(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に所定パターンの隔壁を形成して隔壁で囲まれた着色形成部を複数形成し、前記隔壁で囲まれた着色形成部に複数色に対応した着色インクを吐出した後に所定の温度で乾燥させるカラーフィルタの製造方法であって、
前記隔壁が、基板上に形成された遮光層と、該遮光層上に積層された撥インク性の感光性樹脂膜とから構成されているか又は、基板上に形成された撥インク性の黒色感光性樹脂膜で構成されていて、
前記複数色に対応した着色インクの吐出時の粘度は、３〜１０ｍＰａ・ｓの範囲で互いに異なっており、
前記着色インクを、当該着色インクの粘度が高い順に乾燥させることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【請求項２】
前記所定の温度が４０〜１２０℃であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルタ及びその製造方法及び液晶装置並びに電子機器に関するものであり、特に、カラーフィルタの着色部に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ノートパソコン、携帯電話機、電子手帳等の電子機器において、情報を表示する手段として液晶表示装置が広く使用されている。最近では、一方の基板側にカラーフィルタを配置してフルカラー表示を可能とした液晶装置が主流になっている。
カラーフィルタは、ガラス、プラスチック等からなる基板の表面に、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の着色部をストライプ配列、デルタ配列若しくはモザイク配列等といった配列で並べることで形成されている。このカラーフィルタの製造方法は、着色部の材料や製造プロセスによりいくつかに分類されるが、最近ではインクジェットヘッドのノズルから着色インクを吐出させることにより、基板状に多数の着色部を形成するインクジェット方式が提案されている。
【０００３】
インクジェット方式では、着色部同士が混合しないように、従来からバンクと呼ばれる隔壁で区画することが行われている。この場合、まず、基板上に着色部の配列に合わせて、バンクを所定のパターンで形成する。そして、その後、バンクとバンクとの間に着色インクを吐出し、その後乾燥させる工程によって、各着色層を形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カラーフィルタは高精細化の一途を辿り、数１０μｍ角という微細な着色部内における色調のバラツキを小さく抑制する要求が飛躍的に高まっている。そのため、バンクを使用するインクジェット方式においては、乾燥後の着色インクの平坦性が強く求められるようになってきている。
【０００５】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、着色インクの平坦性を確保して、色調のバラツキを抑制したカラーフィルタの製造方法を提供することを課題とする。
また、着色インクが平坦性が確保され、色調のバラツキが抑制されたカラーフィルタを提供することを課題とする。
また、色調のバラツキが抑制されたカラーフィルタを備えた高精細な液晶装置及びこの液晶装置を備えた電子機器を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明のカラーフィルタの製造方法は、基板上に所定パターンの隔壁を形成して隔壁で囲まれた着色形成部を複数形成し、前記隔壁で囲まれた着色形成部に複数色に対応した着色インクを吐出した後に所定の温度で乾燥させるカラーフィルタの製造方法であって、前記隔壁が、基板上に形成された遮光層と、該遮光層上に積層された撥インク性の感光性樹脂膜とから構成されているか又は、基板上に形成された撥インク性の黒色感光性樹脂膜で構成されていて、前記複数色に対応した着色インクの吐出時の粘度は、３〜１０ｍＰａ・ｓの範囲で互いに異なっており、前記着色インクを、当該着色インクの粘度が高い順に乾燥させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のカラーフィルタは、基板と、該基板上に形成され複数の着色形成部を区画する所定パターンの隔壁と、前記隔壁で囲まれた着色形成部に吐出された複数色に対応した着色インクとを有するカラーフィルタであって、前記隔壁が、基板上に形成された遮光層と、該遮光層上に積層された撥インク性の感光性樹脂膜とから構成されているか又は、基板上に形成された撥インク性の黒色感光性樹脂膜で構成されていて、前記複数色に対応した前記着色インクは、吐出時の粘度が３〜１０ｍＰａ・ｓの範囲で互いに異なるように調整されたものであり、前記着色インクは、当該着色インクの粘度が高い順に乾燥されており、乾燥後において、△Ｅ*ａｂで算出した色差が３以下となる平坦性を確保していることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、吐出時の粘度が３〜１０ｍＰａ・ｓとしたことにより、乾燥温度を適宜調整して、着色インクの平坦性を確保することができる。そのため、色調のバラツキが抑制されたカラーフィルタを提供することができる。
着色インクの平坦性は△Ｅ*ａｂで算出した色差で評価し、これが３以下となる平坦性であるものとする。
ここで、△Ｅ*ａｂで算出した色差とは、均等色空間（Ｌ*ａ*ｂ*表色系）における２つの試料間の色の差（座標上の距離）を意味する。なお、Ｌ*ａ*ｂ*表色系は、物体の色を表すのに現在あらゆる分野で使用されている表色系であって、国際照明委員会（ＣＩＥ）で規格化され、日本ではJIS Z 8729において採用されている。Ｌ*ａ*ｂ*表色系では、明度をＬ*、色相と彩度を示す色度をａ*ｂ*で表している。
また、本発明によれば、前記隔壁は、少なくともその上面側が撥インク性であるため、着色インク同士が混合してしまわないようにすることができる。
【００１１】
本発明において、前記着色インクの吐出時の粘度が４〜７ｍＰａ・ｓであることが好ましい。４Ｐａ・ｓより粘度が小さい場合には、平坦性を確保するために３０℃前後で加熱しなければならない。しかし、このように、比較的低温では室温の影響を受けやすく、適切な温度を維持して乾燥することが容易ではない。そのため、制御容易な温度での乾燥によって平坦性が得られる、４Ｐａ・ｓ以上の着色インクが好ましいものである。一方、７ｍＰａ・ｓより粘度が大きいと、着色インクが吐出ノズルに詰まりやすい。
本発明において、前記着色インクの吐出時の粘度が５〜６ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。
【００１２】
本発明において、前記所定の温度が４０〜１２０℃であることが好ましい。乾燥温度が４０℃よりも低いと、室温の影響により温度制御が容易でないからである。また、乾燥温度が１２０℃より高いと吐出されたインクが変色又は変質してしまうからである。
また、本発明において、前記所定の温度が５０〜８０℃であることがより好ましい。乾燥温度が５０℃よりも低いと、インクを乾燥させるのに長時間を要するからである。また、乾燥温度が８０℃より高いと、吐出されたインクの粘度に関わらず、画素内の平坦性を得ることが困難になるからである。
【００１３】
また、本発明の液晶装置は、液晶を挟持して対向する一対の基板のうち、一方の基板側にカラーフィルタが備えられてなる液晶装置において、前記カラーフィルタが、上記本発明に係るカラーフィルタであることを特徴とする。
また、本発明の電子機器は、係る液晶装置を具備することを特徴とする。
本発明によれば、色調のバラツキが抑制されたカラーフィルタを備えた高精細な液晶装置及びこの液晶装置を備えた電子機器を提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。尚、図１〜図２８において、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材に縮尺は実際のものとは異なるように表している。
【００１５】
［第１の実施形態］
本発明の第１実施形態であるカラーフィルタを、図面を参照して説明する。図１は本実施形態のカラーフィルタの要部断面図で、着色インクの乾燥前後の形状を模式的に示したものである。なお、図１のカラーフィルタは一画素分の構造のみを示したもので、実用的には後の図４、１４、２２、２３、２４、２５、２６に示すように、必要な画素分並列に形成されて使用される。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態のカラーフィルタ１は、基板２と、基板の一面２ａ上に着色形成部５を囲むように形成された隔壁３と、着色部６とを主体として構成されている。
基板２は、ガラスまたはプラスチックフィルム等からなる透明基板である。また、隔壁３は、基板２上に積層した遮光膜３ａと、遮光膜３ａ上に積層した透明あるいは着色あるいは黒色の感光性樹脂膜３ｂからなり、少なくともその上面３ｃが撥インク性を示すものである。
遮光膜３ａとしては例えば、金属クロム膜や、金属クロム膜と酸化クロム膜との積層膜などを用いることができる。また感光性樹脂膜３ｂは、撥インク性を発現させるヘキサフルオロポリプロピレン等のフッ素樹脂と、通常のフォトレジストに用いられるようなポジ型若しくはネガ型の感光性樹脂とを少なくとも含むものである。遮光膜３ａの膜厚は例えば０．１〜０．２μｍの範囲が好ましく、感光性樹脂膜３ｂの膜厚は例えば１．０〜３．０μｍの範囲が好ましい。また隔壁３全体の層厚は例えば１．５〜３．０μｍの範囲が好ましい。
【００１７】
着色部６は、着色形成部５に、例えば、無機顔料により着色したアクリル樹脂やポリウレタン樹脂等からなる着色インクを吐出させて配設し、これを乾燥させることにより形成されている。
着色部６を形成するための着色インクの吐出時の粘度は４〜７ｍＰａ・Ｓであり、着色形成部５に配設した直後のインク面６ａは凸形状となっている。そして、これを４０〜１２０℃で乾燥すると、乾燥途上のインク面６ｂを経て、乾燥終了後には、平坦なインク面６ｃとなる。
なお、着色部６の乾燥後の厚さは図１に示すように、隔壁３の層厚よりも小さくされているが、隔壁３の層厚とできるだけ等しいことが好ましい。
【００１８】
本実施形態によれば、着色インクの吐出時の粘度と乾燥温度とを適切に設定してあるので、最終的なインク面６ｃを平坦なものとすることができる。具体的には、△Ｅ*ａｂで算出した色差が３以下となる平坦性が達成されている。そのため、色調のバラツキが少ないカラーフィルタとすることができる。なお、△Ｅ*ａｂで算出した色差とは、均等色空間（Ｌ*ａ*ｂ*表色系）における２つの試料間の色の差（座標上の距離）を意味する。
また、感光性樹脂膜３ｂの少なくともその上面３ｃが撥インク性を示すので、着色インクが着色形成部５の外に広がるおそれがない。
また、隔壁３の下部は遮光膜３ａで構成されているので、別個に遮光層を設けなくとも、隣接する着色形成部を透過する光を明確に区別することができる。
【００１９】
図２及び図３は、図１に示した第１実施形態と吐出時の粘度と乾燥条件のみを変更したカラーフィルタの要部断面図で、着色インクの乾燥前後の形状を模式的に示したものである。
図２では、着色部６を形成するための着色インクの吐出時の粘度は２ｍＰａ・Ｓである。このように低い粘度のため、着色形成部５に配設した直後のインク面６ａは凸形状となっているものの図１の第１実施形態の場合と比較すると盛り上がりが小さい。この場合、４０℃という比較的低い温度で乾燥しても、乾燥途上のインク面６ｂを経て、乾燥終了後のインク面６ｃは凹形状となってしまう。
一方、図３では、着色部６を形成するための着色インクの吐出時の粘度は１１ｍＰａ・Ｓである。このように高い粘度のため、着色形成部５に配設した直後のインク面６ａは凸形状であって図１の第１実施形態の場合よりも盛り上がりが大きい。この場合、１２０℃という比較的高い温度で乾燥しても、乾燥途上のインク面６ｂを経て、乾燥終了後のインク面６ｃも凸形状となってしまう。
【００２０】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２実施形態であるカラーフィルタ及びその製造方法を、図面を参照して説明する。図４は本実施形態のカラーフィルタの断面図である。なお、図４に示すカラーフィルタの構成要素のうち、図１に示した第１実施形態のカラーフィルタの構成要素と同一の構成要素には同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００２１】
図４に示すように、本実施形態の一例のカラーフィルタ３１は、基板２と、基板２上に形成された隔壁３…と、着色部６…と、隔壁３…及び着色部６…を覆うオーバーコート層７とを主体として構成されている。隔壁３は、着色部６…の形成位置である着色形成部５を除く部分に形成されている。
このカラーフィルタ３１は、第１実施形態のカラーフィルタ１と基本的に同等のものであるが、着色形成部５に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色にそれぞれ対応する必要な数の赤色の着色部６Ｒ…、緑色の着色部６Ｇ…、青色の着色部６Ｂ…を配したものである。また、オーバーコート層７を設けている。
【００２２】
着色部６Ｇを形成するための着色インクの吐出時の粘度は６．０ｍＰａ・Ｓであり、これを６５℃で乾燥したものである。また、着色部６Ｒを形成するための着色インクの吐出時の粘度は５．７ｍＰａ・Ｓであり、これを６０℃で乾燥したものである。また、着色部６Ｂを形成するための着色インクの吐出時の粘度は５．４ｍＰａ・Ｓであり、これを５５℃で乾燥したものである。
なお、各々の着色インクの粘度の調整はインク中の固形分濃度と溶媒の種類を適宜調整することによって可能である。
【００２３】
オーバーコート層７は、着色部６…を保護するとともにカラーフィルタ３１の表面を平坦化するものであり、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂からなるものである。オーバーコート層７の厚さは、たとえば１．０〜３．０μｍの範囲である。
尚、カラーフィルタ３１のオーバーコート層７の上に、ＩＴＯ膜（インジウム-スズ酸化膜）からなる透明電極膜や、配向膜を設けても良い。
【００２４】
本実施形態によれば、各色に対応した着色インクの吐出時の粘度と乾燥温度とを適切に設定してあるので、各々の着色部６Ｒ…、６Ｇ…、６Ｂ…を平坦なものとすることができる。具体的には、いずれも△Ｅ*ａｂで算出した色差が３以下となる平坦性が達成されている。そのため、各々の色について色調のバラツキが少ないカラーフィルタとすることができる。
また、上記のカラーフィルタ３１では、隔壁３…の上部を構成する感光性樹脂膜３ｂの少なくとも上面３ｃが撥インク性を示すので、隣接する着色部６…同士が接触して混色するおそれがなく、着色部６…同士の色にじみがないカラーフィルタとすることができる。
また、隔壁３…の下部は遮光膜３ａで構成されているので、別個に遮光層を設けなくとも、各着色形成部を透過する光を明確に区別することができる。
【００２５】
次に、本実施形態のカラーフィルタの製造方法を、図５〜図１２を参照して説明する。
本実施形態のカラーフィルタの製造方法は、基板２の一面２ａ上に隔壁３を形成する工程と、着色形成部５に着色部６を形成する工程とを具備しており、隔壁３を形成する工程は、遮光膜３ａを形成する工程と、遮光膜３ａ上に感光性樹脂膜３ｂの層を形成する工程からなるものである。
【００２６】
まず図５に示すように、透明な基板２を用意し、次に図６に示すように、基板２の一面２ａの全面に遮光膜３ａを形成する。上述のように、遮光膜３ａは金属クロム膜、または金属クロム膜と酸化クロム膜との積層膜などからなり、例えばスパッタリング法等により形成される。
その後、レジスト層形成、露光処理、エッチング処理、レジスト層剥離の工程を経て、図７に示すように遮光層３ａを所定のパターンに形成する。
【００２７】
更に図８に示すように、遮光膜３ａ上及び基板２の一面２ａの全面に感光性樹脂膜３ｂを形成する。上述のように、感光性樹脂膜３ｂは撥インク性を発現させるヘキサフルオロポリプロピレン等のフッ素樹脂と、通常のフォトレジストに用いられるようなポジ型若しくはネガ型の感光性樹脂とを少なくとも含むものであり、スピンコート法等により基板２の一面２ａ上に塗布すると共にプリベークすることで形成する。
その後、露光処理、エッチング処理、レジスト層剥離の工程を経て、図９に示すように、遮光層３ａと重なるパターンに形成する。これにより、遮光層３ａと感光性樹脂膜３ｂとからなる隔壁３が形成される。
【００２８】
次に、図１０に示すように、インクジェットヘッド６０に緑色の着色インクを充填し、吐出ノズル６１を隔壁３に対向させて基板２と相対移動させつつ、吐出ノズル６１から緑色の着色インク６Ｇ’を着色形成部５に吐出する。着色インク６Ｇ’の吐出時の粘度は６．０ｍＰａ・Ｓであり、これを６５℃で加熱乾燥することにより、図１１のように、平坦な緑色の着色部６Ｇが形成される。
次に、インクジェットヘッド６０に赤色の着色インクを充填し、吐出ノズル６１を隔壁３に対向させて基板２と相対移動させつつ、吐出ノズル６１から赤色の着色インクを着色形成部５に吐出する。赤色の着色インクの吐出時の粘度は５．７ｍＰａ・Ｓであり、これを６０℃で加熱乾燥することにより、図１２のように、平坦な赤色の着色部６Ｒが形成される。
その次に、インクジェットヘッド６０に青色の着色インクを充填し、吐出ノズル６１を隔壁３に対向させて基板２と相対移動させつつ、吐出ノズル６１から青色の着色インクを着色形成部５に吐出する。青色の着色インクの吐出時の粘度は５．４ｍＰａ・Ｓであり、これを５５℃で加熱乾燥することにより、図１３のように、平坦な青色の着色部６Ｂが形成される。
そして、着色部６…及び隔壁３を覆う樹脂製のオーバーコート層７をスピンコート法等により形成することにより、図４に示すようなカラーフィルタ３１が得られる。
【００２９】
上記のカラーフィルタ３１の製造方法によれば、隔壁３…の上部を構成する感光性樹脂膜３ｂの少なくとも上面３ｃが撥インク性を示すので、隣接する着色部６…同士が接触して混色するおそれがなく、着色部６…同士の色にじみを防ぐことができる。
また、着色部６を形成する際、各色の着色インクの吐出時の粘度は多少のバラツキがあるが、それぞれ乾燥温度を調整することにより良好な平坦性を得ることが可能である。具体的には、粘度の高い着色インクほど高い温度で乾燥させている。
また、着色部６を始めに６Ｇ、次に６Ｒ、最後に６Ｂの順で形成している。このように、着色インクの吐出時の粘度が高い順、すなわち、乾燥温度が高い順に形成しているのは、耐熱性の弱いインクを複数回乾燥して、長時間高温にさらすことを避けるためである。
【００３０】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３実施形態であるカラーフィルタ及びその製造方法を、図面を参照して説明する。図１４は本実施形態のカラーフィルタの断面図である。なお、図１４に示すカラーフィルタの構成要素のうち、図４に示した第２実施形態のカラーフィルタの構成要素と同一の構成要素には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００３１】
図１４に示すように、本実施形態の一例のカラーフィルタ４１も、基板２と、基板２上に形成された隔壁３…と、着色形成部５に形成された着色部６…と、隔壁３…及び着色部６…を覆うオーバーコート層７とを主体として構成されている。隔壁３は、着色部６…の形成位置である着色形成部５を除く部分に形成されている。
このカラーフィルタ４１が第２実施形態のカラーフィルタ３１と異なる点は、隔壁３が黒色感光性樹脂膜３ｄの１層で形成されている点である。
【００３２】
このカラーフィルタ４１の隔壁３は、黒色感光性樹脂膜３ｄからなり、少なくともその上面３ｃが撥インク性を示す。黒色感光性樹脂膜３ｄは、例えば、撥インク性を発現させるヘキサフルオロポリプロピレン等のフッ素樹脂と、通常のフォトレジストに用いられるようなポジ型若しくはネガ型の感光性樹脂と、カーボンブラック等の黒色の無機顔料あるいは黒色の有機顔料とを少なくとも含むものが好ましい。隔壁３の層厚は、例えば０．５〜３．０μｍの範囲が好ましい。
【００３３】
本実施形態によれば、第２実施形態と同様の作用効果を奏する。すなわち、いずれの着色部６も、△Ｅ*ａｂで算出した色差が３以下となる平坦性が達成されている。そのため、各々の色について色調のバラツキが少ないカラーフィルタとすることができる。
また、隔壁３は、黒色感光性樹脂膜３ｄの一層のみで、着色インクの広がりを防止する機能に加えて、遮光層としての機能を併せて有する。
【００３４】
次に、本実施形態のカラーフィルタの製造方法を、図１５〜図２１を参照して説明する。
本実施形態のカラーフィルタの製造方法は、第２実施形態と同様に、基板２の一面２ａ上に隔壁３を形成する工程と、着色形成部５に着色部６を形成する工程とを具備してなるものである。
【００３５】
まず図１５に示すように、透明な基板２を用意し、次に図１６に示すように、基板２の一面２ａの全面に黒色感光性樹脂膜３ｄを形成する。黒色感光性樹脂膜３ｄは、例えばスピンコート法等により塗布すると共にプリベークすることで形成される。その後、レジスト層形成、露光処理、エッチング処理、レジスト層剥離の工程を経て、図１７に示すように、所定のパターンの隔壁３に形成される。
【００３６】
次に、図１８に示すように、インクジェットヘッド６０に緑色の着色インクを充填し、吐出ノズル６１を隔壁３に対向させて基板２と相対移動させつつ、吐出ノズル６１から緑色の着色インク６Ｇ’を着色形成部５に吐出する。着色インク６Ｇ’の吐出時の粘度は６．０ｍＰａ・Ｓであり、これを６５℃で加熱乾燥することにより、図１９のように、平坦な緑色の着色部６Ｇが形成される。
次に、インクジェットヘッド６０に赤色の着色インクを充填し、吐出ノズル６１を隔壁３に対向させて基板２と相対移動させつつ、吐出ノズル６１から赤色の着色インクを着色形成部５に吐出する。赤色の着色インクの吐出時の粘度は５．７ｍＰａ・Ｓであり、これを６０℃で加熱乾燥することにより、図２０のように、平坦な赤色の着色部６Ｒが形成される。
その次に、インクジェットヘッド６０に青色の着色インクを充填し、吐出ノズル６１を隔壁３に対向させて基板２と相対移動させつつ、吐出ノズル６１から青色の着色インクを着色形成部５に吐出する。青色の着色インクの吐出時の粘度は５．４ｍＰａ・Ｓであり、これを５５℃で加熱乾燥することにより、図２１のように、平坦な青色の着色部６Ｂが形成される。
そして、着色部６…及び隔壁３を覆う樹脂製のオーバーコート層７をスピンコート法等により形成することにより、図１４に示すようなカラーフィルタ４１が得られる。
【００３７】
上記のカラーフィルタ４１の製造方法によれば、第２実施形態と同様の作用効果を奏する他、隔壁３…を黒色感光性樹脂膜３ｄの一層で構成したので、製造工程を簡素化することができる。
【００３８】
尚、第１、第２、第３の実施形態に示したカラーフィルタの着色部６…の配置は、図２２に示すように各種の配置のパターンを採用することができる。例えば図２２（ａ）に示すようなストライプ配置や、図２２（ｂ）に示すようなモザイク配置や、図２２（ｃ）に示すようなデルタ配置とすることができる。
【００３９】
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態の液晶装置を図面を参照して説明する。
図２３は、第４の実施形態であるパッシブマトリックス型液晶装置（液晶装置）の概略構成を示す断面図である。この実施形態の液晶装置１００は、液晶駆動用ＩＣ１２１、配線類１２２、光源（バックライト）１７０、支持体（図示せず）などの付帯要素が装着されている。
【００４０】
この液晶装置１００は、カラーフィルタとして第２の実施形態で説明したカラーフィルタ３１を備えており、カラーフィルタ３１を上側（観測者側）に配置したものである。尚、本実施形態においてはカラーフィルタ３１について簡略的に説明することとする。
図２３には透過型液晶装置１００の要部を示しており、この液晶装置１００は、カラーフィルタ３１とガラス基板等からなる基板１０１との間にＳＴＮ（Super Twisted Nematic）液晶等からなる液晶層１０３が挟持されて概略構成されている。またカラーフィルタ３１の周縁部と基板１０１の周縁部との間にはシール材１１０が配置されており、カラーフィルタ３１と基板１０１とシール材１１０とに区画された部分に液晶層１０３が封入されている。
カラーフィルタ３１は、第２の実施形態で説明したカラーフィルタと同じものであり、基板２と、基板２の一面２ａ上に形成された隔壁３と、着色形成部５に形成された着色部６…と、隔壁３及び着色部６…を覆うオーバーコート層７とを具備して構成されている。着色部６…は、赤（Ｒ）の着色部６Ｒ、緑（Ｇ）の着色部６Ｇ、青（Ｂ）の着色部６Ｂの各色からなる。
【００４１】
カラーフィルタ３１のオーバーコート層７の下（液晶層１０３側）には、複数の電極１０６が所定の間隔でストライプ状に形成され、さらにその下（液晶層１０３側）に配向膜１０９が形成されている。
同様に、基板１０１におけるカラーフィルタ３１との対向面にはカラーフィルタ側の電極１０６と直交する方向に延在する複数の電極１０５がストライプ状に所定の間隔で形成され、その上（液晶層１０３側）に配向膜１０７が形成されている。そして、電極１０５と電極１０６との交差位置に対応する位置に、カラーフィルタの着色部６…が配置されている。
また、基板１０１とカラーフィルタ３１の外面側には図示略の偏光板がそれぞれ設置されている。また、符号１０４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る。
尚、電極１０５，１０６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。
【００４２】
この液晶装置１００によれば、各色に対応した着色インクの吐出時の粘度と乾燥温度とを適切に設定してあるので、各々の着色部６Ｒ…、６Ｇ…、６Ｂ…を平坦なものとすることができる。具体的には、いずれも△Ｅ*ａｂで算出した色差が３以下となる平坦性が達成されている。そのため、各々の色について色調のバラツキが少ない液晶装置とすることができる。
また、カラーフィルタ３１では、隔壁３…の少なくとも上面が撥インク性を示すので、隣接する着色部６…同士が接触して混色するおそれがなく、液晶装置１００の色にじみを防止することができる。
また、隔壁３…は遮光性なので、別個に遮光層を設けなくとも、各着色形成部を透過する光を明確に区別することができる。
【００４３】
［第５の実施形態］
次に、本発明の第５の実施形態の液晶装置を図面を参照して説明する。
図２４は、第５の実施形態であるパッシブマトリックス型液晶装置（液晶装置）の概略構成を示す断面図である。この実施形態の液晶装置２００は、液晶駆動用ＩＣ２２１、配線類２２２、光源（バックライト）２７０、支持体（図示せず）などの付帯要素が装着されている。
この液晶装置２００は、カラーフィルタとして第２の実施形態で説明したカラーフィルタ３１を備えており、カラーフィルタ３１を下側（観測者側の反対側）に配置したものである。尚、本実施形態においてはカラーフィルタ３１について簡略的に説明することとする。
【００４４】
図２４には透過型液晶装置２００の要部を示しており、この液晶装置２００は、カラーフィルタ３１とガラス基板等からなる基板２０１との間にＳＴＮ（Super Twisted Nematic）液晶等からなる液晶層２０３が挟持されて概略構成されている。またカラーフィルタ３１の周縁部と基板２０１の周縁部との間にはシール材２１０が配置されており、カラーフィルタ３１と基板２０１とシール材２１０とに区画された部分に液晶層２０３が封入されている。
カラーフィルタ３１は、第２の実施形態で説明したカラーフィルタと同じものであり、基板２と、基板２の一面２ａ上に形成された隔壁３と、着色形成部５に形成された着色部６…と、隔壁３及び着色部６…を覆うオーバーコート層７とを具備して構成されている。着色部６…は、赤（Ｒ）の着色部６Ｒ、緑（Ｇ）の着色部６Ｇ、青（Ｂ）の着色部６Ｂの各色からなる。
【００４５】
カラーフィルタ３１のオーバーコート層７の上（液晶層２０３側）には、複数の電極２０６が所定の間隔でストライプ状に形成され、さらにその上（液晶層２０３側）に配向膜２０９が形成されている。
同様に、基板２０１のカラーフィルタ３１との対向面にはカラーフィルタ側の電極２０６と直交する方向に延在する複数の電極２０５が所定の間隔でストライプ状に形成され、その下に配向膜２０７が形成されている。そして、電極２０５と電極２０６との交差位置に対応する位置に、カラーフィルタ３１の着色部６…が配置されている。
尚、電極２０５，２０６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。
また、基板２０１とカラーフィルタ３１の外面側には図示略の偏光板がそれぞれ設置されている。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る。
【００４６】
この液晶装置２００によれば、第４の実施形態の液晶装置１００と同様な効果が得られる。
【００４７】
［第６の実施形態］
次に、本発明の第６の実施形態の液晶装置を図面を参照して説明する。
図２５は、本発明の第６の実施形態である半透過反射型のＴＦＤ型（Thin Film Diode 型）の液晶装置３００の分解斜視図である。
この実施形態の液晶装置３００は、液晶駆動用ＩＣ（図示せず）、配線類（図示せず）、光源（バックライト）２７０、支持体（図示せず）などの付帯要素が装着されている。
この液晶装置３００は、カラーフィルタとして第３の実施形態で説明したカラーフィルタ２１を備えており、カラーフィルタ４１を下側（観測者側の反対側）に配置したものである。尚、本実施形態においてはカラーフィルタ４１について簡略的に説明することとする。
【００４８】
図２５に示すように、この液晶装置３００は、アクティブマトリクス型のＴＦＤ（Thin Film Diode）型の液晶装置をなし、カラーフィルタ４１と基板３３８が所定の間隔で対向配置され、カラーフィルタ４１と基板３３８との間には図示略の液晶が介在されている。
尚、図面上では省略されているが、基板２、３３０の周辺部側にシール材が配置され、基板２、３３０が対向状態で接合、一体化され、両基板２、３３０間に液晶が封入されている。
基板３３８は素子基板となっていて、ガラス等からなる透明基板３３０の下面にマトリックス状に例えばＩＴＯ等の透明電極からなる複数の画素電極３３２、及び画素電極３３２を制御するＴＦＤ素子３３６が設けられている。ＴＦＤ素子３３６は画素電極３３２の一隅に配設されている。またＴＦＤ素子３３６は走査線３３４に接続され、操作信号と後述するデータ線（対向電極）３２２に印加された信号に基づき、液晶を表示、非表示状態または中間状態に切り替えることが可能になっている。
【００４９】
カラーフィルタ４１は、図２５に示すように、基板２と、基板２の一面（換言すると液晶層側の面）に形成された黒色感光性樹脂膜からなる隔壁３と、着色部６…及びオーバーコート層７とにより構成されている。オーバーコート層７上には、ＩＴＯから成りデータ線をなす短冊状の電極（対向電極）３２２が形成されている。
また、基板の他面（換言すると液晶層側の反対面）には金属膜から成る反射層９がほぼ全面にわたって形成されている。さらに、各着色部６…の中心付近における反射層９には矩形状の小さな窓９ａが形成され、カラーフィルタ４１の外側に配設された光源（バックライト）３７０からの光が基板３３８側へ透過するようになっている。つまり、この液晶装置３００は、各着色部６…の周縁部では反射層９による反射表示を行い、その中心部では窓９ａによる透過表示を行うようになっている。
各着色部６…は、基板３３８の画素電極３３２に対向した位置にマトリクス状に形成され、青色の着色部（図示「Ｂ」）６Ｂ、緑色の着色部（図示「Ｇ」）６Ｇ、赤色の着色部（図示「Ｒ」）６Ｒから構成されている。各着色部６…は離間配置され、それらの間には、非画像表示領域（他方の基板３３８の画素電極３２が形成されていない領域）に対応して黒色感光性樹脂膜からなる隔壁２３が形成されている。
【００５０】
この液晶装置３００によれば、第４の実施形態の液晶装置１００と同様な効果が得られる。
【００５１】
［第７の実施形態］
次に、本発明の第７の実施形態の液晶装置を図面を参照して説明する。
図２６は、本発明の第７の実施形態である透過型のＴＦＴ型（Thin Film Transistor 型）の液晶装置４００の分解斜視図である。
この実施形態の液晶装置４００は、液晶駆動用ＩＣ（図示せず）、配線類（図示せず）、光源（バックライト）４７０、支持体（図示せず）などの付帯要素が装着されている。
この液晶装置４００は、カラーフィルタとして第３の実施形態で説明したカラーフィルタ４１を備えており、カラーフィルタ４１を上側（観測者側）に配置したものである。尚、本実施形態においてはカラーフィルタ４１について簡略的に説明することとする。
【００５２】
この実施形態の液晶装置４００は、互いに対向するように配置されたカラーフィルタ４１及びガラス基板４１４と、これらの間に挟持された図示略の液晶層と、カラーフィルタ４１の上面側（観測者側）に付設された偏光板４１６と、ガラス基板４１４の下面側に付設された図示略の偏光板とを主体として構成されている。カラーフィルタ４１は透明なガラスからなる基板２を具備してなる観測者側に向いて設けられる表側の基板であり、ガラス基板４１４はその反対側、換言すると裏側に設けられる透明な基板である。
基板２は、例えば厚さ３００μｍ（０.３ｍｍ）程度のガラス基板であり、この基板２の下側に、黒色感光性樹脂膜からなる隔壁３と着色部６…、及びオーバーコート層７が順次形成され、更にオーバーコート層７の下側（液晶層側）に駆動用の電極４１８が形成されている。なお、実際の液晶装置においては電極４１８を覆って液晶層側に配向膜が設けられるが、図２６では省略してあるとともに、反対側のガラス基板４１４側の後述する電極４３２上にも配向膜が設けられるが、図２６では省略し、配向膜の説明も省略する。
【００５３】
カラーフィルタ４１は、図２６に示すように、基板２と、基板２の下面（換言すると液晶層側の面）に形成された黒色感光性樹脂膜からなる隔壁３、着色部６…及びオーバーコート層７とにより構成されている。
カラーフィルタ４１の液晶層側に形成された液晶駆動用の電極４１８は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電材料を、オーバーコート層７の全面に形成させたものである。
【００５４】
ガラス基板４１４上には絶縁層４２５が形成され、この絶縁層４２５の上には、ＴＦＴ型のスイッチング素子としての薄膜トランジスタＴと画素電極４３２が形成されている。
ガラス基板４１４上に形成された絶縁層４２５上には、マトリクス状に走査線４５１…と信号線４５２…とが形成され、これら走査線４５１…と信号線４５２…とに囲まれた領域毎に画素電極４３２が設けられ、各画素電極４３２のコーナ部分と走査線４５１と信号線４５２との間の部分に薄膜トランジスタＴが組み込まれており、走査線４５１と信号線４５２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４３２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。また、対向側のカラーフィルタ４１側に形成された電極４１８はこの実施形態では画素電極形成領域全体をカバーする全面電極とされている。尚、ＴＦＴの配線回路や画素電極形状には様々なものがあり、本実施の形態では図２６に示すものを例示したが、他の形状のＴＦＴを備えた液晶装置に適用できるのはもちろんである。
【００５５】
この液晶装置４００によれば、第４の実施形態の液晶装置３００と同様な効果が得られる。
【００５６】
［第８の実施形態］
次に、本発明の第８の実施形態の表示装置を図面を参照して説明する。
図２７はプラズマ型表示装置５００の基本概念図、図２８はプラズマ型表示装置５００の分解斜視図を示す。
この実施形態の表示装置５００は、カラーフィルタとして先の第２の実施形態で説明したカラーフィルタ３１と同等のものを備えており、このカラーフィルタ３１を観察側に配置して構成されている。表示装置５００は、互いに対向して配置されたガラス基板５０１とカラーフィルタ３１と、これらの間に形成された放電表示部５１０とから概略構成される。
【００５７】
放電表示部５１０は、複数の放電室５１６が集合されてなり、複数の放電室５１６のうち、３つの放電室５１６が対になって１画素を構成するように配置されている。従って先のカラーフィルタ３１の各着色部６に対応するように各放電室５１６が設けられる。
【００５８】
前記（ガラス）基板５０１の上面には所定の間隔でストライプ状にアドレス電極５１１が形成され、それらアドレス電極５１１と基板５０１の上面とを覆うように誘電体層５１９が形成され、更に誘電体層５１９上においてアドレス電極５１１、５１１間に位置して各アドレス電極５１１に沿うように隔壁５１５が形成されている。なお、隔壁５１５においてはその長手方向の所定位置においてアドレス電極５１１と直交する方向にも所定の間隔で仕切られており（図示略）、基本的にはアドレス電極５１１の幅方向左右両側に隣接する隔壁と、アドレス電極５１１と直交する方向に延設された隔壁により仕切られる長方形状の領域が形成され、これら長方形状の領域に対応するように放電室５１６が形成され、これら長方形状の領域が３つ対になって１画素が構成される。また、隔壁５１５で区画される長方形状の領域の内側には蛍光体５１７が形成されている。
【００５９】
次に、前記カラーフィルタ３１側には、先のアドレス電極５１１と直交する方向に（図２７では、図示の都合上、アドレス電極の方向が実際と相違している。）複数の表示電極５１２がストライプ状に所定の間隔で形成され、これらを覆って誘電体層５１３が形成され、更にＭｇＯなどからなる保護膜５１４が形成されている。
そして、前記基板５０１とカラーフィルタ３１の基板２が、前記アドレス電極５１１…と表示電極５１２…を互いに直交させるように対向させて相互に貼り合わされ、基板５０１と隔壁５１５とカラーフィルタ３１側に形成されている保護膜５１４とで囲まれる空間部分を排気して希ガスを封入することで放電室５１６が形成されている。なお、カラーフィルタ３１側に形成される表示電極５１２は各放電室５１６に対して２本ずつ配置されるように形成されている。
【００６０】
アドレス電極５１１と表示電極５１２は図示略の交流電源に接続され、各電極に通電することで必要な位置の放電表示部５１０において蛍光体を励起発光させて白色発光させ、この発光をカラーフィルタ３１を介して見ることでカラー表示ができるようになっている。
この表示装置５００によれば、第４の実施形態の液晶装置１００とほぼ同様な効果が得られる。
【００６１】
［第９の実施形態］
次に、前記の第４、第５、第６、第７の実施形態の液晶装置１００、２００、３００、４００のいずれかを備えた電子機器の具体例について説明する。
図２９（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図２９（ａ）において、符号６００は携帯電話本体を示し、符号６０１は前記の液晶装置１００、２００、３００、４００のいずれかを用いた液晶表示部を示している。
図２９（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。図２９（ｂ）において、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、符号７０２は前記の液晶装置１００、２００、３００、４００のいずれかを用いた液晶表示部を示している。
図２９（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図２９（ｃ）において、符号８００は時計本体を示し、符号８０１は前記の液晶装置１００、２００、３００、４００のいずれかを用いた液晶表示部を示している。
図２９（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、前記の液晶装置１００、２００、３００、４００のいずれかを用いた液晶表示部を備えたものであり、先の第４〜第８実施形態の液晶装置１００、２００、３００、４００の特徴を有するので、いずれの液晶装置を用いても薄型化、小型化、軽量化され、高輝度であって表示品質に優れた効果を有する電子機器となる。
【００６２】
【実施例】
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によっていかなる制限を受けるものではない。
【００６３】
［実施例］
厚さ０．７ｍｍ、縦３７ｃｍ、横３０ｃｍの無アルカリガラス透明基板の表面を、熱濃厚硫酸に過酸化水素水を１％添加した洗浄液で洗浄し、純水でリンスの後、エア乾燥を行って清浄表面を有する透明基板を得た。
この透明基板表面に、スパッタリング法によって、皮膜厚さ平均０．２μｍのクロム皮膜を形成し、その後パターンニングをして遮光層を形成した。クロム皮膜のパターニングは、次のように行った。まず、その表面にフォトレジスト（東京応化（株）製、商品名：ＯＦＰＲ−８００）をスピンコートし、ホットプレート上で、５分間８０℃で乾燥してフォトレジスト皮膜を形成した。そして、このフォトレジスト皮膜表面に、所定のマトリックスパターン形状を描画したマスクフィルムを密着し、ＵＶ露光を行った。次に、これを水酸化カリウム８％のアルカリ現像液に浸漬して露光部のフォトレジストを除去した。続いて、露出した画素部クロム皮膜を塩酸を主成分とするエッチング液でエッチング除去した。そして最後に、未露光部分に残存するフォトレジストをアルカリ溶液により剥離し遮光層（ブラックマトリックス）を得た。
【００６４】
この遮光層の上に、以下のようにして透明感光性樹脂膜を形成した。まず、ネガタイプ透明含フッ素アクリル系感光性樹脂組成物を、遮光層を覆って透明基板全体にスピンコート法で塗布し、１００℃で２０分間プレベークした。
その後、クロム皮膜のパターニングに使用したマスクフィルムとほぼ同じマトリックスパターン形状を描画したマスクフィルムを密着し、ＵＶ露光を行った。そして、未露光部分の樹脂組成物を、アルカリ性の現像液で現像し、純水でリンスの後スピン乾燥した。最終乾燥としてのアフターベークを２００℃で３０分間行い、露光部分の樹脂組成物を十分硬化させて平均２．５μｍの透明感光性樹脂膜を得た。このようにして、遮光層と透明感光性樹脂膜とからなる隔壁を得た。
【００６５】
この隔壁に囲まれた着色形成部に、インクジェットプリンティングヘッドから、緑色の着色インクを高精度で制御しつつ吐出、塗布し、その後所定の温度で乾燥し、緑色の着色部を形成した。
インクジェットプリンティングヘッドには、ピエゾ圧電効果応用の精密ヘッドを使用し、インク滴は８〜１０ピコリットルの微小滴を着色形成部毎に３〜８滴ずつ、各色を選択的に飛ばした。ヘッドよりターゲットである着色形成部への飛翔速度、飛行曲がり、サテライトと称される分裂迷走滴発生防止のためには、着色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ことから、あらかじめ条件設定した波形をプログラムして、インク滴を吐出し、塗布した。
緑色の着色部を形成後、同様の手順で赤色の着色部を形成し、その後青色の着色部を形成した。
【００６６】
着色インクとしては、ポリウレタン樹脂オリゴマーに有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、酢酸ブチルを、また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％を分散剤として添加したものを用いた。
各着色部の着色インク吐出時の粘度、着色インク中の固形分濃度、及び固形分中の顔料濃度、乾燥温度並びに△Ｅ*ａｂで算出した色差は、表１に示すとおりである。
【００６７】
0003969034.tif 000002
【００６８】
上記のようにして隔壁と着色部が形成された透明基板に、透明アクリル樹脂塗料を平坦化層（オーバーコート層）としてスピンコートし、平坦化された面を得た。さらにこの上面にＩＴＯ電極膜を所定のパターンに形成して、カラーフィルタ（用基板）とした。得られたカラーフィルタ（用基板）は、いずれの着色部も良好な平坦性が得られ、色調のバラツキが抑制されたカラーフィルタとすることができた。また、熱サイクル耐久試験、紫外線照射試験、加湿試験等の耐久試験に合格し、液晶表示装置用の基板として好適に用い得ることを確認した。
【００６９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、着色インクの平坦性を確保して、色調のバラツキを抑制したカラーフィルタを提供することができる。
また、本発明によれば、色調のバラツキが抑制されたカラーフィルタを備えた高精細な液晶装置及びこの液晶装置を備えた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】   本発明の第１の実施形態のカラーフィルタの要部を示す断面図である。
【図２】   着色インク吐出時の粘度が不適切な場合の、カラーフィルタの要部を示す断面図である。
【図３】   着色インク吐出時の粘度が不適切な場合の、カラーフィルタの要部を示す断面図である。
【図４】   本発明の第２の実施形態のカラーフィルタを示す断面図である。
【図５】   図４に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図６】   図４に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図７】   図４に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図８】   図４に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図９】   図４に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図１０】   図４に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図１１】   図４に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図１２】   図４に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図１３】   図４に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図１４】   本発明の第３の実施形態のカラーフィルタを示す断面図である。
【図１５】   図１４に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図１６】   図１４に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図１７】   図１４に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図１８】   図１４に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図１９】   図１４に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図２０】   図１４に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図２１】   図１４に示すカラーフィルタの製造方法を説明するための工程図である。
【図２２】   カラーフィルタの着色部の配置を示す平面模式図であって、（ａ）がストライプ配置、（ｂ）がモザイク配置、（ｃ）がデルタ配置を示す図である。
【図２３】   本発明の第４の実施形態である液晶装置の要部を示す断面図である。
【図２４】   本発明の第５の実施形態である液晶装置の要部を示す断面図である。
【図２５】   本発明の第６の実施形態である液晶装置の要部を示す分解斜視図である。
【図２６】   本発明の第７の実施形態である液晶装置の要部を示す分解斜視図である。
【図２７】   本発明の第８の実施形態である表示装置の基本概念図である。
【図２８】   本発明の第８の実施形態である表示装置の分解斜視図である。
【図２９】   本発明の第９の実施形態である電子機器を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…カラーフィルタ
２…基板
３…隔壁
３ａ…遮光膜
３ｂ…透明感光性樹脂膜
３ｄ…黒色感光性樹脂膜
５…着色形成部
６…着色部
７…オーバーコート層
【図１】
0003969034.tif 000003
【図２】
0003969034.tif 000004
【図３】
0003969034.tif 000005
【図４】
0003969034.tif 000006
【図５】
0003969034.tif 000007
【図６】
0003969034.tif 000008
【図７】
0003969034.tif 000009
【図８】
0003969034.tif 000010
【図９】
0003969034.tif 000011
【図１０】
0003969034.tif 000012
【図１１】
0003969034.tif 000013
【図１２】
0003969034.tif 000014
【図１３】
0003969034.tif 000015
【図１４】
0003969034.tif 000016
【図１５】
0003969034.tif 000017
【図１６】
0003969034.tif 000018
【図１７】
0003969034.tif 000019
【図１８】
0003969034.tif 000020
【図１９】
0003969034.tif 000021
【図２０】
0003969034.tif 000022
【図２１】
0003969034.tif 000023
【図２２】
0003969034.tif 000024
【図２３】
0003969034.tif 000025
【図２４】
0003969034.tif 000026
【図２５】
0003969034.tif 000027
【図２６】
0003969034.tif 000028
【図２７】
0003969034.tif 000029
【図２８】
0003969034.tif 000030
【図２９】
0003969034.tif 000031