(57)【要約】【課題】  均一な膜を形成することが可能であり、また生産性を向上することが可能な、膜形成方法を提供する。【解決手段】  例えば、反射半透過型の液晶表示装置において、透過表示領域Ｔより体積の小さいカラーフィルタ膜を形成すべき反射表示領域Ｒｅに対して、透過表示領域Ｔに吐出する液滴Ｐｔより体積の小さい複数の液滴Ｐｒを、それぞれ異なる位置に吐出する。この構成によれば、吐出された液敵Ｐｒの端部から反射表示領域Ｒｅの周縁部までの距離が小さくなるので、吐出された液滴Ｐｒを短時間で反射表示領域Ｒｅの全体に濡れ広がらせることができる。【選択図】        図１２
2005221847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の領域に液滴を吐出して被膜を形成する方法であって、
一の前記領域より体積の小さい被膜を形成すべき他の前記領域に対して、前記一の領域に吐出する液滴より体積の小さい複数の液滴を、それぞれ異なる位置に吐出することを特徴とする膜形成方法。
【請求項２】
前記液滴の吐出は、液滴吐出装置を使用して行うことを特徴とする請求項１に記載の膜形成方法。
【請求項３】
前記液滴吐出装置における液滴の吐出信号を、前記一の領域に液滴を吐出する場合と前記他の領域に液滴を吐出する場合とで異ならせることを特徴とする請求項２に記載の膜形成方法。
【請求項４】
前記液滴吐出装置は、整列配置された複数の液滴吐出ノズルを有し、
前記各領域は、長方形状に形成され、
前記各液滴吐出ノズルの配列方向が前記各領域の長辺方向と平行になるように前記液滴吐出装置を配置して、前記各領域の短辺方向に沿って前記液滴吐出装置を走査させることにより、前記液滴の吐出を行うことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の膜形成方法。
【請求項５】
前記複数の領域は、液晶表示装置における複数の画素領域であり、
前記一の領域は、画素領域を構成する透過表示領域であり、
前記他の領域は、画素領域を構成する反射表示領域であり、
前記被膜は、液晶表示装置を構成するカラーフィルタであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の膜形成方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の膜形成方法を使用して製造したことを特徴とする電気光学装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜形成方法、電気光学装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット法を用いて、電気光学装置の画素領域に各種被膜を形成する手法が知られている。インクジェット法は、被膜形成領域に液滴を吐出し、吐出した液滴を被膜形成領域の全体に濡れ広がらせた後に、乾燥させて被膜を形成する方法である。インクジェット法を用いた膜形成方法として、例えば、マトリクス型の表示装置におけるマトリクス状に配置された発光部を形成する方法や、カラーフィルタ基板のフィルタエレメントを形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１２７３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
液晶表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素領域を備えている。各画素領域には、ＲＧＢの３原色のうちいずれかのカラーフィルタが形成されている。一方、反射半透過型の液晶表示装置では、各画素領域に透過表示領域および反射表示領域を備えている。その透過表示領域では、液晶パネルの裏側から入射した光がカラーフィルタを１回だけ透過して表示に寄与するのに対して、反射表示領域では、液晶パネルの表側から入射した光がカラーフィルタを２回透過して表示に寄与することになる。ここで、透過表示領域と反射表示領域との間における色ムラの発生を防止するため、反射表示領域におけるカラーフィルタの厚さは、透過表示領域におけるカラーフィルタの厚さの半分程度に形成されている。
【０００４】
しかしながら、このような反射半透過型の液晶表示装置におけるカラーフィルタをインクジェット法により形成する場合には、反射表示領域に吐出する液滴数が、透過表示領域より少なくなる。この場合、反射表示領域に吐出された液滴が端部まで濡れ広がり難くなり、カラーフィルタを均一な厚さに形成できないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、均一な膜を形成することが可能であり、また生産性を向上することが可能な、膜形成方法の提供を目的とする。
また、表示品質に優れた電気光学装置および電子機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の膜形成方法は、複数の領域に液滴を吐出して被膜を形成する方法であって、一の前記領域より体積の小さい被膜を形成すべき他の前記領域に対して、前記一の領域に吐出する液滴より体積の小さい複数の液滴を、それぞれ異なる位置に吐出することを特徴とする。
この構成によれば、前記一の領域に吐出する液滴と同じ体積の液滴を前記他の領域に吐出する場合と比べて、吐出された液敵群の端部から前記他の領域の周縁部までの距離が小さくなる。これにより、吐出された液滴を短時間で前記他の領域に濡れ広がらせることができる。したがって、均一な膜を形成することが可能になり、また生産性を向上させることができる。
【０００７】
また、前記液滴の吐出は、液滴吐出装置を使用して行うことが望ましい。
この構成によれば、所定位置に所定量の液滴を正確に吐出することができる。
【０００８】
また、前記液滴吐出装置における液滴の吐出信号を、前記一の領域に液滴を吐出する場合と前記他の領域に液滴を吐出する場合とで異ならせることが望ましい。
この構成によれば、一の前記領域より体積の小さい被膜を形成すべき他の前記領域に対して、前記一の領域に吐出する液滴より体積の小さい複数の液滴を吐出することが可能になる。
【０００９】
また、前記液滴吐出装置は、整列配置された複数の液滴吐出ノズルを有し、前記各領域は、長方形状に形成され、前記各液滴吐出ノズルの配列方向が前記各領域の長辺方向と平行になるように前記液滴吐出装置を配置して、前記各領域の短辺方向に沿って前記液滴吐出装置を走査させることにより、前記液滴の吐出を行うことが望ましい。
この構成によれば、前記各液滴吐出ノズルのピッチを前記各領域の短辺方向のピッチに合わせて前記液滴吐出装置を傾斜配置する必要がなくなる。この場合、前記各領域の短辺方向のピッチが異なるごとに前記液滴吐出装置を再構成する必要がなくなり、生産性を向上させることができる。
【００１０】
なお、前記複数の領域は、液晶表示装置における複数の画素領域であり、前記一の領域は、画素領域を構成する透過表示領域であり、前記他の領域は、画素領域を構成する反射表示領域であり、前記被膜は、液晶表示装置を構成するカラーフィルタであってもよい。
この構成によれば、反射表示領域におけるカラーフィルタの厚さを、透過表示領域におけるカラーフィルタの厚さより薄く形成することが可能になる。したがって、色ムラがなく表示品質に優れた液晶表示装置を提供することができる。
【００１１】
一方、本発明の電気光学装置は、上述した膜形成方法を使用して製造したことを特徴とする。
この構成によれば、表示品質に優れた電気光学装置を提供することができる。
【００１２】
一方、本発明の電子機器は、上述した電気光学装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、表示品質に優れた電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１４】
［液滴吐出装置］
（Ａ．液滴吐出装置の全体構成）
図１は、液滴吐出装置の全体構成の説明図である。インクジェット装置（液滴吐出装置）１００は、インク（液状体）１１１を貯留するタンク１０１と、インク１１１を基板１０に吐出する吐出走査部１０２とを備えている。
【００１５】
吐出走査部１０２は、複数のヘッドを備えたキャリッジ１０３と、キャリッジ１０３の位置を制御する第１位置制御手段１０４と、吐出対象物である基板１０を保持可能なステージ１０６と、ステージ１０６の位置を制御する第２位置制御手段１０８と、制御部１１２とを備えている。なお、キャリッジ１０３に設けられた複数のヘッド１１４（図２参照）には、タンク１０１からインク１１１がパイプ１１０を介して供給されるようになっている。
【００１６】
図１に示すように、キャリッジ１０３は第１位置制御手段１０４によってＸ軸方向に移動可能に構成され、ステージ１０６は第２位置制御手段１０８によってＹ軸方向に移動可能に構成されている。つまり、第１位置制御手段１０４及び第２位置制御手段１０８によって、ステージ１０６に対するヘッド１１４の相対位置を変更可能に構成されている。すなわち、キャリッジ１０３およびステージ１０６は、Ｚ軸方向に所定の距離を保ちながら、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に相対的に移動、すなわち相対的に走査しうるようになっている。なお、キャリッジ１０３及びステージ１０６は、上記以外の平行移動及び回転の自由度をさらに有しているが、理解を容易にするため、上記自由度以外の自由度に関する説明は省略する。
【００１７】
（Ｂ．キャリッジ）
図２は、キャリッジ１０３をステージ１０６側から観察した底面図であり、図２の紙面に垂直な方向がＺ軸方向である。また、図２において紙面横方向がＸ軸方向であり、紙面縦方向がＹ軸方向である。キャリッジ１０３には、それぞれほぼ同じ構造を有する複数のヘッド１１４が設けられている。なお本実施形態では、キャリッジ１０３に保持されるヘッド１１４の数は２４個である。各ヘッド１１４の底面は略長方形状であり、その長辺方向および短辺方向はそれぞれＸ軸方向およびＹ軸方向と平行に配置されている。そして、各ヘッド１１４の底面は、前記ステージ側に向けて配置されている。なお、キャリッジ１０３における各ヘッド１１４の相対位置関係については後述する。
【００１８】
（Ｃ．ヘッド）
図３は、ヘッド１１４の底面構成を示している。ヘッド１１４の底面には、インクの吐出口として複数のノズル１１８が形成されている。なお本実施形態では、１８０個のノズル１１８が一定間隔ＨＸＰで配置されている。各ノズル１１８はＸ軸方向に沿って千鳥状に配置され、ノズル列１Ａおよびノズル列１Ｂが構成されている。そして、各ノズル列１Ａ，１Ｂには、９０個のノズル１１８が一定間隔ＬＮＰで配置されている。ただし、各ノズル列１Ａ，１Ｂの両端における数個のノズルはインクが吐出されない「休止ノズル」に設定され、他のノズルはインクが吐出される「吐出ノズル」に設定されている。
【００１９】
図４（ａ）はヘッド１１４の吐出部の構成を示す斜視図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ線における側面断面図である。図４（ａ）に示すように、ヘッド１１４の底面には、前記各ノズル１１８が形成されたノズルプレート１２８が配置されている。このノズルプレート１２８と振動板１２６との間には、各ノズル１１８に対応して複数のキャビティ１２０が形成されている。そして、図１に示すタンク１０１から、図４（ａ）に示す孔１３１および供給口１３０を介して、各キャビティ１２０にインクが供給されるようになっている。
【００２０】
一方、振動板１２６の外側には、各キャビティ１２０に対応して複数の振動子１２４が配設されている。図４（ｂ）に示すように、この振動子１２４は、ピエゾ素子１２４Ｃを一対の電極１２４Ａ，１２４Ｂにより挟持して構成されている。この一対の電極１２４Ａ，１２４Ｂに対して、図１に示す制御部１１２から駆動電圧を印加すると、圧電効果により図４（ｂ）に示すピエゾ素子１２４Ｃが機械振動する。これにより、キャビティ１２０の内圧が変動して、ノズル１１８からインク１１１が吐出されるようになっている。なお、ピエゾ素子の代わりに、電気熱変換素子を採用することも可能である。本明細書では、１つのノズル１１８と、ノズル１１８に対応するキャビティ１２０と、キャビティ１２０に対応する振動子１２４とを含んだ部分を「吐出部１２７」と表記することもある。
【００２１】
（Ｄ．制御部）
図５は、制御部の構成を示すブロック図である。制御部１１２は、入力バッファメモリ２００を備えている。入力バッファメモリ２００は、外部情報処理装置からインクの吐出データを受け取る。この吐出データは、基板上のすべての被吐出部の相対位置を表すデータと、すべての被吐出部にインクを所望の厚さにまで塗布するのに必要となる相対走査の回数を示すデータと、オンノズルとして機能するノズルを指定するデータと、オフノズルとして機能するノズルを指定するデータとを含んで構成されている。そして、入力バッファメモリ２００は、吐出データを処理部２０４に供給し、処理部２０４は吐出データを記憶手段２０２に格納する。なお図５では、記憶手段２０２はＲＡＭである。
【００２２】
処理部２０４は、記憶手段２０２内の吐出データに基づいて、被吐出部に対するノズルの相対位置を示すデータを走査駆動部２０６に与える。走査駆動部２０６は、このデータと、図６に示す吐出周期ＥＰとに応じた駆動信号を、図５に示す第１位置制御手段１０４及び第２位置制御手段１０８に与える。この結果、被吐出部に対してヘッド１１４が相対走査する。一方、処理部２０４は、記憶手段２０２に記憶された吐出データと、吐出周期ＥＰとに基づいて、吐出タイミング毎のノズルのオン・オフを指定する選択信号ＳＣをヘッド駆動部２０８に与える。ヘッド駆動部２０８は、選択信号ＳＣに基づいて、インクの吐出に必要な吐出信号ＥＳをヘッド１１４に与える。この結果、ヘッド１１４における対応するノズルからインクが液滴として吐出される。
【００２３】
図６（ａ）はヘッド駆動部の構成を示すブロック図であり、図６（ｂ）はヘッド駆動部における各種信号のタイミングチャートである。図６（ａ）に示すように、ヘッド駆動部２０８は、１つの駆動信号生成部２０３と、複数のアナログスイッチＡＳとを有する。各アナログスイッチＡＳは、ヘッドにおける各振動子１２４に対応して設けられている。また、駆動信号生成部２０３は、駆動信号ＤＳを生成して、各アナログスイッチＡＳに供給するようになっている。図６（ｂ）に示すように、駆動信号ＤＳは、吐出周期ＥＰで繰り返される複数の吐出波形Ｗを含む。この吐出波形Ｗは、ノズルから１つの液滴を吐出するために、振動子における一対の電極間に印加すべき駆動電圧波形に対応する。
【００２４】
なお、ヘッドから吐出される液滴の体積は、吐出波形Ｗによって制御される。そこで、所定体積の液滴を吐出しうる吐出波形Ｗのデータを駆動信号生成部に入力し、駆動信号生成部がそのデータから駆動信号ＤＳを生成するようになっている。しかしながら、必要な液滴の体積を駆動信号生成部に入力し、駆動信号生成部がそのデータから吐出波形Ｗを求めて、駆動信号ＤＳを自動生成するようにしてもよい。この場合、駆動信号生成部には、あらかじめ液滴の体積と吐出波形Ｗとの相関テーブルを入力しておく。この構成によれば、駆動信号生成部に入力するデータ量を低減することができる。
【００２５】
一方、図６（ａ）に示す各アナログスイッチＡＳには、各ノズルのオン・オフを制御する複数の選択信号ＳＣ（ＳＣ１、ＳＣ２…）が供給される。図６（ｂ）に示すように、各選択信号ＳＣは、吐出周期ＥＰごとにハイレベル及びローレベルのどちらかの状態を取り得る。そして、図６（ａ）に示す各アナログスイッチＡＳは、駆動信号ＤＳと選択信号ＳＣとに応じて、振動子１２４における一方の電極に対し、吐出信号ＥＳ（ＥＳ１、ＥＳ２…）を供給する。図６（ｂ）に示すように、選択信号ＳＣがハイレベルの場合には、吐出信号ＥＳとして駆動信号ＤＳを供給する。一方、選択信号ＳＣがローレベルの場合には、吐出信号ＥＳとして基準電位Ｌを供給する。そして、図６（ａ）に示すように、振動子１２４における他方の電極には基準電位Ｌが与えられているため、振動子１２４における一方の電極に駆動信号ＤＳが与えられると、その振動子１２４に対応するノズルからインクが吐出される。
【００２６】
（Ｅ．ヘッド群）
図７は、キャリッジにおける各ヘッドの相対位置関係を示す模式図である。図７には、図２に示す複数のヘッド群１１４Ｇのうち、隣接する２つのヘッド群１１４Ｇが記載されている。また、図７に示す各ヘッド群１１４Ｇには、４つのヘッド１１４（１１４１，１１４２，１１４３，１１４４）が階段状に配置されている。なお本実施形態では、ヘッド１１４のＸ軸方向のノズルピッチＨＸＰと、ヘッド１１４における吐出ノズルの数との積を、「ヘッドの有効長ＨＬ」と呼ぶ。また本実施形態では、各ヘッド１１４に対して、Ｘ軸方向に連続する４つのサブ領域ＳＲ（ＳＲ１，ＳＲ２，ＳＲ３，ＳＲ４）を設定する。各サブ領域ＳＲにおけるＸ軸方向の長さＤＬは、ヘッドの有効長ＨＬの１／４倍となっている。
【００２７】
本実施形態では、各ヘッド１１４における複数の吐出ノズルのうち、最も左側の吐出ノズルを「基準ノズル１１８Ｒ」と定義する。そして、各ヘッド１１４の基準ノズル１１８ＲのＸ座標に対して、隣接するヘッド１１４の基準ノズル１１８ＲのＸ座標がＤＬ＋ＨＸＰ／２だけずれるように、ヘッド群１１４Ｇを構成する各ヘッド１１４が配置されている。これにより、Ｘ軸方向に沿ったノズルピッチＨＸＰの長さの範囲内に、４つノズルのＸ座標が収まるようになっている。本実施形態では、この部分を重畳部Ｇ（図７中ではＧ１〜Ｇ７）と表記する。例えば重畳部Ｇ１には、ノズル列１ＡにおけるノズルＮ１と、ノズル列２ＡにおけるノズルＮ２と、ノズル列３ＡにおけるノズルＮ３と、ノズル列４ＡにおけるノズルＮ４とが含まれている。これにより、ヘッド群１１４Ｇ全体におけるＸ軸方向のノズルピッチＧＸＰが、各ヘッド１１４におけるＸ軸方向のノズルピッチＨＸＰの１／４倍の長さになっている。
【００２８】
そして、本実施形態のヘッド配置によれば、重畳部Ｇ１〜Ｇ７のいずれにも、サブ領域ＳＲ１〜ＳＲ４に属するノズルが含まれる。しかも、１つの重畳部（例えば重畳部Ｇ１）に含まれる各サブ領域のノズル数は同じになっている。
【００２９】
図８（ａ）は、一個のヘッド１１４における吐出量のプロファイルをＸ軸方向に沿って模式的に示すグラフである。一般的なヘッド１１４では、両端のノズルからの吐出量が最も多く、略中央のノズルからの吐出量が最も少なくなる。その理由は、ヘッド１１４の製造上の問題に起因するが、ここではその詳細な説明を省略する。
【００３０】
図８（ｂ）は、ヘッド群における各重畳部Ｇ１〜Ｇ７の吐出量のプロファイルをＸ軸方向に沿って模式的に示すグラフである。上述したように、本実施形態におけるヘッド構成では、異なるサブ領域に属するノズルによって各重畳部Ｇ１〜Ｇ７が構成されている。このため、各重畳部Ｇ１〜Ｇ７から吐出される液滴の総体積は、どれも略同じになる。したがって、ヘッド群から吐出された液滴の列に吐出量の差が現れにくくなり、均一な膜を形成することができる。
【００３１】
一方、図７に示す重畳部Ｇ１では、各ノズルが次にように配置されている。すなわち、ノズル列２ＡにおけるノズルＮ２のＸ座標は、ノズル列１ＡにおけるノズルＮ１のＸ座標と、ノズル列１ＢにおけるノズルＮ５のＸ座標との中間に略一致している。また、ノズル列３ＡにおけるノズルＮ３のＸ座標は、ノズル列１ＡにおけるノズルＮ１のＸ座標と、ノズル列２ＡにおけるノズルＮ２のＸ座標との中間に略一致している。さらに、ノズル列４ＡにおけるノズルＮ４のＸ座標は、ノズル列１ＢにおけるノズルＮ５のＸ座標と、ノズル列２ＡにおけるノズルＮ３のＸ座標との中間に略一致している。
【００３２】
そして、長方形状の被吐出部１８Ｌに対してインクを吐出するには、被吐出部１８Ｌの長辺方向と各ヘッド１１４のノズル列とを略平行に配置し、被吐出部１８Ｌの短辺方向に沿ってヘッド群１１４Ｇを相対移動させる。そして、被吐出部１８Ｌの上方に到達したノズル列から順次インクを吐出する。例えば重畳部Ｇ１では、まずノズル列１ＡにおけるノズルＮ１から液滴Ｐ１が吐出され、次にノズル列１ＢにおけるノズルＮ５から液滴Ｐ５が吐出される。次に、液滴Ｐ１と液滴Ｐ５との略中間に、ノズル列２ＡにおけるノズルＮ２から液滴Ｐ２が吐出される。次に、液滴Ｐ１と液滴Ｐ２との略中間に、ノズル列３ＡにおけるノズルＮ３から液滴Ｐ３が吐出される。次に、液滴Ｐ５と液滴Ｐ２との略中間に、ノズル列４ＡにおけるノズルＮ４から液滴Ｐ４が吐出される。
【００３３】
このように、本実施形態のヘッド構成によれば、先に着弾した２つの液滴の略中間に、次の液滴が着弾する。そのため、後に着弾した液滴には、先に着弾した２つの液滴から対称方向に力が作用する。その結果、後に着弾した液滴は、その着弾位置から対称な形状に広がる。したがって、本実施例の吐出方法によれば、液状体の塗布ムラが生じにくく、均一な膜を形成することができる。
【００３４】
また、本実施形態のヘッド構成によれば、ヘッド群１１４Ｇが相対移動する方向（Ｙ軸方向）と直交する方向（Ｘ軸方向）に、各ノズル列が配置されている。このため、Ｘ軸方向に延びる被吐出部１８Ｌに対して、ノズル列を構成する各ノズルから略同時にインクを吐出できる。この結果、図６（ａ）に示す駆動信号生成部２０３は、各ノズル列に対して１種類の駆動信号ＤＳを出力すれば足り、駆動信号ＤＳを遅延させるための回路構成などが不要になる。これにより、駆動信号ＤＳにおける波形になまりが生じる要因が少なく、精密な吐出波形Ｗを振動子１２４に印加することができる。したがって、各ノズルからインクを安定して吐出することができる。
【００３５】
さらに、図７に示す本実施形態のヘッド構成によれば、ヘッド群１１４ＧにおけるＸ軸方向のノズルピッチＧＸＰは、各ヘッド１１４におけるＸ軸方向のノズルピッチＨＸＰの１／Ｎ倍の長さである。ここで、Ｎはヘッド群１１４Ｇに含まれるヘッド１１４の数である。このため、本実施形態の液滴吐出装置におけるＸ軸方向のノズル線密度は、従来の液滴吐出装置におけるＸ軸方向のノズル線密度のＮ倍となる。したがって、ヘッド群１１４ＧをＹ軸方向に１回だけ相対移動する期間内に、Ｘ軸方向に沿ってより精密な着弾パターンを形成することができる。
【００３６】
なお、従来の液滴吐出装置では、長方形状の被吐出領域の短辺方向とノズル列とが略平行になるようにヘッドを配置し、被吐出領域の長辺方向に沿ってヘッドを移動させることにより、被吐出領域に液滴を吐出していた。また、並列配置された複数の被吐出領域に対して液滴を吐出する場合には、各被吐出領域の短辺方向のピッチに各ノズルのピッチを合わせるため、ヘッドを傾斜配置していた。これに対して、本実施形態のヘッド構成では、被吐出領域の長辺方向とノズル列とが略平行になるようにヘッドを配置し、被吐出領域の短辺方向に沿ってヘッドを移動させることにより、被吐出領域に液滴を吐出する。これにより、ヘッドを傾斜配置する必要がなくなり、被吐出領域のピッチが異なるごとにヘッドを再構成する必要がなくなる。したがって、生産性を向上させることができる。
【００３７】
［電気光学装置］
本実施形態では、上述した液滴吐出装置を使用して、電気光学装置のカラーフィルタを形成する。そこで、電気光学装置の一例である反射半透過型の液晶表示装置につき、図９および図１０を用いて説明する。なお本明細書では、液晶表示装置の各構成部材における液晶層側を内側と呼ぶことにする。
【００３８】
図１０は、液晶表示装置の側面断面図である。本実施形態の液晶表示装置は、一対の基板１０，２５により誘電異方性が負の液晶材料からなる液晶層５０が挟持され、透過表示領域Ｔおよび反射表示領域Ｒｅが設けられた反射半透過型の液晶表示装置である。また、上基板２５がスイッチング素子基板（以下、単に素子基板と呼ぶ）とされ、下基板１０がカラーフィルタ基板（以下、ＣＦ基板と呼ぶ）とされている。なお以下には、スイッチング素子として薄膜ダイオード（Thin Film Diode, 以下、ＴＦＤと略記する）を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置を例にして説明するが、スイッチング素子としてＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置に、本発明を適用することも可能である。
【００３９】
（平面構造）
図９は、本実施形態の液晶表示装置の分解斜視図である。素子基板２５は、ガラスやプラスチック、石英等の透光性材料からなる基板本体２５Ａを備えている。また、基板本体２５Ａの内側（図示下側）には、複数のデータ線１１が長方形状に設けられている。さらに、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料からなる平面視略矩形状の複数の画素電極３１が、マトリクス状に配列形成されている。そして、各画素電極３１はＴＦＤ素子１３を介して前記データ線１１と接続されている。このＴＦＤ素子１３は、基板表面に形成されたＴａを主成分とする第１導電膜と、その第１導電膜の表面に形成されたＴａ２Ｏ３を主成分とする絶縁膜と、その絶縁膜の表面に形成されたＣｒを主成分とする第２導電膜とによって構成されている（いわゆるＭＩＭ構造）。そして、第１導電膜がデータ線１１に接続され、第２導電膜が画素電極３１に接続されている。これによりＴＦＤ素子１３は、画素電極３１への通電を制御するスイッチング素子として機能するようになっている。
【００４０】
一方、ＣＦ基板１０は、ガラスやプラスチック、石英等の透光性材料からなる基板本体１０Ａを備えている。また、基板本体１０Ａの内側（図示上側）には、カラーフィルタ層２２と、複数の走査線９とが形成されている。カラーフィルタ層２２は、平面視略矩形状のカラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが周期的に配列された構成となっている。各カラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、前記素子基板２５の画素電極３１に対応して形成されている。また走査線９は、ＩＴＯ等の透明導電材料によって略帯状に形成され、前記素子基板２５のデータ線１１と交差する方向に延在している。そして走査線９は、その延在方向に配列された前記カラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを覆うように形成され、対向電極として機能するようになっている。
【００４１】
（断面構造）
図１０は、図９のＡ−Ａ線に沿う側面断面図である。なお図１０では、理解を容易にするため、素子基板２５におけるＴＦＤ素子および各種配線の記載を省略している。
ＣＦ基板１０における基板本体１０Ａの内側には、樹脂材料等からなる凹凸膜１９を介して、アルミニウムや銀等の反射率の高い金属膜等からなる反射膜２０が形成されている。なお、画素領域の中央部には反射膜２０の開口部が形成され、その開口部の周縁には樹脂材料等からなるバンク２０ａが形成されている。そして、画素電極３１の形成領域と反射膜２０の形成領域とのオーバーラップ部分が反射表示領域Ｒｅとなり、画素電極３１の形成領域と反射膜２０の非形成領域（すなわち開口部の形成領域）とのオーバーラップ部分が透過表示領域Ｔとなっている。そして、反射表示領域Ｒｅおよび透過表示領域Ｔにより、画素領域が構成されている。
【００４２】
また、反射膜２０および基板本体１０Ａの内側には、カラーフィルタ膜２２が形成されている。なお、カラーフィルタ膜２２の構成および製造方法については後述する。さらに、カラーフィルタ膜２２の内側には、アクリル樹脂等の電気絶縁性材料からなる液晶層厚調整層２１が設けられている。この液晶層厚調整層２１は反射膜２０の形成領域と略一致するように設けられ、その厚さは例えば０．５〜２．５μｍ程度とされている。これにより、反射表示領域Ｒｅにおける液晶層５０の層厚が、透過表示領域Ｔにおける液晶層５０の層厚の半分程度に設定されて、マルチギャップ構造が実現されている。
【００４３】
なお、上述した対向電極９は、液晶層厚調整層２１の内側に形成されている。さらに、対向電極９の内側には、ポリイミド等からなる配向膜２３が形成されている。なお、素子基板２５における画素電極３１の内側にも、ポリイミド等からなる配向膜３３が形成されている。これらの配向膜２３，３３には、ともに垂直配向処理は施されているが、ラビングなどのプレチルトを付与する処理は施されていない。
【００４４】
そして、素子基板２５とＣＦ基板１０との間に、誘電異方性が負の液晶材料からなる液晶層５０が挟持されている。この液晶材料は、液晶分子５１により概念的に示すように、電界無印加時には配向膜に対して垂直に配向し、電界印加時には配向膜に対して平行に（すなわち、電界方向と垂直に）配向するものである。なお、素子基板２５およびＣＦ基板１０の周縁部に塗布されたシール材（不図示）により、素子基板２５およびＣＦ基板１０が相互に接着されるとともに、素子基板２５およびＣＦ基板１０とシール材とによって形成される空間に液晶層５０が封入されている。なお、素子基板２５とＣＦ基板１０との間にスペーサ（不図示）等を配置することにより、液晶層５０の厚さ（セルギャップ）が所定値に規制されている。
【００４５】
一方、素子基板２５の外面には位相差板３６及び偏光板３７が設けられ、ＣＦ基板１０の外面にも位相差板２６及び偏光板２７が設けられている。この偏光板２７，３７は、特定方向に振動する直線偏光のみを透過させる機能を有する。また位相差板２６，３６には、可視光の波長に対して略１／４波長の位相差を持つλ／４板が採用されている。なお、偏光板２７，３７の透過軸と位相差板２６，３６の遅相軸とが約４５°をなすように配置されて、偏光板２７，３７および位相差板２６，３６により円偏光板が構成されている。この円偏光板により、直線偏光を円偏光に変換し、円偏光を直線偏光に変換しうるようになっている。また、偏光板２７の透過軸および偏光板３７の透過軸は直交するように配置され、位相差板２６の遅相軸および位相差板３６の遅相軸も直交するように配置されている。さらに、ＣＦ基板１０の外面側にあたる液晶セルの外側には、光源、リフレクタ、導光板などを備えた照明手段（バックライト）６０が設置されている。
【００４６】
図１０に示す反射半透過型の液晶表示装置では、以下のようにして画像表示が行われる。まず、素子基板２５の上方から反射表示領域Ｒｅに入射した光は、偏光板３７および位相差板３６を透過して円偏光に変換され、液晶層５０に入射する。なお、電界無印加時において基板と垂直に配向している液晶分子には屈折率異方性がないので、入射光は円偏光を保持したまま液晶層５０を進行する。さらに反射膜２０により反射され、位相差板３６を再透過した入射光は、偏光板３７の透過軸と直交する直線偏光に変換される。そして、この直線偏光は偏光板３７を透過しない。一方、バックライト６０から透過表示領域Ｔに入射した光も同様に、偏光板２７および位相差板２６を透過して円偏光に変換され、液晶層５０に入射する。さらに位相差板３６を透過した入射光は、偏光板３７の透過軸と直交する直線偏光に変換される。そして、この直線偏光は偏光板３７を透過しないので、本実施形態の液晶表示装置では、電界無印加時において黒表示が行われる（ノーマリーブラックモード）。
【００４７】
一方、液晶層５０に電界を印加すると、液晶分子が基板と平行に再配向して、屈折率異方性を具備する。そのため、反射表示領域Ｒｅおよび透過表示領域Ｔにおいて液晶層５０に入射した円偏光は、液晶層５０を透過する過程で楕円偏光に変換される。この入射光が位相差板３６を透過しても、偏光板３７の透過軸と直交する直線偏光には変換されず、その全部または一部が偏光板３７を透過する。したがって、本実施形態の液晶表示装置では、電界印加時において白表示が行われる。なお、液晶層５０に印加する電圧を調整することにより、階調表示を行うことも可能である。
【００４８】
このように、反射表示領域Ｒｅでは入射光が液晶層５０を２回透過するが、透過表示領域Ｔでは入射光が液晶層５０を１回しか透過しない。この場合、反射表示領域Ｒｅと透過表示領域Ｔとの間で液晶層５０のリタデーション（位相差値）が異なると、光透過率に差異を生じて均一な画像表示が得られないことになる。しかしながら、本実施形態の液晶表示装置には液晶層厚調整層２１が設けられているので、反射表示領域Ｒｅにおいてリタデーションを調整することが可能となっている。したがって、反射表示領域Ｒｅおよび透過表示領域Ｔにおいて均一な画像表示を得ることができる。
【００４９】
また、反射表示領域Ｒｅでは入射光がカラーフィルタ２２を２回透過するが、透過表示領域Ｔでは入射光がカラーフィルタ２２を１回しか透過しない。この場合、反射表示領域Ｒｅと透過表示領域Ｔとの間で色ムラが発生するおそれがある。そこで、反射表示領域Ｒｅにおけるカラーフィルタ２２の厚さは、透過表示領域Ｔにおけるカラーフィルタ２２の厚さに比べて、約半分程度に形成されている。これにより、反射表示領域Ｒｅにける入射光がカラーフィルタ２２を透過する長さと、透過表示領域Ｔにおける入射光がカラーフィルタ２２を透過する長さとが略一致することになり、色ムラの発生を防止しうるようになっている。
本実施形態の反射半透過型の液晶表示装置は、以上のように構成されている。
【００５０】
［膜形成方法］
図１１は、カラーフィルタの平面図であり、図１０のＣ−Ｃ線における平面断面図である。上述したように、図１１に示す各画素領域には、透過表示領域Ｔおよび反射表示領域Ｒｅが形成されている。ここで、液晶表示装置における透過表示と反射表示との割合を適当に設定するため、各画素領域６では透過表示領域Ｔの面積と反射表示領域Ｒｅの面積とが異なっている。また上述したように、反射表示領域Ｒｅにおけるカラーフィルタ膜２２の厚さは、透過表示領域Ｔにおけるカラーフィルタ膜２２の厚さに比べて、約半分程度に形成される。以上により、反射表示領域Ｒｅにおけるカラーフィルタ膜２２の体積は、透過表示領域Ｔにおけるカラーフィルタ膜２２の体積に比べて小さくなっている。なお、画像光を構成する異なる色光（ＲＧＢ３原色）のバランスをとるため、各色のカラーフィルタ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが形成される画素領域６の間でも、透過表示領域Ｔの面積および反射表示領域Ｒｅの面積が異なっている。
本実施形態の膜形成方法は、領域ごとに体積の異なるカラーフィルタ膜２２を均一に形成する方法に関するものである。
【００５１】
図１２は、画素領域に吐出された液滴の平面図である。図１２では、ＲＧＢ各色のカラーフィルタを形成すべき長方形状の画素領域６Ｒ，６Ｇ，６Ｂが並列配置されている。また、各画素領域は透過表示領域Ｔおよび反射表示領域Ｒｅに区画されている。なお図１２では、理解を容易にするため、各画素領域間における透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒｅとの面積比を統一して記載している。以下には、画素領域６Ｇの透過表示領域Ｔおよび反射表示領域Ｒｅに対して、Ｇ色のカラーフィルタを形成する場合を例にして説明する。
【００５２】
本実施形態では、透過表示領域Ｔより体積の小さいカラーフィルタ膜を形成すべき反射表示領域Ｒｅに対して、透過表示領域Ｔに吐出する液滴Ｐｔより体積の小さい液滴Ｐｒを、それぞれ異なる位置に吐出する。図１２では、透過表示領域Ｔの長辺方向×短辺方向に、例えば７行×２列（第１列Ｌ１および第３列Ｌ３）の液滴Ｐｔが配置されている。また、反射表示領域Ｒｅの長辺方向×短辺方向に、例えば３行×２列（第２列Ｌ２および第４列Ｌ４）の液滴Ｐｒが配置されている。そして、反射表示領域Ｒｅに配置された液滴Ｐｒは、透過表示領域Ｔに配置された液滴Ｐｔより体積が小さくなっている。また、反射表示領域Ｒｅにおける６個の液滴Ｐｒは、それぞれ異なる位置に配置されている。
【００５３】
ここで、上記のように液滴を配置する具体的な方法につき、図６、図１２ないし図１４を用いて説明する。
まず図１２に示すように、画素領域６Ｇの長辺方向に対して、ヘッド１１４におけるノズル列の配列方向が平行になるように、上述したキャリッジ１０３を配置する。次に、そのキャリッジ１０３を画素領域６Ｇの短辺方向に沿って移動させる。そして、ヘッド１１４のノズル列が画素領域６Ｇの上方に到達した時点で、所定ノズルから所定位置に液滴を吐出する。各液滴は、隣接する液滴と部分的に重なり合うように吐出してもよく、相互に離間させて吐出してもよい。なお、画素領域６Ｇにおいて同一列に吐出される液滴は、同一ヘッドの同一ノズル列に属する複数のノズルから同時に吐出してもよいし、異なるヘッドに属する複数のノズルから順次吐出してもよい。以下には、理解を容易にするため、同一ヘッドの同一ノズル列に属する複数のノズルから同時に吐出する場合を例にして説明する。
【００５４】
図１３（ａ）は、ヘッド駆動波形のグラフである。この駆動信号ＤＳは、画素領域６Ｇ（図１２参照）をノズル列が通過する時間帯に、それぞれ４個の吐出波形Ｗ１〜Ｗ４を備えている。図１３（ａ）の第１吐出波形Ｗ１および第３吐出波形Ｗ３は、図１２の透過表示領域Ｔにおける第１列Ｌ１および第３列Ｌ３に、それぞれ液滴Ｐｔを吐出するための波形である。また、図１３（ａ）の第２吐出波形Ｗ２および第４吐出波形Ｗ４は、図１２の反射表示領域Ｒｅにおける第２列Ｌ２および第４列Ｌ４に、それぞれ液滴Ｐｒを吐出するための波形である。図１３（ａ）に示す駆動信号ＤＳは、図６（ａ）に示すヘッド駆動部２０８における駆動信号生成部２０３により生成され、各アナログスイッチＡＳに供給される。
【００５５】
図１４（ａ）は液滴吐出波形の詳細を表すグラフであり、図１４（ｂ）ないし図１４（ｄ）はヘッドの側面断面図である。ここでは、図１４（ａ）の第１吐出波形Ｗ１をピエゾ素子に印加した場合を例にして、ヘッドからの液滴吐出動作を説明する。第１吐出波形Ｗ１のチャージ部ａ１では、図１４（ｂ）に示すピエゾ素子１２４Ｃが収縮してキャビティ１２０が負圧になり、タンクからキャビティ１２０の内部にインクが流入する。次に第１吐出波形Ｗ１のディスチャージ部ａ２では、図１４（ｃ）に示すピエゾ素子１２４Ｃが膨張してキャビティ１２０が正圧になり、ノズル１１８からインク１１１が吐出される。次に第１吐出波形Ｗ１のチャージ部ａ３では、図１４（ｄ）に示すピエゾ素子１２４Ｃが収縮してキャビティ１２０が負圧になり、吐出されたインクがノズル１０８から切り離されて、液滴１１１ａが形成される。
【００５６】
ここで、図１４（ａ）に示すように、第２吐出波形Ｗ２の最大電圧Ｖ２は、第１吐出波形Ｗ１の最大電圧Ｖ１より小さくなっている。これに伴って、第２吐出波形Ｗ２のチャージ部ｂ１およびディスチャージ部ｂ２の電位差が、第１吐出波形Ｗ１のチャージ部ａ１およびディスチャージ部ａ２の電位差より小さくなっている。そのため、ピエゾ素子に第２吐出波形Ｗ２を印加した場合には、第１吐出波形Ｗ１を印加した場合に比べて、キャビティへのインクの流入量が少なくなり、またノズルからのインクの吐出量が少なくなる。したがって、ピエゾ素子に第２吐出波形Ｗ２を印加した場合には、第１吐出波形Ｗ１を印加した場合に比べて、ヘッドから吐出される液滴の体積が小さくなるのである。
【００５７】
一方、図６（ａ）に示す各アナログスイッチＡＳには、図１３（ｂ）または図１３（ｃ）に示す選択信号ＳＣが供給される。透過表示領域Ｔに対して液滴を吐出するノズルには、図１３（ｂ）に示す選択信号ＳＣｔが供給される。選択信号ＳＣｔは、第１吐出波形Ｗ１および第３吐出波形Ｗ３と同じ時間帯にハイレベルとなり、他の時間帯にはローレベルとなっている。一方、反射表示領域Ｒｅに対して液滴を吐出するノズルには、図１３（ｃ）に示す選択信号ＳＣｒが供給される。選択信号ＳＣｒは、第２吐出波形Ｗ２および第４吐出波形Ｗ４と同じ時間帯にハイレベルとなり、他の時間帯にはローレベルとなっている。
【００５８】
以上により、図１２に示す透過表示領域Ｔに液滴を吐出するノズルの振動子には、図１３（ｄ）に示す吐出信号ＥＳｔがアナログスイッチから出力される。また、図１２に示す反射表示領域Ｒｅに液滴を吐出するノズルの振動子には、図１３（ｅ）に示す吐出信号ＥＳｒがアナログスイッチから出力される。これにより、図１２に示す透過表示領域Ｔの所定位置に液滴Ｐｔを、また反射表示領域Ｒｅの所定位置に液滴Ｐｒを吐出することが可能になる。また、透過表示領域Ｔには体積の大きい液滴Ｐｔを吐出することが可能になり、反射表示領域Ｒｅには体積の小さい液滴Ｐｒを吐出することが可能になる。
【００５９】
ところで、透過表示領域Ｔに吐出する液滴Ｐｔと同じ体積の液滴を反射表示領域Ｒｅにも吐出する場合には、反射表示領域Ｒｅの長辺方向×短辺方向に２行×２列程度の液滴を吐出すれば足りる。しかしながら、この場合には、吐出された液滴群の端部から反射表示領域Ｒｅの周縁部までの距離が大きくなるので、液滴群が反射表示領域Ｒｅの全体に濡れ広がるまでに相当な時間を要することになる。そして、反射表示領域Ｒｅの全体に濡れ広がる前に液滴の乾燥が開始されると、カラーフィルタを均一に形成することができなくなる。
【００６０】
そこで本実施形態では、透過表示領域Ｔより体積の小さい液滴を反射表示領域Ｒｅに対して吐出する。なお、体積の小さい液滴を同じ位置に複数回吐出しても、体積の大きい液滴を１回吐出する場合と同様に、濡れ広がるまでにある程度の時間を要することになる。そこで、各液滴をそれぞれ異なる位置に吐出する。例えば、図１２に示すように、反射表示領域Ｒｅの長辺方向×短辺方向に３行×２列の液滴を吐出する。この場合、吐出された液敵群の端部から反射表示領域Ｒｅの周縁部までの距離が小さくなるので、液滴群を短時間で反射表示領域Ｒｅの全体に濡れ広がらせることができる。
【００６１】
なお、反射表示領域Ｒｅに形成されるカラーフィルタ膜の体積を透過表示領域Ｔより小さくするには、反射表示領域Ｒｅに吐出する液滴数を少なくする方法と、吐出する液滴の体積を小さくする方法が考えられる。さらに、液滴の体積を小さくする場合には、全部または一部の液滴を同じ位置に吐出する方法と、すべての液滴を異なる位置に吐出する方法とが考えられる。なお、吐出する液滴数はヘッドの使用ノズル数によって調整することが可能であり、また吐出する液滴の体積は振動子に印加する吐出波形によって調整することが可能である。本実施形態では、反射表示領域Ｒｅに吐出する液滴の体積を透過表示領域Ｔに吐出する液滴の体積より小さくしつつ、反射表示領域Ｒｅの異なる位置に各液滴を吐出する方法を採用した。これにより、吐出された液滴を短時間で反射表示領域Ｒｅの全体に濡れ広がらせることができるので、生産性を向上させることが可能になる。そして、反射表示領域Ｒｅの全体に濡れ広がった液滴を乾燥させれば、均一なカラーフィルタを形成することができる。
なお本実施形態では、透過表示領域Ｔおよび反射表示領域Ｒｅに吐出される液滴の体積をそれぞれ１種類ずつに設定した。しかしながら、各領域に吐出される液滴の体積をそれぞれ複数種類に設定してもよい。
【００６２】
［電子機器］
図１５は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。この図に示す携帯電話１３００は、本発明の表示装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。
上記各実施の形態の表示装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの場合にも表示品質に優れた電子機器を提供することができる。
【００６３】
なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、各実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。例えば、上述した実施形態では、液晶表示装置において体積の異なるカラーフィルタ膜を形成する場合について説明した。これに対して、凹凸を有する電気配線の上層に体積の異なる膜を形成して表面を平坦化する場合に、本発明の膜形成方法を適用することも可能である。また、上述した実施形態では、ノズル列の配列方向が被吐出部の長辺方向と平行になるようにヘッドを配置し、被吐出部の短辺方向に沿ってヘッドを移動させることにより、被吐出部に液滴を吐出する方法について説明した。これに対して、長方形状の被吐出部の短辺方向に対してノズル列の配列方向が平行になるようにヘッドを配置し、被吐出部の長辺方向に沿ってヘッドを移動させることにより、被吐出部に液滴を吐出する方法を使用して、本発明の膜形成方法を実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】液滴吐出装置の全体構成の説明図である。
【図２】キャリッジをステージ側から観察した底面図である。
【図３】ヘッドの底面構成図である。
【図４】（ａ）はヘッドの吐出部の構成を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における側面断面図である。
【図５】制御部の構成を示すブロック図である。
【図６】（ａ）はヘッド駆動部の構成を示すブロック図であり、（ｂ）はヘッド駆動部における各種信号のタイミングチャートである。
【図７】キャリッジにおける各ヘッドの相対位置関係を示す模式図である。
【図８】（ａ）は一個のヘッドにおける吐出量のプロファイルを示すグラフであり、（ｂ）はヘッド群における各重畳部の吐出量のプロファイルを示すグラフである。
【図９】液晶表示装置の分解斜視図である。
【図１０】液晶表示装置の側面断面図である。
【図１１】カラーフィルタの平面図である。
【図１２】画素領域に吐出された液滴の平面図である。
【図１３】各種信号のグラフである。
【図１４】（ａ）は吐出波形の詳細を表すグラフであり、（ｂ）ないし（ｄ）はヘッドの側面断面図である。
【図１５】電子機器の一例を示す携帯電話の斜視図である。
【符号の説明】
【００６５】
Ｐｒ液滴  Ｐｔ液滴  Ｒｅ反射表示領域  Ｔ透過表示領域
【図１】
2005221847.tif 000003
【図２】
2005221847.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005221847.tif 000006
【図５】
2005221847.tif 000007
【図６】
2005221847.tif 000008
【図７】
2005221847.tif 000009
【図８】
2005221847.tif 000010
【図９】
2005221847.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005221847.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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