(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、光透過用の開口部を有する半透過反射層と、複数の色要素からなる着色層とを備えたカラーフィルタ基板を製造するカラーフィルタ基板の製造方法であって、
前記基板上に、各着色層ごとに仕切るためのバンクを形成する工程と、
前記バンクにより仕切られた領域内であって、前記開口部が形成される部位に撥液処理を施す撥液処理工程と、
該撥液処理工程後、前記バンクにより仕切られた領域内に、液体材料をインクジェット法により吐出して前記半透過反射層を形成する半透過反射層形成工程と、
前記撥液処理した部位に親液処理を施す親液処理工程と、
前記バンクにより仕切られた領域内に着色層を形成する着色層形成工程とを有することを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項２】
前記着色層形成工程が、前記バンクにより仕切られた領域内に紫外線硬化性樹脂組成物からなる着色層形成材料を導入する工程と、前記領域内に紫外線を照射することにより、前記着色層形成材料を硬化させると同時に該領域内の前記撥液処理した部位を親液処理する工程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基板の製造方法。
【請求項３】
前記着色層形成工程が、前記バンクにより仕切られた領域内に液体の着色層形成材料をインクジェット法により吐出する工程を有することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【請求項４】
前記半透過反射層を形成する液体材料が光散乱材を含有してなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルタ基板およびその製造方法、ならびに液晶装置及び電子機器に関するものであり、特に半透過反射層を備えたカラーフィルタ基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、反射型液晶装置は消費電力が小さいために携帯用の機器や装置の表示部等に多用されているが、外光を利用して表示を視認可能にするものであるので、暗い場所では表示が読みとれないという問題があった。このため、明るい場所では通常の反射型液晶装置と同様に外光を利用して表示を視認し、暗い場所では内部の光源により表示を視認できるようにしたタイプの液晶装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特開昭５７−０４９２７１号などに記載されているように、液晶セルの観察者側とは反対側の外面上に、偏光板、半透過反射板、およびバックライトを順に配置した構成の半透過型液晶装置が知られている。
このような構成の液晶装置は、周囲が明るい場合には外光を取り入れて半透過反射板にて反射された反射光を利用して反射型の表示を行い、周囲が暗い場合にはバックライトを点灯させて、半透過反射板を透過した光により表示を視認可能とする透過型の表示を行うものである。
また、近年ではカラー表示可能な液晶装置の需要が高く、基板上に半透過反射膜と、着色層からなるカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板を備えた半透過反射型のカラー液晶装置も知られている。
半透過反射層としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｇ等の金属材料からなる反射層に光透過用の開口部を設けた構成のものが好適に用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の半透過反射型のカラーフィルタ基板にあっては、半透過反射層を形成するのに、予め、基板表面に微細な凹凸を形成するためのフロスト加工を行っておき、スパッタ法や真空蒸着法で金属材料からなる反射膜を形成した後、該反射膜の一部をエッチング処理によって除去して開口部を形成する方法を採っていたため、工程数も多く、大掛かりな装置が必要であり、製造コストも高くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、基板のフロスト加工工程、スパッタ法や真空蒸着法による成膜工程、エッチング工程などの煩雑で大掛かりな装置を必要とする工程を削減して、短時間、低コストで半透過反射型のカラーフィルタ基板を製造できるようにすることを目的する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、基板上に、光透過用の開口部を有する半透過反射層と、複数の色要素からなる着色層とを備えたカラーフィルタ基板を製造するカラーフィルタ基板の製造方法であって、前記基板上に、各着色層ごとに仕切るためのバンクを形成する工程と、前記バンクにより仕切られた領域内であって、前記開口部が形成される部位に撥液処理を施す撥液処理工程と、該撥液処理工程後、前記バンクにより仕切られた領域内に、液体材料をインクジェット法により吐出して前記半透過反射層を形成する半透過反射層形成工程と、該半透過反射層形成工程後、前記バンクにより仕切られた領域内に着色層を形成する着色層形成工程とを有することを特徴とする。
【０００７】
この方法によれば、基板上にバンクを形成した後、このバンクにより仕切られた領域内に半透過反射層を形成する液体材料をインクジェット法により吐出するので、バンクが、基板上に吐出された液体材料の広がりを規制する土手の役割を果たし、半透過反射層をバンクで囲まれた領域にのみ形成することができ、形状精度も良い。
また、従来は、スパッタ法や真空蒸着法による成膜工程、エッチング工程など、煩雑な作業と大掛かりな装置を必要としていた半透過反射層の形成を、インクジェット法により行うので、生産性の向上および低コスト化を図ることができる。
また、バンクで囲まれた領域内に半透過反射層を形成する液体材料を吐出する工程に先立って、バンクで囲まれた領域内の基板の一部に撥液処理を施すので、吐出された液体材料は、撥液処理が施された部分を除く領域に塗膜を形成する。したがって、撥液処理された領域上には塗膜が形成されないので、この部分に半透過反射層の開口部を容易に形成することができる。
またバンク内に半透過反射層を形成した後、該バンク内に着色層を形成するので、バンクが、隣り合う着色層どうしが混ざり合うのを防止する土手の役割を果たす。これにより、バンクで囲まれた領域内において半透過反射層上に着色層が積層され、かつ半透過反射層の開口部では基板上に着色層が積層された構成のカラーフィルタ基板が得られる。
【０００８】
本発明の方法において、前記半透過反射層形成工程後であって、前記着色層形成工程の前に、前記撥液処理した部位に親液処理を施す親液処理工程を有することが好ましい。
かかる方法によれば、バンクで囲まれた領域内に着色層を形成したときに、開口部となる部位における基板表面と着色層形成材料との親和性が向上するので、基板との密着性が良好な着色層が得られる。
【０００９】
本発明において、前記着色層形成工程が、前記バンクにより仕切られた領域内に紫外線硬化性樹脂組成物からなる着色層形成材料を導入する工程と、前記領域内に紫外線を照射することにより、前記着色層形成材料を硬化させると同時に該領域内の前記撥液処理した部位を親液処理する工程を有する構成としてもよい。
かかる構成によれば、着色層を硬化させる工程において親液処理を行うことができるので、工程数を増加させずに親液処理を行うことができる。
【００１０】
本発明において、前記着色層形成工程を、前記バンクにより仕切られた領域内に液体の着色層形成材料をインクジェット法により吐出する方法で行うことが好ましい。
かかる方法を用いれば、半透過反射層形成工程だけでなく、その後の着色層形成工程を、ともにインクジェット法により行うので、大掛かりな装置や煩雑な作業を必要とせず、さらなる生産性の向上および低コスト化を図ることができる。
【００１１】
本発明において、前記半透過反射層を形成する液体材料に光散乱材を含有させてもよい。
かかる構成によれば、光散乱材を含有する半透過反射層を形成することができ、基板のフロスト処理を行わなくても半透過反射層での反射光が散乱される効果が得られる。したがって、簡単な製造工程で、反射型の表示特性が良好なカラーフィルタ基板が得られる。
【００１２】
本発明のカラーフィルタ基板は、複数の色要素からなる着色層がマトリクス状に形成されてなるカラーフィルタが基板上に形成されてなるカラーフィルタ基板であって、前記基板上に設けられた、各着色層ごとに仕切るためのバンクと、前記バンクによって囲まれた領域に形成された、開口部を有する半透過反射層と、前記半透過反射層を覆うように形成された着色層を有することを特徴とする。
かかる構成のカラーフィルタ基板にあっては、各着色層ごとに仕切るためのバンクによって囲まれた領域内にのみ半透過反射層が設けられているので、着色層が形成されていない領域での光の反射がなく、反射光のコントラストが良好である。
【００１３】
あるいは、本発明のカラーフィルタ基板は、複数の色要素からなる着色層がマトリクス状に形成されてなるカラーフィルタが基板上に形成されてなるカラーフィルタ基板であって、前記基板上に設けられた、各着色層ごとに仕切るためのバンクと、前記バンクによって囲まれた領域に形成された、開口部を有する半透過反射層と、前記半透過反射層を覆うように形成された着色層を有し、前記半透過反射層内に光散乱材が含有されていることを特徴とする。
かかる構成のカラーフィルタ基板にあっては、各着色層ごとに仕切るためのバンクによって囲まれた領域内にのみ半透過反射層が設けられているので、着色層が形成されていない領域での光の反射がなく、反射光のコントラストが良好であるうえ、半透過反射層における散乱特性が優れているので、反射面での映り込みが防止され、良好な表示が得られる。
【００１４】
本発明の液晶装置は、複数の色要素からなる着色層がマトリクス状に形成されてなるカラーフィルタが基板上に形成されてなるカラーフィルタ基板と、対向基板との間に液晶が挟持されてなる液晶装置であって、前記基板上に設けられた、各着色層ごとに仕切るためのバンクと、前記バンクによって囲まれた領域に形成された、開口部を有する半透過反射層と、前記半透過反射層を覆うように形成された前記着色層を有することを特徴とする。
かかる構成の液晶装置によれば、カラーフィルタ基板において、各着色層ごとに仕切るためのバンクによって囲まれた領域内にのみ半透過反射層が設けられているので、着色層が形成されていない領域での光の反射がなく、反射光のコントラストが良好となる。したがって、表示特性に優れた液晶装置が得られる。
【００１５】
あるいは、本発明の液晶装置は、複数の色要素からなる着色層がマトリクス状に形成されてなるカラーフィルタが基板上に形成されてなるカラーフィルタ基板と、対向基板との間に液晶が挟持されてなる液晶装置であって、前記基板上に設けられた、各着色層ごとに仕切るためのバンクと、前記バンクによって囲まれた領域に形成された、開口部を有する半透過反射層と、前記半透過反射層を覆うように形成された前記着色層を有し、前記半透過反射層内に光散乱材が含有されていることを特徴とする。
かかる構成の液晶装置によれば、カラーフィルタ基板において、各着色層ごとに仕切るためのバンクによって囲まれた領域内にのみ半透過反射層が設けられているので、着色層が形成されていない領域での光の反射がなく、反射光のコントラストが良好となるうえ、半透過反射層における散乱特性に優れているので、反射面での映り込みが防止される。したがって、表示特性に優れた液晶装置が得られる。
【００１６】
本発明の液晶装置は、前記対向基板に、前記各着色層に対応する画素電極、および該画素電極に接続してなるアクティブ素子が形成された構成とすることができる。
また本発明の液晶装置において、前記着色層上に、透明電極が形成された構成とすることができる。
本発明の電子機器は、本発明の液晶表示装置を具備してなることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態を、図１から図５を参照しながら説明する。図１は本実施形態のカラーフィルタ基板を示したもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は１つの画素の模式断面図である。このカラーフィルタ基板１０は、基板１１上に、マトリクス状に配された着色層１５と、各着色層の境目に形成された仕切り１４とからなるカラーフィルタを備えている。着色層１５は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のいずれかの色要素からなっており、仕切り１４は、遮光層からなるブラックマトリクス１２と、その上に形成されたバンク１３とからなっている。仕切り１４によって囲まれた領域は個々の画素をなしており、それぞれの画素において、基板１１上に半透過反射層２１が形成されている。
また、図示していないが、仕切り１４および着色層１５の上面には、必要に応じてこれらを一括的に覆う保護膜等が設けられる。
図１の例では、カラーフィルタにおけるＲ、Ｇ、Ｂの配列はストライプ配列となっているが、その他の配列でも構わない。例えば図２（ａ）に示すようなモザイク配列でもよく、図２（ｂ）に示すようなデルタ配列でもよい。
【００１８】
半透過反射層２１には、光透過用の開口部２１ａが設けられている。開口部２１ａの平面形状は特に限定されず、例えば図３（ａ）に示すように、１つの画素の中央に長い帯状の開口部２１ａを設けてもよく、図３（ｂ）に示すように、２つの短い帯状の開口部２１ａを、１つの画素の対角部に設けてもよく、図３（ｃ）に示すように、１つの画素の中央に円形の開口部２１ａを設けてもよい。
開口部２１ａの大きさは、これによって半透過反射層２１における反射率および透過率が変わるが、反射型および透過型の表示をいずれも良好に行うためには、１つの画素の面積に対して開口部２１ａの面積が１０〜２５％程度であることが好ましい。
【００１９】
図４は、本実施形態のカラーフィルタ基板１０を製造するのに好適に用いられるインクジェット装置の例を示した概略斜視図である。
この例の装置１００は、インクジェットヘッド群１、Ｘ方向駆動軸４、Ｙ方向ガイド軸５、制御装置６、載置台７、クリーニング機構部８、基台９を備えている。
載置台７は、Ｙ方向ガイド軸５上を移動可能に構成されており、液体材料が付与される対象である基板１１を基準位置に固定する機構を備えている。
インクジェットヘッド群１には、液体材料を載置台７上の基板１１に向かって吐出するノズル（吐出口）を備えたインクジェットヘッドが複数設けられている。
【００２０】
Ｘ方向駆動軸４には、Ｘ方向駆動モータ２が接続されている。Ｘ方向駆動モータ２は、ステッピングモータ等であり、制御装置６からＸ軸方向の駆動信号が供給されるとＸ方向駆動軸４を回転させる。Ｘ方向駆動軸４が回転するとインクジェットヘッド群１がＸ軸方向に移動する。
Ｙ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おり、Ｙ方向ガイド軸５上の載置台７はＹ方向駆動モータ３に接続されている。Ｙ方向駆動モータ３は、ステッピングモータ等であり、制御装置６からＹ軸方向の駆動信号が供給されると、載置台７をＹ軸方向に移動させる。
制御回路６は、インクジェットヘッド群１に設けられている各インクジェットヘッドに対してインク滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ方向駆動モータ２に対して、インクジェットヘッド群１のＸ軸方向の移動を制御するための駆動パルス信号（Ｘ軸方向の駆動信号）を供給するとともに、Ｙ方向駆動モータ３に対して、載置台７のＹ軸方向の移動を制御するための駆動パルス信号（Ｙ軸方向の駆動信号）を供給する。
【００２１】
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は、図示しない駆動モータに接続されており、この駆動モータの駆動により、Ｙ方向ガイド軸５に沿って移動できるように構成されている。クリーニング機構部８の移動も制御装置６によって制御される。
【００２２】
図５（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態のカラーフィルタ基板１０を製造する方法を工程順に示した模式断面図である。これらの図では１つの画素を示している。まず、図５（ａ）に示すように、基板１１上にブラックマトリクス１２を形成する。
基板１１としては、一般にガラス基板が用いられるが、カラーフィルタ基板としての用途において必要とされる透明性、機械的強度等の特性を有するものであれば、ガラス以外の材料を用いることもできる。
【００２３】
ブラックマトリクス１２は、金属クロム、金属クロムと酸化クロムの積層体、または樹脂ブラック等で形成される。金属薄膜からなるブラックマトリクス１２を形成するには、スパッタ法や蒸着法を用いることができる。また樹脂薄膜からなるブラックマトリクス１２を形成するには、グラビア印刷法、フォトレジスト法、熱転写法等を用いることができる。金属薄膜からなるブラックマトリクス１２の膜厚は０．１〜０．２μｍ程度である。
【００２４】
続いて、ブラックマトリクス１２上にバンク１３を形成する。
すなわち、図５（ｂ）に示すように、基板母材１１およびブラックマトリクス１２を覆うように、ネガ型の透明な感光性樹脂組成物からなるレジスト層１７を形成し、その上面に、マトリクスパターン形状に形成されたマスクフィルム１８を密着させた状態で露光処理を行う。そして、図５（ｃ）に示すように、レジスト層１７の未露光部分をエッチング処理することによりレジスト層１７をパターニングして、バンク１３を形成する。バンク１３の高さは２．５〜２．８μｍ程度である
このバンク１３とその下のブラックマトリクス１２は、この後の工程において、画素内に液体材料が導入された際に液体材料の広がりを規制する土手の役割を果たす仕切り１４となる。
【００２５】
バンク１３を形成する材料として、塗膜表面が撥液性となる樹脂材料を用いると、この後の工程で、インクジェット法を用いてバンク１３で囲まれた画素内に液体材料を吐出する際の、液滴の着弾位置精度が向上するので好ましい。なおバンク１３が撥液性の材料からなる場合には、着色層１５を形成した後、バンク１３上面上に保護膜等を形成する前にバンク１３の表面を親液化することが好ましい。
例えば、フッ素系の樹脂材料を用いて撥液性のバンク１３を形成し、画素内に着色層１５を形成する液体材料を導入した後、バンク１３に紫外線を照射することにより、バンク１３の表面を親液化することができる。
【００２６】
次に、図５（ｄ）に示すように、仕切り１４で囲まれた領域内、すなわち画素内であって、開口部２１が形成される部位に撥液処理を施して撥液部１９を形成する。
撥液処理は、例えば以下のようなプラズマ重合による方法を用いて行うことができる。このプラズマ重合による撥液処理では、まず撥液処理のための原料液を用意する。撥液処理用原料液としては、Ｃ4Ｆ10やＣ8Ｆ16などの直鎖状ＰＦＣからなる液体有機物が好適に用いられる。
そして、撥液処理用原料液の蒸気をプラズマ処理装置においてプラズマ化する。このようにして直鎖状ＰＦＣの蒸気がプラズマ化されると、直鎖状ＰＦＣの結合が一部切断されて活性化する。活性化されたＰＦＣが基板１１の表面に到達すると、基板１１上でＰＦＣが互いに重合し、撥液性を有するフッ素樹脂重合膜を形成する。
ここで、分子量の大きなＰＦＣでは放電維持が困難であるため、Ａｒのような希ガスを添加することによって放電維持を容易にすることができる。また、撥液処理の原料液がフルオロカーボンである場合、原料液よりも分子量の小さいＰＦＣ、例えばＣＦ4等を添加することも可能である。活性化したＣＦ4を添加すると、原料をプラズマ化した際に原料液であるフルオロカーボンのフッ素の一部が離脱したとしても、活性なフッ素が重合膜に取り込まれるため、重合膜の撥液性を向上することができる。好適には、これらを複数組み合わせることにより、フッ化重合膜を形成する。
例えば、放電ガスの流量を、Ｃ8Ｆ18が２０ｃｃｍ、ＣＦ4が１２０〜１３０ｃｃｍ、Ａｒが１５０ｃｃｍとすることが好ましい。
【００２７】
本実施形態において、撥液部１９は、画素内の開口部２１が形成される部位にのみ形成する。そのためには、開口部２１が形成される部位に対応する透過部を有するマスクを用いて、上記の撥液処理を行うことが好ましい。
あるいは、上記の撥液処理で得られるフッ素樹脂重合膜は、紫外線を照射して分解除去することにより親液性になるので、画素内の基板１１全面に対して上記の撥液処理を施した後、開口部２１が形成される部位に対応する遮蔽部を有するマスクを介して紫外線照射を行うことにより、開口部２１が形成される部位にのみ撥液部１９を形成することができる。
【００２８】
次に、図５（ｅ）に示すように、仕切り１４で囲まれた領域内、すなわち画素内にインクジェット法を用いて半透過反射層２１を形成する。
半透過反射層２１は、銀、アルミニウム、アルミニウム合金、銀合金、ＡＰＣ（銀−パラジウム−銅の合金）などから構成される。具体的には、半透過反射層２１を形成する液体材料として、半透過反射層２１を構成する金属の超微粒子を溶媒に分散させた分散液を用い、この分散液を図４に示す構成のインクジェット装置を用いて画素内に吐出する。インクジェットヘッドとしては、ピエゾ圧電効果を応用した精密ヘッドを用いることが好ましい。画素内に吐出された液体材料は撥液部１９以外の領域に広がり、撥液部１９上に開口を有する塗膜が形成される。
この塗膜を乾燥させた後、焼成することにより、開口部２１ａを有する半透過反射層２１が形成される。
【００２９】
次いで、図５（ｆ）に示すように、仕切り１４で囲まれた領域内、すなわち半透過反射層２１が形成された画素内に着色層１５を形成する。具体的には、図４に示す構成のインクジェット装置を用いて、液体の着色層形成材料（インク）を画素内に吐出し、これを乾燥および／または硬化させて着色層１５をする。
Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の着色層１５は、各色要素毎に順に形成してもよく、３色のインクを予め設定されたプログラムに従って、所定の配色パターンとなるように同時に吐出してもよい。半透過反射層２１上における着色層１５の厚さは０．８〜１．２μｍ程度とされる。
【００３０】
着色層形成材料（インク）は、粘度が２〜２０ｍＰａ・ｓで、ノズル孔の周囲をなすノズルプレートに対する接触角が５０゜より大きく、表面張力が２０〜４０ｍＮ／ｍであるものが好ましい。インクの粘度が高すぎると、インクが吐出した後の次のインクの供給が間に合わなくて吐出不良を起こすおそれがあり、粘度が低すぎると流動性がよすぎてインクの過供給となるおそれがある。またインクのノズルプレートに対する接触角が低すぎるとノズルプレートがインクで濡れてしまい、インク滴が吐出される際に、ノズルプレートに付着したインクに、インク滴が引き寄せられて、正確な位置へ吐出されないおそれがある。またインクの表面張力が大きすぎても、小さすぎても、圧電素子の振動による安定したメニスカスコントロールができなくなる。
着色層形成材料（インク）としては、例えばアクリル樹脂カラーペースト、水性メラミンカラーペースト、アクリレート系組成物等が使用できる。
【００３１】
本実施形態によれば、バンク１３により仕切られた画素内に半透過反射層を形成するので、画素間に反射膜が無いカラーフィルタ基板が得られる。また、開口部２１ａを形成する部位に撥液処理を行うので、画素内に半透過反射層を形成する液体材料を吐出するだけで、開口を有する塗膜が形成される。したがって、この塗膜を硬化させることにより、開口部２１ａを有する半透過反射層２１を容易に形成することができる。
またバンク１３により仕切られた画素内に着色層を形成するので、隣り合う着色層どうしの混ざり合いが無い着色層を容易に形成することができる。
また、半透過反射層２１の形成と、着色層１５の形成を、ともにインクジェット法により行うので、大掛かりな装置や煩雑な作業を必要とせず、低コスト化を図ることができる。
なお、着色層１５を形成するための液体材料は、画素内の半透過反射層２１の上面が完全に埋まるように、比較的多量に吐出されるので、撥液部１９上にも塗膜が形成される。
【００３２】
（第２の実施形態）
図６は、本発明のカラーフィルタ基板の第２の実施形態を示したもので、１つの画素の模式断面図である。
本実施形態のカラーフィルタ基板２０が、前記第１の実施形態のものと異なる点は、半透過反射層２１に光散乱材２２が含有されている点である。図６において、図１と同じ構成要素には同一符号を付して、その説明を簡略化する。
【００３３】
本実施形態のカラーフィルタ基板２０は、基板１１上に、マトリクス状に配された画素を備えており、画素と画素の境目は、遮光層からなるブラックマトリクス１２と、その上に形成されたバンク１３とからなる仕切り１４によって区切られている。１つ１つの画素には開口部２１ａを有する半透過反射層２１が形成されており、その上にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のいずれかのインクからなる着色層１５が形成されている。Ｒ、Ｇ、Ｂの配列は、いわゆるモザイク配列でもよく、ストライプ配列、デルタ配列など、その他の配列でも構わない。
また、図示していないが、仕切り１４および着色層１５の上面には、必要に応じてこれらを一括的に覆う保護膜等が設けられる。
【００３４】
半透過反射層２１中に含有されている光散乱材２２は、半透過反射層２１の表面形状に凹凸を与えて、光散乱特性を向上させるものである。具体的には、球形のアルミナ、シリカまたはチタニアなどからなるビーズ２２が好適に用いられる。
【００３５】
本実施形態のカラーフィルタ基板２０は、前記第１の実施形態のカラーフィルタ基板１０の製造方法において、半透過反射層２１を形成する液体材料中に、予め光分散材２２を分散させておき、この分散液をインクジェットヘッドから吐出する他は同様にして製造することができる。
インクジェットヘッドのノズル径に対して、ビーズ２２の粒径が大きすぎたり、ビーズ２２の含有量が多すぎたりすると吐出異常が生じるおそれがあるので、ビーズ２２は、粒径が０．１〜１．０μｍ程度のものを用い、インクジェットヘッドとして、ノズル孔の内径が２５〜１００μｍ程度のものを用いることが好ましい。また半透過反射層２１を形成する液体材料中におけるビーズ２２の含有量は、少なすぎると十分な散乱効果が得られないので、５〜２０体積％程度とすることが好ましい。
【００３６】
本実施形態によれば、前記第１の実施形態と同様の作用効果が得られる他、半透過反射層２１に光散乱材２２が含有されているので、半透過反射層２１における光散乱特性が向上している。したがって、従来のような基板のフロスト処理を行わなくても半透過反射層での正反射像の映り込みを防止することができ、液晶装置に用いたときに反射型の表示特性が良好となるカラーフィルタ基板が得られる。
【００３７】
（第３の実施形態）
本実施形態が前記第１および第２の実施形態と異なる点は、半透過反射層２１を形成する工程と着色層１５を形成する工程との間に、親液処理を行う点である。
すなわち本実施形態では、前記第１の実施形態または第２の実施形態と同様にして、基板１１上にブラックマトリクス１２、バンク１３、撥液部１９を形成し、半透過反射層２１を形成した後、親液処理を施して撥液部１９を親液化する。この親液処理は、少なくとも前工程において撥液処理を施した部位、すなわち撥液部１９に対して行うが、この処理によって、半透過反射層２１の上面が親液化されても構わない。ただしバンク１３の上面は、着色層１５の形成前に親液化させることは好ましくない。
【００３８】
例えば、撥液部１９がフッ素樹脂重合膜からなる場合には、これに紫外線を照射すれば該重合膜に分解が生じるので、これにより親液化することができる。また、紫外線はフッ素樹脂重合膜を分解するだけでなく、照射面に付着している有機物を分解する作用を有しているので、この洗浄作用によっても親液性が向上する。したがって、撥液部１９と同時に半透過反射層２１の上面にも紫外線を照射することが好ましい。なお、バンク１３がフッ素化合物からなる場合には、マスク等を用いてバンク１３には紫外線が照射されないようにするのが好ましい。
【００３９】
また親液処理は、紫外線照射による処理だけでなく、活性化した酸素ガスまたはオゾンガスで処理する方法でも行うことができる。あるいは、アルカリ溶剤で処置する方法も可能である。
いずれの方法でも、少なくとも撥液部１９が親液化されるように、好ましくは撥液部１９と半透過反射層２１の上面が撥液化されるように、かつバンク１３の上面は親液化されないように、適宜マスク等を用いて処理を行うことが好ましい。
そして、親液処理を施した後、仕切り１４で囲まれた領域内、すなわち画素内に、上記第１の実施形態または第２の実施形態と同様にして着色層１５を形成することにより、カラーフィルタ基板１０（２０）が得られる。
【００４０】
本実施形態によれば、特に、画素内に液体の着色層形成材料を吐出したときに、画素内の撥液部１９が親液化されているので、半透過反射層２１上および開口部２１ａ内に速やかに塗膜が形成され、下層との密着性が良好な着色層１５が得られる。
【００４１】
（第４の実施形態）
また、前記第３の実施形態のように新たに親液処理工程を設けなくても、前記第１および第２の実施形態の製造方法において、着色層形成材料（インク）として紫外線硬化性樹脂組成物からなるインクを用いれば、紫外線を照射して着色層を硬化させると同時に撥液部１９を親液化することも可能である。
すなわち本実施形態では、前記第１の実施形態または第２の実施形態と同様にして、基板１１上にブラックマトリクス１２、バンク１３を形成し、撥液部１９を形成した後、半透過反射層２１を形成する。
次いで、半透過反射層２１が形成された画素内に、紫外線硬化性樹脂組成物からなる着色層形成材料をインクジェット法により吐出した後、紫外線を照射する。
この紫外線照射によって撥液部１９が親液化されると同時に、画素内に吐出された着色層形成材料が硬化して着色層１５が形成される。紫外線の照射は、基板１１の両面側から行うとより効果的である。
【００４２】
本実施形態において、着色層１５を形成するための紫外線硬化性樹脂組成物としてはアクリレート系組成物等を用いることができる。
なお、本実施形態においては、着色層１５の形成材料を吐出した後に紫外線照射を行うので、着色層１５の硬化と同時に、バンク１３の上面にも紫外線を照射して親液化することが好ましい。このようにすれば、着色層１５およびバンク１３を覆う保護膜等を形成する際に、該保護膜等とバンク１５上面との間の親和性が良好になる。
【００４３】
本実施形態によれば、特に、撥液部１９上に吐出された着色層形成材料の硬化進行中に撥液部１９が親液化されるので、これにより、下層との密着性が良好な着色層１５が得られる。
【００４４】
図７は、上記第１の実施形態のカラーフィルタ基板１０を用いて液晶装置を構成した第１の例を示したもので、パッシブマトリックス型液晶装置（液晶装置）の概略構成を示す要部断面図である。この例の液晶装置２００に、液晶駆動用ＩＣ、支持体などの付帯要素を装着することによって、最終製品としての半透過反射型液晶装置が得られる。
【００４５】
この液晶装置２００は、第１の実施形態で説明したカラーフィルタ基板１０を備えており、カラーフィルタ基板１０は液晶組成物層２０３の下側（バックライト２１２側）に配置されている。尚、本実施形態においてはカラーフィルタ基板１０について簡略に説明することとする。
この例の液晶装置２００は、カラーフィルタ基板１０とガラス基板等からなる対向基板２０１との間にＳＴＮ（Super Twisted Nematic）液晶組成物等からなる液晶組成物層２０３が挟持されて概略構成されている。
カラーフィルタ基板１０は、基板１１、ブラックマトリクス１２とバンク１３とからなる仕切り１４、開口部２１ａを備えた半透過反射層２１、および着色層１５ｒ、１５ｇ、１５ｂを備えており、これらの上面を覆うように保護膜１６が形成されている。
【００４６】
カラーフィルタ基板１０の保護膜１６上（液晶組成物層２０３側）には、複数の第１の電極２０６が所定の間隔でストライプ状に形成されており、その上面（液晶組成物層２０３側）を覆うように配向膜２０９が形成されている。
一方、対向基板２０１におけるカラーフィルタ基板１０と対向する面上には、カラーフィルタ基板１０側の第１の電極２０６と直交する方向に延在する複数の第２の電極２０５がストライプ状に所定の間隔で形成され、その上面（液晶組成物層２０３側）を覆うように配向膜２０７が形成されている。第１の電極２０６と第２の電極２０５とが交差する部位が画素であり、この画素となる部位に、カラーフィルタ基板１０の着色層１５ｒ、１５ｇ、１５ｂが位置するように構成されている。
また、対向基板２０１の外面側（視認側）には偏光板２１１ａが設けられている。カラーフィルタ基板１０の外面側にも偏光板２１１ｂが設けられ、さらにその外側にバックライト２１２が設けられている。
また、符号２０４は基板間の間隔（セルギャップという）を基板面内で一定に保持するためのスペーサであり、符号２１０は液晶組成物を基板間に保持するためのシール材である。
尚、第１の電極２０６および第２の電極２０５はＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電材料を平面視ストライプ状に形成したものである。
【００４７】
かかる構成の液晶装置２００にあっては、明るい場所では、カラーフィルタ基板１０の半透過反射層２１からの反射光を利用して反射型の液晶表示を行い、暗い場所ではバックライト２１２を点灯させ、半透過反射層２１の透過光を利用して透過型の液晶表示を行うことができる。
本実施形態の液晶装置２００は、カラーフィルタ基板１０の半透過反射層を形成する工程と、着色層を形成する工程を、インクジェット法により行うことができるので、カラーフィルタ基板の製造に大掛かりな装置や煩雑な作業を必要とせず、低コスト化を図ることができる。
また、本実施形態の液晶装置２００によれば、カラーフィルタ基板１０において半透過反射層２１が画素内にのみに設けられており、隣り合う画素の間にはバンクが形成されているので、画素以外の領域での光の反射がなく、反射型の液晶表示を行う際のコントラストが良好である。
【００４８】
図８は、上記第１の実施形態のカラーフィルタ基板１０を用いて液晶装置を構成した第２の例を示したもので、ＴＦＴ型（Thin Film Transistor 型）液晶装置の概略構成を示す分解斜視図である。この例の液晶装置３００に、液晶駆動用ＩＣ、支持体、バックライト．などの付帯要素を装着することによって、最終製品としての半透過反射型液晶装置が得られる。
この液晶装置３００は、第１の実施形態で説明したカラーフィルタ基板１０を備えており、カラーフィルタ基板１０は液晶組成物層の下側（バックライト側）に配置されている。尚、本実施形態においてはカラーフィルタ基板１０については説明を簡略化する。
【００４９】
この実施形態の液晶装置３００は、カラーフィルタ基板１０と、これに対向するように配置された対向基板３１４と、これらの間に挟持された図示しない液晶組成物層とを主体として構成されている。
なお図示していないが、カラーフィルタ基板１０の下面側（液晶層組成物側と反対側）には偏光板３１６が敷設されており、その下側にバックライトが設けられている。また、対向基板３１４の上面側（観察者側）には図示しない偏光板が設けられている。
【００５０】
カラーフィルタ基板１０は、基板１１、ブラックマトリクス１２とバンク１３とからなる仕切り１４、および着色層１５ｒ、１５ｇ、１５ｂを備えており、これらの上面を覆うように保護膜１６が形成されている。
カラーフィルタ基板１０の保護膜１６上（液晶組成物層側）には、液晶駆動用の電極３１８が形成されている。この電極３１８は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電材料からなり、後述の画素電極３３２が形成される領域全体をカバーする全面電極とされている。また、電極３１８を覆って液晶組成物層側に配向膜３１９が設けられている。
【００５１】
一方、対向基板３１４上には絶縁層３２５が形成されており、絶縁膜３２５の上には、ＴＦＴ型のスイッチング素子と画素電極３３２が形成されている。なお、実際の液晶装置では、画素電極３３２上に配向膜が設けられるが、この図では省略している。
スイッチング素子としての薄膜トランジスタＴ（ＴＦＴ）は、対向基板３１４上に形成された絶縁層３２５上に、マトリクス状に走査線３５１…と信号線３５２…とが形成され、これら走査線３５１…と信号線３５２…とに囲まれた領域毎に画素電極３３２が設けられ、各画素電極３３２のコーナ部分と走査線３５１と信号線３５２との間の部分に、ソース電極、ドレイン電極、半導体、およびゲート電極とを具備する薄膜トランジスタＴが組み込まれて構成されている。そして、走査線３５１と信号線３５２に対する信号の印加によって薄膜トランジスタＴをオン・オフして画素電極３３２への通電制御を行うことができるように構成されている。
【００５２】
かかる構成の液晶装置３００によれば、明るい場所では、カラーフィルタ基板１０の半透過反射層２１からの反射光を利用して反射型の液晶表示を行い、暗い場所ではバックライトを点灯させ、半透過反射層２１の透過光を利用して透過型の液晶表示を行うことができる。
本実施形態の液晶装置３００は、カラーフィルタ基板１０の半透過反射層を形成する工程と、着色層を形成する工程を、インクジェット法により行うことができるので、カラーフィルタ基板の製造に大掛かりな装置や煩雑な作業を必要とせず、低コスト化を図ることができる。
また、本実施形態の液晶装置３００によれば、カラーフィルタ基板１０において半透過反射層２１が画素内にのみに設けられており、隣り合う画素の間にはバンクが形成されているので、画素以外の領域での光の反射がなく、反射型の液晶表示を行う際のコントラストが良好である。
【００５３】
図９は、上記第１の実施形態のカラーフィルタ基板１０を用いて液晶装置を構成した第３の例を示したもので、ＴＦＤ型（Thin Film Diode 型）液晶装置の概略構成を示す分解斜視図である。この例の液晶装置４００に、液晶駆動用ＩＣ、支持体、バックライトなどの付帯要素を装着することによって、最終製品としての半透過反射型液晶装置が得られる。
この液晶装置４００は、第１の実施形態で説明したカラーフィルタ基板１０を備えており、カラーフィルタ基板１０は液晶組成物層の下側（バックライト側）に配置されている。尚、本実施形態においてはカラーフィルタ基板１０については説明を簡略化する。
【００５４】
この実施形態の液晶装置４００は、カラーフィルタ基板１０と、これに対向するように配置された対向基板４３０と、これらの間に挟持された図示しない液晶組成物層とを主体として構成されている。
カラーフィルタ基板１０の下面側（液晶層組成物側と反対側）には偏光板４１６が敷設されており、その下側にバックライト（図示略）が設けられている。また、対向基板４３０の上面側（観察者側）には図示しない偏光板が設けられている。
カラーフィルタ基板１０は、図１（ｂ）に示す構成を有し、基板１１、ブラックマトリクスとバンクとからなる仕切り（図示略）、開口部２１ａを備えた半透過反射層（図示略）、および着色層１５ｒ、１５ｇ、１５ｂを備えており、これらの上面を覆うように保護膜１６が形成されている。
カラーフィルタ基板１０の保護膜１６上（液晶組成物層側）には、ストライプ状の電極４１８が形成されている。この電極４１８は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電材料からなっている。また、電極４１８を覆って液晶組成物層側に配向膜４１９が設けられている。
【００５５】
一方、対向基板４３０の液晶組成物層側には絶縁層（図示略）が形成されており、この絶縁膜の上には、以下に説明するＴＦＤ型のスイッチング素子と画素電極が形成されている。すなわち、絶縁膜上には、カラーフィルタ基板１０上のストライプ状の電極４１８と直交する方向に、データ線４３４…が所定間隔離間して整列形成されており、各データ線４３４…間に、先のストライプ状の電極４１８と位置合わせするように、２端子型非線形素子４３６を介して、ＩＴＯなど透明導電材料からなる画素電極４３２が複数形成されている。
そしてカラーフィルタ基板１０の着色層１５ｒ，１５ｇ，１５ｂは、各画素電極４３２に対応する位置に配置されている。
【００５６】
かかる構成の液晶装置４００によれば、明るい場所では、カラーフィルタ基板１０の半透過反射層からの反射光を利用して反射型の液晶表示を行い、暗い場所ではバックライトを点灯させ、半透過反射層の開口部２１ａを透過する透過光を利用して透過型の液晶表示を行うことができる。
本実施形態の液晶装置４００は、カラーフィルタ基板１０の半透過反射層を形成する工程と、着色層を形成する工程を、インクジェット法により行うことができるので、カラーフィルタ基板の製造に大掛かりな装置や煩雑な作業を必要とせず、低コスト化を図ることができる。
また、本実施形態の液晶装置４００によれば、カラーフィルタ基板１０において半透過反射層が画素内にのみに設けられており、隣り合う画素の間にはバンクが形成されているので、画素以外の領域での光の反射がなく、反射型の液晶表示を行う際のコントラストが良好である。
【００５７】
なお、上記各例の液晶装置２００，３００，４００において、カラーフィルタ基板１０に代えて上記第２の実施形態のカラーフィルタ基板２０、あるいは上記第３または第４の実施形態のカラーフィルタ基板を用いても、同様にして液晶装置を構成することができる。
そして、特に上記第２の実施形態のカラーフィルタ基板２０を用いた場合には、半透過反射層２１に光散乱材２２が分散されていて光散乱特性に優れているため、半透過反射層２１での正反射が防止され、映り込み等がない良好な表示が得られる。
【００５８】
次に、本発明の電子機器の実施形態について説明する。
図１０（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。符号６００は携帯電話本体を示し、符号６０１は液晶表示部を示している。
図１０（ｂ）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。符号７００は情報処理装置、符号７０１はキーボードなどの入力部、符号７０３は情報処理装置本体を示し、符号７０２は液晶表示部を示している。
図１０（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。符号８００は時計本体を示し、符号８０１は液晶表示部を示している。
これらの電子機器において、液晶表示部６０１、７０２、８０１は、前記第１ないし第４の実施形態のカラーフィルタ基板のいずれかを備えた液晶装置を用いて構成されている。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来は、スパッタ法や真空蒸着法による成膜工程およびエッチング工程など、煩雑な作業と大掛かりな装置を必要とする工程を経て形成されていた半透過反射層を、インクジェット法を用いて簡単な工程で形成することができる。したがって、半透過反射型のカラーフィルタ基板を、短時間、低コストで製造することができる。
また、カラーフィルタ基板の半透過反射層だけでなく、着色層もインクジェット法を用いて行うことが好ましく、これにより半透過反射型のカラーフィルタ基板の生産性をより向上させ、製造コストをより削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るカラーフィルタ基板の第１の実施形態を示したもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中のｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図２】  本発明に係るカラーフィルタ基板における着色層の配列の例を示した平面図である。
【図３】  本発明に係るカラーフィルタ基板における半透過反射層の例を示す平面図である。
【図４】  本発明に係るカラーフィルタ基板の製造方法に好適に用いられるインクジェット装置の例の概略構成を示す斜視図である。
【図５】  （ａ）〜（ｆ）は、第１の実施形態のカラーフィルタ基板を製造する方法を工程順に示した模式断面図である。
【図６】  本発明に係るカラーフィルタ基板の第２の実施形態を示す要部断面図である。
【図７】  本発明に係る液晶装置の一例を示した要部断面図である。
【図８】  本発明に係る液晶装置の他の例を示した分解斜視図である。
【図９】  本発明に係る液晶装置の他の例を示した分解斜視図である。
【図１０】  本発明に係る電子機器の例を示したもので（ａ）は携帯電話の斜視図であり、（ｂ）は携帯型情報処理装置の斜視図であり、（ｃ）は腕時計型電子機器の斜視図である。
【符号の説明】
１０，２０…カラーフィルタ基板
１１…基板
１３…バンク
１５，１５ｒ，１５ｇ，１５ｂ…着色層
１９…撥液部
２１…半透過反射層
２１ａ…開口部
２２…光散乱材
２００，３００，４００…液晶装置
２０１，３１４，４３０…対向基板
２０３…液晶組成物層
【図１】
0003952729.tif 000002
【図２】
0003952729.tif 000003
【図３】
0003952729.tif 000004
【図４】
0003952729.tif 000005
【図５】
0003952729.tif 000006
【図６】
0003952729.tif 000007
【図７】
0003952729.tif 000008
【図８】
0003952729.tif 000009
【図９】
0003952729.tif 000010
【図１０】
0003952729.tif 000011