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JP2006058710A - カラーフィルタ基板、カラーフィルタ基板の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、電気光学装置および電子機器 - Google Patents

カラーフィルタ基板、カラーフィルタ基板の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、電気光学装置および電子機器 Download PDF

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JP2006058710A
JP2006058710A JP2004241659A JP2004241659A JP2006058710A JP 2006058710 A JP2006058710 A JP 2006058710A JP 2004241659 A JP2004241659 A JP 2004241659A JP 2004241659 A JP2004241659 A JP 2004241659A JP 2006058710 A JP2006058710 A JP 2006058710A
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color filter
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light emitting
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JP2004241659A
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Takeshi Oyama
武 大山
Tatsuya Ito
達也 伊藤
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】視野角の広いカラーフィルタ基板、カラーフィルタ基板の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、電気光学装置および電子機器を提供すること。
【解決手段】カラーフィルタ基板10は、基体10Aと、該基体10A上の各画素に対応する部分に、それぞれ着色剤を含むカラーフィルタ形成用の液状材料をノズルから液滴として吐出して付与することにより形成されたフィルタ層111FR、111FG、111FBとを有し、前記各フィルタ層111FR、111FG、111FBは、それぞれ、前記基体10Aと反対側の面を凹面形状とすることにより、凹レンズの機能を有する。
【選択図】図12

Description

本発明は、カラーフィルタ基板、カラーフィルタ基板の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、電気光学装置および電子機器に関する。
インクジェット装置を用いて、色要素(画素)となるべき区画が形成された基体上の各区画にインク等の液状材料を付与することが知られている。例えば、インクジェット装置を用いてカラーフィルタ基板のフィルタエレメントや、マトリクス型表示装置においてマトリクス状に配置された発光部を形成することが知られている。
また、特許文献1には、凸レンズからなるマイクロレンズにカラーフィルタの機能を持たせたカラーフィルタ基板(光学素子)が記載されている。このカラーフィルタ基板は、液晶表示装置の構成要素であるカラーフィルタ基板として用いられる。
しかしながら、特許文献1に記載されているカラーフィルタ基板を液晶表示装置のカラーフィルタ基板として用いると、各フィルタ部分が凸レンズの機能を有するので、視野角が狭くなってしまう。
特開平11−2704号公報
本発明の目的は、視野角の広いカラーフィルタ基板、カラーフィルタ基板の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、電気光学装置および電子機器を提供することにある。
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のカラーフィルタ基板は、基体と、該基体上の各画素に対応する部分に、それぞれ着色剤を含むカラーフィルタ形成用の液状材料をノズルから液滴として吐出して付与することにより形成されたフィルタ層とを有するカラーフィルタ基板であって、
前記各フィルタ層は、それぞれ、前記基体と反対側の面が凹面形状であることを特徴とする。
この発明によれば、カラーフィルタ基板のフィルタ層が凹レンズの機能を有するので、フィルタ層により光が拡散され(発散し)、視野角が広くなる。また、カラーフィルタ基板を、例えば、液晶表示装置等の画像表示装置(電気光学装置)に用いてバックライトを設ける場合には、そのバックライトから発せられる光の利用効率が向上する。
本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、基体と、前記基体上の各画素に対応する部分にそれぞれ形成され、前記基体と反対側の面が凹面形状であるフィルタ層とを備えるカラーフィルタ基板の製造方法であって、
画素となるべき複数の区画が形成された基体と、液滴を吐出するノズルを有する液滴吐出手段とを相対的に移動させ、着色剤を含むカラーフィルタ形成用の液状材料を前記ノズルから液滴として吐出して前記区画に付与する工程と、
前記区画に付与されたカラーフィルタ形成用の液状材料を、前記基体と反対側の面が凹面形状となるように乾燥させる工程とを有することを特徴とする。
この発明によれば、フィルタ層が凹レンズの機能を有するカラーフィルタ基板を容易かつ確実に製造することができる。そして、カラーフィルタ基板のフィルタ層が凹レンズの機能を有するので、フィルタ層により光が拡散され(発散し)、視野角が広くなる。また、カラーフィルタ基板を、例えば、液晶表示装置等の画像表示装置(電気光学装置)に用いてバックライトを設ける場合には、そのバックライトから発せられる光の利用効率が向上する。
本発明のカラーフィルタ基板の製造方法では、前記カラーフィルタ形成用の液状材料を乾燥させる工程においては、前記カラーフィルタ形成用の液状材料を50℃以上で加熱することが好ましい。
これにより、フィルタ層の基体と反対側の面を、より確実に、凹面形状にすることができる。
本発明のカラーフィルタ基板の製造方法では、前記ノズルから吐出される前記カラーフィルタ形成用の液状材料の粘度は、20mPa・S以下であることが好ましい。
これにより、フィルタ層の基体と反対側の面を、より確実に、凹面形状にすることができる。
本発明のカラーフィルタ基板の製造方法では、前記カラーフィルタ形成用の液状材料には、粉末状の樹脂が含まれることが好ましい。
これにより、より確実に、凹レンズの機能を有するフィルタ層を形成することができる。
本発明のカラーフィルタ基板の製造方法では、前記フィルタ層上に、該フィルタ層を覆う保護膜を形成する工程を有することが好ましい。
これにより、保護膜によってフィルタ層が保護され、フィルタ層の損傷や劣化を防止することができる。
本発明のカラーフィルタ基板の製造方法では、前記保護膜を形成する工程においては、前記基体と、前記液滴吐出手段とを相対的に移動させ、保護膜形成用の液状材料を前記ノズルから液滴として吐出して前記フィルタ層上に付与し、該付与された保護膜形成用の液状材料を乾燥させることが好ましい。
これにより、保護膜を容易かつ確実に形成することができる。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、基体と、該基体上の各画素に対応する部分に、それぞれ有機発光材料を含む発光層形成用の液状材料をノズルから液滴として吐出して付与することにより形成された発光層とを有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、
前記各発光層は、それぞれ、前記基体と反対側の面が凹面形状であることを特徴とする。
この発明によれば、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の発光層が凹レンズの機能を有するので、発光層により光が拡散され(発散し)、視野角が広くなる。また、発光層から発せられる光の利用効率が向上する。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法は、基体と、前記基体上の各画素に対応する部分にそれぞれ形成され、前記基体と反対側の面が凹面形状である発光層とを備える有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法であって、
画素となるべき複数の区画が形成された基体と、液滴を吐出するノズルを有する液滴吐出手段とを相対的に移動させ、有機発光材料を含む発光層形成用の液状材料を前記ノズルから液滴として吐出して前記区画に付与する工程と、
前記区画に付与された発光層形成用の液状材料を、前記基体と反対側の面が凹面形状となるように乾燥させる工程とを有することを特徴とする。
この発明によれば、発光層が凹レンズの機能を有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置を容易かつ確実に製造することができる。そして、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の発光層が凹レンズの機能を有するので、発光層により光が拡散され(発散し)、視野角が広くなる。また、発光層から発せられる光の利用効率が向上する。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法では、前記発光層形成用の液状材料を乾燥させる工程においては、前記発光層形成用の液状材料を50℃以上で加熱することが好ましい。
これにより、発光層の基体と反対側の面を、より確実に、凹面形状にすることができる。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法では、前記ノズルから吐出される前記発光層形成用の液状材料の粘度は、10〜20mPa・Sであることが好ましい。
これにより、発光層の基体と反対側の面を、より確実に、凹面形状にすることができる。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法では、前記発光層形成用の液状材料には、粉末状の樹脂が含まれることが好ましい。
これにより、より確実に、凹レンズの機能を有するフィルタ層を形成することができる。
本発明の電気光学装置は、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法により製造されたカラーフィルタ基板を備えることを特徴とする。
これにより、視野角が広く、光の利用効率の高い電気光学装置を実現することができる。
本発明の電気光学装置では、当該電気光学装置は、液晶層を有する液晶表示装置であることが好ましい。
これにより、視野角が広く、光の利用効率の高い液晶表示装置を実現することができる。
本発明の電子機器は、本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法により製造された有機エレクトロルミネッセンス表示装置を備えることを特徴とする。
これにより、視野角が広く、光の利用効率の高い有機エレクトロルミネッセンス表示装置を備える電子機器を実現することができる。
本発明の電子機器は、本発明の電気光学装置を備えることを特徴とする。
これにより、視野角が広く、光の利用効率の高い電気光学装置を備える電子機器を実現することができる。
以下、本発明のカラーフィルタ基板、カラーフィルタ基板の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、電気光学装置および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
<第1実施形態>
第1実施形態では、カラーフィルタ基板、カラーフィルタ基板の製造方法およびカラーフィルタ基板を備える液晶表示装置(電気光学装置)の実施形態について説明する。
この場合、まずは、第1実施形態および後述する第2実施形態において使用する液滴吐出装置の構成例について説明する。
(液滴吐出装置の全体構成)
図1は、第1実施形態および後述する第2実施形態において使用する液滴吐出装置の構成例を示す斜視図である。
図1に示すように、液滴吐出装置100は、液状材料111を保持するタンク101と、チューブ110と、チューブ110を介してタンク101から液状材料111が供給される吐出走査部102と、を備える。吐出走査部102は、複数の液滴吐出ヘッド114をキャリッジ105に搭載してなる液滴吐出手段103と、液滴吐出手段103の位置を制御する第1位置制御装置104(移動手段)と、後述する基体10Aを保持するステージ106と、ステージ106の位置を制御する第2位置制御装置108(移動手段)と、制御手段112とを備えている。タンク101と、液滴吐出手段103における複数の液滴吐出ヘッド114とは、チューブ110で連結されており、タンク101から複数の液滴吐出ヘッド114のそれぞれに液状材料111が圧縮空気によって供給される。
第1位置制御装置104は、制御手段112からの信号に応じて、液滴吐出手段103をX軸方向、およびX軸方向に直交するZ軸方向に沿って移動させる。さらに、第1位置制御装置104は、Z軸に平行な軸の回りで液滴吐出手段103を回転させる機能も有する。本実施形態では、Z軸方向は、鉛直方向(つまり重力加速度の方向)に平行な方向である。第2位置制御装置108は、制御手段112からの信号に応じて、X軸方向およびZ軸方向の双方に直交するY軸方向に沿ってステージ106を移動させる。さらに、第2位置制御装置108は、Z軸に平行な軸の回りでステージ106を回転させる機能も有する。
ステージ106は、X軸方向とY軸方向との双方に平行な平面を有する。また、ステージ106は、液状材料111を塗布すべき区画を有する基体をその平面上に固定、または保持できるように構成されている。
上述のように、液滴吐出手段103は、第1位置制御装置104によってX軸方向に移動させられる。一方、ステージ106は、第2位置制御装置108によってY軸方向に移動させられる。つまり、第1位置制御装置104および第2位置制御装置108によって、ステージ106に対する液滴吐出ヘッド114の相対位置が変わる(ステージ106に保持された基体10Aと、液液滴吐出手段103とが相対的に移動する)。
制御手段112は、液状材料111を吐出すべき相対位置を表す吐出データを外部情報処理装置から受け取るように構成されている。制御手段112の詳細な構成および機能は、後述する。
(液滴吐出手段)
図2は、液滴吐出手段103をステージ106側から観察した図である。図2に示すように、液滴吐出手段103は、それぞれほぼ同じ構造を有する複数の液滴吐出ヘッド114と、これらの液滴吐出ヘッド114を保持するキャリッジ105とを有している。本実施形態では、液滴吐出手段103に保持される液滴吐出ヘッド114の数は8個である。それぞれの液滴吐出ヘッド114は、後述する複数のノズル118が設けられた底面を有している。それぞれの液滴吐出ヘッド114のこの底面の形状は、2つの長辺と2つの短辺とを有する多角形である。液滴吐出手段103に保持された液滴吐出ヘッド114の底面はステージ106側を向いており、さらに、液滴吐出ヘッド114の長辺方向と短辺方向とは、それぞれX軸方向とY軸方向とに平行である。
(液滴吐出ヘッド)
図3は、液滴吐出ヘッド114の底面を示す。液滴吐出ヘッド114は、X軸方向に並んだ複数のノズル118を有する。これら複数のノズル118は、液滴吐出ヘッド114におけるX軸方向のノズルピッチHXPが約70μmとなるように配置されている。ここで、「液滴吐出ヘッド114におけるX軸方向のノズルピッチHXP」は、液滴吐出ヘッド114におけるノズル118のすべてをY軸方向に沿ってX軸上に射像して得られた複数のノズル像間のピッチに相当する。
本実施形態では、液滴吐出ヘッド114における複数のノズル118は、ともにX軸方向に延びるノズル列116Aと、ノズル列116Bとをなす。ノズル列116Aと、ノズル列116Bとは、間隔を空けて並行に配置されている。そして、ノズル列116Aおよびノズル列116Bのそれぞれにおいて、90個のノズル118が一定間隔でX軸方向に一列に並んでいる。本実施形態では、この一定間隔は約140μmである。つまり、ノズル列116AのノズルピッチLNPおよびノズル列116BのノズルピッチLNPは、ともに約140μmである。
ノズル列116Bの位置は、ノズル列116Aの位置に対して、ノズルピッチLNPの半分の長さ(約70μm)だけX軸方向の正の方向(図3の右方向)にずれている。このため、液滴吐出ヘッド114のX軸方向のノズルピッチHXPは、ノズル列116A(またはノズル列116B)のノズルピッチLNPの半分の長さ(約70μm)である。
したがって、液滴吐出ヘッド114のX軸方向のノズル線密度は、ノズル列116A(またはノズル列116B)のノズル線密度の2倍である。なお、本明細書において「X軸方向のノズル線密度」とは、複数のノズルをY軸方向に沿ってX軸上に射像して得られた複数のノズル像の単位長さ当たりの数に相当する。
もちろん、液滴吐出ヘッド114が含むノズル列の数は、2つだけに限定されない。液滴吐出ヘッド114はM個のノズル列を含んでもよい。ここで、Mは1以上の自然数である。この場合には、M個のノズル列のそれぞれにおいて複数のノズル118は、ノズルピッチHXPのM倍の長さのピッチで並ぶ。さらに、Mが2以上の自然数の場合には、M個のノズル列のうちの一つに対して、他の(M−1)個のノズル列は、ノズルピッチHXPのi倍の長さだけ重複無くX軸方向にずれている。ここで、iは1から(M−1)までの自然数である。
さて、ノズル列116Aおよびノズル列116Bのそれぞれが90個のノズル118からなるため、1つの液滴吐出ヘッド114は180個のノズル118を有する。ただし、ノズル列116Aの両端のそれぞれ5ノズルは「休止ノズル」として設定されている。同様に、ノズル列116Bの両端のそれぞれ5ノズルも「休止ノズル」として設定されている。そして、これら20個の「休止ノズル」からは液状材料111が吐出されない。このため、液滴吐出ヘッド114における180個のノズル118のうち、160個のノズル118が液状材料111を吐出するノズルとして機能する。
図2に示すように、液滴吐出手段103においては、複数個の上記液滴吐出ヘッド114がX軸方向に沿って2列に配置されている。一方の列の液滴吐出ヘッド114と他方の列の液滴吐出ヘッド114とは、休止ノズル分を考慮して、Y軸方向から見て一部重なるように配置されている。これにより、液滴吐出手段103においては、基体10AのX軸方向の寸法分の長さに渡り、液状材料111を吐出するノズル118が前記ノズルピッチHXPでX軸方向に連続するように構成されている。
本実施形態の液滴吐出手段103では、基体10AのX軸方向の寸法分の長さ全体をカバーするように液滴吐出ヘッド114を配置しているが、本発明における液滴吐出手段は、基体10AのX軸方向の寸法分の長さの一部をカバーするようにものでもよい。
図4(a)および(b)に示すように、それぞれの液滴吐出ヘッド114は、インクジェットヘッドである。より具体的には、それぞれの液滴吐出ヘッド114は、振動板126と、ノズルプレート128と、を備えている。振動板126と、ノズルプレート128との間には、タンク101から孔131を介して供給される液状材料111が常に充填される液たまり129が位置している。
また、振動板126と、ノズルプレート128との間には、複数の隔壁122が位置している。そして、振動板126と、ノズルプレート128と、1対の隔壁122とによって囲まれた部分がキャビティ120である。キャビティ120はノズル118に対応して設けられているため、キャビティ120の数とノズル118の数とは同じである。キャビティ120には、1対の隔壁122間に位置する供給口130を介して、液たまり129から液状材料111が供給される。
振動板126上には、それぞれのキャビティ120に対応して、振動子124が位置する。振動子124は、ピエゾ素子124Cと、ピエゾ素子124Cを挟む1対の電極124A、124Bと、を含む。この1対の電極124A、124Bとの間に駆動電圧を与えることで、対応するノズル118から液状材料111が吐出される。なお、ノズル118からZ軸方向に液状材料111が吐出されるように、ノズル118の形状が調整されている。
ここで、本明細書において「液状材料」とは、ノズルから吐出可能な粘度を有する材料をいう。この場合、材料が水性であると油性であるとを問わない。ノズルから吐出可能な流動性(粘度)を備えていれば十分で、固体物質が混入していても全体として流動体であればよい。
制御手段112(図1参照)は、複数の振動子124のそれぞれに互いに独立に信号を与えるように構成されていてもよい。つまり、ノズル118から吐出される液状材料111の体積が、制御手段112からの信号に応じてノズル118毎に制御されてもよい。そのような場合には、ノズル118のそれぞれから吐出される液状材料111の体積は、0pl〜42pl(ピコリットル)の間で可変にしてもよい。また、制御手段112は、塗布走査の間に吐出動作を行うノズル118と、吐出動作を行わないノズル118と、を設定することでもできる。
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。この表記によれば、1つの液滴吐出ヘッド114は、ノズル118の数と同じ数の吐出部127を有する。
なお、本発明では、液滴吐出ヘッド114は、駆動素子として、ピエゾ素子の代わりに静電アクチュエータを用いるものでもよい。また、液滴吐出ヘッド114は、駆動素子として電気熱変換素子を用い、この電気熱変換素子による材料の熱膨張を利用して液状材料を吐出する構成であってもよい。
また、本発明では、液滴吐出手段103におけるノズルピッチHXPは、上記の大きさに限らず、いかなる大きさであってもよい。
さらに、液滴吐出手段103は、図2に示す構成以外に、複数の液滴吐出ヘッド114がY軸方向に重ねて配置された構成であってもよい。その場合、液滴吐出手段103全体としてのX軸方向のノズルピッチ(ノズル線密度)をさらに短くすることができるので、より高精細に液滴を付与することができる。
(制御手段)
次に、制御手段112の構成を説明する。図5に示すように、制御手段112は、入力バッファメモリ200と、記憶手段202と、処理部204と、走査駆動部206と、ヘッド駆動部208とを備えている。バッファメモリ200と処理部204とは相互に通信可能に接続されている。処理部204と記憶手段202とは、相互に通信可能に接続されている。処理部204と走査駆動部206とは相互に通信可能に接続されている。処理部204とヘッド駆動部20とは相互に通信可能に接続されている。また、走査駆動部206は、第1位置制御装置104および第2位置制御装置108と相互に通信可能に接続されている。同様にヘッド駆動部208は、複数の液滴吐出ヘッド114のそれぞれと相互に通信可能に接続されている。
入力バッファメモリ200は、外部情報処理装置から液状材料111の液滴の吐出を行うための吐出データを受け取る。吐出データは、基体上のすべての区画の相対位置を表すデータと、すべての区画に液状材料111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118を指定するデータと、オフノズルとして機能するノズル118を指定するデータと、を含む。オンノズルおよびオフノズルの説明は後述する。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。図5では、記憶手段202はRAMである。
処理部204は、記憶手段202内の吐出データに基づいて、区画に対するノズル118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、後述する吐出周期EP(図6参照)と、に応じた駆動信号を第1位置制御装置104および第2位置制御装置108に与える。この結果、区画に対して液滴吐出ヘッド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118のオン・オフを指定する選択信号SCをヘッド駆動部208へ与える。ヘッド駆動部208は、選択信号SCに基づいて、液状材料111の吐出に必要な吐出信号ESを液滴吐出ヘッド114に与える。この結果、液滴吐出ヘッド114における対応するノズル118から、液状材料111が液滴として吐出される。
制御手段112は、CPU、ROM、RAMを含んだコンピュータであってもよい。この場合には、制御手段112の上記機能は、コンピュータによって実行されるソフトウェアプログラムによって実現される。もちろん、制御手段112は、専用の回路(ハードウェア)によって実現されてもよい。
次に制御手段112におけるヘッド駆動部208の構成と機能を説明する。
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。図6(b)に示すように、駆動信号生成部203は駆動信号DSを生成する。駆動信号DSの電位は、基準電位Lに対して時間的に変化する。具体的には、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Pを含む。ここで、吐出波形Pは、ノズル118から1つの液滴を吐出するために、対応する振動子124の一対の電極間に印加されるべき駆動電圧波形に対応する。
駆動信号DSは、アナログスイッチASのそれぞれの入力端子に供給される。アナログスイッチASのそれぞれは、吐出部127のそれぞれに対応して設けられている。つまり、アナログスイッチASの数と吐出部127の数(つまりノズル118の数)とは同じである。
処理部204は、ノズル118のオン・オフを表す選択信号SCを、アナログスイッチASのそれぞれに与える。ここで、選択信号SCは、アナログスイッチAS毎に独立にハイレベルおよびローレベルのどちらかの状態を取り得る。一方、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の電極124Aに吐出信号ESを供給する。具体的には、選択信号SCがハイレベルの場合には、アナログスイッチASは電極124Aに吐出信号ESとして駆動信号DSを伝播する。一方、選択信号SCがローレベルの場合には、アナログスイッチASが出力する吐出信号ESの電位は基準電位Lとなる。振動子124の電極124A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118から液状材料111が吐出される。なお、それぞれの振動子124の電極124Bには基準電位Lが与えられている。
図6(b)に示す例では、2つの吐出信号ESのそれぞれにおいて、吐出周期EPの2倍の周期2EPで吐出波形Pが現れるように、2つの選択信号SCのそれぞれにおいてハイレベルの期間とローレベルの期間とが設定されている。これによって、対応する2つのノズル118のそれぞれから、周期2EPで液状材料111が吐出される。また、これら2つのノズル118に対応する振動子124のそれぞれには、共通の駆動信号生成部203からの共通の駆動信号DSが与えられている。このため、2つのノズル118からほぼ同じタイミングで液状材料111が吐出される。
以上の構成によって、液滴吐出装置100は、制御手段112に与えられた吐出データに応じて、液状材料111を基体10Aに付与する吐出走査を行う。これにより、気体10A上の所定の領域のみに、所定量の液状材料111を付与することができる。
次に、カラーフィルタ基板およびカラーフィルタ基板の製造方法の実施形態について説明する。
図7は、基体10Aを示す図であり、(a)が断面図、(b)が平面図である。以下、同図に基づいて、基体10Aについて説明する。
図7(a)および(b)に示す基体10Aは、後述する製造装置1(図8参照)による処理を経て、カラーフィルタ基板10となる基板である。基体10Aは、マトリクス状に配置され、色要素(画素)となるべき複数の区画18R、18G、18Bを有する。
具体的には、基体10Aは、支持基板12と、支持基板12上に形成されたブラックマトリクス14と、ブラックマトリクス14上に形成されたバンク16と、を有している。支持基板12は、可視光に対して光透過性を有する基板であり、例えばガラス基板である。ブラックマトリクス14は遮光性を有する材料で形成されている。そして、ブラックマトリクス14とブラックマトリクス14上のバンク16とは、支持基板12上にマトリクス状の複数の光透過部分、すなわちマトリクス状の複数の画素領域、が規定されるように位置している。
それぞれの画素領域において、支持基板12、ブラックマトリクス14、およびバンク16で規定される凹部は、区画18R、区画18G、区画18Bに対応する。区画18Rは、赤の波長域の光線のみを透過するフィルタ層111FRが形成されるべき領域であり、区画18Gは、緑の波長域の光線のみを透過するフィルタ層111FGが形成されるべき領域であり、区画18Bは、青の波長域の光線のみを透過するフィルタ層111FBが形成されるべき領域である。
図7(b)に示す基体10Aは、X軸方向とY軸方向との双方に平行な仮想平面上に位置している。そして、複数の区画18R、18G、18Bが形成するマトリクスの行方向および列方向は、それぞれX軸方向およびY軸方向と平行である。基体10Aにおいて、区画18R、区画18G、および区画18Bは、Y軸方向にこの順番で周期的に並んでいる。一方、区画18R同士はX軸方向に所定の一定間隔をおいて1列に並んでおり、また、区画18G同士はX軸方向に所定の一定間隔をおいて1列に並んでおり、そして、区画18B同士はX軸方向に所定の一定間隔をおいて1列に並んでいる。なお、X軸方向およびY軸方向は互いに直交する。
Y軸方向に並ぶ一組の区画18R、18G、18Bは、カラーフィルタ基板10の一画素分に相当する。この基体10Aは、ストライプ配列のカラーフィルタ基板10を製造するためのものである。
図8は、液滴吐出装置を含むカラーフィルタ基板10の製造装置を模式的に示す図である。同図に示す製造装置1は、基体10Aの区画18Rのすべてに液状のカラーフィルタ材料(カラーフィルタ形成用の液状材料)111Rを付与する液滴吐出装置100Rと、区画18R上のカラーフィルタ材料111Rを乾燥させる乾燥装置150Rと、基体10Aの区画18Gのすべてに液状のカラーフィルタ材料(カラーフィルタ形成用の液状材料)111Gを付与する液滴吐出装置100Gと、区画18G上のカラーフィルタ材料111Gを乾燥させる乾燥装置150Gと、基体10Aの区画18Bのすべてに液状のカラーフィルタ材料111B(カラーフィルタ形成用の液状材料)を付与する液滴吐出装置100Bと、区画18Bのカラーフィルタ材料111Bを乾燥させる乾燥装置150Bと、カラーフィルタ材料111R、111G、111Bを再度加熱(ポストベーク)するオーブン160と、ポストベークされたカラーフィルタ材料111R、111G、111Bの層の上に液状の保護膜材料(保護膜形成用の液状材料)を付与することにより保護膜20を設ける液滴吐出装置100Cと、保護膜20を乾燥させる乾燥装置150Cと、乾燥された保護膜20を再度加熱して硬化する硬化装置165と、を備えている。さらに製造装置1は、液滴吐出装置100R、乾燥装置150R、液滴吐出装置100G、乾燥装置150G、液滴吐出装置100B、乾燥装置150B、液滴吐出装置100C、乾燥装置150C、硬化装置165の順番に基体10Aを搬送する搬送装置170も備えている。なお、乾燥装置150R、150G、150B、150Cとしては、例えば、ホットプレートを備えた装置等を用いることができる。
図9は、製造装置1の液滴吐出装置100Rの構成例を示す斜視図である。同図に示すように、液滴吐出装置100Rの構成は、前述した液滴吐出装置100の構成と基本的に同じである。ただし、タンク101とチューブ110とに代えて、液滴吐出装置100Rがカラーフィルタ材料111Rを保持するタンク101Rとそのカラーフィルタ材料111R用のチューブ110Rとを備える点で、液滴吐出装置100Rの構成は液滴吐出装置100の構成と異なる。
液滴吐出装置100Gの構成と、液滴吐出装置100Bの構成と、液滴吐出装置100Cの構成とは、いずれも基本的に液滴吐出装置100Rの構造と同じある。ただし、液滴吐出装置100Rにおけるタンク101Rとチューブ110Rとの代わりに、液滴吐出装置100Gがカラーフィルタ材料111Gを保持するタンクとそのカラーフィルタ材料111G用のチューブとを備える点で、液滴吐出装置100Gの構成は液滴吐出装置100Rの構成と異なる。同様に、タンク101Rとチューブ110Rとの代わりに、液滴吐出装置100Bがカラーフィルタ材料111Bを保持するタンクとそのカラーフィルタ材料111B用のチューブとを備える点で、液滴吐出装置100Bの構成は液滴吐出装置100Rの構成と異なる。さらに、タンク101Rとチューブ110Rとの代わりに、液滴吐出装置100Cが保護膜材料を保持するタンクとその保護膜用のチューブとを備える点で液滴吐出装置100Cの構成は液滴吐出装置100Rの構成と異なる。
ここで、本実施形態のカラーフィルタ基板10は、各フィルタ層111FR、111FG、111FBが、それぞれ、保護膜20より屈折率の高い材料で構成され、基体10Aと反対側の面(保護膜20側の面)を湾曲凹面形状(凹面形状)とすることにより、凹レンズの機能を有することに特徴を有する。
以下、このカラーフィルタ基板10の製造方法(製造装置1によってカラーフィルタ基板10が得られるまでの一連の工程)を説明する。
まず、以下の手順にしたがって図7の基体10Aを作成する。まず、スパッタ法または蒸着法によって、支持基板12上に金属薄膜を形成する。その後、フォトリソグラフィー工程によってこの金属薄膜から格子状のブラックマトリクス14を形成する。ブラックマトリクス14の材料の例は、金属クロムや酸化クロムである。なお、支持基板12は、可視光に対して光透過性を有する基板、例えばガラス基板である。続いて、支持基板12およびブラックマトリクス14を覆うように、ネガ型の感光性樹脂組成物からなるレジスト層を塗布する。そして、そのレジスト層の上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密着させながら、このレジスト層を露光する。その後、レジスト層の未露光部分をエッチング処理で取り除くことで、バンク16が得られる。以上の工程によって、基体10Aが得られる。
なお、バンク16に代えて、樹脂ブラックからなるバンクを用いてもよい。その場合は、金属薄膜(ブラックマトリクス14)は不要となり、バンク層は、1層のみとなる。
次に、大気圧下の酸素プラズマ処理によって、基体10Aを親液化する。この処理によって、支持基板12と、ブラックマトリクス14と、バンク16と、で規定されたそれぞれの凹部(画素領域の一部)における支持基板12の表面と、ブラックマトリクス14の表面と、バンク16の表面と、が親液性を呈するようになる。さらに、その後、基体10Aに対して、4フッ化メタンを処理ガスとするプラズマ処理を行う。4フッ化メタンを用いたプラズマ処理によって、それぞれの凹部におけるバンク16の表面がフッ化処理(撥液性に処理)され、このことで、バンク16の表面が撥液性を呈するようになる。なお、4フッ化メタンを用いたプラズマ処理によって、先に親液性を与えられた支持基板12の表面およびブラックマトリクス14の表面は若干親液性を失うが、それでもこれら表面は親液性を維持する。このように、支持基板12と、ブラックマトリクス14と、バンク16と、によって規定された凹部の表面に所定の表面処理が施されることで、凹部の表面が区画18R、18G、18Bとなる。
なお、支持基板12の材質、ブラックマトリクス14の材質、およびバンク16の材質によっては、上記のような表面処理を行わなくても、所望の親液性および撥液性を呈する表面が得られることもある。そのような場合には、上記表面処理を施さなくても、支持基板12と、ブラックマトリクス14と、バンク16と、によって規定された凹部の表面が区画18R、18G、18Bである。
区画18R、18G、18Bが形成された基体10Aは、搬送装置170によって、液滴吐出装置100Rのステージ106に運ばれる。そして、図10(a)に示すように、液滴吐出装置100Rは、区画18Rのすべてにカラーフィルタ材料111Rが付与されてカラーフィルタ材料111Rの層が形成されるように、液滴吐出ヘッド114からカラーフィルタ材料111Rを吐出する(カラーフィルタ材料111Rを区画18Rに付与する工程を行なう)。
このカラーフィルタ材料111Rは、顔料や染料等の着色剤と、レンズ材料(高屈折率の材料)とが含まれているものが好ましい。レンズ材料としては、レンズの構成材料である、例えば、アクリル系樹脂等の各種樹脂や各種ガラス等を用いることができ、特に、粉末状の樹脂を用いるのが好ましい。これにより、より確実に、凹レンズの機能を有するフィルタ層111FRを形成することができる。
また、カラーフィルタ材料111Rの粘度は、20mPa・S以下であるのが好ましく、3〜5mPa・S程度であるのがより好ましい。これにより、フィルタ層111FRの基体10Aと反対側の面を、より確実に、湾曲凹面形状にすることができる。
後述するカラーフィルタ材料111G、111Bについては、それぞれ、前記カラーフィルタ材料111Rの場合と同様であるので、その説明は省略する。
基体10Aの区画18Rのすべてにカラーフィルタ材料111Rの層が形成された場合には、搬送装置170が基体10Aを乾燥装置150R内に位置させる。そして、図10(b)に示すように、基体10Aと反対側の面が湾曲凹面形状となるように区画18R上のカラーフィルタ材料111Rを完全に乾燥させる(乾燥させる工程を行なう)ことで、区画18R上にフィルタ層111FRを得る。
このカラーフィルタ材料111Rを乾燥させる工程においては、カラーフィルタ材料111Rを50℃以上で加熱するのが好ましく、60〜90℃程度で加熱するのがより好ましい。これにより、フィルタ層111FRの基体10Aと反対側の面を、より確実に、湾曲凹面形状にすることができる。
また、加熱時間は、3〜20分程度が好ましく、5〜10分程度がより好ましい。これにより、フィルタ層111FRの基体10Aと反対側の面を、より確実に、湾曲凹面形状にすることができる。
ここで、区画18Rに形成されたカラーフィルタ材料111Rの層の基体10Aと反対側の面(以下、単に「表面」とも言う)は、乾燥前は、図10(a)に示すように、湾曲凸面形状(凸面形状)をなしている。カラーフィルタ材料111Rを比較的高温、特に前記好適温度で加熱して乾燥させると、図10(b)に示すように、そのカラーフィルタ材料111Rは、まず、バンク16側から乾燥し、区画18Rの中央部のカラーフィルタ材料111Rがバンク16側に引き寄せられ、バンク16側が盛り上がる。このようにして、フィルタ層111FRの基体10Aの表面を湾曲凹面形状にすることができる。
また、カラーフィルタ材料111Rの粘度等の物性、加熱温度および加熱時間等の乾燥条件等を調整することにより、フィルタ層111FRの湾曲凹面のパターン(例えば、湾曲の度合い等)を調整することができる。これにより、フィルタ層111FRによる光の拡散(発散)の度合い等のフィルタ層111FRのレンズ特性を調整することができる。また、例えば、カラーフィルタ材料111R中のレンズ材料の含有率や、用いるレンズ材料の選択等によっても前記フィルタ層111FRのレンズ特性を調整することができる。
後述するカラーフィルタ材料111G、111Bを乾燥させる工程における条件や作用等については、それぞれ、前記カラーフィルタ材料111Rの場合と同様であるので、その説明は省略する。
次に、搬送装置170は、基体10Aを液滴吐出装置100Gのステージ106に位置させる。そして、図10(c)に示すように、液滴吐出装置100Gは、区画18Gのすべてにカラーフィルタ材料111Gが付与されてカラーフィルタ材料111Gの層が形成されるように、液滴吐出ヘッド114からカラーフィルタ材料111Gを吐出する(カラーフィルタ材料111Gを区画18Gに付与する工程を行なう)。
基体10Aの区画18Gのすべてにカラーフィルタ材料111Gの層が形成された場合には、搬送装置170が基体10Aを乾燥装置150G内に位置させる。そして、図10(d)に示すように、基体10Aと反対側の面が湾曲凹面形状となるように区画18G上のカラーフィルタ材料111Gを完全に乾燥させる(乾燥させる工程を行なう)ことで、区画18G上にフィルタ層111FGを得る。
次に、搬送装置170は、基体10Aを液滴吐出装置100Bのステージ106に位置させる。そして、図11(e)に示すように、液滴吐出装置100Bは、区画18Bのすべてにカラーフィルタ材料111Bが付与されてカラーフィルタ材料111Bの層が形成されるように、液滴吐出ヘッド114からカラーフィルタ材料111Bを吐出する(カラーフィルタ材料111Bを区画18Bに付与する工程を行なう)。
基体10Aの区画18Bのすべてにカラーフィルタ材料111Bの層が形成された場合には、搬送装置170が基体10Aを乾燥装置150B内に位置させる。そして、図11(f)に示すように、基体10Aと反対側の面が湾曲凹面形状となるように区画18B上のカラーフィルタ材料111Bを完全に乾燥させる(乾燥させる工程を行なう)ことで、区画18B上にフィルタ層111FBを得る。
次に、搬送装置170は、基体10Aを、オーブン160内に位置させる。その後、オーブン160は、フィルタ層111FR、111FG、111FBを再加熱(ポストベーク)する。
次に、搬送装置170は、基体10Aを液滴吐出装置100Cのステージ106に位置させる。そして、基体10Aのフィルタ層111FR、111FG、111FB、およびバンク16上に、これらフィルタ層111FR、111FG、111FB、およびバンク16を覆い、可視光に対して光透過性を有する保護膜(オーバーコート)20を形成する工程を行なう。すなわち、液滴吐出装置100Cは、フィルタ層111FR、111FG、111FB、およびバンク16上に、これらフィルタ層111FR、111FG、111FB、およびバンク16を覆って保護膜20が形成されるように、保護膜材料を吐出してフィルタ層111FR、111FG、111FB、およびバンク16上に付与する。フィルタ層111FR、111FG、111FB、およびバンク16を覆う保護膜20が形成された後に、搬送装置170は、基体10Aを乾燥装置150C内に位置させる。そして、図11(g)に示すように、乾燥装置150Cが保護膜20を完全に乾燥させた後に、硬化装置165が保護膜20を加熱して完全に硬化することで、基体10Aはカラーフィルタ基板10となる。保護膜20を設けることにより、フィルタ層111FR、111FG、111FBが保護され、フィルタ層111FR、111FG、111FBの損傷や劣化を防止することができる。
なお、本発明のカラーフィルタ基板は、ストライプ配列のカラーフィルタ基板に限定されず、例えば、デルタ配列、モザイク配列、ペンタイル配列等のいかなる画素パターンのカラーフィルタ基板にも適用することができる。
次に、前記カラーフィルタ基板10を有する画像表示装置(電気光学装置)である液晶表示装置の実施形態について説明する。
図12は、液晶表示装置の実施形態を示す断面図である。同図に示すように、液晶表示装置60は、前記カラーフィルタ基板10と、カラーフィルタ基板10の保護膜20に対向するように設けられた基板(対向基板)62と、カラーフィルタ基板10(保護膜20)と基板62との間の空隙に封入された液晶よりなる液晶層61と、カラーフィルタ基板10の支持基板12の図12中下側に設けられた偏光板63と、基板62の図12中上側に設けられた偏光板64とを有している。基板62は、可視光に対して光透過性を有する基板であり、例えばガラス基板である。
また、液晶表示装置60は、マトリクス状に配置され、可視光に対して光透過性を有する複数の画素電極と、各画素電極に対応する複数のスイッチング素子(例えば、TFT:薄膜トランジスタ)と、可視光に対して光透過性を有する共通電極とを有している(いずれも図示せず)。
そして、この液晶表示装置60は、図示しないバックライトから発せられた光が、カラーフィルタ基板10側(図12中下側)から入射するようになっている。
以上説明したように、前記カラーフィルタ基板10および液晶表示装置60によれば、カラーフィルタ基板10のフィルタ層111FR、111FG、111FBが凹レンズの機能を有するので、フィルタ層111FR、111FG、111FBにより光が拡散され(発散し)、これにより視野角が広くなる。また、バックライトから発せられる光の利用効率が向上する。
また、前記カラーフィルタ基板10の製造方法によれば、フィルタ層111FR、111FG、111FBが凹レンズの機能を有するカラーフィルタ基板10を容易かつ確実に製造することができる。
<第2実施形態>
第2実施形態では、有機エレクトロルミネッセンス表示装置(電気光学装置)および有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法の実施形態について説明する。ただし、第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
図13は、基体30Aを示す図であり、(a)が断面図、(b)が平面図である。以下、同図に基づいて、基体30Aについて説明する。
図13(a)および(b)に示す基体30Aは、後述する製造装置2(図14参照)による処理を経て、有機エレクトロルミネッセンス表示装置30となる基板である。基体30Aは、マトリクス状に配置され、色要素(画素)となるべき複数の区画38R、38G、38Bを有する。
具体的には、基体30Aは、支持基板32と、支持基板32上に形成された回路素子層34と、回路素子層34上に形成された複数の画素電極36と、複数の画素電極36の間に形成されたバンク40と、を有している。支持基板32は、可視光に対して光透過性を有する基板であり、例えばガラス基板である。複数の画素電極36のそれぞれは、可視光に対して光透過性を有する電極であり、例えば、ITO(Indium-Tin Oxide)電極である。また、複数の画素電極36は、回路素子層34上にマトリクス状に配置されており、それぞれが画素領域を規定する。そして、バンク40は、格子状の形状を有しており、複数の画素電極36のそれぞれを囲む。また、バンク40は、回路素子層34上に形成された無機物バンク40Aと、無機物バンク40A上に位置する有機物バンク40Bとからなる。
回路素子層34は、支持基板32上で所定の方向に延びる複数の走査電極と、複数の走査電極を覆うように形成された絶縁膜42と、絶縁膜42上に位置するともに複数の走査電極が延びる方向に対して直交する方向に延びる複数の信号電極と、走査電極および信号電極の交点付近に位置する複数のスイッチング素子44と、複数のスイッチング素子44を覆うように形成されたポリイミドなどの層間絶縁膜45と、を有する層である。それぞれのスイッチング素子44のゲート電極44Gおよびソース電極44Sは、それぞれ対応する走査電極および対応する信号電極と電気的に接続されている。層間絶縁膜45上には複数の画素電極36が位置する。層間絶縁膜45には、各スイッチング素子44のドレイン電極44Dに対応する部位にスルーホール44Vが設けられており、このスルーホール44Vを介して、スイッチング素子44と、対応する画素電極36と、の間の電気的接続が形成されている。また、バンク40に対応する位置にそれぞれのスイッチング素子44が位置している。つまり、図13(b)の紙面に垂直な方向から観察すると、複数のスイッチング素子44のそれぞれは、バンク40に覆われるように位置している。
基体30Aの画素電極36とバンク40とで規定される凹部(画素領域の一部)は、区画38R、区画38G、区画38Bに対応する。区画38Rは、赤の波長域の光線を発光する発光層211FRが形成されるべき領域であり、区画38Gは、緑の波長域の光線を発光する発光層211FGが形成されるべき領域であり、区画38Bは、青の波長域の光線を発光する発光層211FBが形成されるべき領域である。
図13(b)に示す基体30Aは、X軸方向とY軸方向との双方に平行な仮想平面上に位置している。そして、複数の区画38R、38G、38Bが形成するマトリクスの行方向および列方向は、それぞれX軸方向およびY軸方向と平行である。基体30Aにおいて、区画38R、区画38G、および区画38Bは、Y軸方向にこの順番で周期的に並んでいる。一方、区画38R同士はX軸方向に所定の一定間隔をおいて1列に並んでおり、また、区画38G同士はX軸方向に所定の一定間隔をおいて1列に並んでおり、同様に、区画38B同士はX軸方向に所定の一定間隔をおいて1列に並んでいる。なお、X軸方向およびY軸方向は互いに直交する。
Y軸方向に並ぶ一組の区画38R、38G、38Bは、有機エレクトロルミネッセンス表示装置30の一画素分に相当する。
図14は、液滴吐出装置を含む有機エレクトロルミネッセンス表示装置30の製造装置を模式的に示す図である。同図に示す製造装置2は、基体30Aの区画38Rのすべてに液状の発光材料(発光層形成用の液状材料)211Rを付与する液滴吐出装置200Rと、区画38R上の発光材料211Rを乾燥させる乾燥装置250Rと、基体30Aの区画38Gのすべてに液状の発光材料(発光層形成用の液状材料)211Gを付与する液滴吐出装置200Gと、区画38G上の発光材料211Gを乾燥させる乾燥装置250Gと、基体30Aの区画38Bのすべてに液状の発光材料(発光層形成用の液状材料)211Bを付与する液滴吐出装置200Bと、区画38B上の発光材料Bを乾燥させる乾燥装置250Bと、を備えている。さらに製造装置2は、液滴吐出装置200R、乾燥装置250R、液滴吐出装置200G、乾燥装置250G、液滴吐出装置200B、乾燥装置250Bの順番に基体30Aを搬送する搬送装置270も備えている。なお、乾燥装置250R、250G、250Bとしては、例えば、ホットプレートを備えた装置等を用いることができる。
図15は、製造装置2の液滴吐出装置200Rの構成例を示す斜視図である。同図に示すように、液滴吐出装置200Rの構成は、前述した液滴吐出装置100の構成と基本的に同じである。ただし、タンク101とチューブ110とに代えて、液滴吐出装置200Rが発光材料211Rを保持するタンク201Rとその発光材料211R用のチューブ210Rとを備える点で、液滴吐出装置200Rの構成は液滴吐出装置100の構成と異なる。
液滴吐出装置200Gの構成と、液滴吐出装置200Bの構成とは、いずれも基本的に液滴吐出装置200Rの構造と同じある。ただし、液滴吐出装置200Rにおけるタンク201Rとチューブ210Rとの代わりに、液滴吐出装置200Gが発光材料211Gを保持するタンクとその発光材料211G用のチューブとを備える点で、液滴吐出装置200Gの構成は液滴吐出装置200Rの構成と異なる。同様に、タンク201Rとチューブ210Rとの代わりに、液滴吐出装置200Bが発光材料211Bを保持するタンクとその発光材料211B用のチューブとを備える点で、液滴吐出装置200Bの構成は液滴吐出装置200Rの構成と異なる。
ここで、本実施形態の有機エレクトロルミネッセンス表示装置30は、各発光層211FR、211FG、211FBが、それぞれ、対向電極46より屈折率の高い材料で構成され、基体30Aと反対側の面(対向電極46側の面)を湾曲凹面形状(凹面形状)とすることにより、凹レンズの機能を有することに特徴を有する。
以下、この有機エレクトロルミネッセンス表示装置30の製造方法(製造装置2によって有機エレクトロルミネッセンス表示装置30が得られるまでの一連の工程)を説明する。
まず、公知の製膜技術とパターニング技術とを用いて、図13に示す基体30Aを製造する。
次に、大気圧下の酸素プラズマ処理によって、基体30Aを親液化する。この処理によって、画素電極36とバンク40とで規定されたそれぞれの凹部(画素領域の一部)における画素電極36の表面、無機物バンク40Aの表面、および有機物バンク40Bの表面が、親液性を呈するようになる。さらに、その後、基体30Aに対して、4フッ化メタンを処理ガスとするプラズマ処理を行う。4フッ化メタンを用いたプラズマ処理によって、それぞれの凹部における有機物バンク40Bの表面がフッ化処理(撥液性に処理)され、このことで、有機物バンク40Bの表面が撥液性を呈するようになる。なお、4フッ化メタンを用いたプラズマ処理によって、先に親液性を与えられた画素電極36の表面および無機物バンク40Aの表面は、若干親液性を失うが、それでも親液性を維持する。このように、画素電極36と、バンク40と、によって規定された凹部の表面に所定の表面処理が施されることで、凹部の表面が区画38R、38G、38Bとなる。
なお、画素電極36の材質、無機バンク40の材質、および有機バンク40の材質によっては、上記のような表面処理を行わなくても、所望の親液性および撥液性を呈する表面が得られることもある。そのような場合には、上記表面処理を施さなくても、画素電極36と、バンク40と、によって規定された凹部の表面は区画38R、38G、38Bである。
ここで、表面処理が施された複数の画素電極36のそれぞれの上に、対応する正孔輸送層37R、37G、37Bを形成してもよい。正孔輸送層37R、37G、37Bが、画素電極36と、後述の発光層211FR、211FG、211FBと、の間に位置すれば、エレクトロルミネッセンス表示装置の発光効率が高くなる。複数の画素電極36のそれぞれの上に正孔輸送層を設ける場合には、正孔輸送層と、バンク40と、によって規定された凹部が、区画38R、38G、38Bに対応する。
なお、正孔輸送層37R、37G、37Bをインクジェット法により形成することも可能である。この場合、正孔輸送層37R、37G、37Bを形成するための材料を含む溶液を各画素領域ごとに所定量塗布し、その後、乾燥させることにより正孔輸送層を形成することができる。
区画38R、38G、38Bが形成された基体30Aは、搬送装置270によって、液滴吐出装置200Rのステージ106に運ばれる。そして、図10(a)に示すように、液滴吐出装置200Rは、区画38Rのすべてに発光材料211Rが付与されて発光材料211Rの層が形成されるように、液滴吐出ヘッド114から発光材料211Rを吐出する(発光材料211Rを区画38Rに付与する工程を行なう)。
この発光材料211Rは、有機発光材料と、レンズ材料(高屈折率の材料)とが含まれているものが好ましい。レンズ材料としては、レンズの構成材料である、例えば、アクリル系樹脂等の各種樹脂や各種ガラス等を用いることができ、特に、粉末状の樹脂を用いるのが好ましい。これにより、より確実に、凹レンズの機能を有する発光層211FRを形成することができる。
また、発光材料211Rの粘度は、10〜20mPa・S程度であるのが好ましく、14〜17mPa・S程度であるのがより好ましい。これにより、発光層211FRの基体30Aと反対側の面を、より確実に、湾曲凹面形状にすることができる。
後述する発光材料211G、211Bについては、それぞれ、前記発光材料211Rの場合と同様であるので、その説明は省略する。
基体30Aの区画38Rのすべてに発光材料211Rの層が形成された場合には、搬送装置270が基体30Aを乾燥装置250R内に位置させる。そして、図16(b)に示すように、基体30Aと反対側の面が湾曲凹面形状となるように区画38R上の発光材料211Rを完全に乾燥させる(乾燥させる工程を行なう)ことで、区画38R上に発光層211FRを得る。
この発光材料211Rを乾燥させる工程においては、発光材料211Rを50℃以上で加熱するのが好ましく、60〜90℃程度で加熱するのがより好ましい。これにより、発光層211FRの基体30Aと反対側の面を、より確実に、湾曲凹面形状にすることができる。
また、加熱時間は、3〜20分程度が好ましく、10〜15分程度がより好ましい。これにより、発光層211FRの基体30Aと反対側の面を、より確実に、湾曲凹面形状にすることができる。
ここで、区画38Rに形成された発光材料211Rの層の基体30Aと反対側の面(以下、単に「表面」とも言う)は、乾燥前は、図16(a)に示すように、湾曲凸面形状(凸面形状)をなしている。発光材料211Rを比較的高温、特に前記好適温度で加熱して乾燥させると、図16(b)に示すように、その発光材料211Rは、まず、バンク40側から乾燥し、区画38Rの中央部の発光材料211Rがバンク40側に引き寄せられ、バンク40側が盛り上がる。このようにして、発光層211FRの基体30Aの表面を湾曲凹面形状にすることができる。
また、発光材料211Rの粘度等の物性、加熱温度および加熱時間等の乾燥条件等を調整することにより、発光層211FRの湾曲凹面のパターン(例えば、湾曲の度合い等)を調整することができる。これにより、発光層211FRによる光の拡散(発散)の度合い等の発光層211FRのレンズ特性を調整することができる。また、例えば、発光材料211R中のレンズ材料の含有率や、用いるレンズ材料の選択等によっても前記発光層211FRのレンズ特性を調整することができる。
後述する発光材料211G、211Bを乾燥させる工程における条件や作用等については、それぞれ、前記発光材料211Rの場合と同様であるので、その説明は省略する。
次に、搬送装置270は、基体30Aを液滴吐出装置200Gのステージ106に位置させる。そして、図60(c)に示すように、液滴吐出装置200Gは、区画38Gのすべてに発光材料211Gが付与されて発光材料211Gの層が形成されるように、液滴吐出ヘッド114から発光材料211Gを吐出する(発光材料211Gを区画38Gに付与する工程を行なう)。
基体30Aの区画38Gのすべてに発光材料211Gの層が形成された場合には、搬送装置270が基体30Aを乾燥装置250G内に位置させる。そして、図16(d)に示すように、基体30Aと反対側の面が湾曲凹面形状となるように区画38G上の発光材料211Gを完全に乾燥させる(乾燥させる工程を行なう)ことで、区画38G上に発光層211FGを得る。
次に、搬送装置270は、基体30Aを液滴吐出装置200Bのステージ106に位置させる。そして、図17(e)に示すように、液滴吐出装置200Bは、区画38Bのすべてに発光材料211Bが付与されて発光材料211Bの層が形成されるように、液滴吐出ヘッド114から発光材料211Bを吐出する(発光材料211Bを区画38Bに付与する工程を行なう)。
基体30Aの区画38Bのすべてに発光材料211Bの層が形成された場合には、搬送装置270が基体30Aを乾燥装置250B内に位置させる。そして、図16(f)に示すように、基体30Aと反対側の面が湾曲凹面形状となるように区画38B上の発光材料211Bを完全に乾燥させる(乾燥させる工程を行なう)ことで、区画38B上に発光層211FBを得る。
次に、図17(g)に示すように、発光層211FR、211FG、211FB、およびバンク40上に、これら発光層211FR、211FG、211FB、およびバンク40を覆うように対向電極46を設ける。対向電極46は、可視光に対して光透過性を有する電極であり、例えば、ITO(Indium-Tin Oxide)電極である。この対向電極46は陰極として機能する。
その後、封止基板48と基体30Aとを、互いの周辺部で接着することで、図17(g)に示す有機エレクトロルミネッセンス表示装置30が得られる。封止基板48は、可視光に対して光透過性を有する基板であり、例えばガラス基板である。なお、封止基板48と基体30Aとの間には不活性ガス49が封入されている。
有機エレクトロルミネッセンス表示装置30において、発光層211FR、211FG、211FBから発光した光は、対向電極46と、封止基板48と、を介して射出する。このような方向から光を射出する有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、トップエミッション型の表示装置と呼ばれる。
なお、本発明では、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の形態は、図示例のものに限定されないことは、言うまでもない。
以上説明したように、前記有機エレクトロルミネッセンス表示装置30によれば、発光層211FR、211FG、211FBが凹レンズの機能を有するので、発光層211FR、211FG、211FBにより光が拡散され(発散し)、これにより視野角が広くなる。また、発光層211FR、211FG、211FBから発せられる光の利用効率が向上する。
また、前記有機エレクトロルミネッセンス表示装置30の製造方法によれば、発光層211FR、211FG、211FBが凹レンズの機能を有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置30を容易かつ確実に製造することができる。
<本発明の電子機器の実施形態>
前述したようなカラーフィルタ基板を有する液晶表示装置、エレクトロルミネッセンス表示装置等の画像表示装置(電気光学装置)1000は、各種電子機器の表示部に用いることができる。
図18は、本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピュータ1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ1100においては、表示ユニット1106が画像表示装置1000を備えている。
図19は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206とともに、画像表示装置1000を表示部に備えている。
図20は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
ディジタルスチルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、画像表示装置1000が表示部に設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ケースの内部には、回路基板1308が設置されている。この回路基板1308は、撮像信号を格納(記憶)し得るメモリが設置されている。
また、ケース1302の正面側(図示の構成では裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、回路基板1308のメモリに転送・格納される。
また、このディジタルスチルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニタ1430が、デ−タ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピュータ1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板1308のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ1430や、パーソナルコンピュータ1440に出力される構成になっている。
なお、本発明の電子機器は、上述したパーソナルコンピュータ(モバイル型パーソナルコンピュータ)、携帯電話機、ディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、POS端末、タッチパネルを備えた機器(例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機)、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
以上、本発明のカラーフィルタ基板、カラーフィルタ基板の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、電気光学装置および電子機器を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、任意の構成物や、工程が付加されていてもよい。
使用する液滴吐出装置の構成例を示す斜視図。 図1に示す液滴吐出装置における液滴吐出手段をステージ側から観察した図。 図1に示す液滴吐出装置における液滴吐出ヘッドの底面を示す図。 図1に示す液滴吐出装置における液滴吐出ヘッドを示す図であり、(a)は断面斜視図、(b)は断面図。 図1に示す液滴吐出装置における制御手段を示すブロック図。 (a)はヘッド駆動部を示す模式図、(b)はヘッド駆動部における駆動信号、選択信号および吐出信号を示すタイミングチャート。 カラーフィルタ基板を製造するための基体を示す図であり、(a)が断面図、(b)が平面図。 液滴吐出装置を含むカラーフィルタ基板の製造装置を模式的に示す図。 図8に示す製造装置の液滴吐出装置の構成例を示す斜視図。 カラーフィルタ基板の製造方法を示す模式図。 カラーフィルタ基板の製造方法を示す模式図。 液晶表示装置の実施形態を示す断面図。 有機エレクトロルミネッセンス表示装置を製造するための基体を示す図であり、(a)が断面図、(b)が平面図。 液滴吐出装置を含む有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造装置を模式的に示す図。 図14に示す製造装置の液滴吐出装置の構成例を示す斜視図。 有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法を示す模式図。 有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法を示す模式図。 本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図。 本発明の電子機器を適用した携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図。 本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図。
符号の説明
1、2……製造装置 100、100R、100G、100B、100C、200R、200G、200B……液滴吐出装置 101、101R、201R……タンク 102……吐出走査部 103……液滴吐出手段 104……第1位置制御装置 105……キャリッジ 106……ステージ 108……第2位置制御装置 110、110R、210R……チューブ 111……液状材料 112……制御手段 114……液滴吐出ヘッド 116A、116B……ノズル列 118……ノズル 120……キャビティ 122……隔壁 124……振動子 124A、124B……電極 124C……ピエゾ素子 126……振動板 127……吐出部 128……ノズルプレート 129……液たまり 130……供給口 131……孔 200……バッファメモリ 202……記憶手段 203……駆動信号生成部 204……処理部 206……走査駆動部 208……ヘッド駆動部 AS……アナログスイッチ DS……駆動信号 SC……選択信号 ES……吐出信号 10A、30A……基体 10……カラーフィルタ基板 12、32……支持基板 14……ブラックマトリクス 16、40……バンク 20……保護膜 18R、18G、18B、38R、38G、38B……区画 111FR、111FG、111FB……フィルタ層 30……有機エレクトロルミネッセンス表示装置 34……回路素子層 36……画素電極 37R、37G、37B……正孔輸送層 40A……無機物バンク 40B……有機物バンク 42……絶縁膜 44……スイッチング素子 44G……ゲート電極 44S……ソース電極 44D……ドレイン電極 44V……スルーホール 45……層間絶縁膜 46……対向電極 48……封止基板 49……不活性ガス 60……液晶表示装置 61……液晶層 62……基板 63、64……偏光板 150C……乾燥装置 150R、150G、150B、250R、250G、250B……乾燥装置 111R、111G、111B……カラーフィルタ材料 160……オーブン 165……硬化装置 170、270……搬送装置 211R、211G、211B……発光材料 211FR、211FG、211FB……発光層 1000……画像表示装置 1100……パーソナルコンピュータ 1102……キーボード 1104……本体部 1106……表示ユニット 1200……携帯電話機 1202……操作ボタン 1204……受話口 1206……送話口 1300……ディジタルスチルカメラ 1302……ケース(ボディー) 1304……受光ユニット 1306……シャッタボタン 1308……回路基板 1312……ビデオ信号出力端子 1314……データ通信用の入出力端子 1430……テレビモニタ 1440……パーソナルコンピュータ

Claims (16)

  1. 基体と、該基体上の各画素に対応する部分に、それぞれ着色剤を含むカラーフィルタ形成用の液状材料をノズルから液滴として吐出して付与することにより形成されたフィルタ層とを有するカラーフィルタ基板であって、
    前記各フィルタ層は、それぞれ、前記基体と反対側の面が凹面形状であることを特徴とするカラーフィルタ基板。
  2. 基体と、前記基体上の各画素に対応する部分にそれぞれ形成され、前記基体と反対側の面が凹面形状であるフィルタ層とを備えるカラーフィルタ基板の製造方法であって、
    画素となるべき複数の区画が形成された基体と、液滴を吐出するノズルを有する液滴吐出手段とを相対的に移動させ、着色剤を含むカラーフィルタ形成用の液状材料を前記ノズルから液滴として吐出して前記区画に付与する工程と、
    前記区画に付与されたカラーフィルタ形成用の液状材料を、前記基体と反対側の面が凹面形状となるように乾燥させる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。
  3. 前記カラーフィルタ形成用の液状材料を乾燥させる工程においては、前記カラーフィルタ形成用の液状材料を50℃以上で加熱する請求項2に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
  4. 前記ノズルから吐出される前記カラーフィルタ形成用の液状材料の粘度は、20mPa・S以下である請求項2または3に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
  5. 前記カラーフィルタ形成用の液状材料には、粉末状の樹脂が含まれる請求項2ないし4のいずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
  6. 前記フィルタ層上に、該フィルタ層を覆う保護膜を形成する工程を有する請求項2ないし5のいずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
  7. 前記保護膜を形成する工程においては、前記基体と、前記液滴吐出手段とを相対的に移動させ、保護膜形成用の液状材料を前記ノズルから液滴として吐出して前記フィルタ層上に付与し、該付与された保護膜形成用の液状材料を乾燥させる請求項6に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
  8. 基体と、該基体上の各画素に対応する部分に、それぞれ有機発光材料を含む発光層形成用の液状材料をノズルから液滴として吐出して付与することにより形成された発光層とを有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、
    前記各発光層は、それぞれ、前記基体と反対側の面が凹面形状であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
  9. 基体と、前記基体上の各画素に対応する部分にそれぞれ形成され、前記基体と反対側の面が凹面形状である発光層とを備える有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法であって、
    画素となるべき複数の区画が形成された基体と、液滴を吐出するノズルを有する液滴吐出手段とを相対的に移動させ、有機発光材料を含む発光層形成用の液状材料を前記ノズルから液滴として吐出して前記区画に付与する工程と、
    前記区画に付与された発光層形成用の液状材料を、前記基体と反対側の面が凹面形状となるように乾燥させる工程とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
  10. 前記発光層形成用の液状材料を乾燥させる工程においては、前記発光層形成用の液状材料を50℃以上で加熱する請求項9に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
  11. 前記ノズルから吐出される前記発光層形成用の液状材料の粘度は、10〜20mPa・Sである請求項9または10に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
  12. 前記発光層形成用の液状材料には、粉末状の樹脂が含まれる請求項9ないし11のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
  13. 請求項2ないし7のいずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造方法により製造されたカラーフィルタ基板を備えることを特徴とする電気光学装置。
  14. 当該電気光学装置は、液晶層を有する液晶表示装置である請求項13に記載の電気光学装置。
  15. 請求項9ないし12のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法により製造された有機エレクトロルミネッセンス表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
  16. 請求項13または14に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
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