(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕切りにより形成された各画素に機能性液体誘導液を導入する工程と、
前記機能性液体誘導液が導入された前記各画素に機能性液体を導入し、前記機能性液体誘導液と混合する工程と、
を有することを特徴とする機能性液体付与基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記機能性液体誘導液は、前記機能性液体の溶媒であることを特徴とする機能性液体付与基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１において、
前記機能性液体誘導液は、前記機能性液体の濃度より低いことを特徴とする機能性液体付与基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１において、
前記機能性液体誘導液は、アルコール系またはグリコール・エーテル系の溶媒であることを特徴とする機能性液体付与基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一項において、
前記機能性液体誘導液は、前記機能性液体の粘度より低いことを特徴とする機能性液体付与基板の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一項において、
前記機能性液体誘導液は前記各画素内の底面全体に塗布されるように前記各画素に導入されることを特徴とする機能性液体付与基板の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れか一項において、
前記機能性液体誘導液および前記機能性液体はインクジェット方式により前記各画素に導入されることを特徴とする機能性液体付与基板の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７の何れか一項において、
前記機能性液体はインクであることを特徴とする機能性液体付与基板の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至請求項７の何れか一項において、
前記機能性液体はＥＬ発光体溶液であることを特徴とする機能性液体付与基板の製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の製造方法により製造された機能性液体付与基板を用いることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の製造方法により製造された電気光学装置を用いることを特徴とする電子機器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置に用いられるカラーフィルタやＥＬ（エレクトロルミネセンス）素子基板などの機能性液体付与基板の製造方法に係る。ここで機能性液体とは、例えばカラーフィルタであればインク、ＥＬ素子基板であればＥＬ発光体溶液が挙げられる。また、本発明は、上記機能性液体付与基板を備えた電気光学装置および電子機器の製造方法、並びに上記機能性液体付与基板の製造装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
電気光学装置用の機能性液体付与基板を製造する方法として、基板上にバンクで仕切られて形成された各画素に、インクジェット方式により機能性液体を導入することが知られている。従来、機能性液体の導入はドライな各画素に対して直接行ない、乾燥および硬化させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ドライな画素内に直接機能性液体をインクジェット吐出すると、吐出された機能性液体が画素内部に均一に塗れ広がらず、吐出された液滴の形状が画素内に残ってしまうという問題があった。
【０００４】
基板およびバンクの材質および表面加工により、基板およびバンクの表面張力を調整することも考えられるが、機能性液体の画素内分布の改善を図るには十分ではなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、画素内に導入される機能性液体の画素内分布の均一性を向上させた機能性液体付与基板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
また、機能性液体を確実に画素内に導入することができる機能性液体付与基板の製造方法を提供することを目的とする。更に、機能性液体の膜厚を基板上に配置された画素間で均一化することのできる機能性液体付与基板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による機能性液体付与基板の製造方法は、仕切りにより形成された各画素に機能性液体誘導液を導入する工程と；  前記機能性液体誘導液が導入された前記各画素に機能性液体を導入する工程と；  を有することを特徴とする。
【０００８】
上記製造方法において、前記機能性液体誘導液は、前記機能性液体の溶媒であることが好ましい。また、前記機能性液体誘導液は、前記機能性液体より低濃度の機能性液体であることが好ましい。
【０００９】
また、上記製造方法において、前記機能性液体誘導液は、アルコール系またはグリコール・エーテル系の溶剤であってもよい。
【００１０】
また、上記製造方法において、前記機能性液体誘導液は、前記機能性液体より低粘度であることが好ましい。また、前記機能性液体誘導液は前記各画素内の底面全体に行き渡るように前記各画素に導入されることが好ましい。
【００１１】
上記製造方法において、前記機能性液体誘導液および前記機能性液体はインクジェット方式により前記各画素に導入されることが好ましい。
【００１２】
上記製造方法において、前記機能性液体は、インク又はＥＬ発光体溶液であることが好ましい。
【００１３】
本発明の電気光学装置の製造方法は、上記の製造方法により製造された機能性液体付与基板を用いることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の電子機器の製造方法は、上記の製造方法により製造された電気光学装置を用いることを特徴とする。
【００１５】
本発明の機能性液体付与基板の製造装置は、基板上に形成された各画素に機能性液体誘導液を導入するためのインクジェット式記録ヘッドと；  前記機能性液体誘導液が導入された前記各画素に機能性液体を導入するためのインクジェット式記録ヘッドと；  を備えたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１７】
（１．機能性液体付与基板の構成）
図１は、本発明の１実施形態に係る製造方法により製造される機能性液体付与基板であるカラーフィルタの部分拡大図である。図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。断面図各部のハッチングは一部省略している。
【００１８】
図１（ａ）に示されるように、カラーフィルタ２００は、マトリクス状に並んだ画素１３を備え、画素と画素の境目は、仕切り１４によって区切られている。画素１３の１つ１つには、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のいずれかのインクが導入されている。この例では赤、緑、青の配置をいわゆるモザイク配列としたが、ストライプ配列、デルタ配列など、その他の配置でも構わない。
【００１９】
図１（ｂ）に示されるように、カラーフィルタ２００は、透光性の基板１２と、遮光性の仕切り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１３を構成する。この画素１３に導入された各色のインクは着色層２０を構成する。仕切り１４及び着色層２０の上面には、オーバーコート層２１及び電極層２２が形成されている。
【００２０】
（２．機能性液体付与基板の製造方法）
図２は、上記カラーフィルタの製造工程断面図である。断面図各部のハッチングは一部省略している。この図に基き、カラーフィルタの製造方法の一例を具体的に説明する。
【００２１】
（２−１．バンク形成及び表面処理工程）
膜厚０．７ｍｍ、たて３８ｃｍ、横３０ｃｍの無アルカリガラスからなる透明基板１２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１６’を得る（図２：Ｓ１）。
【００２２】
この基板をホットプレート上で、８０℃で５分間乾燥させた後、金属層１６’の表面に、スピンコートによりフォトレジスト層（図示せず）を形成する。この基板表面に、所要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密着させ、紫外線で露光をおこなう。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する。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する。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）１６を得ることができる（図２：Ｓ２）。遮光層１６の膜厚は、およそ０．２μｍである。また、遮光層１６の幅は、およそ２２μｍである。
【００２３】
この基板上に、さらにネガ型の透明アクリル系の感光性樹脂組成物１７’をやはりスピンコート法で塗布する（図２：Ｓ３）。これを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なう。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する。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ることにより、バンク層１７が形成され、遮光層１６及びバンク層１７からなる仕切り１４が形成される（図２：Ｓ４）。このバンク層１７の膜厚は、平均で２．７μｍである。また、バンク層１７の幅は、およそ１４μｍである。
【００２４】
得られた遮光層１６およびバンク層１７で区画された着色層形成領域（特にガラス基板１２の露出面）のインク濡れ性を改善するため、ドライエッチング、例えば大気圧プラズマ処理を行なう。具体的には、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する。
【００２５】
（２−２．機能性液体誘導液の導入工程）
次に、機能性液体誘導液１８を、仕切り１４で区切られて形成された画素１３内にインクジェット方式によって導入する（図２：Ｓ５）。この工程は本実施形態の特徴的な工程である。機能性液体誘導液は、後に導入される機能性液体と同色相か無色で、透明であることが望ましい。そして、機能性液体誘導液は、当該画素内の底面全体に行き渡るように導入されることが好ましい。このように機能性液体誘導液を導入することにより、機能性液体を塗布したときに、機能性液体誘導液が呼び水として作用し、機能性液体が画素内で液滴の形状を残すことなく、均一に分布させることができる。機能性液体誘導液の導入量は、例えば１画素あたり２０ピコリットルとする。
【００２６】
また、機能性液体誘導液は、後に導入される機能性液体の溶媒、または後に導入される機能性液体より濃度の低い機能性液体が好ましい。これにより機能性液体と機能性液体誘導液との高い親和性を確保することができ、機能性液体を画素内に均一に分散させることができる。
【００２７】
また、機能性液体誘導液は、後に導入される機能性液体より粘度の低いものであることが好ましい。粘度の低い機能性液体誘導液は、インクジェット方式により吐出した場合に直進性に優れているので、液滴を画素内に正確に着弾させることができる。機能性液体誘導液の粘度は、５ｃｐ（センチポアズ）以下が好ましい。より好ましくは、３ｃｐ以下である。また、機能性液体誘導液は、後に導入される機能性液体より固形分の少ないものであることが好ましい。固形分の少ない機能性液体誘導液は、インクジェット方式による吐出安定性に優れているので、液滴を画素内に正確に着弾させることができる。
【００２８】
機能性液体誘導液は、上記に限らず、アルコール系またはグリコール・エーテル系の溶剤であっても本発明の効果を達成することができる。アルコール系の溶剤としては、例えば１−ブタノール、１，３−プロパンジオール、２−メトキシエタノールなどが挙げられる。グリコール・エーテル系の溶剤としては、例えば、エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ブチルカルビトールアセテート（ＢＣＴＡＣ）などが挙げられる。
【００２９】
（２−３．機能性液体の導入工程）
上記機能性液体誘導液が導入された各画素に、機能性液体であるインクをインクジェット方式により導入する（図２：Ｓ６）。導入されたインクは先に導入された機能性液体誘導液と混合し、インク層１９が形成される。
【００３０】
インクジェット式記録ヘッドには、ピエゾ圧電効果を応用した精密ヘッドを使用し、７．０ピコリットル程度の微小インク滴を着色層形成領域毎に１０滴、選択的に飛ばす。駆動周波数は１４．４ｋＨｚ、すなわち、各インク滴の吐出間隔は６９．５μ秒に設定する。ヘッドとターゲットとの距離は、０．３ｍｍに設定する。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分裂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色を同時に塗布して所定の配色パターンにインクを塗布する。
【００３１】
ここで上記機能性液体誘導液１８が、機能性液体であるインクの呼び水として作用するので、インクの吐出安定性、直進性が機能性液体誘導液より悪くても、既に正確に塗布された機能性液体誘導液１８にインクが誘引され、確実に画素内に塗れ広がることができる。
【００３２】
なお、複数種類のインク（赤、緑、青）を同一基板上の別々の画素に導入する場合、必ずしも上記のように３種のインクを同時に塗布する必要はなく、基板上の所定の各画素に第１のインクを導入した後に、第１のインクが導入された画素以外の所定の画素に第２のインクを導入することとしてもよい。この場合、第１のインクを導入する前には第１のインクが導入される各画素のみに機能性液体誘導液を導入する。第１のインクを導入した後に、第１のインクが導入された画素以外の所定の画素に機能性液体誘導液を導入し、第２のインクを導入する。これにより、各インクを吐出する際には、当該インクが吐出される画素にのみ、呼び水として機能する機能性液体誘導液が溜められているため、所望の画素にインクが誘導されやすいようにすることができる。
【００３３】
インクとしては、例えばポリウレタン樹脂オリゴマーに無機顔料を分散させた後、低沸点溶剤としてシクロヘキサノンおよび酢酸ブチルを、高沸点溶剤としてブチルカルビトールアセテートを加え、さらに非イオン系界面活性剤０．０１重量％を分散剤として添加し、粘度６〜８センチポアズとしたものを用いる。
【００３４】
（２−４．乾燥工程）
次に、塗布したインクを乾燥させる。まず、自然雰囲気中で３時間放置してインク層１９のセッティングを行った後、８０℃のホットプレート上で４０分間加熱し、最後にオーブン中で２００℃で３０分間加熱してインク層１９の硬化処理を行って、着色層２０が得られる（図２：Ｓ７）。
【００３５】
本実施形態では機能性液体を導入する前に機能性液体誘導液である溶媒などを付与しているので、基板温度などの乾燥条件を各画素間で均一にすることができる。これにより、乾燥及び硬化後の機能性液体の膜厚を、画素間で均一化することができる。
【００３６】
上記基板に、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２１を形成する。さらに、この上面にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる電極層２２を所要パターンで形成して、カラーフィルタ２００とする（図２：Ｓ８）。
【００３７】
（３．製造装置）
図３は、本発明の１実施形態による機能性液体付与基板製造装置であるカラーフィルタ製造装置の概略斜視図である。図に示すように、カラーフィルタの製造装置１００は、インクジェットヘッド群１、Ｙ方向駆動軸４、Ｘ方向ガイド軸５、制御回路６、載置台７、クリーニング機構部８、基台９を備えている。
【００３８】
インクジェットヘッド群１は、図示しないインクタンクから供給された機能性液体であるインクをそのノズル（吐出口）から各画素に吐出するインクジェット式記録ヘッドを備えている。インクジェット式記録ヘッドは、図示しないが、インクが充填される複数のキャビティと、その各々の一方の壁面に設けられ、電圧が印加されると体積変化する圧電素子を有する振動板膜と、その他方の壁面に設けられたノズルを有するノズル板とを備える。
【００３９】
インクジェットヘッド群１は、更に、各画素に機能性液体誘導液を導入するためのインクジェット式記録ヘッドと、機能性液体誘導液を貯蔵する図示しないタンクとを備えている。そして、機能性液体誘導液を導入するためのインクジェット式記録ヘッドが各画素に機能性液体誘導液を導入した後で、上記インクを導入するためのインクジェット式記録ヘッドが各画素にインクを導入する。
【００４０】
このため、本実施形態の製造装置により機能性液体付与基板を製造することにより、機能性液体を画素内に均一に分布させることができ、機能性液体を確実に画素内に誘引させることができ、更に乾燥及び硬化後の機能性液体の膜厚を画素間で均一にすることができる。
【００４１】
載置台７は、この製造装置によって製造すべきカラーフィルタ用基板１０１を載置させるもので、この基板を基準位置に固定する機構を備える。
【００４２】
Ｙ方向駆動軸４には、Ｙ方向駆動モータ２が接続されている。Ｙ方向駆動モータ２は、ステッピングモータ等であり、制御回路６からＹ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｙ方向駆動軸４を回転させる。Ｙ方向駆動軸４が回転させられると、インクジェットヘッド群１がＹ軸方向に移動する。
【００４３】
Ｘ方向ガイド軸５は、基台９に対して動かないように固定されている。載置台７は、載置台駆動モータ３を備えている。載置台駆動モータ３は、ステッピングモータ等であり、制御回路６からＸ軸方向の駆動信号が供給されると、載置台７をＸ軸方向に移動させる。
【００４４】
すなわち、Ｘ軸方向の駆動とＹ軸方向の駆動とを行うことで、インクジェットヘッド群１をカラーフィルタ用基板１０１上のいずれの場所にも自在に移動させることができる。カラーフィルタ用基板１０１に対するインクジェットヘッド群１の相対速度も、各軸方向の駆動機構の制御で定まる。
【００４５】
制御回路６は、インクジェットヘッド群１の各ヘッドにインク滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｙ方向駆動モータ２にインクジェットヘッド群１のＹ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を、載置台駆動モータ３に載置台７のＸ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
【００４６】
クリーニング機構部８は、インクジェットヘッド群１をクリーニングする機構を備えている。クリーニング機構部８には、図示しないＸ方向駆動モータが備えられる。このＸ方向駆動モータの駆動により、クリーニング機構８は、Ｘ方向ガイド軸５に沿って移動する。クリーニング機構８の移動も、制御回路６によって制御される。
【００４７】
（４．電気光学装置）
図４は、本発明の１実施形態の製造方法により製造される電気光学装置であるカラー液晶表示装置の断面図である。断面図各部のハッチングは一部省略している。このカラー液晶表示装置３００は、上記の方法により製造されたカラーフィルタ２００を用いているので、機能性液体が画素内に均一に分布し、機能性液体が確実に画素内に誘引され、更に乾燥及び硬化後の機能性液体の膜厚が画素間で均一となり、画質の良好な画像を表示することができる。
【００４８】
このカラー液晶表示装置３００は、カラーフィルタ２００と対向基板３８とを組み合わせ、両者の間に液晶組成物３７を封入することにより構成されている。液晶表示装置３００の一方の基板３８の内側の面には、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子（図示せず）と画素電極３２とがマトリクス状に形成されている。また、もう一方の基板として、画素電極３２に対向する位置に赤、緑、青の着色層２０が配列するようにカラーフィルタ２００が設置されている。
【００４９】
基板３８とカラーフィルタ２００の対向するそれぞれの面には、配向膜２６、３６が形成されている。これらの配向膜２６、３６はラビング処理されており、液晶分子を一定方向に配列させることができる。また、基板３８およびカラーフィルタ２００の外側の面には、偏光板２９、３９がそれぞれ接着されている。また、バックライトとしては蛍光燈（図示せず）と散乱板の組合わせが一般的に用いられており、液晶組成物３７をバックライト光の透過率を変化させる光シャッターとして機能させることにより表示を行う。
【００５０】
なお、電気光学装置は、本発明では上記のカラー液晶表示装置に限定されず、例えば薄型のブラウン管、あるいは液晶シャッター等を用いた小型テレビ、ＥＬ表示装置、プラズマディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ、ＦＥＤ（Field Emission Display）パネル等の種々の電気光学手段を用いた電気光学装置を採用することができる。
【００５１】
（５．電子機器）
図５は、本発明の１実施形態の製造方法により製造される電子機器であるノート型パーソナルコンピュータの斜視図である。このパーソナルコンピュータ５００は、上記のカラー液晶表示装置３００を表示部として用いているので、機能性液体が画素内に均一に分布し、機能性液体が確実に画素内に誘引され、更に乾燥及び硬化後の機能性液体の膜厚が画素間で均一となり、画質の良好な画像を表示することができる。
【００５２】
図に示すように、液晶表示装置３００は筐体５１０に収納され、この筐体５１０に形成された開口部５１１から液晶表示装置３００の表示領域が露出するように構成されている。また、パーソナルコンピュータ５００は、入力部としてのキーボード５３０を備えている。
【００５３】
このパーソナルコンピュータ５００は、液晶表示装置３００の他に、図示しないが、表示情報出力源、表示情報処理回路、クロック発生回路などの様々な回路や、それらの回路に電力を供給する電源回路などからなる表示信号生成部を含んで構成される。液晶表示装置３００には、例えば入力部５３０から入力された情報等に基き表示信号生成部によって生成された表示信号が供給されることによって表示画像が形成される。
【００５４】
本実施形態に係る電気光学装置が組み込まれる電子機器としては、パーソナルコンピュータに限らず、携帯型電話機、電子手帳、ページャ、ＰＯＳ端末、ＩＣカード、ミニディスクプレーヤ、液晶プロジェクタ、およびエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、タッチパネルを備えた装置、時計、ゲーム機器など様々な電子機器が挙げられる。
【００５５】
（６．他の実施例）
本発明の製造方法により製造される機能性液体付与基板は上記カラーフィルタに限らず、ＥＬ素子基板であってもよい。この場合、機能性液体としてはＥＬ発光体溶液を用い、機能性液体誘導液としてはＥＬ発光体の溶媒や、濃度の低いＥＬ発光体溶液などを用いる。機能性液体誘導液および機能性液体の導入は、好ましくはインクジェット方式で行なう。
【００５６】
このようにして製造されたＥＬ素子基板は、機能性液体が画素内に均一に分布し、機能性液体が確実に画素内に誘引され、更に乾燥後の機能性液体の膜厚を画素間で均一とすることができる。このＥＬ素子基板を電気光学手段として用いることにより、本発明の電気光学装置の他の実施例であるＥＬ表示装置を製造することができ、このＥＬ表示装置は画質の良好な画像を表示することができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、画素内に導入される機能性液体の画素内分布の均一性を向上させた機能性液体付与基板の製造方法を提供することができる。また、機能性液体を確実に画素内に導入することができる機能性液体付与基板の製造方法を提供することができる。更に、基板上に配置された画素間での機能性液体の膜厚を均一化することのできる機能性液体付与基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態に係る製造方法により製造される機能性液体付与基板であるカラーフィルタの部分拡大図である。
【図２】上記カラーフィルタの製造工程断面図である。
【図３】本発明の１実施形態による機能性液体付与基板製造装置であるカラーフィルタ製造装置の概略斜視図である。
【図４】本発明の１実施形態の製造方法により製造される電気光学装置であるカラー液晶表示装置の断面図である。
【図５】本発明の１実施形態の製造方法により製造される電子機器であるノート型パーソナルコンピュータの斜視図である。
【符号の説明】
２００…カラーフィルタ（機能性液体付与基板）、  １２…基板、  １３…画素、  １４…仕切り、  １８…機能性液体誘導液、  １９…機能性液体、  ３００…液晶表示装置（電気光学装置）、  ５００…パーソナルコンピュータ（電子機器）、  １…インクジェットヘッド群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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