JP4622955B2 - カラーフィルタ基板の製造方法、カラーフィルタ基板、表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、カラーフィルタ基板の製造方法、カラーフィルタ基板、表示装置に関するものである。

近年、アレイ基板上にカラーフィルタを形成した、所謂カラーフィルタオンアレイ（ＣＯＡ）構造の開発が行われている。このＣＯＡ構造によれば、カラーフィルタが形成されたアレイ基板と全面に電極が形成された対向基板とのアライメントが不要になるため、工程を簡略化することができる。また、両基板を組み合わせる際の位置合わせ精度の問題が生じないため、この位置合わせ誤差を見込まなくてもよいパターン設計ができ、遮光層のパターン幅を狭くした高開口率の表示装置を実現することができる（例えば、特許文献１〜３参照）。

特開２０００−３１４８０６号公報 特開２００４−３５５９９５号公報 特開２００４−９４２０６号公報

カラーフィルタオンアレイ構造におけるカラーフィルタの製造方法としては、染色法、顔料分散法、電着法、フイルム転写法等の工法が開発されている。例えば、特許文献１には、予めパターニングした透明導電膜を水溶性高分子に顔料を分散させた溶液等に浸漬し、透明導電膜に通電することで、顔料を透明導電膜に電着させる方法が開示されている。
また、最近では、インクジェット方式を利用したカラーフィルタの製造方法が盛んに検討されている。インクジェット方式でカラーフィルタを製造する方法としては、例えば、透明導電膜の材料となるＩＴＯやＳｎＯ₂と、カラーフィルタの材料である顔料の混合材料とを、フォトリソグラフィ法若しくは各種印刷法によりパターニングして製造する方法が考えられる。

しかしながら、電着を用いる方法では、顔料を透明導電膜に電着させるために、各透明導電膜は電気的に導通がとれていなければならず、一つ一つの画素に別々にカラーフィルタを配置することができないといったレイアウト上の制約が生じる。また、透明導電膜に比較的高い電圧を印加するため、隣り合う透明導電膜パターンの間でバイポーラ現象が起こり、混色が発生し易いという問題がある。一方、透明導電材料と顔料とを混合させた材料をインクジェット法でパターニングする方法では、顔料の分解温度の制約により、透明導電材料に十分な導電性を付与するための熱処理を施すことができず、最終的には、スパッタで成膜した透明導電膜と併用する必要がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、導電性が高く且つ色特性にも優れた導電性のカラーフィルタ基板、およびそのようなカラーフィルタ基板を容易に製造することのできるカラーフィルタ基板の製造方法を提供することを目的とする。また、このようなカラーフィルタ基板を備えた表示品質の高い表示装置及び電子機器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法は、基体上に透明導電膜と着色材料とを有してなるカラーフィルタ基板の製造方法であって、上記基体上にバンクを形成する工程と、上記バンクによって区画された領域に透明導電性微粒子を含む液体材料を配置する工程と、上記透明導電性微粒子を焼成して上記透明導電膜を形成する工程と、上記透明導電膜中の上記透明導電性微粒子の隙間に上記着色材料を含浸させる工程と、上記着色材料を焼成する工程とを有することを特徴とする。
この方法によれば、透明導電性微粒子の隙間に着色材料を含浸させることによりカラーフィルタを形成するので、電着法のようにカラーフィルタのレイアウトに制約を受けることがなく、ストライプ配列やデルタ配列等の種々の構造について適用することができる。
また、透明導電膜を焼成してから着色材料の含浸・焼成を行うので、透明導電膜の焼成温度を着色材料の分解温度よりも高く設定することができ、良好な導電性を得ることが可能である。
また、透明導電膜用のバンクを着色材料用のバンクとして兼用することができるので、プロセスの簡略化とコストの低減を図ることができる。
さらに、透明導電性微粒子からなる透明導電膜はスパッタ等により形成される膜に比べて膜密度が小さいので、膜厚を厚くしても透過率の低下が生じにくい。このため、ベースとなる透明導電膜の厚みをカラーフィルタに要求される色特性（色相、明度、彩度等）に応じて容易に調節することができる。

本発明においては、上記着色材料を含浸させる工程は、上記着色材料を含む液体材料を上記バンクによって区画された領域に配置することにより行われるものとすることができる。また、上記着色材料を含む液体材料は、液滴吐出法により上記領域に配置されるものとすることができる。
この方法によれば、複数種類の着色材料を容易に塗り分けることができる。

本発明においては、上記透明導電性微粒子を含む液体材料は、液滴吐出法により上記領域に配置されるものとすることができる。
この方法によれば、液滴吐出法を用いることにより、スピンコート法などの他の塗布技術に比べて、液体材料の消費に無駄が少なく、基体上に配置する液体材料の量や位置の制御を行いやすい。

本発明においては、上記バンクはポリシロキサンを骨格とする材料で形成されるものとすることができる。
この方法によれば、ポリシロキサンを骨格とする材質でバンクを形成するので、このバンクが例えば有機材料からなるものに比べて耐熱性が格段に高くなり、透明導電膜の焼成を高温の熱処理によって行うことができる。

また、上記の課題を解決するため、本発明のカラーフィルタ基板は、互いに一部分が接触しつつ、上記接触している部分以外は隙間となるように凝集している多数の導電性微粒子と、上記隙間に充填されている着色材料と、からなる電極を有する。
かかる構成により、着色材料の耐熱性に影響されない最適な温度で熱処理された導電性微粒子と、より低い温度で熱処理した着色材料と、を上記導電性微粒子が表面に露出する態様で組み合わせることができる。そして上述する露出する表面で、当該表面に接する物質に電圧を印加すると言う電極の機能を果たすことができる。したがってかかるカラーフィルタ基板であれば、上述する電極の機能と、透過する光に色度を付与するカラーフィルタの機能と、を高いレベルで両立できる。

好ましくは、上記導電性微粒子の粒径は５ｎｍ乃至７０ｎｍであることを特徴とする。
かかる範囲の粒径の導電性微粒子を用いることで、着色材料の充填性を損なわずに電極として必要な導電性を維持できる。したがってかかるカラーフィルタ基板であれば、電極の機能とカラーフィルタの機能とをより一層高いレベルで両立できる。

また、好ましくは、上記電極が周囲をバンクで囲まれていることを特徴とする。
周囲をバンクで囲むことで、上記導電性微粒子および上記着色材料の量や種類を、各々の画素ごとに設定できる。したがって例えば赤、緑、青の３原色の着色材料を、最適な厚さの導電性微粒子層に充填でき、電極の機能とカラーフィルタの機能とをより一層高いレベルで両立できる。

また、好ましくは、上記バンクがポリシロキサンを骨格とする材料で形成されていることを特徴とする。
ポリシロキサンは例えば有機材料等に比べて耐熱性が高いため、かかる構成により上記導電性微粒子の熱処理の温度の設定の自由度を向上できる。したがって、より一層優れた電極を形成できる。

また、好ましくは、上記バンクは絶縁性材料からなり、上記電極は各画素ごとに独立して制御される画素電極であり、当該電極を制御する素子の上層に配置されていることを特徴とする。
上記素子により各々の電極を独立して制御できるため、より一層優れた表示が可能となる。

また、好ましくは、上記バンクが遮光性材料で形成されており、当該バンク上を含む上記基板上の全面に配置される、各々の電極を電気的に接続する透明導電材料層をさらに有することを特徴とする。

かかる構成により、各々の電極を電気的に接続し、さらに上記バンクにブラックマトリクスの機能を付与できる。したがって、上記カラーフィルタ基板を対向基板として用いることが可能となる。

また、上記の課題を解決するため、本発明の表示装置は、互いに一部分が接触しつつ、上記接触している部分以外は隙間となるように凝集している多数の導電性微粒子と、上記隙間に充填されている着色材料と、からなる電極を有するカラーフィルタ基板を備える。
電極の機能とカラーフィルタの機能とを高いレベルで両立するカラーフィルタ基板を備えるため、表示品質が優れた表示体を得ることができる。

また、好ましくは、上記導電性微粒子の粒径は５ｎｍ乃至７０ｎｍであることを特徴とする。
電極の機能とカラーフィルタの機能とがより一層高いレベルで両立するカラーフィルタ基板を備えるため、表示品質がより一層優れた表示体を得ることができる。

また、好ましくは、上記電極が周囲をバンクで囲まれていることを特徴とする。
電極の機能とカラーフィルタの機能とがより一層高いレベルで両立するカラーフィルタ基板を備えるため、表示品質がより一層優れた表示体を得ることができる。

また、好ましくは、上記バンクがポリシロキサンを骨格とする材料で形成されていることを特徴とする。
より一層優れた電極を有するでカラーフィルタ基板を備えるため、表示品質がより一層優れた表示体を得ることができる。

また、好ましくは、上記電極は各画素ごとに独立して制御される画素電極であり、当該電極を制御する素子の上層に配置されていることを特徴とする。
上記素子により各々の電極を独立して制御できるため、表示品質がより一層優れた表示体を得ることができる。

また、好ましくは、上記バンクが遮光性材料で形成されており、当該バンク上を含む上記基板上の全面に配置される、各々の電極を電気的に接続する透明導電材料層をさらに有することを特徴とする。
かかる構成により上記カラーフィルタ基板を対向基板として用いることが可能となるため、表示品質がより一層優れた表示体を得ることができる。

また、上記の課題を解決するため、本発明のカラーフィルタ電子機器は、互いに一部分が接触しつつ、上記接触している部分以外は隙間となるように凝集している多数の導電性微粒子と、上記隙間に充填されている着色材料と、からなる電極を有するカラーフィルタ基板を備える表示装置を有する。
電極の機能とカラーフィルタの機能とを高いレベルで両立するカラーフィルタ基板を備えるため、表示品質が優れた電子機器を得ることができる。

また、好ましくは、上記導電性微粒子の粒径は５ｎｍ乃至７０ｎｍであることを特徴とする。
電極の機能とカラーフィルタの機能とがより一層高いレベルで両立するカラーフィルタ基板を備えるため、表示品質がより一層優れた電子機器を得ることができる。

また、好ましくは、上記電極が周囲をバンクで囲まれていることを特徴とする。
電極の機能とカラーフィルタの機能とがより一層高いレベルで両立するカラーフィルタ基板を備えるため、表示品質がより一層優れた電子機器を得ることができる。

また、好ましくは、上記バンクがポリシロキサンを骨格とする材料で形成されていることを特徴とする。
より一層優れた電極を有するカラーフィルタ基板を備えるため、表示品質がより一層優れた電子機器を得ることができる。

また、好ましくは、上記電極は各画素ごとに独立して制御される画素電極であり、当該電極を制御する素子の上層に配置されていることを特徴とする。
上記素子により各々の電極を独立して制御することでより一層優れた表示が可能となるカラーフィルタ基板を備えるため、表示品質がより一層優れた電子機器を得ることができる。

また、好ましくは、上記バンクが遮光性材料で形成されており、当該バンク上を含む上記基板上の全面に配置される、各々の電極を電気的に接続する透明導電材料層をさらに有することを特徴とする。
かかる構成により上記カラーフィルタ基板を対向基板として用いることが可能となるため、表示品質がより一層優れた電子機器を得ることができる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。また、上述した発明の名称における順序とは異なる順に説明する。
［基体］

図１は本発明のカラーフィルタ基板と基体Ｐとの関係の一例を示す図である。本発明のカラーフィルタ基板は、カラーフィルタ自体が導電性を有するため、当該カラーフィルタが電極等の機能を兼備させることが可能であり、液晶表示装置等の表示装置に好適に適用可能なものである。

図１に示すように、本実施形態では長方形形状の基体Ｐ上に生産性を向上させる観点から複数個のカラーフィルタ領域Ｃをマトリクス状に形成する。これらカラーフィルタ領域Ｃは、後で基体Ｐを切断することにより、液晶表示装置等に適合するカラーフィルタとして用いることができる。カラーフィルタ領域Ｃは、Ｒ（赤）の着色材料を含む液体材料、Ｇ（緑）の着色材料を含む液体材料、及びＢ（青）の着色材料を含む液体材料をそれぞれ所定のパターンで形成する。
［表示装置］

次に、図２、図３を用いて本発明にかかる表示装置の実施形態として、本発明にかかるカラーフィルタ基板を備えた薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor,以下「ＴＦＴ」と略記する）を画素スイッチング素子とするアクティブマトリクス型のカラー液晶表示装置を説明する。図２に示す１００Ａが第１の実施形態で、図３に示す１００Ｂが第２の実施形態である。

図２に示す本発明の第１の実施形態にかかる表示装置１００Ａは、ＴＦＴアレイ基板１０Ａ上にカラーフィルタ７５Ｒ、Ｇ、Ｂを規則的に配列するように形成したものである。図３に示す第２の実施形態にかかる表示装置１００Ｂは、対向基板１０Ｂ上に３原色のカラーフィルタ７５Ｒ、Ｇ、Ｂを同様に形成したものである。後述するように、カラーフィルタ７５は画素電極を兼ねることができる。したがって、第１の実施形態では、同一の部材をカラーフィルタ７５とも画素電極７５とも表記できる。又、以後単に「カラーフィルタ７５」というときは色を問わない総称として用い、Ｒ、Ｇ、Ｂの符号によりそれぞれ赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ、青色カラーフィルタを表わす。以下、図２に示す、ＴＦＴアレイ基板１０Ａ上にカラーフィルタを形成したものに付いて述べる。そして図３に示す第２の実施形態については、カラーフィルタの形成位置以外は第１の実施形態とほぼ共通な構成であるため、異なる点についてのみ述べる。
なお、カラーフィルタ基板とはカラーフィルタが形成されている基板を言う。ＴＦＴアレイ基板上にカラーフィルタが形成されている場合は当該ＴＦＴアレイ基板がカラーフィルタ基板となり、対向基板上にカラーフィルタが形成されている場合は当該対向基板がカラーフィルタ基板となる。

図２に示す第１の実施形態の液晶表示装置１００Ａは、互いに対向して配置されたＴＦＴアレイ基板１０Ａと対向基板１０Ｂとを備えている。ＴＦＴアレイ基板１０Ａと対向基板１０Ｂとは、互いに対向する面の周縁部に矩形枠状に設けられた図示しないシール材により貼り合わされており、上記両基板１０Ａ、１０Ｂと図示しないシール材とに囲まれる領域（セルギャップ内）に、電気光学物質である液晶層７０（図４、５参照）が封入（保持）されている。

ＴＦＴアレイ基板１０Ａと対向基板１０Ｂの外面側には、使用する液晶モードの種類、すなわち、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＶＡ(Vertical Alignment)モード、ＯＣＢ(Optically Compensated Bend)モード、ＩＰＳ(In Plain Switching)モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板や偏光板等の光学部材１４Ａ又は１４Ｂが所定の向きに配置されている。さらに、ＴＦＴアレイ基板１０Ａ側に設けられた光学部材１４Ａの外面側には、バックライトユニット等の照明装置１３が設けられている。

液晶表示装置１００Ａには、複数の画素１１０がマトリクス状に形成されている。これらの画素１１０の各々には、画素スイッチング用のＴＦＴ４０が形成されており、画素信号を供給するデータ線４２がＴＦＴ４０のソース領域４７に電気的に接続されている（図４、図５参照）。データ線４２に書き込む画素信号は、この順に線順次で供給してもよく、相隣接する複数のデータ線４２同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。また、ＴＦＴ４０のゲートは走査線４１の一部を延長して形成されており、所定のタイミングで走査線４１にパルス的に走査信号をこの順に線順次で印加するように構成されている。画素電極７５は、ＴＦＴ４０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ４０を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線４２から供給される画素信号を各画素に所定のタイミングで書き込む。このようにして画素電極７５を介して液晶層７０に書き込まれた所定レベルの画素信号は、対向基板１０Ｂの対向電極１６との間で一定期間保持される。

画素電極７５は、透明導電性微粒子によって形成されている。そして、この透明導電性微粒子の隙間に顔料等の着色材料を含浸させることにより、カラーフィルタの機能を兼ねたものとなっている。すなわち、赤色画素の画素電極７５Ｒには赤色着色材料が含浸されており、緑色画素の画素電極７５Ｇには緑色着色材料が含浸されており、青色画素の画素電極７５Ｂには青色着色材料が含浸されており、各画素電極７５（７５Ｒ、７５Ｇ、７５Ｂ）は、液晶層７０に電圧を印加すると共に、液晶層７０を透過した光を一部吸収又は反射して着色光として出力するようになっている。したがって、ＴＦＴアレイ基板１０Ａ上にカラーフィルタが配置され、画素電極がカラーフィルタの機能を兼ねるカラーフィルタオンアレイ構造となっている。

一方、対向基板１０Ｂ上には対向電極１６が共通電極として全面に形成され各々の画素ごとに区切るブラックマトリクスを要しない。したがって、ＴＦＴアレイ基板１０Ａと対向基板１０Ｂの位置合せが簡略化でき、また、上記の位置がずれることを回避できるため、表示品質を向上できる。

このような、カラーフィルタを兼ねる画素電極７５を備えたＴＦＴアレイ基板１０Ａは、後述する本発明にかかるカラーフィルタ基板の製造方法によって製造される。すなわち、ＴＦＴアレイ基板１０Ａの製造に当たっては、まず基板本体の表面に走査線４１やデータ線４２等の配線やＴＦＴ４０等のスイッチング素子からなる回路部を形成し、この上に画素１１０を仕切るバンクを形成する。そして、このバンクによって区画された領域に透明導電性微粒子を含む液体材料を配置し、透明導電性微粒子を焼成して透明導電膜を形成した後、この透明導電膜中の透明導電性微粒子の隙間に着色材料を含浸させて、これを焼成する。透明導電膜の焼成温度は、画素電極７５の抵抗を下げるために、バンクやＴＦＴ４０等の耐熱温度の範囲内でなるべく高い温度に設定することが望ましい。一方、着色材料の焼成温度は、透明導電膜の焼成とは別に行うため、着色材料の分解温度の範囲内で必要最小限の温度に設定することができる。

次に第２の実施形態として、対向基板１０Ｂ側にカラーフィルタを形成する場合について本発明を適用した場合について述べる。
図３は本発明の第２の実施形態の液晶表示装置１００Ｂを示すものであり、画素電極６５とカラーフィルタ７５（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を別個に形成したものである。ＴＦＴアレイ基板１０Ａ上にはＴＦＴ４０と接続する画素電極６５を形成し、対向基板１０Ｂの、当該画素電極に対応する位置にカラーフィルタ７５（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を形成している。
カラーフィルタ７５（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は上記第１の実施形態と同様に、対向基板１０Ｂ上にバンク７２を縦横に形成した後に、当該バンクで囲まれる凹部内に、後述するインクジェット法を用いて、透明導電性微粒子の凝集体中の隙間に顔料等の微粒子着色材料を含浸させることにより形成している。バンク７２は、各々のカラーフィルタを区分けするブラックマトリクスとしての機能も必要なため非透光性材料で形成する。あるいは、ブラックマトリクスをバンク７２の下層に別個形成してもよい。本発明におけるカラーフィルタ基板とはカラーフィルタが形成されている基板を言うため、本実施形態では、対向基板１０Ｂがカラーフィルタ基板となる。

対向基板１０ＢはＴＦＴアレイ基板１０Ａとは異なり個々の画素を接続する配線等は有しないため、全面を共通の電位にする必要がある。そこで、前述の方法により対向基板１０Ｂの表面にカラーフィルタを形成した後、スパッタ等により対向基板１０Ｂの表面全体に透明導電膜を形成している。この透明導電膜には、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ₂といった透明導電材料の他に、厚さ数ｎｍのＡｇ、Ｎｉといった、薄膜化により透明性が得られる金属膜を用いることができる。薄膜化は面抵抗地の上昇をもたらすが、本実施形態のカラーフィルタ基板においては、上述するようにカラーフィルタ自体が導電性を有し補助電極として機能するので、より品質の高い表示が得られる。
なお、図２、図３では液晶表示装置１００Ａ、Ｂを薄膜トランジスタを画素スイッチング素子に備えた液晶表示装置としたが、薄膜ダイオード（Thin Film Diode、ＴＦＤ）を画素スイッチング素子に備えた液晶表示装置やパッシブマトリクス型の液晶表示装置に本発明を適用することもできる。
［カラーフィルタ基板］

次に上記実施形態のカラーフィルタ基板について、図４および図５にて説明する。図４は第１の実施形態の表示装置におけるカラーフィルタ基板の１画素分を、当該画素を制御するＴＦＴ４０と共に示したものであり、図２のＡ−Ａ´線における断面図である。図５は第２の実施形態の表示装置におけるカラーフィルタ基板の１画素分を同様に示したものであり、図３のＢ−Ｂ´線における断面図である。なお双方とも、光学部材１４Ａ、Ｂおよび証明装置１３は図示を省略している。

上記の表示装置の説明と同様に、以下、図４に示すＴＦＴアレイ基板１０Ａ上にカラーフィルタを形成した第１の実施形態について主に述べる。そして図５に示す第２の実施形態は、カラーフィルタの形成位置以外はほぼ共通な構成であるため、第１の実施形態と異なる点についてのみ述べる。

図４に示す第１の実施形態のカラーフィルタ基板は、ＴＦＴアレイ基板１０Ａ上に形成された画素スイッチング用のＴＦＴ４０と、当該ＴＦＴに電気的に接続する、画素電極を兼ねるカラーフィルタ７５等からなり、対向基板１０Ｂとの間に液晶層７０を狭持している。
ＴＦＴ４０は、ソース領域４７、ドレイン領域４６、ソース領域４７とドレイン領域４６との間にチャネルを形成するためのチャネル領域４５、およびチャネル領域４５にゲート絶縁膜４８を介して対峙する走査線４１が延長されて形成されているゲート電極等からなる。このゲート電極上に形成された第１の層間絶縁膜５０には第１のコンタクトホール５４、および第２のコンタクトホール５６が形成されている。

ソース領域４７には、第１のコンタクトホール５４を介してデータ線４２の延長部分が電気的接続している。そして、ドレイン領域４６には、同じく第１の層間絶縁膜５０に形成された第２のコンタクトホール５６を介して中継電極４９が形成され、その上層には第２の層間絶縁膜５２が形成されている。そして、第２の層間絶縁膜５２の、上記中継電極上には第３のコンタクトホール５８が形成され、第２の層間絶縁膜５２の上層に形成されるカラーフィルタ７５と上記中継電極とを接続している。

カラーフィルタ７５は第２の層間絶縁膜５２上に形成されたバンク７２内にインクジェット方により形成されている。なお、インクジェットの装置等は後述する。
カラーフィルタ７５は導電性および透光性を有する有色の部材で、照明装置１３から照射される白色光に色（色度）を付与する。具体的には、互いに一部分が接触しつつ上記接触している部分以外は隙間となるように凝集している多数の導電性微粒子１０１と、当該微粒子間の隙間に充填されている着色材料１０２と、からなる。着色材料１０２の種類によりカラーフィルタ７５Ｒ、カラーフィルタ７５Ｇ、カラーフィルタ７５Ｂの３原色に対応するカラーフィルタとなる。本実施形態では特に色については限定せず説明している。そして、上記導電性微粒子の粒径は５ｎｍ乃至７０ｎｍである。

カラーフィルタ７５の上層にはラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜８４とオーバーコート８２が形成されている。配向膜８４はポリイミド等の有機物質の薄膜にラビング処理等の所定の配向処理を施したものであり後述する液晶の分子の配列方向を一定の方向に揃える機能を有している。なお、オーバーコート８２は表面の段差の解消等の機能を果たすものであるが必須ではなく本発明の実施形態においては必ずしも必要なものではない。
カラーフィルタ７５（およびその上層の配向膜８４）は、対向基板１０Ｂとの間に液晶層７０を狭持している。対向基板１０Ｂはその上層（液晶層７０と対向している面）に共通電極としての対向電極１６、およびオーバーコート９２と配向膜９４とを有する透光性を有する基板である。ＴＦＴ４０のドレイン領域４６から中継電極４９を介して画素電極を兼ねるカラーフィルタ７５に印加された電圧は、上記対向電極との間で液晶層７０に印加される。

本実施形態の表示装置においては、対向電極１６は共通電極であり、表示装置全面で同電位であるためパターニングされていない。配向膜９４やオーバーコート９２も同じくパターニングされていない。したがって双方の基板同士のアライメントが不要になり、カラーフィルタが対向基板側に配置されている一般的な液晶表示装置に比べて工程を簡略化することができる。
なお、オーバーコート９２と配向膜９４の機能は、上記のＴＦＴアレイ基板１０Ａ上の当該膜と同様であり、オーバーコート９２は必ずしも必要ではない点も同じである。

次に、図５に示す第２の実施形態について説明する。図５は図３に示す第２の実施形態の表示装置のＢ−Ｂ´線における断面図である。カラーフィルタ７５は対向基板１０Ｂ上に形成されているため、対向基板１０Ｂがカラーフィルタ基板となる。
ＴＦＴ４０のドレイン領域４６に導通する中継電極４９上に第３のコンタクトホール５８が形成されている所までは上記第１の実施形態と同様であるが、中継電極４９にはカラーフィルタではなく画素電極６５が接続されている。そして、画素電極６５および第２の層間絶縁膜５２上にはオーバーコート８２および配向膜８４が形成されている。一方カラーフィルタ基板である対向基板１０Ｂ上にはバンク７２が形成され、当該バンクで囲まれた凹部内にはカラーフィルタ７５が形成されている。

本実施形態におけるバンク７２は各々の画素１１０を区切るブラックマトリクスの機能も必要なため、遮光性の材料で形成する。ただし、ブラックマトリクスを金属等の薄膜で形成した後、その上にバンクを形成してもよい。

カラーフィルタ７５は上記第１の実施形態と同様に互いに一部分が接触しつつ上記接触している部分以外は隙間となるように凝集している多数の導電性微粒子１０１と、当該微粒子間の隙間に充填されている着色材料１０２と、からなる。そして、バンク７２およびカラーフィルタ７５上の全面には対向電極１６が形成されさらにその上層にはオーバーコート９２および配向膜９４が形成されている。上述するようにカラーフィルタ７５は導電性を有するため、対向電極１６と一体化して、カラーフィルタとしての機能の他に電極としての機能も果たす。カラーフィルタ自体が導電性を有し補助電極として機能するので、より品質の高い表示が得られる。
［カラーフィルタ基板の製造方法］

次に上述のカラーフィルタ基板の製造方法について説明する。
このようなカラーフィルタ基板を形成するには、まず図６（ａ）に示すように、透明の基体Ｐの一方の面にバンクＢを形成する。
基体Ｐとしては、ガラス、石英ガラス、Ｓｉウエハ、プラスチックフィルム、金属板など各種のものが挙げられる。さらに、これら各種の素材基板の表面に半導体膜、金属膜、誘電体膜、有機膜などが下地層として形成されたものも含む。特に、基体Ｐが画素スイッチング素子や配線等を備えたアレイ基板である場合には、カラーフィルタオンアレイ構造（ＣＯＡ構造）を形成することができる。

バンクＢは、カラーフィルタの形成される領域を仕切るための仕切り部材として機能するものである。バンクＢは、画素パターンに対応する複数の開口部Ｈを有して形成される。本発明のカラーフィルタ基板の製造方法では、バンクＢによって区画された領域に液体材料が配置され、この液体材料が乾燥することにより、基体Ｐ上に膜パターンが形成される。この場合、バンクＢによって膜パターンの形状が規定されることから、例えば隣接するバンク間の幅を狭くするなど、バンクＢを適切に形成することにより、膜パターンの微細化が図られる。

バンクＢを形成する方法としては、例えば、各種コート法やＣＶＤ法（化学的気相成長法）等を用いて基体Ｐ上にバンク材料を形成した後、エッチングやアッシング等によりパターニングして所定の形状のバンクＢを得る方法を用いることができる。なお、基体Ｐとは別の物体上でバンクＢを形成し、それを基体Ｐ上に配置してもよい。

バンクＢの材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、オレフィン樹脂、メラミン樹脂などの高分子材料が用いられる。また、耐熱性等を考慮して、無機質の材料を含むものとすることもできる。無機質のバンク材料としては、例えば、ポリシラザン、ポリシロキサン、シロキサン系レジスト、ポリシラン系レジスト等の骨格にケイ素を含む高分子無機材料や感光性無機材料、シリカガラス、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー、水素化アルキルシルセスキオキサンポリマー、ポリアリールエーテルのうちいずれかを含むスピンオングラス膜、ダイヤモンド膜、及びフッ素化アモルファス炭素膜、などが挙げられる。さらに、無機質のバンク材料として、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、などを用いてもよい。ポリシラザンと光酸発生剤とを含む感光性ポリシラザン組成物のように感光性を有する材料とした場合には、レジストマスクが不要になるため、好適である。

なお、このような感光性ポリシラザンとしては、例えば特開２００２−７２５０４号公報に記載された感光性ポリシラザンを例示することができる。また、この感光性ポリシラザン中に含有される光酸発生剤についても、特開２００２−７２５０４号公報に記載されたものが用いられる。

このようなポリシラザンは、例えばポリシラザンが以下の化学式（１）に示すポリメチルシラザンである場合、後述するように加湿処理を行うことで化学式（２）または化学式（３）に示すように一部加水分解し、さらに３５０℃未満の加熱処理を行うことにより、化学式（４）〜化学式（６）に示すように縮合してポリメチルシロキサン［−（ＳｉＣＨ₃Ｏ_1.5）ｎ−］となる。また、化学式では示さないものの、３５０℃以上の加熱処理を行うと、側鎖のメチル基の脱離が起こり、特に４００℃から４５０℃で加熱処理を行うと、側鎖のメチル基がほぼ脱離してポリシロキサンとなる。なお、化学式（２）〜化学式（６）においては、反応機構を説明するため、化学式を簡略化して化合物中の基本構成単位（繰り返し単位）のみを示している。

このようにして形成されるポリメチルシロキサンまたはポリシロキサンは、無機質であるポリシロキサンを骨格としているので、十分に緻密性を有するものとなり、したがって、形成される膜表面の平坦性についても良好なものとなる。また、熱処理に対して高い耐性を有することから、バンク材料としても好適なものとなる。
・化学式（１）；−（ＳｉＣＨ₃（ＮＨ）_1.5）ｎ−
・化学式（２）；ＳｉＣＨ₃（ＮＨ）_1.5＋Ｈ₂Ｏ→ＳｉＣＨ₃（ＮＨ）（ＯＨ）＋０．５ＮＨ₃
・化学式（３）；ＳｉＣＨ₃（ＮＨ）_1.5＋２Ｈ₂Ｏ→ＳｉＣＨ₃（ＮＨ）_0.5（ＯＨ）₂＋ＮＨ₃
・化学式（４）；ＳｉＣＨ₃（ＮＨ）（ＯＨ）＋ＳｉＣＨ₃（ＮＨ）（ＯＨ）＋Ｈ₂Ｏ→２ＳｉＣＨ₃Ｏ_1.5＋２ＮＨ₃
・化学式（５）；ＳｉＣＨ₃（ＮＨ）（ＯＨ）＋ＳｉＣＨ₃（ＮＨ）０．５（ＯＨ）２→２ＳｉＣＨ₃Ｏ_1.5＋１．５ＮＨ₃
・化学式（６）；ＳｉＣＨ₃（ＮＨ）０．５（ＯＨ）２＋ＳｉＣＨ３（ＮＨ）０．５（ＯＨ）２→２ＳｉＣＨ₃Ｏ_1.5＋ＮＨ₃＋Ｈ₂Ｏ

バンクＢには、必要に応じて、撥液処理や親液処理が施される。
親液処理としては、酸素を処理ガスとしたプラズマ処理（Ｏ₂プラズマ処理等）や、酸素雰囲気中での紫外線照射処理等を用いることができる。
撥液処理としては、ＣＦ₄、ＳＦ₆、ＣＨＦ₃等のフッ素成分を有するガス（フッ素含有ガス）を用いたプラズマ処理を用いることができる。撥液処理に代えて、バンクＢの素材自体に予め撥液成分（フッ素基等）を充填しておいてもよい。

親液処理と撥液処理を連続して行うことにより、バンクＢの内側を親液化し、バンクＢの表面を撥液化することができ、これによりバンクＢの開口部Ｈにのみ膜を形成し、バンクＢの上面に不要な膜が形成されるのを防ぐことができる。

バンクＢにより形成される開口部Ｈは、マトリクス状に配列された画素のパターンに対応している。この開口部Ｈは本実施形態の場合マトリクス状に形成されており（図１参照）、この開口部Ｈに液体材料を配置することにより、各画素に対応したマトリクス状のカラーフィルタが形成される。

次に、図６（ｂ）に示すように、バンクＢによって区画された領域（開口部Ｈ）に透明導電性微粒子Ｆ_P（図６（ｃ）参照）を含む液体材料Ｌ１を配置する。

透明導電性微粒子Ｆ_Pとしては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、またはインジウム、錫、亜鉛等の酸化物（ＦＴＯ、ＳｎＯ₂等）からなる透明導電性微粒子を用いることができる。これらの透明導電性微粒子は、分散性を向上させるために表面に有機物などをコーティングして使うこともできる。

透明導電性微粒子Ｆ_Pの粒径は２００ｎｍ以下、望ましくは５ｎｍ〜７０ｎｍであることが好ましい。

５ｎｍより小さいと、微粒子１個当たりの抵抗が大きくなり、画素電極等として利用する場合に不都合が生じる。また後述のように、本発明では、透明導電性微粒子Ｆ_Pによって形成される膜に顔料等の着色材料を含浸させることにより、導電性のカラーフィルタを形成する。このため、微粒子を小さくしすぎると、微粒子の間の隙間が狭くなり、着色材料が含浸しにくくなるという問題もある。

一方、７０ｎｍより大きいと、１個１個の微粒子の抵抗は小さくなるが、微粒子同士の接触面積が小さくなるため、膜全体としての抵抗が大きくなってしまう。また、液体吐出ヘッドのノズルに目詰まりが生じたり、得られる膜の緻密性が悪化する可能性もある。

液体材料Ｌ１をバンクＢによって区画された領域に配置する方法としては、液滴吐出法、いわゆるインクジェット法を用いるのが好ましい。液滴吐出法を用いることにより、スピンコート法などの他の塗布技術に比べて、液体材料の消費に無駄が少なく、基体上に配置する機能液の量や位置の制御を行いやすいという利点がある。

液体材料Ｌ１の分散媒としては、上記の透明導電性微粒子Ｆ_Pを分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また液滴吐出法（インクジェット法）への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散媒としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。

上記透明導電性微粒子の分散液の表面張力は０．０２Ｎ／ｍ〜０．０７Ｎ／ｍの範囲内であることが好ましい。インクジェット法にて液体を吐出する際、表面張力が０．０２Ｎ／ｍ未満であると、インク組成物のノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じやすくなり、０．０７Ｎ／ｍを超えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため吐出量や、吐出タイミングの制御が困難になる。表面張力を調整するため、上記分散液には、基体との接触角を大きく低下させない範囲で、フッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加するとよい。ノニオン系表面張力調節剤は、液体の基体への濡れ性を向上させ、膜のレベリング性を改良し、膜の微細な凹凸の発生などの防止に役立つものである。上記表面張力調節剤は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の有機化合物を含んでもよい。

上記分散液の粘度は１ｍＰａ・ｓ〜５０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。インクジェット法を用いて液体材料を液滴として吐出する際、粘度が１ｍＰａ・ｓより小さい場合にはノズル周辺部がインクの流出により汚染されやすく、また粘度が５０ｍＰａ・ｓより大きい場合は、ノズル孔での目詰まり頻度が高くなり、円滑な液滴の吐出が困難となる。

液滴吐出法の吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換式、電気熱変換方式、静電吸引方式などが挙げられる。

帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御してノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に３０ｋｇ／ｃｍ²
程度の超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進してノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散してノズルから吐出されない。また、電気機械変換方式は、ピエゾ素子（圧電素子）がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって材料を貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間から材料を押し出してノズルから吐出させるものである。

電気熱変換方式は、材料を貯留した空間内に設けたヒータにより、材料を急激に気化させてバブル（泡）を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから材料を引き出すものである。また、この他に、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術も適用可能である。液滴吐出法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できるという利点を有する。なお、液滴吐出法により吐出される液状材料（流動体）の一滴の量は、例えば１〜３００ナノグラムである。

図８は、本発明の膜パターンの形成方法に用いられる装置の一例として、液滴吐出法によって基体上に液体材料を配置する液滴吐出装置（インクジェット装置）ＩＪの概略構成を示す斜視図である。

液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド１と、Ｘ軸方向駆動軸４と、Ｙ軸方向ガイド軸５と、制御装置ＣＯＮＴと、ステージ７と、クリーニング機構８と、基台９と、ヒータ１５とを備えている。

ステージ７は、この液滴吐出装置ＩＪによりインク（液体材料）を設けられる基体Ｐを支持するものであって、基体Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えている。

液滴吐出ヘッド１は、複数の吐出ノズルを備えたマルチノズルタイプの液滴吐出ヘッドであり、長手方向とＹ軸方向とを一致させている。複数の吐出ノズルは、液滴吐出ヘッド１の下面にＹ軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド１の吐出ノズルからは、ステージ７に支持されている基体Ｐに対して、上述した導電性微粒子を含むインクが吐出される。

Ｘ軸方向駆動軸４には、Ｘ軸方向駆動モータ２が接続されている。Ｘ軸方向駆動モータ２はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸方向駆動軸４を回転させる。Ｘ軸方向駆動軸４が回転すると、液滴吐出ヘッド１はＸ軸方向に移動する。

Ｙ軸方向ガイド軸５は、基台９に対して動かないように固定されている。ステージ７は、Ｙ軸方向駆動モータ３を備えている。Ｙ軸方向駆動モータ３はステッピングモータ等であり、制御装置ＣＯＮＴからＹ軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ７をＹ軸方向に移動する。

制御装置ＣＯＮＴは、液滴吐出ヘッド１に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ軸方向駆動モータ２に液滴吐出ヘッド１のＸ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を、Ｙ軸方向駆動モータ３にステージ７のＹ軸方向の移動を制御する駆動パルス信号を供給する。

クリーニング機構８は、液滴吐出ヘッド１をクリーニングするものである。クリーニング機構８には、図示しないＹ軸方向の駆動モータが備えられている。このＹ軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構８は、Ｙ軸方向ガイド軸５に沿って移動する。クリーニング機構８の移動も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

ヒータ１５は、ここではランプアニールにより基体Ｐを熱処理する手段であり、基体Ｐ上に塗布された液体材料に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行う。このヒータ１５の電源の投入及び遮断も制御装置ＣＯＮＴにより制御される。

液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド１と基体Ｐを支持するステージ７とを相対的に走査しつつ基体Ｐに対して液滴を吐出する。ここで、以下の説明において、Ｘ軸方向を走査方向、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向を非走査方向とする。したがって、液滴吐出ヘッド１の吐出ノズルは、非走査方向であるＹ軸方向に一定間隔で並んで設けられている。なお、図８では、液滴吐出ヘッド１は、基体Ｐの進行方向に対し直角に配置されているが、液滴吐出ヘッド１の角度を調整し、基体Ｐの進行方向に対して交差させるようにしてもよい。このようにすれば、液滴吐出ヘッド１の角度を調整することで、ノズル間のピッチを調節することが出来る。また、基体Ｐとノズル面との距離を任意に調節することが出来るようにしてもよい。

図９は、ピエゾ方式による液体材料の吐出原理を説明するための図である。
図９において、液体材料（配線パターン用インク、機能液）を収容する液体室２１に隣接してピエゾ素子２２が設置されている。液体室２１には、液体材料を収容する材料タンクを含む液体材料供給系２３を介して液体材料が供給される。

ピエゾ素子２２は駆動回路２４に接続されており、この駆動回路２４を介してピエゾ素子２２に電圧を印加し、ピエゾ素子２２を変形させることにより、液体室２１が変形し、ノズル２５から液体材料が吐出される。この場合、印加電圧の値を変化させることにより、ピエゾ素子２２の歪み量が制御される。また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子２２の歪み速度が制御される。

ピエゾ方式による液滴吐出は材料に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えにくいという利点を有する。

図６に戻って、バンクＢ内に液体材料Ｌ１を吐出したら、分散媒の除去のため、必要に応じて乾燥処理をする。乾燥処理は、例えば基体Ｐを加熱する通常のホットプレート、電気炉などによる加熱処理によって行うことができる。処理条件は、例えば加熱温度１８０℃、加熱時間６０分間程度である。この加熱についても、窒素ガス雰囲気下など、必ずしも大気中で行う必要はない。

この乾燥処理は、ランプアニールによって行うこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、ＹＡＧレーザ、アルゴンレーザ、炭酸ガスレーザ、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザなどを光源として使用することができる。これらの光源は一般には、出力１０Ｗ〜５０００Ｗの範囲のものが用いられるが、本実施形態では１００Ｗ〜１０００Ｗの範囲で十分である。

乾燥処理により、液体材料Ｌ１中の溶媒が蒸発して液体材料Ｌ１の体積が減少する。この体積の減少が激しい場合には、十分な膜厚が得られるまで液滴吐出工程と乾燥工程とを繰り返す。この処理により、液体材料Ｌ１に含まれる溶媒が蒸発して、最終的に液体材料Ｌ１に含まれる固形分のみが残留して膜化し、図６（ｃ）に示すような透明導電膜Ｆ１となる。この透明導電膜Ｆ１は多数の透明導電性微粒子Ｆ_Pからなり、これらの透明導電性微粒子Ｆ_Pの間には隙間（空乏）が形成されている。

吐出工程後の透明導電膜Ｆ１については、透明導電性微粒子間の電気的接触を向上させるため、分散媒を完全に除去する必要がある。また、液中での分散性を向上させるために有機物などのコーティング剤が透明導電性微粒子の表面にコーティングされている場合には、このコーティング剤も除去する必要がある。そのため、吐出工程後の基体には熱処理及び／又は光処理（焼成処理）を施す。

この熱処理及び／又は光処理は通常大気中で行うが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。熱処理及び／又は光処理の処理温度（焼成温度）は、分散媒の沸点（蒸気圧）、雰囲気ガスの種類や圧力、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング剤の有無や量、基材（基体Ｐ及びバンクＢを含む）の耐熱温度などを考慮して適宜決定される。本実施形態の場合、焼成温度は透明導電膜Ｆ１の低抵抗化のため、バンク等の耐熱性が許す範囲で、より高温とするのが望ましい。例えば、基体ＰがアモルファスシリコンＴＦＴを含む場合には３００℃程度、基体Ｐが低温ポリシリコンＴＦＴを含む場合には４００℃程度の高温で焼成することができる。ただし、このような高温で焼成を行う場合には、バンクＢはポリシラザン等の無機質の材料であることが望ましく、また酸素を含まない雰囲気での焼成であることが望ましい。このような工程により、吐出工程後の乾燥膜Ｆ１は微粒子間の電気的接触が確保されて導電性膜に変換される。

透明導電膜Ｆ１の厚みは５００ｎｍ〜２０００ｎｍ、望ましくは１０００ｎｍ〜１５００ｎｍであることが好ましい。５００ｎｍより小さいと、画素電極等に適用した場合に十分な電気的特性が得られない。また、２０００ｎｍより大きいと、カラーフィルタの色が濃くなりすぎる場合がある。後述のように、本発明では、透明導電膜Ｆ１に着色材料を含浸させることによって導電性のカラーフィルタを形成するため、透明導電膜の厚みが大きすぎると、カラーフィルタの色相、明度、彩度等の色特性が変化してしまい、反って表示特性を損なう原因となる。したがって、本発明においては、透明導電膜の厚みは、カラーフィルタに要求される色特性に応じて適切に調節される。

なお、液滴吐出法によって形成される透明導電膜は、透明導電性微粒子Ｆ_P同士の隙間が大きく、膜密度が小さいので、比較的厚く形成しても透明性が損なわれることはない。むしろ、反射防止膜のような機能を有するようになるため、表示特性の向上を図ることができる。一方、スパッタによって形成される透明導電膜は、膜が緻密であるため、顔料等の着色材料が含浸しにくく、また厚く形成すると透過率が大きく低下するため、カラーフィルタに要求される色特性に応じて膜厚を十分に調節することができない。

透明導電膜Ｆ１を焼成したら、図７（ａ）に示すように、透明導電膜Ｆ１が形成されたバンクＢの開口部Ｈ内に、カラーフィルタを構成する着色材料Ｆ２_B（図７（ｂ）参照）を含む液体材料Ｌ２を配置する。

着色材料Ｆ２_Bとしては、顔料等の微粒子着色材料を用いることができる。また、本発明では透明導電膜Ｆ１の焼成とは別に着色材料Ｆ２_Bの焼成を行うことができるので、着色材料Ｆ２_Bとしては、より焼成温度の低い染料系の材料を用いることもできる。着色材料の表面には、必要に応じて、液体材料中での分散性を向上させるためのコーティング剤を付与することができる。

液体材料Ｌ２をバンクＢによって区画された領域に配置する方法としては、液滴吐出法を用いるのが好ましい。液体材料Ｌ２中の着色材料Ｆ２_Bは、透明導電微粒子Ｆ_Pの隙間に浸透し、透明導電膜Ｆ１を所定の色に染める。

バンクＢ内に液体材料Ｌ２を吐出したら、分散媒の除去のため、必要に応じて乾燥処理をする。乾燥処理は、液体材料Ｌ１を乾燥したのと同様の方法及び条件を用いることができる。

液体材料Ｌ２は、着色材料Ｆ２_Bが透明導電膜Ｆ１全体に含浸されるまで、液滴吐出工程と乾燥工程とを繰り返す。

吐出工程後の透明導電膜Ｆ１については、分散媒を完全に除去する必要がある。また、液中での分散性を向上させるために有機物などのコーティング剤がコーティングされている場合には、このコーティング剤も除去する必要がある。そのため、吐出工程後の基体には熱処理及び／又は光処理（焼成処理）を施す。

この熱処理及び／又は光処理は通常大気中で行うが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。熱処理及び／又は光処理の処理温度（焼成温度）は、分散媒の沸点（蒸気圧）、雰囲気ガスの種類や圧力、コーティング剤の有無や量、基材（基体Ｐ及びバンクＢを含む）の耐熱温度などを考慮して適宜決定される。本実施形態の場合、ベースとなる透明導電膜Ｆ１は既に焼成してあるので、コーティング剤や着色材料Ｆ２_Bの分解温度等のみを考慮して焼成温度を決定すればよい。このため、着色材料Ｆ２_Bが例えば顔料系の微粒子であれば、その分解温度である２３０℃以下の低温で焼成を行うことができる。

この処理により、図７（ｂ）に示すように、バンクＢによって区画された領域に、所定の電気的特性を備えた導電性のカラーフィルタＦ_Bが形成される。このカラーフィルタＦ_Bは、例えば青色着色材料Ｆ２_Bと透明導電性微粒子Ｆ_Pとを含む青色のカラーフィルタである。

同様の方法により、他の開口部Ｈの透明導電膜Ｆ１に緑色着色材料Ｆ２_G又は赤色着色材料Ｆ２_Rを含浸させ、これを焼成することにより、図７（ｃ）に示すように緑色のカラーフィルタＦ_Gと赤色のカラーフィルタＦ_Rを形成する。なお、カラーフィルタＦ_R，Ｆ_G，Ｆ_Bを形成する順番は特に限定されず、どれを先に行ってもよい。
この後、必要に応じて、基体Ｐの表面に保護膜等を形成することができる。

以上により、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の導電性カラーフィルタＦ_R，Ｆ_G，Ｆ_Bを備えたカラーフィルタ基板が完成する。

以上説明したように、本実施形態によれば、透明導電膜Ｆ１を焼成してから着色材料Ｆ２_R，Ｆ２_G，Ｆ２_Bの含浸・焼成を行うので、透明導電膜Ｆ１の焼成温度を着色材料Ｆ２_R，Ｆ２_G，Ｆ２_Bの分解温度よりも高く設定することができ、良好な導電性を得ることが可能である。

また、透明導電膜用のバンクを着色材料用のバンクとして兼用することができるので、プロセスの簡略化とコストの低減を図ることができる。
また、透明導電性微粒子Ｆ_Pからなる透明導電膜Ｆ１はスパッタ等により形成される膜に比べて膜密度が小さいので、膜厚を厚くしても透過率の低下が生じにくい。このため、ベースとなる透明導電膜Ｆ１の厚みをカラーフィルタＦ_R，Ｆ_G，Ｆ_Bに要求される色特性に応じて容易に調節することができる。

さらに、バンクＢに区画された領域にカラーフィルタＦ_R，Ｆ_G，Ｆ_Bを形成するため、バンクＢを用いないで形成した場合に比べて、基体Ｐの表面性が向上する。このため、例えば液晶表示装置のアレイ基板（ＣＯＡ構造）に基体Ｐを適用した場合に、画素周辺部からの光漏れが少なく、コントラストの高い表示が可能になる。

なお、本実施形態ではカラーフィルタの配置としてストライプ型の配置を採用したが、カラーフィルタの配置はこれに限らず、図１０に示すような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１０（ａ）に示すようなストライプ配置の他、図１０（ｂ）に示すようなモザイク配置や、図１０（ｃ）に示すようなデルタ配置とすることができる。本発明では、透明導電性微粒子Ｆ_Pの隙間に着色材料Ｆ２_R，Ｆ２_G，Ｆ２_Bを含浸させることによりカラーフィルタＦ_R，Ｆ_G，Ｆ_Bを形成するので、電着法のようにカラーフィルタのレイアウトに制約を受けることがなく、ストライプ配列やデルタ配列等の種々の構造について適用することができる。

［電子機器］
次に、上述の表示装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図１１は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。
図１１に示す電子機器としての携帯電話１３００は、本発明の表示装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。

なお、本発明の表示装置は、前述した携帯電話機に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、優れた表示品質と高い信頼性を兼ね備えたものとなる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。また、本発明は、透明導電膜と着色材料を備えたカラーフィルタ基板の製造方法に対して広く適用可能である。

本発明のカラーフィルタ基板の一例を示す斜視図。 本発明の第１の実施形態の表示装置を示す斜視図。 本発明の第２の実施形態の表示装置を示す斜視図。 本発明の第１の実施形態のカラーフィルタ基板を示す断面図。 本発明の第２の実施形態のカラーフィルタ基板を示す断面図。 カラーフィルタ基板の製造方法を説明するための工程図。 図６に続く工程図。 液滴吐出装置の概略斜視図。 ピエゾ方式による液状体の吐出原理を説明するための図。 カラーフィルタの配置の一例を示す平面図。 本発明の電子機器の一例を示す斜視図。

符号の説明

１０Ａ…ＴＦＴアレイ基板、１０Ｂ…対向基板、１３…証明装置、１４…光学部材、１６…対向電極、４０…ＴＦＴ、４１…走査線、４２…データ線、４５…チャネル領域、４６…ドレイン領域、４７…ソース領域、４８…ゲート絶縁膜、４９…中継電極、５０…第１の層間絶縁膜、５２…第２の層間絶縁膜、５４…第１のコンタクトホール、５６…第２のコンタクトホール、５８…第３のコンタクトホール、６５…画素電極、７０…液晶層、７２…バンク、７５Ｒ，７５Ｇ，７５Ｂ…画素電極（導電性カラーフィルタ）、８２…オーバーコート、８４…配向膜、９２…オーバーコート、９４…配向膜、１００Ａ…第１の実施形態の表示装置、１００Ｂ…第２の実施形態の表示装置、１０１…導電性微粒子、１０２…着色材料、１１０…画素、１３００…電子機器としての携帯電話機、１３０１…表示部、１３０２…操作ボタン、１３０３…受話口、１３０４…送話口、Ｂ…バンク、Ｆ_R，Ｆ_G，Ｆ_B…導電性カラーフィルタ、Ｆ１…透明導電膜、Ｆ２Ｒ，Ｆ２Ｇ，Ｆ２Ｂ…着色材料、ＦＰ…透明導電性微粒子、Ｈ…バンクの開口部（バンクによって区画された領域）、Ｌ１，Ｌ２…液体材料、Ｐ…基体。

Claims (8)

1. 基体上に透明導電膜と着色材料とを有してなるカラーフィルタ基板の製造方法であって、
   前記基体上にバンクを形成する工程と、
   前記バンクによって区画された領域に透明導電性微粒子を含む液体材料を配置する工程と、
   前記透明導電性微粒子を焼成して前記透明導電膜を形成する工程と、
   前記透明導電膜中の前記透明導電性微粒子の隙間に前記着色材料を含浸させる工程と、
   前記着色材料を焼成する工程とを有し、
   前記バンクは、ポリシロキサンを骨格とする材料で形成され、
   前記透明電極膜は各画素ごとに独立して制御される画素電極であり、
   前記画素電極を制御する素子上に前記画素電極が絶縁膜を介して積層されていることを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。
2. 前記着色材料を含浸させる工程は、前記着色材料を含む液体材料を前記バンクによって区画された領域に配置することにより行われ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。
3. 前記着色材料を含む液体材料は、液滴吐出法により前記領域に配置されることを特徴とする請求項２記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
4. 前記透明導電性微粒子を含む液体材料は、液滴吐出法により前記領域に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
5. 互いに一部分が接触しつつ、前記接触している部分以外は隙間となるように凝集している多数の導電性微粒子と、前記隙間に充填されている着色材料と、からなる電極とを有し、
   前記電極が周囲をバンクで囲まれていて、前記バンクがポリシロキサンを骨格とする材料で形成されていて、
   前記電極は各画素ごとに独立して制御される画素電極であり、
   前記画素電極を制御する素子上に前記画素電極が絶縁膜を介して積層されていることを特徴とするカラーフィルタ基板。
6. 前記導電性微粒子の粒径は５ｎｍ乃至７０ｎｍであることを特徴とする請求項５に記載のカラーフィルタ基板。
7. 互いに一部分が接触しつつ、前記接触している部分以外は隙間となるように凝集している多数の導電性微粒子と、前記隙間に充填されている着色材料と、からなる電極を有し、
   前記電極が周囲をバンクで囲まれていて、 前記バンクがポリシロキサンを骨格とする材料で形成されていて、
   前記電極は各画素ごとに独立して制御される画素電極であり、
   前記画素電極を制御する素子上に前記画素電極が絶縁膜を介して積層されていることを特徴とするカラーフィルタ基板を備える表示装置。
8. 前記導電性微粒子の粒径は５ｎｍ乃至７０ｎｍであることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。

Images