(57)【要約】【課題】顔料や染料を用いることなく、製造工程が簡単であり、さらに、安価である光学部材の製造方法、光学部材、電気光学装置、及び電子機器を提供する。【解決手段】カラーフィルタ（光学部材）は、互いに非相溶性で、かつ、屈折率の異なる２種類の物質相Ｍ１、Ｍ２から構成された相分離構造を有している。各物質相Ｍ１、Ｍ２は、それぞれ高分子構造体で形成されており、特に、ブロック共重合体の相分離構造を利用している。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の物質と第２の物質とを含む液状材料を、基体上に塗付する工程を含む光学部材の製造方法であって、
前記第１の物質と前記第２の物質とは、互いに非相溶性であることを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の光学部材の製造方法において、
前記基体上に設けられた複数の分割された領域の少なくとも１つの領域に、少なくとも前記第１の物質と第２の物質とを含む膜を形成することを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項３】
第１の物質と第２の物質とを含む液状材料を、基体上に塗付する工程を含む光学部材の製造方法であって、
前記基体上に設けられた複数の分割された領域の少なくとも１つの領域に、少なくとも前記第１の物質と前記第２の物質とから構成される相分離構造を有する膜を形成することを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学部材の製造方法において、
前記液状材料は、前記第１の物質、もしくは、前記第２の物質のいずれか一方の物質と相溶性を示す部位を有する第３の物質を含むことを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学部材の製造方法において、
前記複数の分割された領域は、第１の領域群及び第２の領域群を含み、
前記第１の領域群に含まれる領域に配置された前記膜と、
前記第２の領域群に含まれる領域に配置された前記膜とは、
前記各膜に含まれる前記第１の物質と前記第２の物質との量比が互いに異なることを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項６】
請求項３記載の光学部材の製造方法において、
前記複数の分割された領域は、第１の領域群及び第２の領域群を含み、
前記第１の領域群に含まれる領域に配置された前記膜の前記相分離構造と、
前記第２の領域群に含まれる領域に配置された前記膜の前記相分離構造とは、
前記各相分離構造の格子間隔が互いに異なることを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項７】
第１のブロックと第２のブロックとを含む分子構造を有する第１の高分子化合物を含む液状材料を、基体上に設けられた複数の分割された領域に塗付し、前記第１の高分子化合物を含む膜を形成することを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の光学部材の製造方法において、
前記膜は、相分離構造を有していることを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の光学部材の製造方法において、
前記第１のブロックと前記第２のブロックとは、互いに非相溶性であることを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれか一項に記載の光学部材の製造方法において、
前記第１の高分子化合物とは異なる高分子を含む複数の液状材料を更に備え、
前記第１の高分子化合物を含む液体材料と、前記第１の高分子化合物とは異なる高分子とを含む複数の液状材料とを、前記複数の分割された領域の、それぞれ所定の前記領域に配置することを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項１１】
第１のブロックと第２のブロックとを含む分子構造を有する第１の高分子化合物と、前記第１のブロック又は前記第２のブロックの、少なくともいずれか１つのブロックと相溶性を有する第２の高分子化合物とを、互いに溶融させた液状材料、あるいは、互いに溶媒に溶解させた液状材料を、基体上に設けられた複数の分割された領域に塗付し、相分離構造を有する膜を形成することを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項１２】
第１のブロックと第２のブロックとを含む分子構造を有する第１の高分子化合物と、前記第１のブロックと相溶性を有する第２の高分子と、前記第２のブロックと相溶性を有する第３の高分子とを、互いに溶融させた液状材料、あるいは、互いに溶媒に溶解させた液状材料を、基体上に設けられた複数の分割された領域に塗付し、相分離構造を有する膜を形成することを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の光学部材の製造方法において、
前記第２の高分子と前記第３の高分子との量比が異なるように調整された複数の液状材料を前記複数の分割された領域の、それぞれ所定の領域に配置することを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項１４】
請求項７乃至１３のいずれか一項に記載の光学部材の製造方法において、
前記複数の分割された領域のうち、前記膜の配置される領域に応じて前記相分離構造の格子間隔がそれぞれ異なることを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の光学部材の製造方法において、
前記膜を形成する工程は、
前記液状材料を吐出するノズルと前記複数の分割された領域との相対位置とを移動させる工程と、
前記ノズルから前記液状材料を前記領域に向けて吐出する工程と、
を具備することを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の光学部材の製造方法において、
前記相分離構造を形成する工程は、
前記液状材料の温度を低下させる工程、もしくは、前記溶媒を蒸発させる工程のいずれか一方の工程を、更に具備することを特徴とする光学部材の製造方法。
【請求項１７】
少なくとも２種類の物質相からなる相分離構造で形成されることを特徴とする光学部材。
【請求項１８】
請求項１７記載の光学部材において、
前記相分離構造の格子間隔が異なる複数の膜が、基体上に配置されることを特徴とする光学部材。
【請求項１９】
請求項１７又は１８に記載の光学部材において、
前記相分離構造で形成され、それぞれ発色の異なる複数の膜が基体上に配置されることを特徴とする光学部材。
【請求項２０】
請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載の光学部材において、
少なくとも２種類の前記物質相は、高分子構造体で形成される相であることを特徴とする光学部材。
【請求項２１】
請求項２０記載の光学部材において、
前記高分子構造体は、ブロック共重合体であることを特徴とする光学部材。
【請求項２２】
請求項２０又は２１に記載の光学部材において、
前記高分子構造体は、互いに非相溶性であることを特徴とする光学部材。
【請求項２３】
請求項２０乃至２２のいずれか一項に記載の光学部材において、
前記高分子構造体は、互いに屈折率が異なることを特徴とする光学部材。
【請求項２４】
請求項１７乃至２３のいずれか一項に記載の光学部材において、
前記相分離構造の各相によって形成される格子間隔が、１００ｎｍ〜１μｍの範囲にあることを特徴とする光学部材。
【請求項２５】
請求項１７乃至２４のいずれか一項に記載の光学部材において、
少なくとも２つの前記相分離構造を有することを特徴とする光学部材。
【請求項２６】
請求項１７乃至２５のいずれか一項に記載された光学部材をカラーフィルタとして用いることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２７】
請求項２６記載の電気光学装置において、
前記カラーフィルタは、反射型カラーフィルタであることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２８】
請求項２６又は２７に記載された電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学部材の製造方法、光学部材、電気光学装置、及び電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気光学装置の中でも、特に、液晶表示装置においては、外部から入射した光を反射させて表示を行う反射型液晶表示装置が、光源となるバックライトが不要であるために、更に消費電力が低く、かつ、薄型、軽量化が可能となることで注目されている。
【０００３】
例えば、特開平７−２８７１１５号公報には、高屈折率と低屈折率の薄膜を交互に積層した多層干渉膜からなる反射型カラーフィルタが開示されている。該反射型カラーフィルタによれば、多層干渉膜は、誘電体薄膜で形成されてなり、特定の波長領域の光を透過する一方で、その波長領域以外の光をすることによって、色フィルタとしての機能を発現している。
【０００４】
また、特開平１０−２３９６６９号公報には、電圧の印加により吸収状態や散乱状態を制御する反射型液晶表示装置が開示されている。該反射型液晶表示装置には、顔料分散方式にて形成されたカラーフィルタ層が採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術においては、以下のような問題があった。
特開平７−２８７１１５号公報においては、反射型カラーフィルタとして多層干渉膜が採用されているので、カラーフィルタの製造工程が複雑となるという問題があった。即ち、多層干渉膜の形成には、真空蒸着法等によって膜形成領域に膜付けした後、例えば、フォトレジストによってパターニングし、エッチングによりパターン化する工程が必要となる。
さらに、多層干渉膜としては、例えば、酸化ケイ素や酸化チタン等の誘電体材料が使用されており、該誘電体材料の材料費が高いという問題があった。
【０００６】
また、特開平１０−２３９６６９号公報においては、カラーフィルタ層は、顔料分散方式にて形成されているので、カラーフィルタの製造工程が複雑となるという問題があった。即ち、透明な感光性樹脂の中に、例えば赤色の顔料が均一に分散された感光性着色レジスト塗布し、スピンコート法等によって膜付けした後、例えば、フォトレジストによってパターニングし、エッチングにより赤のパターンを形成する工程が必要となる。
【０００７】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、顔料や染料を用いることなく、製造工程が簡単であり、さらに、安価である光学部材の製造方法、光学部材、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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の光学部材の製造方法においては、第１の物質と第２の物質とを含む液状材料を、基体上に塗付する工程を含む光学部材の製造方法であって、前記第１の物質と前記第２の物質とは、互いに非相溶性であることを特徴としている。
上記の方法によれば、互いに非相溶性である、第１の物質と第２の物質とを含有した液状材料を形成することができ、また、前記液状材料を基板上に塗布することにより、前記基体上に設けられた複数の分割された領域の少なくとも１つの領域に、少なくとも前記第１の物質と第２の物質とを含む膜を形成することを特徴としているので、顔料や染料により着色することなく、さらに、特別な処理工程やフィルムを必要とすることがないので、製造工程が簡単で、かつ、安価である光学部材を製造することができる。
【０００９】
本発明の光学部材の製造方法によれば、第１の物質と第２の物質とを含む液状材料を、基体上に塗付する工程を含む光学部材の製造方法であって、前記基体上に設けられた複数の分割された領域の少なくとも１つの領域に、少なくとも前記第１の物質と前記第２の物質とから構成される相分離構造を有する膜を形成することを特徴としている。
上記の方法によって形成される相分離構造は、光沢を有する発色材料として機能するので、光学部材として使用することができる。
【００１０】
また、本発明の光学部材の製造方法によれば、前記液状材料は、前記第１の物質、もしくは、前記第２の物質のいずれか一方の物質と相溶性を示す部位を有する第３の物質を含むことを特徴としている。
光学部材が可視光線を回折し、色を発現するには、相分離構造の格子間隔が１００ｎｍ以上（好ましくは１５０〜７００ｎｍ）になることが必要であるが、上記の方法のように、一般的に合成可能な分子量の物質に、該物質と相溶性のある物質を混入することにより、１００ｎｍ以上の格子間隔のそろったミクロ相分離構造を得ることができる。また、混入する第３の物質の量を調整することにより格子間隔を制御し、同一の物質を用いて光学部材が発現する色を変化させることが可能となる。
【００１１】
さらに、本発明の光学部材の製造方法によれば、前記複数の分割された領域は、第１の領域群及び第２の領域群を含み、前記第１の領域群に含まれる領域に配置された前記膜と、前記第２の領域群に含まれる領域に配置された前記膜とは、前記各膜に含まれる前記第１の物質と前記第２の物質との量比が互いに異なることを特徴としているので、各物質の量を適宜変化させることにより、光学部材の発現する色合いのコントロール幅を広げることが可能となる。
【００１２】
本発明の光学部材の製造方法によれば、前記複数の分割された領域は、第１の領域群及び第２の領域群を含み、前記第１の領域群に含まれる領域に配置された前記膜の前記相分離構造と、前記第２の領域群に含まれる領域に配置された前記膜の前記相分離構造とは、前記各相分離構造の格子間隔が互いに異なることを特徴としている。
上記の方法によって形成される各相分離構造は、光沢を有する、それぞれ異なる色を発現する発色材料として機能するので、複数の色を発現させる光学部材として使用することができる。
【００１３】
また、本発明の光学部材の製造方法によれば、第１のブロックと第２のブロックとを含む分子構造を有する第１の高分子化合物を含む液状材料を、基体上に設けられた複数の分割された領域に塗付し、前記第１の高分子化合物を含む膜を形成することを特徴としている。
上記の方法によれば、顔料や染料により着色することなく、さらに、特別な処理工程やフィルムを必要とすることがないので、製造工程が簡単で、かつ、安価である光学部材を製造することができる。
【００１４】
さらに、本発明の光学部材の製造方法によれば、前記膜は、相分離構造を有していることを特徴としており、また、前記第１のブロックと前記第２のブロックとは、互いに非相溶性であることを特徴としている。
上記の方法によって形成される相分離構造は、光沢を有する発色材料として機能するので、前記相分離構造で構成される膜は、光学部材として使用することができる。
【００１５】
本発明の光学部材の製造方法によれば、前記第１の高分子化合物とは異なる高分子を含む複数の液状材料を更に備え、前記第１の高分子化合物を含む液体材料と、前記第１の高分子化合物とは異なる高分子とを含む複数の液状材料とを、前記複数の分割された領域の、それぞれ所定の前記領域に配置することを特徴としている。
上記方法によれば、複数の分割された領域に、それぞれ成分の異なる高分子構造体を含有する液状材料が配置されるので、前記各領域は、互いに異なる色を発現させることが可能となる。
【００１６】
また、本発明の光学部材の製造方法によれば、第１のブロックと第２のブロックとを含む分子構造を有する第１の高分子化合物と、前記第１のブロック又は前記第２のブロックの、少なくともいずれか１つのブロックと相溶性を有する第２の高分子化合物とを、互いに溶融させた液状材料、あるいは、互いに溶媒に溶解させた液状材料を、基体上に設けられた複数の分割された領域に塗付し、相分離構造を有する膜を形成することを特徴とし、さらには、第１のブロックと第２のブロックとを含む分子構造を有する第１の高分子化合物と、前記第１のブロックと相溶性を有する第２の高分子と、前記第２のブロックと相溶性を有する第３の高分子とを、互いに溶融させた液状材料、あるいは、互いに溶媒に溶解させた液状材料を、基体上に設けられた複数の分割された領域に塗付し、相分離構造を有する膜を形成することを特徴としている。
上記の方法によって形成される各相分離構造は、光沢を有する発色材料として機能するので、前記各相分離構造で構成される膜は、光学部材として使用することができる。
【００１７】
さらに、本発明の光学部材の製造方法によれば、前記第２の高分子と前記第３の高分子との量比が異なるように調整された複数の液状材料を前記複数の分割された領域の、それぞれ所定の領域に配置することを特徴としている。
上記方法によれば、複数の分割された領域に、それぞれ量比が異なる高分子構造体を含有する液状材料が配置されるので、前記各領域は、互いに異なる色を発現させることが可能となり、また、各物質の量を適宜変化させることにより、光学部材の発現する色合いのコントロール幅を広げることが可能となる。
【００１８】
本発明の光学部材の製造方法によれば、前記複数の分割された領域のうち、前記膜の配置される領域に応じて前記相分離構造の格子間隔がそれぞれ異なることを特徴としている。
上記の方法によって形成される各相分離構造は、光沢を有する、それぞれ異なる色を発現する発色材料として機能するので、複数の色を発現させる光学部材として使用することができる。
【００１９】
また、本発明の光学部材の製造方法によれば、前記膜を形成する工程は、前記液状材料を吐出するノズルと前記複数の分割された領域との相対位置とを移動させる工程と、前記ノズルから前記液状材料を前記領域に向けて吐出する工程と、を具備することを特徴としている。
上記の方法によれば、前記領域に液状材料を塗布する液体塗布方式として、ノズルから液体材料を吐出させる材料吐出方式（インクジェット方式）が採用されるので、従来のＣＶＤ装置等の成膜装置を使用した相形成方式と比較して、装置構成が著しく簡単であり、装置価格が格段に安価となる。しかもＣＶＤ装置に比較してスループットが高く、メンテナンスが簡単であり装置の可動率を向上させることができる。
【００２０】
さらに、本発明の光学部材の製造方法においては、　前記相分離構造を形成する工程は、前記液状材料の温度を低下させる工程、もしくは、前記溶媒を蒸発させる工程のいずれか一方の工程を、更に具備することを特徴としている。
上記の方法によれば、格子間隔が１００ｎｍ以上である、規則正しい秩序構造を有するミクロ相分離構造を形成させることが可能となる。
【００２１】
本発明の光学部材は、少なくとも２種類の物質相からなる相分離構造で形成されることを特徴としている。
上記の構成によれば、顔料や染料を使用せず、さらに、特別な処理工程やフィルムをも必要とすることがないので、製造工程が簡単、かつ、安価なカラーフィルタとすることができる。
【００２２】
また、本発明の光学部材においては、前記相分離構造の格子間隔が異なる複数の膜が、基体上に配置されることを特徴し、また、前記相分離構造で形成され、それぞれ発色の異なる複数の膜が基体上に配置されることを特徴としている。
上記の構成によれば、相分離構造を有する各膜は、光沢を有する、それぞれ異なる色を発現する発色材料として機能するので、複数の色を発現させる光学部材として使用することができる。
【００２３】
さらに、本発明の光学部材においては、少なくとも２種類の前記物質相は、高分子構造体で形成される相であり、特に、前記高分子構造体は、ブロック共重合体である。また、少なくとも２種類の前記物質相は、互いに非相溶性であり、さらに、互いに屈折率が異なることを特徴としている。
上記の構成によれば、ブロック共重合体を用いて、互いに非相溶性で、また互いに屈折率の異なる２種類以上の高分子構造体の相から構成される相分離構造が形成され、該相分離構造の相は、可視光線を回折するので、色を発現する光学部材として、使用可能である。
【００２４】
本発明の光学部材においては、前記相分離構造の各相によって形成される格子間隔が、１００ｎｍ〜１μｍの範囲にあることを特徴としている。
上記の構成によれば、相分離構造を形成する各相が、効率良く可視光線を回折するので、光学部材として好適な色を発現することが可能となる。
【００２５】
本発明の光学部材においては、少なくとも２つの前記相分離構造を有することを特徴としている。
上記の構成によれば、上述したような、少なくとも２種類の物質相からなる相分離構造体を、さらに少なくとも２種類以上組み合わせることにより、光学部材が形成される。これにより、例えば、２種類の色を発現することができる相分離構造体と、前記２種類の色と異なる色を発現する相分離構造体とを組み合わせることにより、少なくとも３種類以上となる、所望の複数色を発現することができる光学部材を形成することが可能となる。
【００２６】
本発明の電気光学装置においては、請求項１７乃至２５のいずれか一項に記載された光学部材をカラーフィルタとして用いることを特徴としている。
上記の構成によれば、請求項１７から２５のいずれかに記載された光学部材を、製造工程が簡単で、かつ、安価であるカラーフィルタとして使用するので、製造期間が短く、さらに、安価な電気光学装置を提供することが可能となる。
【００２７】
また、請求項２６記載の電気光学装置においては、前記カラーフィルタは、反射型カラーフィルタであることを特徴としている。
上記の構成によれば、例えば、カラーフィルタは、外部から入射した光を反射させて表示を行い、バックライトが不要な反射型液晶表示装置に採用されるので、更に電気光学装置の消費電力を低くし、また、表示部を薄型とし、装置全体の軽量化が可能となる。
【００２８】
本発明の電子機器においては、請求項２６又は２７に記載された電気光学装置を備えることを特徴としている。
上記の構成によれば、電気光学装置が安価となるので、該電気光学装置を備えた電子機器も安価とすることが可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態による光学部材の製造方法、光学部材、電気光学装置、及び電子機器について詳細に説明する。
【００３０】〔カラーフィルタの実施形態〕
以下、本発明の光学部材の例として、カラーフィルタの実施形態について詳しく説明する。
図１は、本発明の実施形態であるカラーフィルタの相分離構造の概略を示す拡大斜視図である。図１に示すように、本発明のカラーフィルタは、互いに非相溶性で、かつ、屈折率の異なる２種類の物質相Ｍ１、Ｍ２から構成された相分離構造を有している。
【００３１】各物質相Ｍ１、Ｍ２は、それぞれ高分子構造体（ポリマー）で形成されており、本実施形態のカラーフィルタでは、ブロックコポリマー（ブロック共重合体）の相分離構造を利用している。ブロックコポリマーは、互いに非相溶性のポリマー鎖が各々の末端で化学的に結合したものであり、各ポリマー相の大きさ及び間隔が良くそろった、規則正しいミクロ相分離構造を形成する。
【００３２】
該ミクロ分離構造は、第１の繰り返し単位（第１のブロック）と第２の繰り返し単位（第２のブロック）とを含む、前記ブロックコポリマーに、相溶性を有し、かつ、第１もしくは第２の繰り返し単位のいずれか一方の繰り返し単位からなるホモポリマー（高分子構造体）を混合することにより得ることができる。また、ミクロ相分離構造の各相の大きさ及び間隔を、可視光線（波長約３５０〜７００ｎｍ）を回折し得るような格子間隔、即ち、１００ｎｍ〜１μｍとすることによって、発色性の高分子構造体が得られる。なお、ミクロ相分離構造の規則性を維持するために、混入するホモポリマーの量は、少ない方が好ましい。
【００３３】本実施形態のカラーフィルタを得るのに好適なブロックコポリマーとしては、例えば、ポリスチレンとポリイソプレンからなるブロックコポリマーや、ポリ（２−ビニルピリジン）とポリイソプレンからなるブロックコポリマーなどがある。さらに、ポリメチルメタクレート（ＰＭＭＡ）とポリイソプレン又はポリブタジエンからなるブロックコポリマーなどが挙げられる。なお、顕著な発色性を発現するために、各物質相Ｍ１、Ｍ２の屈折率差が大きくなるようなブロックコポリマーが好適に用いられる。本実施形態では、使用する溶媒に対して、ブロックコポリマー及びホモポリマーの溶解性が高いことが望ましい。
【００３４】また、単独で採用可能であるブロック共重合体、あるいはグラフト共重合体の具体例としては、芳香環含有ポリマー鎖として、例えば、ビニルナフタレン、スチレン、又は、これらの誘導体から選択される少なくとも１種のモノマーが重合したポリマー鎖などがあり、アクリル系ポリマー鎖としては、例えば、ポリアクリル酸、ポリメチルメタクリレート、ポリｔ−ブチルメタクリレートなどアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、又は、これらの誘導体から選択される少なくとも１種のモノマーが重合したポリマー鎖が用いられる。ポリエーテル鎖としては、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシドなどのポリアルキレンオキシド鎖が良い。ポリシラン鎖としては、ポリジブチルシランなどのジアルキルポリシラン誘導体などが良い。
【００３５】さらに、前記ブロック共重合体、あるいは前記グラフト共重合体におけるブロック鎖の組み合わせの具体例としては、以下の通りのものが挙げられる。
例えば、ポリスチレン鎖＋ポリメチルメタクリレート鎖、ポリスチレン鎖＋ポリアクリル酸鎖、ポリスチレン鎖＋ポリエチレンオキシド鎖、ポリスチレン鎖＋ポリプロピレンオキシド鎖、ポリスチレン鎖＋ポリフェニルメチルシラン鎖、ポリスチレン鎖＋ポリジブチルシラン鎖、ポリビニルナフタレン鎖＋ポリメチルメタクリレート鎖、ポリビニルナフタレン鎖十ポリアクリル酸鎖、ポリビニルナフタレン鎖＋ポリエチレンオキシド鎖、ポリビニルナフタレン鎖＋ポリプロピレンオキシド鎖、ポリビニルナフタレン鎖＋ポリフェニルメチルシラン鎖、ポリビニルナフタレン鎖＋ポリジブチルシラン鎖などである。
【００３６】
相分離構造によるカラーフィルタは、例えば、次のような方法で形成される。
まず、ブロックコポリマーに、該ブロックコポリマーを構成する各ブロック鎖（ポリマー鎖）の一方と相溶性のあるホモポリマーを混合する。混合して生成された液状材料Ｌ１をブロックコポリマーの系の「秩序−無秩序転移温度（ＴＯＤＴ）」以上の温度に加熱して溶融するか、又は共通溶媒に溶解することにより、完全に混合した無秩序混合状態の液状材料Ｌ２を形成する。
【００３７】
加熱後の液状材料Ｌ２の温度をＴＯＤＴ以下に低下させるか、又は溶媒を蒸発させることにより、規則正しい秩序構造を形成させ、格子間隔が１００ｎｍ以上である各ポリマー相（ブロック鎖相）からなるミクロ相分離構造を形成させる。
【００３８】
上記の方法に従えば、混入するホモポリマーの量を調整することにより格子間隔を制御し、同一のブロックコポリマーを用いて相分離構造体が発現する色を変化させることが可能となる。加えて、ブロックコポリマーの分子量を増加させることにより相分離構造体の発現する色合いのコントロール幅を広げることが可能となる。本発明のカラーフィルタは、上記の性質を利用して形成されるものであり、通常、反射型カラーフィルタを構成する、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の各色を呈する反射膜を、前記各色に対応した相分離構造体で形成するものである。
【００３９】
混入したホモポリマーも含めて、各ブロック鎖相（ポリマー相）の体積分率により、例えば、「球」、「シリンダー」、「ラメラ」、「共連続」等のミクロ分離構造が得られるが、色の発現の観点からは、どのような構造であってもよい。例えば、いずれかのポリマー相の体積分率φが０．３３程度のときは共連続構造が得られ、また、０．１８＜φ＜０．３２を目安としてシリンダー構造が得られる。
【００４０】したがって、本発明のカラーフィルタは、光沢を有する発色材料として機能する相分離構造を有するので、顔料や染料により着色することなく、さらに、特別な処理工程やフィルムを必要とすることがなく、製造工程が簡単であり、安価であるカラーフィルタを製造することできる。
【００４１】〔電気光学装置の実施形態〕
図２は、本発明の電気光学装置の実施形態として、液晶表示装置の３画素分を示す断面図である。
図２に示すように、液晶表示装置は、所定の間隔を開けて対向配置された透明基板１と基板８との間に液晶層３が挟持されている。透明基板１の液晶層３側表面には透明電極４が設けられ、基板８の液晶層３側表面にはカラーフィルタ６が設けられ、該カラーフィルタ６の液晶層３側表面には透明電極５が設けられている。図２では明示していないが、透明電極４と透明電極５とはストライプ状の形状で互いに交差するように配置されており、両電極の対向部が画素となっている。また、透明基板１の液晶層３との反対側表面には位相差板１１及び偏向板１０が配置されている。
【００４２】カラーフィルタ６は、カラーフィルタの実施形態で説明した構成と同一であって、相分離構造を有する、赤色、緑色、及び青色の各色を呈する３種類の反射膜が各画素に対応するようにパターン形成されたものである。
【００４３】次に、液晶表示装置の製造方法について詳しく説明する。
まず、厚さが１．１ｍｍの７０５９ガラス基板（コーティングワークス社製：屈折率１．５３）からなる透明基板１の液晶層３形成側の表面に、厚さが１００ｎｍのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）膜からなる透明電極４を形成し、さらに、基板８の液晶層３形成側の表面に、カラーフィルタ６及び厚さ１００ｎｍのＩＴＯ膜からなる透明電極５を順次形成する。
【００４４】図３から図５は、カラーフィルタ６を形成するための液状材料を塗布する塗布装置を示す図である。
図３において、ステージ１０１上に基板８が真空吸着されている。液状材料は、液体保管部１０７から供給管１０６を通してディスペンサヘッド１０４に供給される。液状材料は、さらに、ディスペンサヘッド１０４に設けられた複数のノズル１０５から、基板８上に非常に多くのドット１０３として塗布される。
【００４５】
図４にノズル１０５の詳細断面図を示す。図４は、材料吐出方式プリンタのヘッドと同様な構造であり、ピエゾ素子の振動で液状材料を吐出するようになっている。液状材料は、入り口部１１１から供給口１１２を介してキャビティ部１１３に溜まる。振動板１１５に密着しているピエゾ素子１１４の伸縮により該振動板１１５が動き、キャビティ１１３の体積が減少または増加する。液状材料は、キャビティ１１３の体積が減少するときノズル口１１６から吐出され、キャビティ１１３の体積が増加するとき、液状材料は、供給口１１２からキャビティ１１３に供給される。ノズル口１１６は、例えば、図５に示すように２次元的に複数個配列されており、図３に示したように、基板８又はディスペンサ１０４が相対的に移動することによって、基板上の所望の位置に液状材料がドット状に塗布される。
【００４６】
図５において、ノズル口１１６の配列ピッチは、横方向ピッチＰ１が数１００μｍ、縦方向ピッチＰ２が数ｍｍである。ノズル口１１６の口径は数１０μｍ〜数１００μｍである。一回の吐出量は数１０〜数１００ｎｇで、吐出される液状材料の液滴の大きさは、直径数１０〜数１００μｍである。ドット状に塗布される液状材料は、ノズル１０５から吐出された直後は数１００μｍの円形である。塗布膜の膜厚は、ノズル口１１６の口径及びドット１０３のピッチによって制御可能である。なお、ノズル口１１６の口径を更に小さくすることができるので、１０〜２０μｍ幅の線状のパターンに塗布することも可能であり、フォトリソグラフィー工程が不要な直接描画が可能となる。
【００４７】
液状材料の上記塗布方式は、材料吐出方式（インクジェット方式）の液体塗布方式であり、従来のＣＶＤ装置等の成膜装置を使用した相形成方式と比較して、装置構成が著しく簡単であり、装置価格が格段に安価となる。しかもＣＶＤ装置に比較してスループットが高く、メンテナンスが簡単であり装置の可動率を向上させることができる。なお、従来のスピンコート法では液状材料の使用効率は数％以下であるが、本方式では５０％以上とすることができる。材料吐出方式は、相分離構造の相形成に加えて、以下に示すように、ＩＴＯ膜にて形成される透明電極の形成にも適用できるので、電気光学装置や電子機器のコスト低減に非常に大きな効果をもたらすものである。
【００４８】また、ＴＦＴのデザインルールが数１０μｍ程度であれば、直接描画と塗布方式の薄膜形成技術を組み合わせることにより、ＣＶＤ装置、スパッタ装置、イオン打ち込みやイオンドーピング装置、露光装置、エッチング装置を使用しない液晶表示装置の製造が可能となる。即ち、材料吐出方式の液体塗布装置と、レーザアニール装置やランプアニール装置などの熱処理装置のみで液晶表示装置を製造することが可能となる。
【００４９】透明電極４、５は、上記のように材料吐出方式により形成することができる。以下、材料吐出方式による塗布ＩＴＯ膜を用いた透明電極の形成方法について説明する。この塗布ＩＴＯの成膜も、図３〜５に示した装置と同じ装置を用いて実施できる。本実施形態で用いる液状材料は、有機インジウムと有機スズとがキシロール中に９７：３の比率で８％配合された液状のもの、例えば、アデカＩＴＯ塗布膜／ＩＴＯ−１０３Ｌ（旭電化工業社製）である。なお、液状材料としては、有機インジウムと有機スズとの比が９９：１から９０：１０までの範囲にあるものを使用することができる。
【００５０】
液状材料は、材料吐出方式の塗布装置により基板上に吐出され、塗布膜が形成される。形成後、該塗布膜の熱処理が実施されるが、熱処理条件は下記の通り設定する。まず、第１の熱処理室（不図示）にて、２５０〜４５０℃の空気中あるいは酸素雰囲気中で３０分から６０分の第１の熱処理を行う。次に、第２の熱処理室（不図示）にて、２００〜４００℃の水素含有雰囲気中で３０〜６０分の第２の熱処理を行う。これにより、有機成分が除去され、インジウム酸化物と錫酸化物の混合膜（ＩＴＯ膜）が形成される。
【００５１】
透明電極４、５の上に、液晶配向膜（不図示）を形成し、液晶分子を配向させるためのラビング処理を行う。例えば、ポリイミド膜であるサンエバー１５０（日産化学社製）を液晶配向膜として透明基板上に塗布して２２０℃で１時間焼成した後、透明電極４、５の近傍における液晶分子の配向を約２４０°ねじれさせる。
【００５２】液晶配向膜がそれぞれ形成された各透明電極４、５の液晶配向膜形成側の表面が互いに対向するように所定の間隔を開けて配置し、液晶注入口を除いて周囲をシール材により貼り合わせる。各液晶配向膜同士の間隔は、狭い場合には製造が困難となり、広い場合には要求される駆動電流が増大し、また液晶の応答速度が遅くなるので、３〜１５μｍの範囲に設定し、さらに好ましくは４〜１０μｍに設定するのが良い。例えば、スペーサーとしてファイバーグラス（日本電気硝子社製）を用いて、透明基板１と基板８との間隔を６μｍに設定する。
【００５３】互いに貼り合わされた両基板間に、液晶注入口から液晶を注入して注入口を封止する。例えば、旋光性物質を添加した正の誘電率異方性を有するネマティック液晶のＺＬＩ−４４２７（メルク社製）を用いて、透明電極４、５の近傍における液晶分子の配向方向が約２４０°ねじれた螺旋構造を有するＳＴＮモードの液晶層３を形成する。
【００５４】透明基板１の液晶層３と反対側の表面に、位相差板１１及び偏光板１０を配置して液晶表示装置が完成する。
【００５５】このように、相分離構造を有する反射型カラーフィルタを備えた本実施形態の液晶表示装置は、偏光板を用いるＳＴＮモードであるにも拘わらず、バックライトが無くても充分明るい表示が得られる。また、採用されるカラーフィルタは、製造工程が簡単で、かつ、安価であるので、製造期間が短く、さらに、安価な電気光学装置を提供することが可能となる。
【００５６】〔電子機器の実施形態〕
次に、上記電気光学装置を備えた電子機器の実施形態について説明する。
図６は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図６において、携帯電話本体２１０には、上記の電気光学装置を用いた表示部２１１が備えられている。
【００５７】
図７は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図７において、時計本体２２０には、上記の電気光学装置を用いた表示部２２１が備えられている。
【００５８】
図８は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図８において、情報処理装置２３０には、キーボード等の入力部２３１と、情報処理装置本体２３２と、上記の電気光学装置を用いた表示部２３３とが備えられている。
【００５９】
図６〜８に示す電子機器は、表示部を極めて重要な構成要素とするものであり、本実施形態の電子機器は、製造工程が簡単であり、かつ、安価である、本発明の実施形態たるカラーフィルタを有する電気光学装置を備えることにより、表示部の表示品位を損なうことなく、製造期間が短く、かつ、安価な電子機器を提供することができる。
【００６０】以上、本発明の実施形態であるカラーフィルタの製造方法、カラーフィルタ、電気光学装置、及び電子機器について説明したが、本発明は、上記実施形態に制限されず、上記の本発明の開示内容に基づいて自由に変更が可能である。例えば、以下のような変形も考えられる。
【００６１】
（１）カラーフィルタの実施形態においては、相分離構造を形成する物質相をＭ１及びＭ２の２種類としたが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、相分離構造は、３種類以上の物質相で形成されても良い。
【００６２】
（２）電気光学装置の実施形態においては、本発明の別の実施形態であるカラーフィルタを、赤色、緑色、及び青色の各色を呈する３種類の反射膜である反射型カラーフィルタとして採用した反射型液晶表示装置としたが、本発明の構成は、これに限定されるものではない。例えば、図２において、透明基板１と透明電極４との間に、通常の透過型カラーフィルタを配置し、本発明の実施形態であるカラーフィルタ６を単なる反射膜として使用してもよい。通常、赤色、緑色、及び青色の各色を呈する３種類の透過膜のみを配置してカラーフィルタを構成した場合、カラーフィルタを透過する光の利用効率が最大でも入射光の１／３程度になってしまい、光の利用効率は低いのであるが、本構成によれば、光の利用効率を向上させることが可能となる。
【００６３】
（３）電気光学装置の実施形態においては、ＳＴＮモードの液晶表示装置について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、両透明電極の近傍における液晶分子の配向方向が約９０°ねじれた螺旋構造を有するＴＮモードに適用することも可能である。
【００６４】（４）電気光学装置の実施形態においては、カラーフィルタ及び透明電極の形成方法として、材料吐出方式を採用したが、本発明は、これに限定されるものではなく、液体材料の塗布工程としては、例えば、スピンコート法、ロールコート法、カーテンコート法、ディップコート法、スプレー法、もしくはＬＳ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｓｏｕｒｃｅ）−ＣＶＤ法等の塗布方法を利用しても良い。
【００６５】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を示す。本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。
【００６６】（青色用液状材料）
ポリスチレン（ＰＳ）とポリイソプレン（ＰＩ）からなるブロックコポリマーＰＳ−ｂ−ＰＩ（数平均分子量Ｍｎ＝１００，０００−ｂ−１７２，０００）のベースに対し、ＰＳ（Ｍｎ＝９３，０００）とＰＩ（Ｍｎ＝１５７，０００）のホモポリマーを、混合重量比ＰＳ：ＰＩ＝２５：０で混合させ、青色を発現させる相を形成させるための液状材料ＬＢ１を形成させた。更に、液状材料ＬＢ１をブロックコポリマーの系の「秩序−無秩序転移温度（ＴＯＤＴ）」以上の温度に加熱して溶融するか、又は共通溶媒に溶解することにより、完全に混合した無秩序混合状態の液状材料ＬＢ２を形成させた。
【００６７】（緑色用液状材料）
ポリスチレン（ＰＳ）とポリイソプレン（ＰＩ）からなるブロックコポリマーＰＳ−ｂ−ＰＩ（数平均分子量Ｍｎ＝１００，０００−ｂ−１７２，０００）のベースに対し、ＰＳ（Ｍｎ＝９３，０００）とＰＩ（Ｍｎ＝１５７，０００）のホモポリマーを、混合重量比ＰＳ：ＰＩ＝５０：０で混合させ、緑色を発現させる相を形成させるための液状材料ＬＧ１を形成させた。更に、上述の青色用液状材料と同様の工程で、完全に混合した無秩序混合状態の液状材料ＬＧ２を形成させた。
【００６８】（赤色用液状材料）
ポリ（２−ビニルピリジン）（Ｐ２ＶＰ）とポリイソプレン（ＰＩ）からなるブロックコポリマーＰ２ＳＶ−ｂ−ＰＩ（数平均分子量Ｍｎ＝１２６，０００−ｂ−４１，２００）のベースに対し、ＰＩ（Ｍｎ＝４１，２００）のホモポリマーを、混合重量比Ｐ２ＳＶ−ｂ−ＰＩ：ＰＩ＝８０：２０で混合させ、赤色を発現させる相を形成させるための液状材料ＬＲ１を形成させた。更に、上述の青色用液状材料と同様の工程で、完全に混合した無秩序混合状態の液状材料ＬＲ２を形成させた。
【００６９】（カラーフィルタ）
加熱後の各液状材料ＬＲ２、ＬＧ２、ＬＢ２の温度をＴＯＤＴ以下に低下させるか、又は溶媒を蒸発させることにより、規則正しい秩序構造を形成させ、格子間隔が１００ｎｍ以上である各ポリマー相（ブロック鎖相）からなるミクロ相分離構造を形成させた。このように、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の各色に対応したミクロ相分離構造をそれぞれ形成させることにより、相分離構造体である反射型カラーフィルタを形成させた。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、カラーフィルタは、光沢を有する発色材料として機能する相分離構造を有するので、顔料や染料により着色することなく、さらに、特別な処理工程やフィルムを必要とすることがなく、製造工程が簡単で、かつ、安価とすることが可能となる。
【００７１】また、本発明の製造方法によれば、特殊なポリマー種や合成の非常に困難な超高分子量の高分子構造体を用いることなく、汎用的なモノマーユニットからなるブロック共重合体を用いてカラーフィルタを形成することが可能となる。さらに、単一のブロック共重合体を用いて、加えるホモポリマーの量を適宜変化させるだけで、様々な色を発現させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態であるカラーフィルタの相分離構造の概略を示す拡大斜視図である。
【図２】本発明のカラーフィルタを備えた電気光学装置を示す断面図である。
【図３】本発明のカラーフィルタを形成する液体塗布装置を示す構成図である。
【図４】図３に示す液体塗布装置の部分拡大図である。
【図５】図３に示す液体塗布装置の部分拡大図である。
【図６】本発明の電気光学装置を備えた電子機器の一例である、携帯電話を示した斜視図である。
【図７】本発明の電気光学装置を備えた電子機器の一例である、腕時計型電子機器を示した斜視図である。
【図８】本発明の電気光学装置を備えた電子機器の一例である、携帯型情報処理装置を示した斜視図である。
【符号の説明】
６　　　カラーフィルタ
１０５　　　ノズル
Ｍ１、Ｍ２　物質相
【図１】
2004029169.tif 000003
【図２】
2004029169.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004029169.tif 000008
【図７】
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【図８】
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