專利名稱：功能基板的制造方法、及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功能基板的制造方法、濾色器基板、液晶顯示裝置、以及電子機(jī)器。
背景技術(shù)：
在液晶顯示裝置中，液晶厚度(也稱作單元間隙)的保持，是顯示的高精細(xì)化所不可或缺的要素。該單元間隙，需要遍及液晶顯示裝置的顯示面都保持均一。單元間隙的精度，在是具備TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶體管)作為開關(guān)元件的液晶顯示裝置的情況下為±0.1μm左右，在是STN液晶顯示裝置的情況下為±0.03μm左右。
為了得到均一的單元間隙，使間隔物用微小粒子混入到液晶材料中，在基板之間進(jìn)行散布。然而在該方法中，間隔物用微小粒子有時會混入到像素部位。并且，當(dāng)間隔物用微小粒子位于像素部位時，由于在液晶材料與間隔物用微小粒子的界面產(chǎn)生散射光，因此會使顯示圖像受到影響。并且，若液晶顯示裝置的顯示面(顯示畫面)大型化了，則難以芐基顯示面的全面均一地散布間隔物用微小粒子。
在這里，提出了一種利用光致抗蝕劑并在與黑矩陣(black matrix)對應(yīng)的部分上面選擇性地殘存光致抗蝕劑，利用殘存的光致抗蝕劑作為間隔物的技術(shù)。由這樣殘存的光致抗蝕劑組成的間隔物，也稱作干貝間隔物。另外，即使在該技術(shù)中，如果顯示面大型化，難以均一地涂布抗蝕劑本身。
并且，在下述的專利文獻(xiàn)1中，在遮光層位于與透明基板上的多個像素部位之間相對應(yīng)的空隙部位且同時各自的透明著色層位于多個像素部位的濾色器的制造方法中，公開了如下所示的制造方法。根據(jù)專利文獻(xiàn)1，在透明著色層上單面形成光固化型膠粘劑層，在所形成的光固化型膠粘劑層上散布間隔物用微小粒子。并且，選擇性地對與遮光層對應(yīng)的部分的光固化型膠粘劑層進(jìn)行曝光后對光固化型膠粘劑層進(jìn)行顯影，由此除去像素部位的光固化型膠粘劑層，和光固化型膠粘劑層上的間隔物用微小粒子。
然而，在上述任一種制造方法中，都需要將位于像素部位(像素區(qū)域)的殘渣洗凈。例如，在是干貝間隔物的情況下，在通過形成圖形除去光致抗蝕劑之后會有有機(jī)物的殘渣殘存。并且，即便在專利文獻(xiàn)1的情況下，即使通過顯影從像素部位將光固化型膠粘劑層以及間隔物用微小粒子除去，那里也會有光固化型膠粘劑層的殘渣殘存。
專利文獻(xiàn)1特開平5-188211號公報發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明正是鑒于上述問題而完成的發(fā)明，其目的之一在于，提供一種不含洗凈殘渣的工序，且僅在與黑矩陣對應(yīng)的部分配置間隔物的方法。
根據(jù)本發(fā)明，在設(shè)置了黑矩陣的液晶顯示裝置中采用的功能基板的制造方法，包含步驟A，其形成將基底的表面覆蓋的疏液層；步驟B，其通過掩模圖形向與上述黑矩陣對應(yīng)的上述疏液層的第1部分照射光，使上述第1部分的疏液性比上述疏液層的其它部分的疏液性低；和步驟C，其用將間隔物分散的分散液覆蓋上述光照射后的上述疏液層。
根據(jù)上述特征，與黑矩陣對應(yīng)的部分(上述第1部分)的疏液性，比其它部分的疏液性低。因此，將間隔物分散的分散液，從上述其它部分集中到與黑矩陣對應(yīng)的部分。這里，所謂黑矩陣，是指規(guī)定像素區(qū)域的遮光圖形，上述其它部分與像素區(qū)域?qū)?yīng)。即，在像素區(qū)域既沒有間隔物殘存，也沒有分散液的殘渣殘存。
根據(jù)本發(fā)明的某種方式，上述功能基板的制造方法，還具備在上述基底的表面上設(shè)置光催化劑層的步驟D。并且，上述步驟A含有在上述光催化劑層上形成上述疏液層的步驟。并且，優(yōu)選上述步驟D含有下述步驟，即向上述表面賦以由從二氧化硅、氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、鈦酸鍶、氧化鎢、氧化鉍、以及氧化鐵中選擇的一種以上的物質(zhì)構(gòu)成的微粒后形成上述光催化劑層的步驟。
根據(jù)上述特征，疏液層的圖形形成變得容易。
還有，上述步驟A可以含有如下所述的步驟，即在上述基底的上述表面形成含氟的高分子化合物的膜作為上述疏液層的步驟。并且，上述步驟A還可以含有在上述基底的上述表面形成由含氟的有機(jī)分子組成的有機(jī)膜作為上述疏液層的步驟。進(jìn)而，上述步驟A還可以含有將碳氟系化合物用于反應(yīng)氣體并將氟導(dǎo)入上述基底的上述表面后形成上述疏液層的步驟。
另外，上述步驟A可以含有如下所述的步驟，即在上述基底的上述表面形成由含有碳為4個以上的烴鏈的有機(jī)分子組成的有機(jī)膜作為上述疏液層的步驟。然后，進(jìn)而，上述步驟A還以可含有在上述基底的上述表面形成感光性分子膜作為上述疏液層的步驟。
另外，本發(fā)明的濾色器基板是由上述功能基板的制造方法制造。另外，本發(fā)明的液晶顯示裝置，具備上述濾色器基板。還有，本發(fā)明的電子機(jī)器，具備上述液晶顯示裝置。


圖1(a)～(d)為表示第1實施方式的制造方法的圖。
圖2(a)～(d)為表示第1實施方式的制造方法的圖。
圖3為表示本實施方式的液晶顯示裝置的模式圖。
圖4(a)～(d)為表示第2實施方式的制造方法的圖。
圖5(a)～(d)為表示第2實施方式的制造方法的圖。
圖6為表示第2實施方式的濾色器基板的模式圖。
圖7(a)～(d)為表示第3實施方式的制造方法的圖。
圖8(a)～(d)為表示第3實施方式的制造方法的圖。
圖9(a)～(c)為表示第3實施方式的制造方法的圖。
圖10(a)～(d)為表示第4實施方式的制造方法的圖。
圖11(a)～(d)為表示第4實施方式的制造方法的圖。
圖12為表示第4實施方式的濾色器基板的模式圖。
圖13為表示具備第1～第4實施方式的液晶顯示裝置的便攜式電話機(jī)的模式圖。
圖14為表示具備第1～第4實施方式的液晶顯示裝置的個人電腦的模式圖。
圖中1a、1b、1c、1d--基底，L1、L2、L3-光，S1、S2、S3、S4-間隔物，DS1、DS2、DS3、DS4-分散液，3-偏振片，4-基板，5-黑矩陣，5b-遮光部，6-圍堰圖形，6a-開口部，7-濾色器元件，8-外敷層，9-掩模圖形，9a-透光部，9b-遮光部，11-對置電極，13-疏液層，13a-第1部分，13b-第2部分，13p-疏液圖形，15-取向膜，21-對置電極，23-疏液層，23a-第1部分，23b-第2部分，23p-疏液圖形，25-取向膜，31-對置電極，32-光催化劑層，33-疏液層，33a-第1部分，33b-第2部分，33p-疏液圖形，35-取向膜，41-對置電極，43-疏液層，43a-第1部分，43b-第2部分，43p-疏液圖形，45-取向膜，62-基板，66-像素電極，71-取向膜，74-開關(guān)元件，75-層間絕緣膜，100-液晶顯示裝置，100a-濾色器基板，100b-元件基板，100c-液晶層，100d-濾色器基板，100e-濾色器基板，500-便攜式電話機(jī)，520-液晶顯示裝置，600-個人電腦，620-液晶顯示裝置。
具體實施例方式
在以下的第1～第4實施方式中，對作為功能基板的濾色器基板的制造方法進(jìn)行說明。另外，通過第1～第4實施方式對同樣的構(gòu)成要素附加相同的參照符號，關(guān)于同樣的構(gòu)成要素，省略其重復(fù)說明。
第1實施方式圖1(a)所示的基底1a，經(jīng)過后述的處理，具備成為濾色器基板100a(圖2(d))的構(gòu)造。具體來說，基底1a具備偏振片3、具有透光性的基板4、位于基板4上的黑矩陣5、圍堰圖形6、多個濾色器元件7、外敷層8、外敷層8上的對置電極11。
黑矩陣5是規(guī)定多個透光部5a的遮光圖形。另外，黑矩陣5對液晶顯示裝置中的多個像素區(qū)域G進(jìn)行規(guī)定。具體來說，多個透光部5a中的每個與后述的元件基板100b中的多個像素電極66(圖3)中的每個對應(yīng)。更具體來說，在組裝液晶顯示裝置的情況下，多個透光部5a中的每個與對應(yīng)的像素電極56重疊。另外，本實施方式的多個透光部5a中的每個為在黑矩陣5中設(shè)置的開口部。
圍堰圖形6位于黑矩陣5上。并且，圍堰圖形6具有規(guī)定多個開口部6a的形狀。這里，多個開口部6a中的每個，與黑矩陣5規(guī)定的多個透光部5a中的每個重疊。
多個濾色器元件7中的每個，位于圍堰圖形6規(guī)定的多個開口部6a的每個當(dāng)中。本實施方式的多個濾色器元件7中每個，是采用噴墨法設(shè)置的。在采用噴墨法形成濾色器元件7的情況下，由于圍堰圖形6阻止作為濾色器元件7的原料的液狀濾色材料，因此設(shè)置圍堰圖形6是有利的。然而，在根據(jù)噴墨法以外的方法形成多個濾色器元件7的情況下，也可以沒有圍堰圖形6。
外敷層8覆蓋多個濾色器元件7、圍堰圖形6。這里，外敷層8的厚度是，按照外敷層8吸收由濾色器元件7與圍堰圖形6形成的水平差的方式被設(shè)定。因此，與底部的水平差無關(guān)，但外敷層8的表面幾乎是平坦的。
對置電極11位于外敷層8上。這里，對置電極11是由ITO組成的電極，因此對置電極11具有透光性。并且，對置電極11是，與液晶顯示裝置中的多個像素電極66(圖3)的全部對應(yīng)的全電極(ベた電極)(1個電極)。即，在組裝液晶顯示裝置的情況下，對置電極11，與多個像素電極66的全部對置。
偏振片3位于基板4的與黑矩陣5相反側(cè)的面。在本實施方式中，基底1a中含有偏振片3。但是，作為基底1a的構(gòu)成要素，偏振片3并不是必需的。即，基底1a與偏振片3可以作為分離的構(gòu)成要素被構(gòu)成。
(制造方法)參照圖1以及圖2，說明濾色器基板的制造方法。首先，如圖1(a)所示，采用噴濺蒸鍍法在外敷層8上形成對置電極11。
接著，如圖1(b)所示，設(shè)置覆蓋對置電極11的疏液層13。具體來說，采用旋涂法，在對置電極11上涂布含疏液性高分子的溶液，形成疏液性高分子層、即有機(jī)膜。這里，作為含有這樣的疏液性高分子的溶液，可以利用能從ダイキン工業(yè)株式會社獲得的“ユニダイン”。另外，在120℃下對涂布后的疏液性高分子層進(jìn)行2分鐘的熱處理，得到大約200nn厚度的疏液層13。以下，為了方便說明，將疏液層13中與黑矩陣5對應(yīng)的部分記作“第1部分13a”。另一方面，將疏液層13中與黑矩陣5規(guī)定的透光部5a對應(yīng)的部分記作“第2部分13b”。另外，涂布含有疏液性高分子的溶液而成的有機(jī)膜，為本發(fā)明的含氟高分子化合物的膜的一例。并且，疏液層13的厚度，只要在50nm至1000nm的范圍內(nèi)即可。
作為這樣的含氟高分子化合物，能夠使用分子內(nèi)含有氟原子的低聚物或者聚合物。若列舉具體例，則在含氟的高分子化合物中，有聚四氟乙烯(PTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物、六氟丙烯-四氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯(PVdF)、聚(甲基丙烯酸五氟庚基乙酯)(PPFMA)、聚(丙烯酸全氟辛基乙酯)等具有長鏈全氟代烷基結(jié)構(gòu)的乙烯，酯，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，乙烯基，氨基甲酸酯，硅，酰亞胺，碳酸酯系聚合物。
接著，如圖1(c)以及(d)所示，對疏液層13形成圖形后，形成疏液圖形13p。具體來說，通過使第1部分13a的疏液性的程度比第2部分13b的疏液性的程度還低，從而形成疏液圖形13p。
更具體來說，通過掩模圖形9向疏液層13照射172nm或者254nm的波長的光L1。這里，掩模圖形9具有與黑矩陣5對應(yīng)的透光部9a、和與多個像素區(qū)域G對應(yīng)的遮光部9b。如此，在使這樣的掩模圖形9的透光部9a與黑矩陣5重合之后，照射光L1。其結(jié)果，疏液層13的第1部分13a被172nm或者254nm波長的光L1照射。另一方面，疏液層13的第2部分13b一點也沒有被光L1照射。
如圖1(d)所示，通過向第1部分13a照射上述波長的光，從而使第1部分13a的疏液性的程度比第2部分13b的疏液性的程度低。更具體來說，使后述的分散液DS1(圖2)與第1部分13a形成的接觸角、與分散液DS1與第2部分13b形成的接觸角的差在10°以上。
更具體來說，通過上述波長的光，會產(chǎn)生第1部分13a中分子的分解、裂開、轉(zhuǎn)移、氧化，第1部分13a中分子彼此的結(jié)合，或者水分子或氧與第1部分13a中分子的結(jié)合。然后，通過第1部分13a中這樣的化學(xué)反應(yīng)，使第1部分13a相對分散液DS 1(圖2)呈親液性。在本實施方式中，通過上述波長的光，使第1部分13a相對水的接觸角在8°以下。另一方面，第2部分13b相對水的接觸角維持在90°以上。
接著，如圖2(a)所示，在疏液圖形13p上賦以或者涂布分散液DS1。這里，分散液DS1包含作為分散介質(zhì)發(fā)揮功能的水，和分散在水中的直徑4μm的間隔物S1。作為這樣的間隔物S1，可以利用積水化學(xué)工業(yè)株式會社制造的熱固化性表面處理的珠粒。另外，當(dāng)分散液DS1以覆蓋疏液圖形13P的方式被賦以時，如圖2(b)所示，依據(jù)疏液圖形13p，產(chǎn)生分散液DS1的自組織化、或者分散液DS1的自定位。具體來說，通過分散液DS1的表面張力，使分散液DS1幾乎完全集合在疏液性相對較低的第1部分13a。此時，間隔物S1連同作為分散介質(zhì)的水也集合在第1部分13a。另一方面，在疏液性較高的第2部分13b中，既沒有殘存分散介質(zhì)，也沒有殘存間隔物S1。然而，由于分散介質(zhì)是水，因此在像素區(qū)域G或者第2部分13b，沒有一點殘渣殘存。
這樣，由于在與像素區(qū)域G對應(yīng)的部分(第2部分13b)有疏液性殘存，因此，即使在疏液圖形13p上一樣涂布分散液DS1，也能夠從不應(yīng)殘存間隔物S1的部分(第2部分13b)將間隔物S1去掉。根據(jù)以上，由于在像素區(qū)域G未殘留間隔物S1，因此在液晶顯示裝置顯示圖像時，不會出現(xiàn)由間隔物S1產(chǎn)生的光的散射。
其后，如圖2(c)所示，對已設(shè)置間隔物S1的基底1a進(jìn)行加熱，使分散介質(zhì)(水)蒸發(fā)。進(jìn)而，通過該加熱，使構(gòu)成間隔物S1的表面的熱固化性樹脂固化。于是，間隔物S1不僅在第1部分13a上相互被粘合，而且間隔物S1還與第1部分13a的表面粘合。
然后，如圖2(d)所示，形成將第1部分13a上的間隔物S1，與第2部分13b覆蓋的取向膜15。取向膜15的厚度為大約30nm。并且，在對所得到的取向膜15進(jìn)行摩擦處理時，基底1a成為濾色器基板100a。
其后，將另外制作的元件基板100b與濾色器基板100a粘在一起。這時，按照使濾色器基板100a的取向膜15，與元件基板100b的取向膜71相互對向的方式，對濾色器基板100a與元件基板100b進(jìn)行對位。這里，與第1部分13a對應(yīng)的部分的取向膜15，以相當(dāng)于底部的間隔物S1的直徑的距離從與第2部分13b對應(yīng)的部分的取向膜15向外突出。因此，在使濾色器基板100a與元件基板100b粘在一起時，會在濾色器基板100a與元件基板100b之間產(chǎn)生大致相當(dāng)于間隔物S1的直徑的間隙。這里，在該間隙中填充液晶材料形成液晶層100c。這樣，便得到圖3所示的液晶顯示裝置100。
另外，如圖3所示，液晶顯示裝置100，除了上述構(gòu)成要素外，還可以具備2個紫外線濾色器UF。這時，按照使濾色器基板100a、元件基板100b、液晶層100c位于2個紫外線濾色器UF之間的方式，設(shè)置這2個紫外線濾色器UF。這樣，便能夠防止因來自光源的光中含有的紫外光以及外光中含有的紫外光導(dǎo)致偏振片3、61產(chǎn)生劣化。另外，如果外光中含有的紫外光是能夠忽視的強(qiáng)度，則外光入射側(cè)的紫外線濾色器UF可以省略。并且，像是LED光源的情況那樣，只要來自光源的光中含有的紫外光能夠被忽視，光源側(cè)的紫外線濾色器UF就可以被忽略。
(元件基板)圖3所示的元件基板100b具備具有透光性的基板62、未圖示的多根源極信號線以及多根柵極信號線、位于基板上的多個開關(guān)元件74、吸收由多個開關(guān)元件74引起的水平差的層間絕緣膜75、位于層間絕緣膜75上的多個像素電極66、覆蓋多個像素電極66的取向膜71。在層間絕緣層75中設(shè)置有未圖示的通孔，通過通孔將多個開關(guān)元件74中的每個與多個像素電極66中的每個電連接。
如圖3所示，根據(jù)本實施方式的制造方法，保證維持間隙的間隔物S1僅集合在與黑矩陣5對應(yīng)的部分。即，間隔物S1沒有進(jìn)入像素區(qū)域G。并且，由于間隔物S1沒有進(jìn)入像素區(qū)域G，因此不會出現(xiàn)因間隔物S1引起的光散射。而且，由于分散介質(zhì)是水，因此像素區(qū)域G中不可能殘存殘渣，因此，不需要將像素區(qū)域G中的殘渣洗凈。因此，根據(jù)以上，根據(jù)本實施方式，得到能夠?qū)崿F(xiàn)良好的顯示的液晶顯示裝置100。
還有，在本實施方式中，在濾色器基板100a中設(shè)置黑矩陣5。然而，也可以在元件基板100b中設(shè)置黑矩陣5來代替上述構(gòu)成。還有，在元件基板100b中，在多根源極信號線本身以及多根柵極信號線本身作為黑矩陣5發(fā)揮功能的情況下，在本實施方式中說明的黑矩陣5可以被省略。在這樣的情況下，多根源極信號線以及多根柵極信號線，與本發(fā)明的黑矩陣對應(yīng)。
另外，也可以給元件基板100b賦以分散液DS1。這時，層間絕緣膜75的表面以及多個像素電極66的表面的任一方，都與本發(fā)明的基底的表面對應(yīng)。還有，在那樣的情況下，圖3所示的元件基板100b，與本發(fā)明的功能基板對應(yīng)。這樣，濾色器基板100a以及元件基板100b的任一方，都與本發(fā)明的功能基板對應(yīng)。
第2實施方式在第2實施方式中，如圖4(a)所示，首先，在外敷層8上采用噴濺蒸鍍法形成對置電極21。然后，如圖4(b)所示，形成覆蓋對置電極21的取向膜25。具體來說，在對置電極21上形成厚度大約為30nm的聚酰亞胺膜，然后，通過對得到的聚酰亞胺膜進(jìn)行摩擦處理，從而得到取向膜25。
本實施方式的基底1b包含偏振片3、基板4、濾色器元件7、黑矩陣5、圍堰圖形6、外敷層8、對置電極21、與取向膜25。并且，取向膜25的表面，與本發(fā)明的基底的表面對應(yīng)。
接著，如圖4(c)以及(d)所示，設(shè)置覆蓋取向膜25的疏液層23。具體來說，通過對取向膜25的表面進(jìn)行將碳氟化合物系氣體用于反應(yīng)氣體的等離子體處理，將氟原子導(dǎo)入取向膜25的表面。這里，本實施方式的反應(yīng)氣體為CF4。另外，在本實施方式中，被導(dǎo)入氟原子的取向膜25的表面與疏液層23對應(yīng)。而且，與第1實施方式同樣，將疏液層23中與黑矩陣5對應(yīng)的部分記作“第1部分23a”。另外，將疏液層23中與黑矩陣5規(guī)定的透光部5a對應(yīng)的部分記作“第2部分23b”。
這里，在取向膜25上形成疏液層23的方法，可以包括在取向膜25上形成FAS(氟代烷基硅烷)膜的處理來代替等離子體處理。這時，可以將已設(shè)置取向膜25的基底，放置在被密閉的FAS氣氛下。這樣，通過化學(xué)氣相吸附在取向膜25上形成FAS膜。然后，如此形成的FAS膜相對分散液DS2呈疏液性，因此這時的FAS膜是本實施方式的疏液層23。其中，F(xiàn)AS膜是由含氟的有機(jī)分子組成的有機(jī)膜的一例。并且，F(xiàn)AS膜的厚度被控制在100nm以下。
作為含氟的有機(jī)分子，能夠使用分子的末端官能團(tuán)選擇性地化學(xué)吸附在構(gòu)成基底的表面的原子上的硅烷偶合劑(有機(jī)硅化合物)或表面活性劑。FAS是指這些化合物的總稱。
這里，所謂硅烷偶合劑，是指用R1SiX1mX2(3-m)表示的化合物，R1表示有機(jī)基團(tuán)，X1以及X2的任一方都表示-OR2、-R2、或者-C1，R2表示碳原子數(shù)為1～4的烷基，m為1～3的整數(shù)。
硅烷偶合劑對基底表面的羥基進(jìn)行化學(xué)吸附。進(jìn)而，由于硅烷偶合劑，對金屬或絕緣體等范圍廣泛的材料的氧化物表面顯示反應(yīng)性，因此能夠適宜作為疏液劑采用。然后，在R1具有全氟代烷基結(jié)構(gòu)CnF2n+1或者全氟代烷基醚結(jié)構(gòu)的CpF2p+1O(CpF2pO)r的情況下，由這樣的硅烷偶合劑形成的有機(jī)膜上的表面自由能低于25mJ/m2，與具有極性的材料的親和性較小，因此，適宜使用R1具有全氟代烷基結(jié)構(gòu)CnF2n+1或者全氟代烷基醚結(jié)構(gòu)的CpF2p+1O(CpF2pO)r的硅烷偶合劑。
更具體來說，作為硅烷偶合劑，可以舉出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)-CH2CH2-Si(C2H5)(OCH3)2等。但是，并非限定于這些結(jié)構(gòu)。
并且，除了硅烷偶合劑以外，作為含氟的有機(jī)分子，還能夠利用表面活性劑。所謂表面活性劑是指用R1Y1表示的化合物，Y1是指親水性的極性基團(tuán)、-OH、-(CH2CH2O)nH、-COOH、-COOK、-COONa、-CONH2、-SO3H、-SO3Na、-OSO3H、-OSO3Na、-PO3H2、-PO3Na2、-PO3K2、-NO2、-NH2、-NH3Cl(銨鹽)、-NH3Br(銨鹽)、≡NHCl(吡啶鎓鹽)、≡NHBr(吡啶鎓鹽)等。R1由疏水性的官能團(tuán)構(gòu)成，但尤其在具有全氟代烷基結(jié)構(gòu)CnF2n+1或者全氟代烷基醚結(jié)構(gòu)CpF2p+1O(CpF2pO)r的情況下，由那樣的表面活性劑形成的有機(jī)膜上的表面自由能低于25mJ/m2，與具有極性的材料的親和性減小。因此，適宜使用R1全氟代烷基結(jié)構(gòu)CnF2n+1或者全氟代烷基醚結(jié)構(gòu)CpF2p+1O(CpF2pO)r的表面活性劑。
作為界面活性劑，更具體來說，可以舉出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，并非限定于這些結(jié)構(gòu)。
接著，如圖5(a)以及(b)所示，對疏液層23形成圖形后，形成疏液圖形23p。具體來說，通過使第1部分23a的疏液性的程度比第2部分23b的疏液性的程度低，形成疏液圖形23p。
更具體來說，通過掩模圖形9向疏液層23照射172nm或者254nm波長的光L1。這里，掩模圖形9具有與黑矩陣5對應(yīng)的透光部9a、和與多個像素區(qū)域G對應(yīng)的遮光部9b。如此，在使這樣的掩模圖形9的透光部9a與黑矩陣5重疊之后，照射光L1。其結(jié)果為，疏液層23的第1部分23a被172nm或者254nm波長的光L1照射。另一方面，疏液層23的第2部分23b一點也沒有被光L1照射。
如圖5(b)所示，通過向第1部分23a照射上述波長的光，從而第1部分23a的疏液性的程度比第2部分23b的疏液性的程度低。具體來說，后述的分散液DS2(圖5(c))與第1部分23a形成的接觸角、與分散液DS2與第2部分23b形成的接觸角的差值在10°以上。
更具體來說，通過上述波長的光，會產(chǎn)生第1部分23a中分子的分解、裂開、轉(zhuǎn)移、氧化，第1部分23a中分子彼此的相結(jié)合，或者水分子或氧與第1部分23a中分子的結(jié)合。并且，通過第1部分23a中這樣的化學(xué)反應(yīng)，使第1部分23a相對分散液DS2呈親液性。在本實施方式中，通過上述波長的光，第1部分23a相對水的接觸角在80°以下。另一方面，第2部分23b相對水的接觸角維持在90°以上。
接著，如圖5(c)所示，在疏液圖形23p上賦以或者涂布分散液DS2。這里，分散液DS2包含作為分散介質(zhì)發(fā)揮功能的水、與分散在水中的直徑2μm的間隔物S2。作為這樣的間隔物S2，可已利用ナトコ株式會社制造的ナトコ間隔物。另外，在以覆蓋疏液圖23p的方式賦以分散液DS2時，如圖5(d)所示，依據(jù)疏液圖形23p，產(chǎn)生分散液DS2的自組織化、或者分散液DS2的自定位。具體來說，通過分散液DS2的表面張力，使分散液DS2幾乎完全集合在疏液性相對較低的第1部分23a。此時，間隔物S2連同作為分散介質(zhì)的水也集合在第1部分23a。另一方面，在疏液性高的第2部分23b中，既沒有殘存分散介質(zhì)也沒有殘存間隔物S2。而且，由于分散介質(zhì)為水，因此在像素區(qū)域G或者第2部分23b，沒有一點殘渣殘存。
這樣，由于與像素區(qū)域G對應(yīng)的部分(第2部分23b)有疏液性殘存，因此，即使在疏液圖形23p上一樣涂布分散液DS2，也能夠從不應(yīng)殘存間隔物S2的部分(第2部分23b)將間隔物S2去掉。根據(jù)以上，由于在像素區(qū)域G未殘留間隔物S2，因此在液晶顯示裝置顯示圖像時，不會出現(xiàn)由間隔物S2引起的光的散射。
其后，如圖6所示，對已設(shè)置間隔物S2的基底1b進(jìn)行加熱，使分散介質(zhì)(水)蒸發(fā)。如此，在第1部分23a僅殘存間隔物S2。
經(jīng)過以上工序，形成本實施方式的濾色器基板100d。其后，將第1實施方式所說明的元件基板100b、與上述濾色器基板100d粘在一起。然后，在給元件基板100b與濾色器基板100d之間產(chǎn)生的間隙填充液晶材料后形成液晶層100c時，便得到液晶顯示裝置。
第3實施方式在第3實施方式中，如圖7(a)所示，首先，在外敷層8上采用噴濺蒸鍍法形成由ITO組成的對置電極31。然后，如圖7(b)所示，在對置電極31上涂布光催化劑微粒后，形成覆蓋對置電極31的光催化劑層32。另外，作為光催化劑微粒，能夠利用可從石原產(chǎn)業(yè)株式會社獲得的“ST-K211”。
這里，本實施方式的光催化劑層32，包含以氧化鈦(TiO2)和二氧化硅(SiO2)為主要成分的微粒。然而，也可以是由從二氧化硅(SiO2)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)、鈦酸鍶(SrTi3O3)、氧化鎢(WO3)、氧化鉍(Bi2O3)、以及氧化鐵(Fe2O3)中選擇的一種以上的物質(zhì)構(gòu)成的微粒形成。在使用這樣的微粒時，只要將該微粒涂布在外敷層8上即可。
另外，如圖7(b)所示，本實施方式的基底1c包含偏振片3、基板4、濾色器元件7、黑矩陣5、圍堰圖形6、外敷層8、對置電極31、光催化劑層32。然后，光催化劑層32的表面與本發(fā)明的基底的表面對應(yīng)。
在形成光催化劑層32之后，如圖7(c)以及(d)所示，使基底1c位于ODS(十八烷基硅烷)氣氛下，形成覆蓋光催化劑層32的ODS膜。在本實施方式中，將光催化劑層32上的ODS膜，記作疏液層33。并且，與第1實施方式同樣，將疏液層33內(nèi)與黑矩陣5對應(yīng)的部分記作“第1部分33a”。另外，將疏液層33內(nèi)與黑矩陣5規(guī)定的透光部5a對應(yīng)的部分記作“第2部分33b”。其中，ODS膜是具有由18個碳組成的碳鏈的硅烷化合物，是由含有碳原子數(shù)為4以上的烴鏈的有機(jī)分子組成的有機(jī)膜的一例。
接著，如圖8(a)以及(b)所示，對疏液層33形成圖形后，形成疏液圖形33p。具體來說，通過使第1部分33a的疏液性的程度比第2部分33b的疏液性的程度低，形成疏液圖形33p。
更具體來說，通過掩模圖形9向疏液層33照射254nm波長的光L2。這里，掩模圖形9具有與黑矩陣5對應(yīng)的透光部9a，和與多個像素區(qū)域G對應(yīng)的遮光部9b。如此，在使這樣的掩模圖形9的透光部9a與黑矩陣5重疊之后，照射光L2。其結(jié)果為，疏液層33的第1部分33a被254nm波長的光L2照射。另一方面，疏液層33的第2部分33b一點也沒有被光L2照射。
如圖8(b)所示，通過向第1部分33a照射上述波長的光，第1部分33a的疏液性的程度比第2部分33b的疏液性的程度低。具體來說，后述的分散液DS3與第1部分33a形成的接觸角、與分散液DS3與第2部分33b形成的接觸角的差值在10°以上。
更具體來說，通過上述波長的光，使光催化劑層32中的光催化劑活化，然后，由此產(chǎn)生第1部分33a中分子的分解、裂開、轉(zhuǎn)移、氧化，第1部分33a中分子彼此的結(jié)合、或者水分子或氧分子與第1部分33a中分子的結(jié)合。然后，通過第1部分33a中這樣的化學(xué)反應(yīng)，使第1部分33a相對分散液DS3呈親液性。在本實施方式中，通過上述波長的光，使第1部分33a的相對水的接觸角在80°以下。另一方面，第2部分33b的相對水的接觸角維持在90°以上。
接著，如圖8(c)所示，在疏液圖形33p上賦以或者涂布分散液DS3。這里，分散液DS3包含作為分散介質(zhì)發(fā)揮功能的水，與分散在水中的直徑4μm的間隔物S3。作為這樣的間隔物S3，可以利用積水化學(xué)工業(yè)株式會社制造的熱固化性表面處理的珠粒。另外，在以覆蓋疏液圖形33p的方式賦以分散液DS3時，如圖8(d)所示，依據(jù)疏液圖形33p，產(chǎn)生分散液DS3的自組織化，或者分散液DS3的自定位。具體來說，通過分散液DS3的表面張力，使分散液DS3幾乎全部集合在疏液性相對較低的第1部分33a。此時，間隔物S3連同作為分散介質(zhì)的水也集合在第1部分33a。另一方面，在疏液性高的第2部分33b，既沒有殘存分散介質(zhì)也沒有殘存間隔物S3。而且，由于分散介質(zhì)為水，因此在像素區(qū)域G或者第2部分33b，一點也沒有殘渣殘存。
這樣，由于在與像素區(qū)域G對應(yīng)的部分(第2部分33b)有疏液性殘存，因此，即使在疏液圖形33p上一樣涂布分散液DS3，也能夠從不應(yīng)殘存間隔物S3的部分(第2部分33b)將間隔物S3除去。根據(jù)以上，由于像素區(qū)域G中沒有殘留間隔物S3，因此在液晶顯示裝置顯示圖像時，不會出現(xiàn)由間隔物S3引起的光的散射。
其后，如圖9(a)所示，對已設(shè)置間隔物S3的基底1c進(jìn)行加熱，使分散介質(zhì)(水)蒸發(fā)。進(jìn)而，通過該加熱，使構(gòu)成間隔物S3的表面的熱固化性樹脂固化。于是，間隔物S3不僅在第1部分33a上相互粘合，而且間隔物S3被第1部分33a的表面粘合。
然后，如圖9(b)所示，形成將第1部分33a上的間隔物S3、與第2部分33b覆蓋的取向膜35。取向膜35的厚度為大約30nm。并且，對所得到的取向膜35進(jìn)行摩擦處理，得到濾色器基板100e。
經(jīng)過以上工序，形成本實施方式的濾色器基板100e。其后，使第1實施方式中說明的元件基板100b、與上述濾色器基板100e粘在一起。然后，在給元件基板100b與濾色器基板100e之間產(chǎn)生的間隙填充液晶材料后形成液晶層100c時，得到如圖9(c)所示的液晶顯示裝置。
另外，如圖9(c)所示，液晶顯示裝置300，除了上述構(gòu)成要素外，還可已具備2個紫外線濾色器UF。這時，以濾色器基板100e、元件基板100b、液晶層100c位于2個紫外線濾色器UF之間的方式，設(shè)置這2個紫外線濾色器UF。這樣，由于來自光源(未圖示)的光中含有的紫外光、外光中含有的紫外光，都沒有入射到光催化劑層32，因此在取向膜35等有機(jī)層中不會產(chǎn)生光反應(yīng)，其結(jié)果為，光催化劑層32不會使濾色器基板100e中的有機(jī)層劣化。另外，只要外光中含有的紫外光是能夠忽視的強(qiáng)度，就可以將外光入射側(cè)的紫外線濾色器UF省略。并且，像是LED光源的情況那樣，如果來自光源的光中含有的紫外光能夠被忽視，則光源側(cè)的紫外線濾色器UF也可以被忽略。
第4實施方式在第4實施方式中，首先，如圖10(a)所示，向外敷層8照射紫外光UV，將外敷層8的表面洗凈。這里，本實施方式的基底1d包含偏振片3、基板4、濾色器元件7、黑矩陣5、圍堰圖形6、外敷層8。并且，外敷層8的表面與本發(fā)明的基底的表面對應(yīng)。
接著，如圖10(b)所示，形成覆蓋外敷層8的感光性分子膜(優(yōu)選單分子膜)。感光性分子膜的厚度只要在100nm以下即可。這里，感光性分子膜的材料是，特開2003-321479號公報中公開的光分解性硅烷偶合劑，或者特開平6-202343號公報中公開的感光性硅烷等。則在本實施方式中，將外敷層8上的感光性分子膜記作疏液層43。并且，與第1實施方式同樣，將疏液層43中與黑矩陣5對應(yīng)的部分記作“第1部分43a”。另外，將疏液層43中與黑矩陣5規(guī)定的透光部5a對應(yīng)的部分記作“第2部分43b”。
接著，如圖10(c)以及(d)所示，對疏液層43形成圖形后，形成疏液圖形43p。具體來說，通過使第1部分43a的疏液性的程度比第2部分43b的疏液性的程度低，形成疏液圖形43p。
更具體來說，通過掩模圖形9向疏液層43照射365nm或者254nm波長的光L3。這里，掩模圖形9具有與黑矩陣5對應(yīng)的透光部9a、和與多個像素區(qū)域G對應(yīng)的遮光部9b。如此，在使這樣的掩模圖形9的透光部9a與黑矩陣5重疊后，照射光L3。其結(jié)果為，疏液層43的第1部分43a被365nm或者254nm波長的光L3照射。另一方面，疏液層43的第2部分43b一點也沒有被光L3照射。
另外，如圖10(d)所示，通過向第1部分43a照射上述波長的光，使第1部分43a的疏液性的程度比第2部分43b的疏液性的程度低。具體來說，后述的分散液DS4(圖11)與第1部分43a形成的接觸角、與分散液DS4與第2部分43b形成的接觸角的差值在10°以上。
更具體來說，通過上述波長的光，會產(chǎn)生第1部分43a中分子的分解、裂開、轉(zhuǎn)移、氧化，第1部分43a中分子彼此的結(jié)合，或者水分子或氧分子與第1部分43a中分子的結(jié)合。并且，通過第1部分43a中這樣的化學(xué)反應(yīng)，使第1部分43a相對分散液DS4呈親液性。在本實施方式中，通過上述波長的光，使第1部分43a相對水的接觸角為80°以下。另一方面，第2部分43b的相對水的接觸角維持90°以上。
接著，如圖11(a)所示，在疏液圖形43p上賦以或者涂布分散液DS4。這里，分散液DS4包含作為分散介質(zhì)發(fā)揮功能的水，和分散在水中的直徑5μm的間隔物S4。作為這樣的間隔物S4，可以利用ナトコ株式會社制造的ナトコ間隔物。另外，在以覆蓋疏液圖形43P的方式賦以分散液DS4時，如圖11(b)所示，依據(jù)疏液圖形43p，產(chǎn)生分散液DS4的自組織化、或者分散液DS4的自定位。具體來說，通過分散液DS4的表面張力，使分散液DS4幾乎完全集合在疏液性相對較低的第1部分43a。此時，間隔物S4連同作為分散介質(zhì)的水集合在第1部分43a。另一方面，在疏液性高的第2部分43b中，既沒有殘存分散介質(zhì)也沒有殘存間隔物S4。然而，由于分散介質(zhì)為水，因此在像素區(qū)域G或者第2部分43b，沒有一點殘渣殘存。
于是，由于在與像素區(qū)域G對應(yīng)的部分(第2部分43b)有疏液性殘存，因此，即使在疏液圖形43p上一樣涂布分散液DS4，也能夠從不應(yīng)殘存間隔物S4的部分(第2部分43b)將間隔物S4去掉。根據(jù)以上，由于在像素區(qū)域G未殘留間隔物S4，因此在液晶顯示裝置顯示圖像時，不會出現(xiàn)因間隔物S4引起的光的散射。
其后，如圖11(c)所示，對已設(shè)置間隔物S4的基底1d進(jìn)行加熱，使分散介質(zhì)(水)蒸發(fā)。由此，在第1部分43a，僅殘存間隔物S4。
接著，如圖11(d)所示，設(shè)置將第1部分43a上的間隔物S4、與第2部分43b覆蓋的對置電極41。具體來說，在設(shè)置間隔物S4的基底上，采用噴濺蒸鍍法設(shè)置由ITO組成的對置電極41。接著，如圖12所示，設(shè)置覆蓋對置電極41的取向膜45。另外，取向膜45是厚度大約30nm的聚酰亞胺膜。其后，對所得到的取向膜45進(jìn)行摩擦處理，得到濾色器基板100f。
經(jīng)過以上工序，形成本實施方式的濾色器基板100f。其后，使第1實施方式所說明的元件基板100b，與上述濾色器基板100f粘在一起。然后，在給元件基板100b與濾色器基板100f之間產(chǎn)生的間隙填充液晶材料后形成液晶層100c時，便得到液晶顯示裝置。
另外，上述第1～第4實施方式所說明的制造方法，能應(yīng)用于各種電子機(jī)器的制造方法。例如，本實施方式的制造方法，既應(yīng)用于如圖13所示的具備液晶顯示裝置520的便攜式電話機(jī)500的制造方法中，還應(yīng)用于如圖14所示的具備液晶顯示裝置620的個人電腦600的制造方法中。
權(quán)利要求
1.一種在已設(shè)置黑矩陣的液晶顯示裝置中使用的功能基板的制造方法，其中，包含步驟A，其形成覆蓋基底的表面的疏液層；步驟B，其通過掩模圖形向與所述黑矩陣對應(yīng)的所述疏液層的第1部分照射光，使所述第1部分的疏液性比所述疏液層的其它部分的疏液性低；和步驟C，其用將間隔物分散的分散液覆蓋所述光照射后的所述疏液層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能基板的制造方法，其中，還具備在所述基底的表面上設(shè)置光催化劑層的步驟D，所述步驟A是在所述光催化劑層上形成所述疏液層的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功能基板的制造方法，其中，所述步驟D，含有向所述表面賦以由從二氧化硅、氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、鈦酸鍶、氧化鎢、氧化鉍、以及氧化鐵中選擇的一種以上的物質(zhì)構(gòu)成的微粒后形成所述光催化劑層的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能基板的制造方法，其中，所述步驟A，含有在所述表面形成含氟的高分子化合物的膜作為所述疏液層的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能基板的制造方法，其中，所述步驟A，含有在所述基底的所述表面形成由含氟的有機(jī)分子組成的有機(jī)膜作為所述疏液層的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能基板的制造方法，其中，所述步驟A，含有將碳氟系化合物用于反應(yīng)氣體而將氟導(dǎo)入所述基底的所述表面后形成所述疏液層的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能基板的制造方法，其中，所述步驟A，含有在所述基底的所述表面形成由含有碳原子數(shù)為4個以上的烴鏈的有機(jī)分子組成的有機(jī)膜作為所述疏液層的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能基板的制造方法，其中，所述步驟A，含有在所述基底的所述表面形成感光性分子膜作為所述疏液層的步驟。
9.一種濾色器基板，其中，利用權(quán)利要求1～8中任意一項所述的功能基板的制造方法進(jìn)行制造。
10.一種液晶顯示裝置，其中，具有權(quán)利要求9所述的濾色器基板。
11.一種電子機(jī)器，其中，具備權(quán)利要求10所述的液晶顯示裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在已設(shè)置黑矩陣的液晶顯示裝置中使用的功能基板的制造方法，包含步驟(A)，形成覆蓋基底的表面的疏液層；步驟(B)，通過掩模圖形向與所述黑矩陣對應(yīng)的所述疏液層的第1部分照射光，使所述第1部分的疏液性比所述疏液層的其它部分的疏液性低；和步驟(C)，用將間隔物分散的分散液覆蓋所述光照射后的所述疏液層。這樣，本發(fā)明可以提供一種不含將殘渣洗凈的工序而僅在與黑矩陣對應(yīng)的部分配置間隔物的方法。
文檔編號G02B5/20GK1808227SQ20061000595
公開日2006年7月26日 申請日期2006年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月19日
發(fā)明者豐田直之 申請人:精工愛普生株式會社