专利名称：滤色片的形成方法
技术领域：
本发明涉及用喷墨方式制造滤色片的工序。
背景技术：
在由喷墨方式的滤色片形成中，进行由配设在基板上的凸状的隔壁构件(以下称为贮格围堰)的图案的微细化。为了将由喷墨方式喷出的滤色片材料(以下称为墨水)收纳在由贮格围堰和基板形成的凹部(以下称为沟部)中，使贮格围堰呈疏液性、基板呈亲水性以防止墨水超越贮格围堰(例如，专利文献1)。
专利文献1特开2001-272527号公报但是，赋予贮格围堰以疏液性时，由喷墨头喷出的墨水因贮格围堰的疏液性而收缩成为球状，在贮格围堰的中央部附近色深，在贮格围堰近处因墨水的厚度薄而色浅，这样，损害了作为滤色片的性能。
发明内容
因此，本发明的目的在于，用更简便的方法使贮格围堰沟部滞留充分的墨水以提供贮格围堰沟部内的色的深浅的差别小、反差比大的滤色片的形成方法。
为了解决上述课题，本发明的要旨在于，包括在基板上形成贮格围堰的工序；使上述基板和上述贮格围堰的一部分或者全部亲水化的工序；和在上述贮格围堰的上面的一部分或者全部上涂布疏液剂的工序。
按照这样，通过使基板和在基板上形成的贮格围堰的一部分或者全部亲水化，可以使贮格围堰沟部内全部具有亲水性而充分地滞留墨水。另外，通过在贮格围堰的上面的一部分或者全部上涂布疏液剂，可以防止墨水超过贮格围堰，同时从喷墨头喷出的墨水在贮格围堰的上方弹落的情况下，可以将贮格围堰上方的墨水拉到贮格围堰沟内，以防止与邻接的贮格围堰的墨水相混。
本发明的要旨在于，使本发明的疏液剂附着在上述基板以外的原版构件上，通过上述原版构件和上述基板上的上述贮格围堰接触，上述疏液剂被转印到上述贮格围堰的上面的一部分或者全部上。
按照这样，由于使疏液剂附着在基板以外的原版构件上，通过原版构件和基板上的贮格围堰接触，疏液剂可以转印到贮格围堰的上面的一部分或者全部上，所以对已亲水化的贮格围堰沟部不赋予影响而可以使贮格围堰的上面的一部分或者全部上设置疏液剂。
本发明的要旨在于，本发明的贮格围堰的材质是无机材料或者有机材料。
按照这样，与贮格围堰的材质无关而可以适用本发明。
本发明的要旨在于，本发明的贮格围堰的高度是1μm以上。
按照这样，在贮格围堰的上面的一部分或者全部设置疏液剂之际，贮格围堰的高度是1μm以上时，可以防止疏液剂附着在贮格围堰沟部中。
本发明的要旨在于，本发明的上述贮格围堰配设在遮光层的上方。
按照这样，在配设在基板上的遮光层的上方设置贮格围堰，通过使基板、贮格围堰和遮光层的一部分或者全部亲水化，可以使贮格围堰沟部内全部亲水化，同样使墨水滞留在贮格围堰沟部内。
本发明的要旨在于，使上述基板和上述贮格围堰的一部分或者全部亲水化的工序，至少包括臭氧氧化处理、等离子体处理、电晕处理、紫外线照射处理、电子束照射处理、酸处理、碱处理中的一种处理。
按照这样，作为使基板和贮格围堰的一部分或者全部亲水化的工序的处理方法，至少包括臭氧氧化处理、等离子体处理、电晕处理、紫外线照射处理、电子束照射处理、酸处理、碱处理的一种处理，藉此，可以使基板和贮格围堰的一部分或者全部亲水化。
本发明的要旨在于，本发明的原版构件是平板状或者辊状。
按照这样，相对于在基板上形成的贮格围堰上面的一部分或者全部可以容易地转印附着在平板状或者辊状的原版构件上的疏液剂，使贮格围堰上面的一部分或者全部具备疏液性。
本发明的要旨在于，本发明的原版构件的材质是至少含有硅氧烷结构的弹性体。
按照这样，由于原版构件的材质是至少含有硅氧烷结构的弹性体，所以可以得到形成弹性体的原版构件，可以提高与基板和贮格围堰的一部分或者全部的密接性。另外，还可以确保与疏液剂的耐性。
本发明的要旨在于，本发明的疏液剂是有机硅烷偶合剂或者呈疏液性的高分子。
按照这样，由于疏液剂是有机硅烷偶合剂或者呈疏液性的高分子，所以可以使贮格围堰的上面的一部分或者全部具备强的疏液性，可以使墨水稳定地收容在贮格围堰沟部。
图1是基板和在该基板上形成贮格围堰的工序的流程图。
图2(a)～(f)是说明由光刻法蚀刻贮格围堰膜而形成贮格围堰的工序的基板剖面图。
图3(a)～(e)是说明图1的流程图中的由光刻法蚀刻基板而形成贮格围堰的工序(S120、S121、S122)的基板剖面图。
图4(a)是在基板10上形成需要的贮格围堰膜12a的基板10的剖面图，(b)是通过使基板和贮格围堰的一部分或者全部亲水化的工序的被亲水化的基板10的剖面图。
图5(a)～(c)是说明平板状的原版构件的制作方法的俯视图、剖面图和立体图。
图6(a)～(c)是说明在基板10上形成的亲水化贮格围堰的上面22的一部分或者全部涂布疏液剂80的工序的基板10及原版构件51的剖面图。
图7(a)是液滴喷出头200的整体的剖面立体图，(b)是喷出部的详细的剖面图。
图8是说明从液滴喷出头200喷出的红(R)、绿(G)、蓝(B)的任一种墨水11和基板10的关系的剖面图。
图9(a)～(c)是表示辊状的原版构件61的制作方法的俯视图、剖面图和立体图。
图10(a)～(d)是说明在基板10上设置遮光层95、含有该遮光层95的滤色片的形成方法的基板10的剖面图。
图11是说明从液滴喷出头200喷出的红(R)、绿(G)、蓝(B)的任一种墨水11和基板10的关系的剖面图。
图中10-基板，10a-表面，10b-图案，11、11a、11b-墨水，11c-液面，11d、11e-液面，12-贮格围堰膜，12a-需要的贮格围堰膜，12b-不需要的贮格围堰膜，12c、12d-贮格围堰壁侧面，12e-贮格围堰上面，14-抗蚀剂，14a-需要的抗蚀剂，14b-不需要的抗蚀剂，16-光掩模，16a-光掩模图案，20-贮格围堰沟部，21、21a、21b-亲水化贮格围堰沟部，22-亲水化贮格围堰上面，50-疏液剂，51-基板以外的构件的平板状的原版构件，52-模框，52a-导向孔，52b-壁面，53-印模体，53a-倾斜面，53b-突出部，53c-面，54-印模剂，54a-原版面，55-平板，55a-面，56-施力构件，61-基板以外的构件的辊状的原版构件，62-模框，62a-壁，62b、62c-阶式孔，63、64-底板，64a-孔，65-中心轴，65a、65b-突出部，66-盖，66a-孔，66b、66c-排泄孔，70-表面处理剂，80-疏液剂，81-疏液化膜，90-亲水化膜，95-遮光层，200-液滴喷出头，220-内腔，222-隔壁，224-振动器，224a、224b-电极，224c-压电元件，226-振动板，227-喷出部，228-喷嘴板，229-积液处，230-供给口，232-孔，252-喷嘴具体实施方式
以下详细地说明本发明的实施例。
实施例1滤色片在基板上具备矩阵状排列的多个像素，像素和像素的交界线由凸状的隔壁构件(以下称为贮格围堰)划分。将用该贮格围堰划分的内侧区域称为贮格围堰沟部。从喷墨装置向1个个像素中喷出红(R)、绿(G)、蓝(B)的任一种滤色材料(以下称为墨水)，形成滤色片。像素的形状也可以是圆形、椭圆形、方形、条纹的任一种形状，但是由于墨水的组合物具有表面张力，所以优选方形的角部带圆角。另外，红、绿、蓝的配置有嵌镶排列、条纹排列、三角形排列等，在本实施例中也可以是其它的配置。
本实施例说明作为滤色片形成方法的基板和在该基板上形成贮格围堰的工序；使基板和贮格围堰的一部分或者全部亲水化的工序；和在贮格围堰的上面的一部分或者全部上涂布疏液剂的工序。
<基板和在基板上形成贮格围堰的工序的流程图>
图1是本实施例的基板和在该基板上形成贮格围堰的工序的流程图。
在本实施例中，用步骤(以下称为S)100选择是否以基板自体作为贮格围堰使用。不以基板自体作为贮格围堰使用的情况下进入S101，以基板自体作为贮格围堰使用的情况下进入S120。
在此，作为基板的材质是由玻璃、石英等构成的透明或者半透明的无机质基板材料、金刚石、硅系、锗系等的单晶体或者非单晶体的半导体基板材料、另外由陶瓷等构成的基板材料、或者聚乙烯树脂系、聚苯乙烯树脂系、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂系、聚丙烯酸树脂系、聚甲基丙烯酸树脂系等的通用塑料或聚碳酸酯树脂系、聚酯树脂系、聚酰胺树脂系、聚缩醛树脂系、聚酰胺-酰亚胺树脂系、聚酰亚胺树脂系、聚醚酰胺树脂系、环氧树脂系(包括加入玻璃)、聚砜树脂系、聚醚砜树脂系、聚醚树脂系、聚醚醚酮树脂系、聚醚腈树脂系、聚苯基醚树脂系、聚苯硫醚树脂系、聚酚醛树脂系等的工程塑料的任一种或者使分别的材料组合的材料。
说明不以基板自体作为贮格围堰的情况。
在S101，选择是否在基板10的上方使贮格围堰多层化。不多层化时选择1层的贮格围堰的情况下(NO)，使S102～S105只进行一次。另外，选择“使贮格围堰多层化”的情况下(YES)，使S102～S105只反复进行多层化的次数。
在S102，使基板的一部分或者全部涂布或者附着贮格围堰材料，实施热和/或光处理等的成膜处理，得到希望的贮格围堰膜。所谓热和/或光处理是指通过加热、紫外线照射、红外线照射或者可见光照射等使构成贮格围堰膜的物质活性化、发生反应、用于得到作为贮格围堰膜的性能的处理。以下，将该处理称为成膜处理。以下将这样得到的膜称为贮格围堰膜。优选作为贮格围堰的高度的贮格围堰膜的厚度(高度)是1μm以上。
在此，贮格围堰的材料是作为无机材料的无机质基板材料、半导体基板材料、陶瓷基板材料或者作为有机材料的通用的塑料和工程塑料的任一种或者使分别的材料组合的材料。特别是选择S101中“使贮格围堰多层化”的情况下，组合这些材料，构成贮格围堰。
另外，说明S102中的涂布或者附着贮格围堰的材料的方法。
作为涂布的方法有旋转涂法，其通过将液状的上述的贮格围堰材料供给旋转的基板可以得到具有希望厚度的贮格围堰膜；喷涂法，其由气体或者介质将液状的上述的贮格围堰的材料制成雾状喷涂到基板上；辊涂法，其将液状的上述的贮格围堰的材料供给旋转着的多个辊上，调整成希望的厚度，使至少1个辊和基板接触，将贮格围堰的材料从辊转印到基板上；模涂法，其将液状的上述的贮格围堰材料供给涂刷器的内部，从涂刷器的前端均匀地涂布到基板上；浸涂法，其将液状的上述的贮格围堰材料存储在容器内浸渍基板后，以匀速拉起而涂布。
作为使由该图的S102得到的贮格围堰膜成形为希望的图案的方法有光刻法。
在S103的光刻法中，实施与贮格围堰形状对合的掩模，使液状的抗蚀剂进行涂布·曝光·显影，在S104中蚀刻而除去贮格围堰膜的不需要部分，在S105中剥离抗蚀剂层而得到希望的贮格围堰形状。详细情况将在后叙述。
在S101中选择使贮格围堰多层化(YES)的情况下，在第1次进入S102得到的贮格围堰的上方涂布与第1次相同或者不同的贮格围堰材料，实施成膜处理，只要以希望的多层化的次数分别反复以后的处理。
说明以基板自体作为贮格围堰使用的情况。
选择由该图S100以基板自体作为贮格围堰使用的情况下，用S120的光刻法实施与贮格围堰形状对合的掩模，使液状的抗蚀剂进行涂布·曝光·显影，用磷酸、硫酸、硝酸等的酸性溶剂或者碱性溶剂蚀刻在S121中用光刻法在基板的上方制造的由抗蚀剂形成的图案的无抗蚀剂的部分的基板，在S122中剥离抗蚀剂，在基板上得到希望深度的凹部。以该凹部作为贮格围堰沟部使用。
<由光刻法在基板上形成贮格围堰的工序>
图2(a)～(f)是说明由光刻法蚀刻贮格围堰膜而形成贮格围堰的工序的基板剖面图。
在图2(a)中，选择图1的S101中使贮格围堰不多层化的情况下(NO)，基板10的一部分或者全部按照由图1的S102说明那样形成贮格围堰膜12。在图2(b)中，使图2(a)的贮格围堰膜12的一部分或者全部的上方形成抗蚀剂14。
在图2(c)中，以与形成的抗蚀剂14密接的方式实施光掩模16，在该密接的光掩模16的面上实施希望的图案。在本实施例中，使用了阳性抗蚀剂，由光掩模16的上方照射的平行光只照射无光掩模图案16a的部分。
在图2(d)中，被光照射的抗蚀剂14由该光发生化学反应，相对于显影液成为可溶。显影液充分地浸渍抗蚀剂14的表面时，不需要的抗蚀剂的14b溶解于显影液中。另外，需要的抗蚀剂的14a不溶于显影液。也可以使需要的抗蚀剂14a加热，以提高与贮格围堰膜12的密接性。
在图2(e)中，将溶解贮格围堰膜12的溶剂(以下称为蚀刻液)供给贮格围堰膜12的表面，溶解而除去没有需要的抗蚀剂14a部分的不需要的贮格围堰膜12b。需要的贮格围堰膜12a，被确保于需要的抗蚀剂14a和基板10之间。
在图2(f)中，由剥离溶剂除去需要的抗蚀剂14a，使需要的贮格围堰膜12a在基板10上图案化而形成。在本实施例中，由与1个需要的贮格围堰膜12a的贮格围堰壁侧面12c对向而构成像素的另一个需要的贮格围堰膜12a的贮格围堰壁侧面12d和基板10的表面10a形成的凹部称为贮格围堰沟部20。另外，需要的贮格围堰膜12a的上方的面称为贮格围堰的上面12e。
在此，将例如黑色、蓝色、灰色的颜料或者染料混入贮格围堰膜12的材料中，在基板10上涂布贮格围堰膜12，实施成膜处理，经过本实施例的工序的情况下，需要的贮格围堰膜12a呈黑色、蓝色、灰色。藉此，可以将需要的贮格围堰膜12a作为遮蔽通过本发明的滤色片的光的遮光层使用。混入的颜料或者染料的色调和色彩的深度不限定于上述的色。另外，贮格围堰膜12的材料既可以是无机材料，也可以是有机材料。
图3(a)～(e)是说明图1的流程图中的由光刻法蚀刻基板而形成贮格围堰的工序(S120、S121、S122)的基板剖面图。
图3(a)是S120中在基板10上形成抗蚀剂14的工序。形成的方法、材质与S103相同。S120和S103的不同点在于，在基板10上不配设置贮格围堰膜12，而在基板10上形成抗蚀剂14。
在图3(b)中，在S120，实施光掩模16，从无光掩模图案16a的部分照射平行光，平行光只照射到与无光掩模图案16a的部分对向的抗蚀剂14上。
在图3(c)中，在S120，被光照射的抗蚀剂14由该光发生化学反应，相对于显影液成为可溶。显影液充分地浸渍抗蚀剂14的表面时，不需要的抗蚀剂的14b溶解于显影液中。另外，需要的抗蚀剂的14a不溶于显影液。也可以加热需要的抗蚀剂的14a，以提高与贮格围堰膜12的密接性。
在图3(d)中，在S121，将溶解基板10的溶剂(以下称为基板蚀刻液)供给需要的抗蚀剂14a和基板10的表面，溶解没有需要的抗蚀剂14a的部分的基板10，得到被除去希望深度的凹状的希望的图案10b。基板蚀刻液，只要是不溶解需要的抗蚀剂14a而溶解基板10的溶液即可。
在图3(e)中，在S122，通过剥离溶剂除去需要的抗蚀剂14a，得到被蚀刻的基板10的凹状的希望的图案10b，在本实施例中，将该凹状的希望的图案10b作为贮格围堰沟部20使用。另外，没被蚀刻的基板10的表面10a被称为贮格围堰的上面12e。
<使基板和贮格围堰的一部分或者全部亲水化的工序>
图4(a)是在基板10上形成需要的贮格围堰膜12a的基板10的剖面图，图4(b)是通过使基板和贮格围堰的一部分或者全部亲水化的工序而被亲水化的基板10的剖面图。
图4(a)表示用图1的S102～S105的方法制造的基板10上的贮格围堰沟部20。
在图4(a)中，在如上述那样的基板10上形成需要的贮格围堰膜12a，由基板10的表面10a、需要的贮格围堰膜12a的贮格围堰壁侧面12c、和需要的贮格围堰膜12a的贮格围堰壁侧面12d构成贮格围堰沟部20。贮格围堰沟部20是成为滤色片的像素的位置，由喷墨装置(未图示)将红(R)、绿(G)、蓝(B)的任一种墨水喷到各自的贮格围堰沟部20，以形成滤色片。
图4(b)说明亲水化的工序(亲水处理)。
亲水化的工序(亲水处理)是用于相对于水容易湿润的处理，是对贮格围堰沟部20、基板10及贮格围堰上面12e的一部分或者全部进行的处理，该图中将被处理的表面的被亲水化的膜作为亲水化膜90来表示。特别是将被该亲水化膜90覆盖的贮格围堰沟部20称为亲水化贮格围堰沟部21。另外，特别是将由亲水化膜90覆盖的贮格围堰上面12e称为亲水化贮格围堰上面22。在此，亲水化贮格围堰沟部21称为不包括亲水化贮格围堰上面22的区域。
作为亲水处理的具体例可以例示出臭氧氧化处理、等离子体处理、电晕处理、紫外线照射处理、电子束照射处理、酸处理、碱处理等。另外，根据贮格围堰沟部20、基板10及贮格围堰上面12e的表面特性适宜进行处理，例如作为有机物的贮格围堰沟部20和基板10的表面含有羟基、醛基、酮基、氨基、亚氨基、羧基、硅烷醇基等极性基的情况下，也可以省略亲水处理工序。
实施亲水处理的亲水化贮格围堰沟部21及基板10对水表示20°以下的接触角。
<使贮格围堰的上面的一部分或者全部涂布疏液剂的工序>
以下说明对于上述的亲水化贮格围堰上面22的一部分或者全部涂布疏液剂50的工序。该工序是使亲水化贮格围堰上面22的一部分或者全部相对于水难以湿润的处理。
使疏液剂50附着在基板10以外的构件的原版构件51上，通过该原版构件51和基板10上的贮格围堰上面12e接触，疏液剂50被转印到亲水化贮格围堰上面22的一部分或者全部上，是使亲水化贮格围堰上面22疏液化的工序。
图5(a)～(c)是说明平板状原版构件的制作方法的俯视图、剖视图和立体图。
图5(a)是制作平板状的原版构件时的俯视图，图5(b)是制作平板状的原版构件时的图5(a)的A-A剖面图，图5(c)是完成的平板状的原版构件的立体图。
在图5(a)中，为了制作平板状的原版构件51，首先从模框52的上方插入印模体53。在模框52的底面上配设导向孔52a，并配合在从印模体53延长至下方的突出部53b。另外，模框52与印模体53配合。在印模体53的上方，按照向下方缩进间隔那样配设了对向的、具备一对倾斜面53a的突出部。
从模框52的上方插入印模体53后，使液状的印模剂54流入由模框52和印模体53构成的凹状区域内。流入的液状的印模剂54流入直至填充包括印模体53的面53c和倾斜面53a及模框52的内壁面52b。
插填液状的印模剂54后，至少一面具备平滑的面55a，例如，从模框52的上方插入硅片或者玻璃等的平板55，夹住液状的印模剂54。此时，按照平板55的平滑的面55a和液状的印模剂54之间不进入空气那样，在平板55的平滑的面55a上预先涂布液状的印模剂后插入。平板55只要具有平坦的面即可，不作特别的限定。
将平板55插入模框52中后，插入施力构件56。在本实施例中，利用施力构件56的重量使平板55和液状的印模剂54施力，但也可以由储气筒、弹簧从上方施力，也可以使模框52和施力构件56拧住。
这样作，将安装了各自的构件的整套在室温下放置24小时。另外，也可以加热。通过这样的处理，液状的印模剂54以具备弹性的状态固化。
在此，说明作为原版构件的材质的印模剂54的材料。
作为印模剂54的材料使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)(信越化学工业制KE1310ST)，通过加成型的反应机构混入固化的树脂材料和固化剂后，通过在室温下放置24小时或者加热放置，以具备弹性的状态固化。
例如，使液状的印模剂54反应成型为弹性体时的反应也可以是缩合型或者加成型的任一种，但由于显示0.5％左右的线收缩率的缩合型的高分子反应的过程中会发生气体，所以更优选使用由线收缩率0.1％左右的加成型反应机构的弹性体材料。
另外，为了提高与基板10及亲水化贮格围堰上面22的密接性，优选作为印模剂54使用含有硅氧烷结构的弹性体。例如可以举出作为硅烷类化合物的聚二甲基硅氧烷(PDMS)系的弹性体。其高分子的结构式可以用Si(CH3)3-O-(Si(CH3)2O)n-Si(CH3)3表示。n是正的整数。通过用这种材料，成型的原版面54a的表面可以吸收或者附着涂布在后述的亲水化贮格围堰上面22上的表面处理剂。
图5(c)是在印模剂54具备弹性而固化的状态下从模框52拆下的原版构件51的立体图。
包括印模体53的多个倾斜面53a和面53c在内固接了印模剂54。配设在印模体53上的突出部53b，为了在后述工序中将原版构件51安装在其它装置上而使用。另外，印模剂54的原版面54a通过平板55的平滑面55a成为平滑的面。
在原版构件51的原版面54a的上方涂布作为表面处理剂70的疏液性高分子溶液(ダイキン工业制ユニダインTG-656)，用旋转器以3000rpm通过30秒的旋转在原版面54a上涂布表面处理剂70。通过涂布该表面处理剂70，原版面54a具备疏液性。
<使贮格围堰的上面的一部分或者全部涂布疏液剂的工序>
图6(a)～(c)是说明使基板10上形成的亲水化贮格围堰的上面22的一部分或者全部涂布疏液剂80的工序的基板10及原版构件51的剖面图。
图6(a)是涂布疏液剂80的原版构件51的剖面图。
在原版构件51具备的印模剂54的原版面54a的一部分或者全部上涂布疏液剂80。作为疏液剂80，例如可以使用以分子的末端官能基能够选择地被基板构成原子所化学吸附作为特征的有机硅烷偶合剂(有机硅化合物)或表面活性剂。
在此，所谓有机硅烷偶合剂是用R1SiX1mX2(3-m)表示的化合物，R1表示有机基，X1及X2表示OR2、-R2、-Cl，R2表示碳数是1～4的烷基，m是1～3的整数。
另外，所谓表面活性剂是用R1Y1表示的化合物，Y1是亲水性的极性基、-OH、-(CH2CH2O)nH、-COOH、-COOK、-COONa、-CONH2、-SO3H、-SO3Na、-OSO3H、-OSO3Na、-PO3H2、-PO3Na2、-PO3K2、-NO2、-NH2、-NH3Cl(铵盐)、-NH3Br(铵盐)、≡NHCl(吡啶盐)、≡NHBr(吡啶盐)等。
有机硅烷偶合剂的特征是可以被基板表面的羟基化学地吸附，由于与金属和绝缘体等广泛的材料的氧化物表面显示反应性，所以适宜作为疏液剂80使用。在这些有机硅烷偶合剂和表面活性剂中，特别是由具有全氟烷基结构CnF2n+1或全氟烷基醚结构CpF2p+1O(CpF2pO)r那样的含有氟原子的化合物修饰R，固体表面的表面自由能比25mj/m2低，与具有极性的材料的亲和性小，因而适合于使用。
更具体地说，作为有机硅烷偶合剂可以举出CF3-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3(CF2)3-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3(CF2)5-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3(CF2)5-CH2CH2-Si(OC2H5)3、CF3(CF2)7-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3(CF2)11-CH2CH2-Si(OC2H5)3、CF3(CF2)3-CH2CH2-Si(CH3)(OCH3)2、CF3(CF2)7-CH2CH2-Si(CH3)(OCH3)2、CF3(CF2)8-CH2CH2-Si(CH3)(OC2H5)2、CF3(CF2)8-CH2CH2-Si(C2H5)(OC2H5)2、CF3O(CF2O)6-CH2CH2-Si(OC2H5)3、CF3O(C3F6O)4-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3O(C3F6O)2(CF2O)3-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3O(C3F6O)8-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3O(C4F9O)5-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3O(C4F9O)5-CH2CH2-Si(CH3)(OC2H5)2、CF3O(C3F6O)4-CH2CH2-Si(C2H5)(OCH3)2等。但是，对这些结构不作限定。
另外，作为表面活性剂可以举出CF3-CH2CH2-COONa、CF3(CF2)3-CH2CH2-COONa、CF3(CF2)3-CH2CH2-NH3Br、CF3(CF2)5-CH2CH2-NH3Br、CF3(CF2)7-CH2CH2-NH3Br、CF3(CF2)7-CH2CH2-OSO3Na、CF3(CF2)11-CH2CH2-NH3Br、CF3(CF2)8-CH2CH2-OSO3Na、CF3O(CF2O)6-CH2CH2-OSO3Na、CF3O(C3F6O)2(CF2O)3-CH2CH2-OSO3Na、CF3O(C3F6O)4-CH2CH2-OSO3Na、CF3O(C4F9O)5-CH2CH2-OSO3Na、CF3O(C3F6O)8-CH2CH2-OSO3Na等。但是对这些结构不作限定。
另外，作为疏液剂80也可以使用疏液性的高分子化合物。例如，作为疏液性高分子化合物，可以使用分子内含有氟原子的低聚物或者聚合物，如果举出具体例，有聚四氟乙烯(PTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物、六氟丙稀-四氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯(PVdF)、聚(十五氟庚基甲基丙烯酸乙酯)(PPFMA)、具有聚(全氟辛基丙烯酸乙酯)等长链全氟烷基结构的乙烯、酯、丙烯酸酯、丙烯酸乙酯、乙烯基、氨基甲酸乙酯、硅、亚胺、碳酸酯系聚合物。
按照被转印的疏液剂80的膜(以下称为疏液化膜81)对亲水化贮格围堰上面22没有影响地优选其厚度在10nm以下，更优选是5nm以下的膜厚。
另外，作为向印模剂54的原版面54a涂布疏液剂80的方法，可以采用一般的涂覆法，例如挤压涂覆法、旋转涂覆法、凹版涂覆法、逆转辊涂覆法、棒涂覆法、狭缝涂覆法、微型凹版涂覆法、浸渍涂覆法、喷墨涂覆法等。
图6(b)是说明使涂布疏液剂80的原版面54a和基板10的亲水化贮格围堰上面22接触，将原版面54a的疏液剂80转印到基板10的亲水化贮格围堰上面22上的基板10及原版构件51的剖面图。
首先，调整原版面54a和作为基板10的亲水化膜90的一部分的亲水化贮格围堰上面22的平行度。然后，在原版面54a和基板10的亲水化贮格围堰22之间，以具备弹性的印模剂54多少变形的程度施力。从而，亲水化贮格围堰沟部21未涂布疏液剂80，亲水化贮格围堰沟部21的亲水性确保为原样。由于通过印模剂54多少变形使疏液剂80附着在亲水化贮格围堰沟部21上，所以优选需要的贮格围堰膜12a的高度(厚度)是1μm以上。
图6(c)是说明原版构件51从基板10的亲水化贮格围堰上面22脱离、疏液剂80被转印在基板10的亲水化贮格围堰上面22上的状态的基板10的剖面图。
疏液剂80只转印在原版构件54a和基板10的亲水化贮格围堰上面22接触的部分上，疏液剂80不会转印在未接触的部分上。这就是可以在亲水化贮格围堰上面22的一部分上转印的方法。也可以在亲水化贮格围堰上面22的全部上转印疏液剂80。
为了提高被转印的亲水化贮格围堰上面22的疏液剂80的疏液性，在转印工序后，优选采用用于相对于基板10固定疏液剂80、得到疏液化膜81的工序，具体地说，采用加热处理和暴露于反应性蒸气中等的处理。例如，有机硅烷偶合剂的情况下，通过使基板在高温下加热或者在室温下暴露于高湿度环境下而进行反应。作为具体例，为了将作为疏液剂80的疏液性高分子反应固定在基板10的亲水化贮格围堰上面22上，可以采用在加热到150℃的炉内加热处理1分钟的方法。
这样，通过涂布的疏液剂80固定在基板10上、成为作为疏液性高分子的薄膜的疏液化膜，可以只使基板10上的亲水化贮格围堰上面22呈疏液性。通过由被转印的疏液剂80生成的疏液化膜81的疏液性高分子，使表面处理为具有疏液性，疏液化膜81相对于水具有90。以上的高的接触角。
图7(a)是液滴喷出头200的整体的剖面立体图，(b)是喷出部的详细的剖面图。各自的液滴喷出头200是喷墨的液滴喷出头。各自的液滴喷出头200具备振动板226和喷嘴板228。在振动板226和喷嘴板228之间设置借助于管(未图示)从容器(未图示)经常补充供给孔232的红(R)、绿(G)、蓝(B)的任一种墨水的贮液槽229。
另外，多个隔壁222位于在振动板226和喷嘴板228之间。而且，由振动板226、喷嘴板228和1对隔壁222围住的部分是内腔220。由于内腔220与喷嘴252对应而设置着，所以内腔220的数量与喷嘴252的数量相同。借助于位于1对隔壁222间的供给口230，从贮液槽229将红(R)、绿(G)、蓝(B)的任一种墨水供给内腔220。
在图7(b)中，在振动板226上与各自的内腔220对应而设置振动器224。振动器224包括压电元件224c和夹持压电元件224c的一对电极224a、224b。将驱动电压赋予该1对电极224a、224b之间时，从对应的喷嘴252喷出红(R)、绿(G)、蓝(B)的任一种墨水11。另外，调整喷嘴252的形状，以使从喷嘴252沿Z轴方向喷出墨水11。
在此，本实施例中所谓“墨水11”是指具有可从喷嘴喷出的粘度的材料。此时，不管材料是水性还是油性。只要充分具备可从喷嘴喷出的流动性(粘度)，即使混入固体物质，只要作为整体是流动体即可。
优选墨水11的粘度是1mPa·s以上、50mPa·s以下。粘度比1mPa·s小的情况下，喷出墨水11的液滴时，喷嘴252的周边容易因墨水11的流出而污染。另一方面，粘度比50mPa·s大的情况下，喷嘴252中的孔堵塞的频率升高，因此难以喷出圆滑的液滴。
在本实施例中，将包括1个喷嘴252、与喷嘴252对应的内腔220和与内腔220对应的振动器224的部分表记为“喷出部227”。按照该表记，1个液滴喷出头200具有与喷嘴252数量相同数量的喷出部227。喷出部227也可以具有电热转换元件来代替压电元件。也就是说，喷出部227也可以具有利用由电热转换元件的材料的热膨胀而喷出材料的构成。
在此，说明墨水11的材质。
墨水11例如可以使用下述材质将以聚氨酯树脂低聚物作为颜料的无机颜料或者有机颜料分散后，添加作为低沸点溶剂的环己酮及醋酸丁酯，作为高沸点溶剂的丁醚乙酸酯，再添加作为分散剂的0.01重量％的非离子系表面活性剂，粘度成为6～8mPa·s。从而，通过将红(R)、绿(G)、蓝(B)的无机颜料分散在分别的各自中，形成红(R)、绿(G)、蓝(B)的墨水11。
图8是说明从液滴喷出头200喷出的红(R)、绿(G)、蓝(B)的任一种墨水11和基板10的关系的剖面图。
从液滴喷出头200喷出的墨水11以炮弹型的形状到达基板10。由液滴喷出装置(未图示)，相对于亲水化贮格围堰沟部21，控制用于喷出的位置后喷出适量的墨水11。该图中图示的墨水11是从液滴喷出装置具备的液滴喷出头200中喷出的墨水。
墨水11由液滴喷出头200(参照图7)从该图纸面右侧向左侧例如喷出红(R)的墨水11a，滞留在亲水化贮格围堰沟部21a中，然后，例如喷出绿(G)的墨水11b，滞留在亲水化贮格围堰沟部21b中。此时，由于亲水化贮格围堰沟部21a、21b内被前述的亲水化膜90亲水化，所以墨水11可以容易地滞留在亲水化贮格围堰沟部21a、21b内，相对于亲水化贮格围堰沟部21a、21b的高度可以喷出并滞留墨水11a、11b直至满杯。
因此，使从液滴喷出头200喷出的墨水11a的量多，喷出并滞留在亲水化贮格围堰沟部21a中的墨水11的液面11c容易得到大体水平的状态。由于只要亲水化贮格围堰沟部21a内的墨水11a的厚度大体是均等状态，分散在墨水11a中的颜料的浓度就大体是均匀的，所以实施后述的干燥处理、墨水11a的溶剂蒸发的情况下，作为像素的亲水化贮格围堰沟部21a内的色的浓度就会均匀而且深。
另外，从液滴喷出头200喷出的墨水11a的向基板10的到达位置(以下称为弹落位置)稍微偏离、墨水11a落到疏液化膜81的上方的情况下，因疏液化膜81的疏液性，墨水11a弹起来，被拉进亲水化贮格围堰沟部21a内，可以防止与相邻的其它色的墨水11b混合。
然后，干燥从液滴喷出头200喷出、滞留在作为像素的各亲水化贮格围堰沟部21a、21b内的墨水11。
首先，在自然气氛的气体中放置3小时后，在80℃的加热板上加热40分钟，最后在炉中200℃下加热30分钟，实施墨水11的干燥处理，藉此，在基板10上可以形成红(R)、绿(G)、蓝(B)的滤色片。
在亲水化贮格围堰沟部21b中墨水11b的量多的情况下，墨水11b的液面11e突出直至比疏液化膜81高的位置。即使是该情况下，只要按照本实施例，由疏液化膜81的疏液性，就可以防止流出到相邻像素形成的亲水化贮格围堰沟部21a中。
以下记载本实施例的效果。
(1)不对贮格围堰沟部20(参照图4)实施亲水化处理的情况下，墨水11和贮格围堰沟部20的湿润性差，成为如该图中用双点划线表示的液面11d，成为在贮格围堰沟部20的中心部厚度大、在贮格围堰沟部20的周边部几乎没有厚度的状态。因此，通过本实施例可以解决红(R)、绿(G)、蓝(B)的各像素中的色的均匀性及色的深度的课题。
(2)由于通过在贮格围堰膜12中混入颜料或者染料，需要的贮格围堰膜12a起作为遮光层的作用，所以使用由本实施例的方法形成的滤色片可以提供反差比大的显示装置。
实施例2以下用
实施例2。
本实施例叙述与实施例1不同的部分，不叙述的部分与实施例1相同。
图9(a)～(c)是表示辊状的原版构件61的制作方法的俯视图、剖面图和立体图。
图9(a)、(b)？是说明制作原版构件61的工序的俯视图、剖面图。模框62的内壁62a，由圆筒研磨加工进行正圆度、圆筒度精度良好的精加工。在模框62的下方设有确保与内壁62a同心度的阶式孔62b，在中心具备孔64a的底板64和底板63配合着。在此，流入实施例1所述的液状的印模剂54。
将中心轴65从模框62的上方插入，使中心轴65的一端插入到底板64的中心的孔64a中。从模框62的上方插入与设在模框62的上方的阶式孔62c配合的盖66。使盖66具备的孔66a和中心轴65的另一端配合的同时插入。从盖66具备的排泄孔66b、66c，可以使多余的液状的印模剂54流出到模框62的外部。通过与实施例1同样处理这些构件，使液状的印模剂54固化。从模框62中取出固化的印模剂54和一部分包在印模剂54内的中心轴65。
图9(c)是从模框62中取出的辊状的原版构件61的立体图。
计测从印模剂54突出的中心轴65的突出部65a、65b和印模剂54的原版面54a的同轴度。计测的同轴度不佳的情况下或者印模剂54的原版面54a存在气泡的情况下，以中心轴65的突出部65a、65b作为基准车削原版面54a。此时，由于印模剂54具有弹性，所以可以用被加热的锐利的刀具车削。
与实施例1同样由表面处理剂70处理原版构件61的印模剂54的原版面54a。将这样制作的原版构件61安装在进行辊涂覆的装置等上，在印模剂54的原版面54a上，将实施例1中所述的疏液剂80涂布成均匀的厚度，转印到具备亲水化贮格围堰沟部21的基板10的亲水化贮格围堰上面22上，成膜处理疏液剂80，形成疏液化膜81。
以下叙述本实施例的效果。
(3)通过将原版构件61具备的印模剂54制成辊状，安装在进行辊涂覆的装置等上，可以连续且效率良好地将疏液剂80转印到基板10的亲水化贮格围堰上面22上。
实施例3以下用
实施例3。
本实施例叙述与实施例1或者实施例2不同的部分，不叙述的部分与实施例1或者实施例2相同。
图10(a)～(d)是说明在基板10上设遮光层95、含有该遮光层95的滤色片的形成方法的基板10的剖面图。
在图10(a)中说明基板10上的遮光层95。
在基板10的表面上，由溅射法或者真空镀膜法以平均0.2μm的膜厚形成铬膜，由光刻法使该铬膜形成像素的基底图案状。该遮光层95也称为黑底，由滤色片的遮光层95可以掩蔽而看不见光控制元件的配线等。形成黑色的遮光层95时，可以使通过滤色片中使用的红(R)、绿(G)、蓝(B)的墨水的光的反差比良好。遮光层95只要是金属薄膜、不透明或者半透明的有机材料即可。
说明遮光层95是不透明或者半透明的有机材料的情况。在基板10的上方形成贮格围堰膜12时，可以将颜料或者染料适宜地混合在成为贮格围堰膜12的液状的贮格围堰膜材料中。这样进行时，被成膜处理的贮格围堰膜12起作为不通过光的遮光层95的作用。另外，例如将遮光层95配设在1对偏光板之间的情况下，通过使偏光了的光散射，从一方的偏光板出来的光减少，也可以起遮光层95的作用。该情况下的光散射剂只要是与成为贮格围堰膜12的液状的贮格围堰膜的材料具有不同的折射率的材料即可。
在图10(b)中，使用上述实施例在配设在基板10上的遮光层95的上方形成需要的贮格围堰膜12a。
在图10(c)中，对基板10、遮光层95及需要的贮格围堰膜12a实施亲水处理，形成亲水化膜90。由于遮光层95的宽度比需要的贮格围堰膜12a宽，所以不实施亲水化膜90时，墨水11和遮光层95会直接接触。为了由遮光层95的物质使墨水11弹起，亲水化膜90包括遮光层95在内都被亲水化。
将由需要的贮格围堰膜12a的贮格围堰壁侧面12c、贮格围堰壁侧面12d、遮光层95的一部分及基板10的表面10a的区域构成的凹部称为贮格围堰沟部20。将使该贮格围堰沟部20配设亲水化膜90的区域称为亲水化贮格围堰沟部21。另外，将在贮格围堰上面12e上形成亲水化膜90的部位称为亲水化贮格围堰上面22。
在图10(d)中，与上述实施例同样，使用本发明的转印方法使亲水化的贮格围堰上面22涂布疏液剂80，得到疏液化膜81。
图11是说明从液滴喷出头200喷出的红(R)、绿(G)、蓝(B)的任一种墨水11和基板10的关系的剖面图。
从液滴喷出头200喷出的墨水11，以炮弹型的形状到达基板10。由液滴喷出装置(未图示)控制相对于包括遮光层95的亲水化贮格围堰沟部21用于喷出的位置，喷出适量的墨水11。该图中图示的墨水11是从液滴喷出装置具备的液滴喷出头200中喷出的墨水。
由液滴喷出头200(参照图7)，墨水11从该图纸面右侧向左侧例如喷出红(R)的墨水11a，滞留在亲水化贮格围堰沟部21a中，然后，例如喷出绿(G)的墨水11b，滞留在亲水化贮格围堰沟部21b中。此时，如前所述，由于亲水化贮格围堰沟部21a、21b内包括遮光层95都由亲水化膜90亲水化，所以墨水11可以容易地滞留在亲水化贮格围堰沟部21a、21b内，相对于亲水化贮格围堰沟部21a、21b的高度可以喷出并滞留墨水11a、11b直至满杯。
因此，使从液滴喷出头200喷出的墨水11a的量多，喷出并滞留在亲水化贮格围堰沟部21a中的墨水11的液面11c容易得到大体水平的状态。由于只要亲水化贮格围堰沟部21a内的墨水11a的厚度大体是均等状态，分散在墨水11a中的颜料的浓度就大体是均匀的，所以实施后述的干燥处理、墨水11a的溶剂蒸发的情况下，作为像素的亲水化贮格围堰沟部21a内的色的浓度就会均匀而且深。
另外，从液滴喷出头200喷出的墨水11a的向基板10的到达位置(以下称为弹落位置)稍微偏离、墨水11a落到疏液化膜81的上方的情况下，因疏液化膜81的疏液性，墨水11a弹起来，被拉进亲水化贮格围堰沟部21内，可以防止与相邻的其它色的墨水11b混合。
然后，干燥从液滴喷出头200喷出、滞留在作为像素的各亲水化贮格围堰沟部21a、21b内的墨水11。
首先，在自然气氛的气体中放置3小时后，在80℃的加热板上加热40分钟，最后在炉中200℃下加热30分钟，实施墨水11的干燥处理，藉此，在基板10上可以形成红(R)、绿(G)、蓝(B)的滤色片。
在亲水化贮格围堰沟部21b中墨水11b的量多的情况下，墨水11b的液面11e突出直至比疏液化膜81高的位置。即使是该情况下，只要按照本实施例，由疏液化膜81的疏液性，就可以防止流出到作为相邻像素的亲水化贮格围堰沟部21a中。
以下叙述本实施例的效果。
(4)不对贮格围堰沟部20(参照图10)实施亲水化处理的情况下，墨水11和贮格围堰沟部20的湿润性差，成为如该图中用双点划线表示的液面11d，成为在贮格围堰沟部20的中心部厚度大、在贮格围堰沟部20的周边部几乎没有厚度的状态。因此，通过本实施例可以解决红(R)、绿(G)、蓝(B)的各像素中的色的均匀性及色的深度的课题。
本发明的各实施例对上述不作限定，可以按照以下那样变更。
(变形例1)在上述实施例中，原版面54a具备平滑的平面，但是也可以与基板10的亲水化贮格围堰沟部21的形状对合而成形为凸凹，使亲水化贮格围堰上面22的一部分或者全部涂布疏液剂80，形成疏液化膜81。
(变形例2)在上述实施例中，将原版构件61具备的印模剂54制成辊状，但是也可以与基板10的亲水化贮格围堰沟部21的形状对合而成形为凸凹，使亲水化贮格围堰上面22的一部分或者全部涂布疏液剂80，形成疏液化膜81。
(变形例3)在上述实施例中，将需要的贮格围堰膜12a配设在遮光层95上，但是由溅射法、真空镀膜法、各种涂覆法在基板10的上方全面地配设成为遮光层95的金属薄膜或者半透明的有机材料，由光刻法以与贮格围堰沟部20对应的基底图案形状形成抗蚀剂，使基板10进行蚀刻。在基板10未蚀刻的表面10a上残留遮光层95，被蚀刻的凹部成为贮格围堰沟部20或者亲水化贮格围堰沟部21，滞留红(R)、绿(G)、蓝(B)的墨水，通过干燥处理，可以作为简易的滤色片使用。
按照这样，由于同时完成遮光层95和贮格围堰沟部20或者亲水化贮格围堰沟部21，所以可以缩短工序，而且遮光层95和贮格围堰沟部20或者亲水化贮格围堰沟部21的位置的误差皆无。
(变形例4)在上述实施例中，在基板10的上方涂布贮格围堰膜12并进行成膜处理，但是也可以将颜料或者染料适宜混合在抗蚀剂中，由光刻法形成希望的图案，以该抗蚀剂作为需要的贮格围堰膜12a使用。
(变形例5)在上述实施例中，由疏液剂80得到疏液性，但是也可以将颜料、染料或者光扩散剂加入该疏液剂80中作为遮光层95。
权利要求
1.一种滤色片的形成方法，其特征在于，包括在基板上形成贮格围堰的工序；使上述基板和上述贮格围堰的一部分或者全部亲水化的工序；和在上述贮格围堰的上面的一部分或者全部上涂布疏液剂的工序。
2.根据权利要求1所述的滤色片的形成方法，其特征在于，将上述疏液剂附着在上述基板以外的构件的原版构件上，通过上述原版构件和上述基板上的上述贮格围堰的上面接触，使上述疏液剂被转印到上述贮格围堰的上面的一部分或者全部上。
3.根据权利要求1或者2所述的滤色片的形成方法，其特征在于，上述贮格围堰的材料是无机材料或者有机材料。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的滤色片的形成方法，其特征在于，上述贮格围堰的高度是1μm以上。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的滤色片的形成方法，其特征在于，上述贮格围堰配设在遮光层的上方。
6.根据权利要求1所述的滤色片的形成方法，其特征在于，使上述基板和上述贮格围堰的一部分或者全部亲水化的工序，至少包括臭氧氧化处理、等离子体处理、电晕处理、紫外线照射处理、电子束照射处理、酸处理、碱处理中的一种处理。
7.根据权利要求2所述的滤色片的形成方法，其特征在于，上述原版构件是平板状或者辊状。
8.根据权利要求2或者7所述的滤色片的形成方法，其特征在于，上述原版构件的材质至少含有硅氧烷结构的弹性体。
9.根据权利要求1或者2所述的滤色片的形成方法，其特征在于，上述疏液剂是有机硅烷偶合剂或者呈疏液性的高分子。
全文摘要
用更简便的方法使贮格围堰沟部滞留充分的墨水以提供贮格围堰沟部内的色的深浅的差别小、反差比大的滤色片的形成方法。墨水(11)由液滴喷出头(200)(参照图7)从该图纸面右侧向左侧例如喷出红(R)的墨水(11a)，滞留在亲水化贮格围堰沟部(21a)中，然后，例如喷出绿(G)的墨水(11b)，滞留在亲水化贮格围堰沟部(21b)中。此时，如前所述，由于亲水化贮格围堰沟部(21a、21b)内包括遮光层(95)都被亲水化膜(90)亲水化，所以墨水(11)可以容易地滞留在亲水化贮格围堰沟部(21a、21b)内，相对于亲水化贮格围堰沟部(21a、21b)的高度可以喷出并滞留墨水(11a、11b)直至满杯。
文档编号G02B5/20GK1782812SQ20051012670
公开日2006年6月7日 申请日期2005年11月17日 优先权日2004年11月30日
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