を十分に除去できる場合は、フッ酸処理は行わなくても良い。また、撥液処理層除去処理としてＯ2プラズマ処理または紫外線照射処理のいずれか一方を行うように説明したが、もちろん、Ｏ2プラズマ処理と紫外線照射処理とを組み合わせてもよい。
次に、図４（ｈ）に示すように、電極４と第２の突起部６１と第１の突起部６２との上に、配向膜７を形成する。
配向膜７は、例えば、可溶性ポリイミド、ポリアミック酸タイプポリイミドなどの有機化合物により形成することができる。
以上が、本実施形態のカラーフィルタ基板１０の製造方法である。
配向膜７は、例えば、可溶性ポリイミド、ポリアミック酸タイプポリイミドなどの有機化合物により形成することができる。
以上が、本実施形態のカラーフィルタ基板１０の製造方法である。
以下に、素子基板１２および液晶表示装置１の製造工程について説明する。
図５は、素子基板１２の製造工程を示す概略工程断面図である。
図６は、液晶表示装置１の製造工程を示す概略工程断面図である。
図５は、素子基板１２の製造工程を示す概略工程断面図である。
図６は、液晶表示装置１の製造工程を示す概略工程断面図である。
図５（ａ）は、素子基板側電極形成工程を示している。図５（ｂ）は、素子基板側配向膜形成工程を示している。
図５（ａ）に示すように、基板１３上に、スパッタリング法により電極４１を形成する。基板１３上には、複数のスリット９を形成するために、電極４１を形成しない領域を複数形成する。ここで、スリット９は、図２（ａ）で示したように、平行する２つの第２の突起部６１の略中間に形成される。スリット９を、矩形状で示したが、形成方法や材料等により、形状を適宜決定できる。
なお、電極４１の形成方法としてはスパッタリング法に限らず、例えばフォトリソグラフィ法、真空蒸着法、パイロゾル法などを用いることができる。
また、電極４１の材料としては、ＩＴＯ、酸化スズ、酸化インジウムと酸化亜鉛との複合酸化物などを用いることができる。
図５（ａ）に示すように、基板１３上に、スパッタリング法により電極４１を形成する。基板１３上には、複数のスリット９を形成するために、電極４１を形成しない領域を複数形成する。ここで、スリット９は、図２（ａ）で示したように、平行する２つの第２の突起部６１の略中間に形成される。スリット９を、矩形状で示したが、形成方法や材料等により、形状を適宜決定できる。
なお、電極４１の形成方法としてはスパッタリング法に限らず、例えばフォトリソグラフィ法、真空蒸着法、パイロゾル法などを用いることができる。
また、電極４１の材料としては、ＩＴＯ、酸化スズ、酸化インジウムと酸化亜鉛との複合酸化物などを用いることができる。
図５（ｂ）に示すように、電極４１の表面に配向膜７１を形成する。
配向膜７１は、配向膜７と同様に、可溶性ポリイミド、ポリアミック酸タイプポリイミドなどの有機化合物により形成することができる。
配向膜７１は、配向膜７と同様に、可溶性ポリイミド、ポリアミック酸タイプポリイミドなどの有機化合物により形成することができる。
図６（ａ）は、シール工程を示している。図６（ｂ）は、液晶注入工程を示している。図６（ｃ）は、偏光板配置工程を示している。
図６（ａ）に示すように、カラーフィルタ基板１０と、素子基板１２とを向かい合わせに配置する。第１の突起部６２によって、カラーフィルタ基板１０と、素子基板１２とのギャップを形成し、カラーフィルタ基板１０と、素子基板１２との周辺部をシール部１００によりシールして、液晶注入層８を形成する。
次に、図６（ｂ）に示すように、液晶注入層８へ液晶８１を注入して封止する。
図６（ｃ）に示すように、カラーフィルタ基板１０と素子基板１２との外側に、それぞれ偏光板１０１を配置する。
次に、図６（ｂ）に示すように、液晶注入層８へ液晶８１を注入して封止する。
図６（ｃ）に示すように、カラーフィルタ基板１０と素子基板１２との外側に、それぞれ偏光板１０１を配置する。
以下、本実施形態の効果を記載する。
（１）予め撥液処理層５に、光照射によって、第１の突起部６２と第２の突起部６１とが形成される親液化領域５２を形成してあるため、吐出された液滴６Ａ，６Ｂが、液滴吐出位置精度によって、第１の突起部６２および第２の突起部６１が形成される位置から少しずれて着弾しても、親液化領域５２に引き込まれるように動く。したがって、目的とした位置に第１の突起部６２および第２の突起部６１を形成できる。
また、第２の突起部６１が形成される親液化領域５２では、第２の突起部６１の大きさよりも大きな液滴６Ｂが着弾しても、液滴６Ｂは親液化領域５２に引き込まれて収まる。ここで、親液化領域５２は、第２の突起部６１の大きさに対応して形成されているので、第２の突起部６１は、液滴６Ｂの径よりも小さく微細に形成できる。
（１）予め撥液処理層５に、光照射によって、第１の突起部６２と第２の突起部６１とが形成される親液化領域５２を形成してあるため、吐出された液滴６Ａ，６Ｂが、液滴吐出位置精度によって、第１の突起部６２および第２の突起部６１が形成される位置から少しずれて着弾しても、親液化領域５２に引き込まれるように動く。したがって、目的とした位置に第１の突起部６２および第２の突起部６１を形成できる。
また、第２の突起部６１が形成される親液化領域５２では、第２の突起部６１の大きさよりも大きな液滴６Ｂが着弾しても、液滴６Ｂは親液化領域５２に引き込まれて収まる。ここで、親液化領域５２は、第２の突起部６１の大きさに対応して形成されているので、第２の突起部６１は、液滴６Ｂの径よりも小さく微細に形成できる。
（２）第１の突起部６２を安定した大きさや高さに形成できるため、液晶注入層８の厚みを均一にでき、表示むらを無くすことができる。また、第２の突起部６１を安定した大きさや高さや形状に形成できるため、配向制御を均一化でき、広視野角化や均一な輝度を実現できる。
（３）第１の突起部６２および第２の突起部６１に、液滴吐出法により液滴６Ａ，６Ｂの吐出位置および吐出量をそれぞれ制御して１回走査する間に同一走査上で吐出し分けることができ、工程を簡略化できる。また、生産性や歩留りを向上することができる。
（４）前述の効果を有する液晶表示装置１の製造方法を提供することができる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
以下、前記実施形態における撥水処理および親液化に関する変形例を記載する。
（変形例）
前記実施形態の親液化の方法においては、図７に示すように、レーザー強度および照射スポット径を適宜選択し、レーザーエッチングにより撥液処理層５を選択的に除去して、電極４の表面に直接、第１の突起部６２および第２の突起部６１を形成してもよい。
（変形例）
前記実施形態の親液化の方法においては、図７に示すように、レーザー強度および照射スポット径を適宜選択し、レーザーエッチングにより撥液処理層５を選択的に除去して、電極４の表面に直接、第１の突起部６２および第２の突起部６１を形成してもよい。
また、撥液処理層５の形成方法としては、ＦＡＳやＨＤＭＳによる撥水処理以外に、感光性フッ素樹脂をコーティングして撥液処理層５を形成してもよい。その後、親液化するためのレーザー光の照射条件としては、撥液処理層５を形成する材料や厚みなどを考慮して、撥液処理層５の表面の一部が親液化するようにレーザー光の強度、照射時間などを適宜調整できる。親液化原理は前述の内容と同様である。
なお、本発明を実施するための最良の方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、使用する材料、構成、製造方法、処理時間、その他の詳細な事項において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した材料、構成、製造方法などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの材料、構成、製造方法などの限定の一部もしくは全部の限定を外した記載は、本発明に含まれるものである。
したがって、上記に開示した材料、構成、製造方法などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの材料、構成、製造方法などの限定の一部もしくは全部の限定を外した記載は、本発明に含まれるものである。
１…液晶表示装置、２…隔壁、３…表示要素、４…電極、５…撥液処理層、８…液晶注入層、１０…カラーフィルタ基板、１２…素子基板、５２…親液化領域、６１…第２の突起部、６２…第１の突起部。
Claims (6)
- 基板上に、隔壁を形成する隔壁形成工程と、
前記隔壁によって区画された前記基板上に表示要素を形成する表示要素形成工程と、
前記隔壁および前記表示要素の表面に電極を形成する電極形成工程と、
前記電極の表面に撥液処理層を形成する撥液処理工程と、
前記撥液処理層に、光照射によって選択的に親液化領域を形成する親液化工程と、
前記親液化領域に、第１の突起部と、第２の突起部とを、液滴吐出法により形成する突起部形成工程とを含む
ことを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。 - 前記液滴吐出法を用いた液滴吐出手段が前記カラーフィルタ基板上を１回走査する間に前記第１の突起部及び第２の突起部の各形成領域に応じて、
前記第１の突起部の形成材料を含む液滴と前記第２の突起部の形成材料を含む液滴を吐出する
ことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。 - 前記第１の突起部の形成材料を含む液滴は前記第２の突起部の形成材料を含む液滴よりも大きい
ことを特徴とする請求項１乃至２に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。 - 前記表示要素を液滴吐出法により形成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
- 前記隔壁を液滴吐出法により形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
- 請求項１乃至５のいずれか一項に記載のカラーフィルタ基板の製造方法によって製造された前記カラーフィルタ基板の前記第１の突起部を用いて、前記カラーフィルタ基板と素子基板とのギャップを制御し、液晶注入層を形成するシール工程を含む
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
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