パターン形成基板の製造方法及びその製造装置
【課題】 撥液性のある隔壁が形成されているパターン形成基板において、機能液が吐出されるパター形成領域内に紫外線を照射し、機能液の濡れ性を向上させることができるパターン形成基板の製造方法及びその製造装置を提供することにある。
【解決手段】 マザー基板１２に形成された撥液性効果のある隔壁６によって区画されたフィルタエレメント形成領域７にフィルタエレメント材料１３を吐出した後で、該フィルタエレメント材料１３が固形化する前に、マザー基板１２の隔壁６が形成されている面の反対側の面から紫外線８６を照射する。
【解決手段】 マザー基板１２に形成された撥液性効果のある隔壁６によって区画されたフィルタエレメント形成領域７にフィルタエレメント材料１３を吐出した後で、該フィルタエレメント材料１３が固形化する前に、マザー基板１２の隔壁６が形成されている面の反対側の面から紫外線８６を照射する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン形成基板の製造方法及びその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液滴吐出ヘッドから基板に対して機能液を吐出して画素のパターンを有するカラーフィルタを製造する場合において、基板に形成されたカラーフィルタを構成するフィルタエレメント形成領域に機能液を吐出したときに、前記形成領域内に微量有機物の残渣があったり、機能液の粘度が高いと機能液がフィルタエレメント形成領域内の全体に濡れ広がらず、前記領域内の隅部等で色抜け状態となり、品質不具合品となってしまう。
【０００３】
このような問題を解消するため、基板全体に対して紫外線を照射することにより前記微量有機物を除去し、フィルタエレメント形成領域の表面を清浄化しておくことにより機能液の濡れ性を向上させる方法が知られている（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３６０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の方法は、基板全体を紫外線照射させているので、フィルタエレメント形成領域はもちろんのこと、フィルタエレメント形成領域を区画している撥液性のある隔壁部にも紫外線が照射されることになるので、隔壁の撥液性が損なわれ、機能液が隔壁をのり上げてしまい隣接する別のフィルタエレメント形成領域にも濡れ広がり、その結果として、混色や色むら等の品質不具合が発生するという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題を解決するためになされたものであって、撥液性のある隔壁により区画されているパターン領域に対して吐出される機能液の濡れ性を向上させることができるパターン形成基板の製造方法及びその製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のパターン形成基板の製造方法は、基板に対して機能液を吐出してパターンを形成するパターン形成基板の製造方法であって、基板に疎液処理した隔壁を形成する隔壁形成工程と、隔壁形成工程によって区画されたパターン領域に機能液を吐出する機能液吐出工程と、機能液吐出工程によって機能液を吐出したパターン領域に紫外線を照射する紫外線照射工程と、パターン領域に吐出された機能液を乾燥する乾燥工程とを有することを要旨とする。
【０００８】
これによれば、紫外線照射は、機能液吐出工程の終了後から乾燥工程の開始までに行われるので、パターン領域の清浄効力の低下を防止して、効果的に機能液の濡れ性を向上させることができる。
【０００９】
本発明のパターン形成基板の製造方法の紫外線は、少なくとも隔壁を除いた機能液が吐出されたパターン領域に照射してもよい。
【００１０】
これによれば、機能液が吐出されたパターン領域に紫外線を照射するので、パターン領域の表面が清浄化され、機能液の濡れ性を向上させることができる。
【００１１】
本発明のパターン形成基板の製造方法の紫外線は、隔壁が形成された基板面の反対面から照射してもよい。
【００１２】
これによれば、隔壁がマスキングの効果を有し、微細パターン領域のみに照射されることになるので、微細パターン領域内における機能液の濡れ性を向上させることができる。
【００１３】
本発明のパターン形成基板の製造方法の紫外線は、機能液が濡れ広がっていない領域を少なくとも含むパターン領域の局所部分に対して照射してもよい。
【００１４】
これによれば、局所領域に対して紫外線照射するので、パターン領域のうち機能液の濡れ広がり不足が発生した領域を修正することができる。
【００１５】
本発明のパターン形成基板の製造方法の紫外線は、パターン領域内の隅部に対して照射してもよい。
【００１６】
これによれば、機能液はパターンの隅部で濡れ広がり不足が発生しやすいので、紫外線を隅部に照射することにより、隅部に係る機能液の濡れ性を向上させることができる。
【００１７】
本発明のパターン形成基板の製造方法の紫外線は、パターン領域内において機能液が濡れ広がっていない箇所に対して照射してもよい。
【００１８】
これによれば、機能液が濡れ広がっていない箇所に対して紫外線照射するので、この箇所が親液化され機能液を濡れ広がらせることができる。
【００１９】
本発明のパターン領域は、カラーフィルタを構成するフィルタエレメント形成領域であってもよい。
【００２０】
これによれば、フィルタエレメント形成領域は、機能液が吐出された後に紫外線照射によって清浄化されるので、機能液の濡れ性を向上させることができる。
【００２１】
本発明のパターン形成基板の製造装置は、基板に対して機能液を吐出してパターンを形成するパターン形成基板の製造装置であって、基板に対して機能液を液滴として吐出する液滴吐出部と、液滴吐出部を構成する液滴吐出ヘッドと基板を相対移動させる移動部と、機能液を吐出した基板に紫外線を照射する紫外線照射部とを備えたことを要旨とする。
【００２２】
これによれば、液滴吐出ヘッドは基板と相対移動しながら液滴吐出部より機能液を吐出する。その後、基板は紫外線照射部によって紫外線を照射される。従って、一連の製造工程を簡略化し、工数削減をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。
【００２４】
まず、液滴吐出ヘッドを用いて製造されるパターン形成を有するカラーフィルタについて説明する。図１（ａ）は、カラーフィルタの平面的構造を示す平面図であり、図１（ｂ）は、カラーフィルタの基礎となるマザー基板の平面図である。
【００２５】
カラーフィルタ１は、本実施形態では、例えば、ガラスやプラスチック等によって形成された方形状で透光性の基板２の表面に複数のフィルタエレメント３をドットパターン状（本実施例では、ドット・マトリクス状）に形成されている。フィルタエレメント３は、透光性のない樹脂材料によって格子状のパターンに形成された隔壁６によって区画されて、ドット・マトリクス状に並んだ複数の方形状の領域を機能液で埋めることによって形成される。また、これらのフィルタエレメント３は、それぞれが、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のうちいずれか１色の機能液によって形成され、それらの各色フィルタエレメント３が所定の配列に並べられている。この配列としては、例えば、ストライプ配列、モザイク配列、デルタ配列等が知られている。
【００２６】
図１（ａ）において、カラーフィルタ１の大きさは、例えば、１．８インチである。また、１個のフィルタエレメント３の大きさは、例えば３０μｍ×１００μｍである。また、各フィルタエレメント３のピッチは、例えば、７５μｍである。
【００２７】
本実施形態のカラーフィルタ１をフルカラー表示のための光学要素として用いる場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂの３個のフィルタエレメント３を１つのユニットとして１つの画素を形成し、１画素内のＲ、Ｇ、Ｂのいずれか１つまたはそれらの組み合わせに光を選択的に通過させることにより、フルカラー表示を行う。このとき、透過性のない樹脂材料によって形成された隔壁６はブラックマスクとして作用する。
【００２８】
上記のカラーフィルタ１は、例えば、図１（ｂ）に示すように大面積のマザー基板１２から切り出される。具体的には、まず、マザー基板１２内に設定された複数のカラーフィルタ形成領域１１のそれぞれの表面にカラーフィルタ１の１個分のパターンを形成し、さらにそれらのカラーフィルタ形成領域１１の周りに切断溝を形成し、さらにそれらの溝に沿ってマザー基板１２を切断することにより、個々のカラーフィルタ１が形成される。
【００２９】
次に、微細パターン製造装置としてのカラーフィルタ製造装置について説明する。図２は、カラーフィルタ製造装置の構成を示す斜視図である。
【００３０】
カラーフィルタ製造装置１６は、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち１色、例えばＲ色の機能液を液滴として、マザー基板１２内の各カラーフィルタ形成領域１１内の所定位置に吐出して付着させるための装置である。Ｇ色の機能液およびＢ色の機能液のための液滴吐出装置もそれぞれに用意できるが、それらの構造は図２と同じにすることができるので、それらについての説明は省略する。なお、一つのカラーフィルタ製造装置１６でＲ、Ｇ、Ｂの３色を吐出することも可能である。
【００３１】
図２において、カラーフィルタ製造装置１６は、液滴吐出ヘッド２２を備えたキャリッジ２６と、液滴吐出ヘッド２２の位置を制御するヘッド位置制御装置１７と、マザー基板１２の位置を制御する基板位置制御装置１８と、液滴吐出ヘッド２２をマザー基板１２に対して主走査移動させる主走査駆動装置１９と、マザー基板１２を液滴吐出ヘッド２２に対して副走査移動させる副走査駆動装置２１と、マザー基板に紫外線を照射する紫外線照射装置８３と、マザー基板１２をカラーフィルタ製造装置１６内の所定の作業位置へ供給する基板供給装置２３と、カラーフィルタ製造装置１６の全般の制御を司るコントロール装置２４とで構成されている。
【００３２】
ヘッド位置制御装置１７、基板位置制御装置１８、主走査駆動装置１９、副走査駆動装置２１、そして紫外線照射装置８３の各装置はベース９の上に設置される。また、それらの装置は必要に応じてカバー１４によって覆われている。
【００３３】
基板供給装置２３は、マザー基板１２を収容する基板収容部５７と、マザー基板１２を搬送するロボット５８を有している。ロボット５８は、床、地面等といった設置面に置かれる基台５９と、基台５９に対して昇降移動する昇降軸６１と、昇降軸６１を中心として回転する第１アーム６２と、第１アーム６２に対して回転する第２アーム６３と、第２アーム６３の先端下面に設けられた吸着パッド６４とを有する。吸着パッド６４は、空気吸引力等によってマザー基板１２を吸着できる。
【００３４】
主走査駆動装置１９によって駆動されて主走査移動する液滴吐出ヘッド２２の軌道下にあって副走査駆動装置２１の一方の脇位置に、キャッピング装置７６およびクリーニング装置７７が配置される。また、他方の脇位置に電子天秤７８が配置されている。クリーニング装置７７は液滴吐出ヘッド２２を洗浄するための装置である。電子天秤７８は、後述する液滴吐出ヘッド２２に設けられたノズル２７から吐出される機能液としてのフィルタエレメント材料Ｍの液滴８の重量を測定する機器である。そして、キャッピング装置７６は液滴吐出ヘッド２２が待機状態にあるときノズル２７の乾燥を防止するための装置である。
【００３５】
液滴吐出ヘッド２２の近傍には、その液滴吐出ヘッド２２と一体に移動するヘッド用カメラ８１が配置されている。また、ベース９上に設けられた支持装置（図示せず）に支持された基板用カメラ８２がマザー基板１２を撮影できる位置に配置される。
【００３６】
紫外線照射装置８３は、マザー基板１２に対して紫外線照射を行う装置であり、マザー基板１２を載置して紫外線照射装置８３の内外に出し入れできるトレイ部８４と紫外線を照射するランプ８５で構成されている。ランプ８５は、例えば、低圧水銀灯である。トレイ部８４は、マザー基板１２の載置する部分には開口部が設けられており、マザー基板１２のパターン形成面と反対側の面から紫外線が照射されるように構成されている。従って、ランプ８５は、トレイ部８４の下側部分に備えられている。
【００３７】
紫外線照射装置８３は、上記説明したマザー基板１２に機能液を吐出する構成装置の近傍に設置されている。マザー基板１２は、ロボット５８によって、テーブル４９からトレイ部８４への搬送、トレイ部８４から基板収容部５７への搬送が可能である。なお、本実施形態では、紫外線照射装置８３をベース９に設置したが、作業効率を考慮し、例えば、ベルト搬送機上に紫外線照射装置８３を設置し、ロボット５８によってマザー基板１２をテーブル４９から前記ベルト搬送機に移動させ、ベルト搬送しながら紫外線を照射する構成を採用してもよい。なお、図示しないが、紫外線照射装置８３に必要な反射板、排気ファン、排気筒、吸気口等が適宜備えられている。また、図２においては、ランプ８５は１個しか記述されていないが、使用に応じて複数個のランプを用いてもよい。
【００３８】
コントロール装置２４は、プロセッサを収容したコンピュータ本体部６６と、入力装置としてのキーボード６７と、表示装置としてのＣＲＴ等のディスプレイ６８とを有する。
【００３９】
図３は、カラーフィルタ製造装置１６の電気制御ブロック図である。図３において、プロセッサとして各種の演算処理を行うＣＰＵ（演算処理装置）６９と、各種情報を記憶するメモリすなわち情報記憶媒体７１とを有する。
【００４０】
ヘッド位置制御装置１７、基板位置制御装置１８、主走査駆動装置１９、副走査駆動装置２１、液滴吐出ヘッド２２内の圧電素子材４１を駆動するヘッド駆動回路７２、紫外線照射装置８３の各機器は、入出力インターフェース７３およびバス７４を介してＣＰＵ６９およびメモリ７１に接続されている。また、基板供給装置２３、入力装置６７、ディスプレイ６８、電子天秤７８、クリーニング装置７７およびキャッピング装置７６の各機器も入出力インターフェース７３およびバス７４を介してＣＰＵ６９およびメモリ７１に接続されている。
【００４１】
メモリ７１は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリや、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭといった外部記憶装置を含む概念であり、機能的には、カラーフィルタ製造装置１６の動作の制御手順が記述されたプログラムを記憶する記憶領域や、Ｒ、Ｇ、Ｂのうちの１色のマザー基板１２内における吐出位置を座標データとして記憶するための記憶領域や、副走査方向Ｙへのマザー基板１２の副走査移動量を記憶するための記憶領域や、マザー基板１２に対する紫外線照射位置を記憶するため記憶領域や、ＣＰＵ６９のためのワークエリアやテンポラリファイル等として機能する領域や、その他各種の記憶領域が設定される。
【００４２】
ＣＰＵ６９は、メモリ７１内に記憶されたプログラムに従って、マザー基板１２の表面の所定位置に機能液を液滴吐出したり、マザー基板に紫外線を照射するための制御を行うものであり、具体的な機能実現部として、クリーニング処理を実現するための演算を行うクリーニング演算部と、キャッピング処理を実現するためのキャッピング演算部と、電子天秤７８を用いた重量測定を実現するための演算を行う重量測定演算部と、液滴吐出ヘッド２２によって機能液を吐出するための演算を行う吐出演算部と、マザー基板に紫外線を照射するための演算を行う紫外線照射演算部を有する。
【００４３】
吐出演算部を詳しく分割すれば、液滴吐出ヘッド２２を液滴吐出のための初期位置へセットするための吐出開始位置演算部と、液滴吐出ヘッド２２を主走査方向Ｘへ所定の速度で走査移動させるための制御を演算する主走査制御演算部と、マザー基板１２を副走査方向Ｙへ所定の副走査量を移動するための制御を演算する副走査制御演算部と、液滴吐出ヘッド２２内の複数あるノズル２７のうちのいずれを作動させて機能液を吐出するかを制御するための演算を行うノズル吐出制御演算部等といった各種の機能演算部を有する。
【００４４】
なお、本実施形態では、上記の各機能がＣＰＵ６９を用いてソフトウエアにより実現することとしたが、上記の各機能がＣＰＵを用いない単独の電子回路によって実現できる場合には、そのような電子回路を用いることも可能である。
【００４５】
次に、以上のように構成されたカラーフィルタ製造装置１６に備えられた液滴吐出ヘッド２２について説明する。図４（ａ）は、液滴吐出ヘッド２２の一部破断した斜視図であり、図４（ｂ）は、液滴吐出ヘッド２２の一部を示した側断面図である。
【００４６】
図４（ａ）において、液滴吐出ヘッド２２は、例えば、ステンレス製のノズルプレート２９と、それの対向面に振動板３１と、それらを互いに接合する複数の仕切部材３２とを有する。ノズルプレート２９と振動板３１との間には、仕切部材３２によって複数の機能液室３３と機能液溜り部３４とが形成されている。複数の機能液室３３と機能液溜り部３４とは通路３８を介して互いに連通している。機能液室３３は、仕切部材３２によって区画され、均等間隔で配列して形成されている。
【００４７】
振動板３１の適所には機能液供給孔３６が形成され、この機能液供給孔３６に機能液供給装置３７が接続される。機能液供給装置３７は、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち１色、例えば機能液としてのＲ色のフィルタエレメント材料Ｍを機能液供給孔３６へ供給する。供給されたフィルタエレメント材料Ｍは機能液溜り部３４に充満し、さらに通路３８を通って機能液室３３に充満する。
【００４８】
ノズルプレート２９には、機能液室３３からフィルタエレメント材料Ｍをジェット状に噴射するためのノズル２７が設けられている。また、振動板３１の機能液室３３を形成する面の裏面には、該機能液室３３に対応させて機能液加圧体３９が取り付けられている。この機能液加圧体３９は、図４（ｂ）に示すように、圧電素子材４１とこれを狭持する一対の電極４２ａおよび４２ｂを有する。圧電素子材４１は、電極４２ａおよび４２ｂへの通電によって矢印Ｂで示す外側へ突出するように撓み変形し、これにより機能液室３３の容積が増大する。すると、増大した容量分に相当するフィルタエレメント材料Ｍが機能液溜り部３４から通路３８を通って機能液室３３へ流入する。
【００４９】
次に、圧電素子材４１への通電を解除すると、該圧電素子材４１と振動板３１は共に元の形状へ戻る。これにより、機能液室３３も元の容積に戻るため機能液室３３の内部にあるフィルタエレメント材料Ｍの圧力が上昇し、ノズル２７からマザー基板１２へ向けてフィルタエレメント材料Ｍが液滴８となって噴射する。なお、ノズル２７の周辺部には、液滴８の飛行曲がりやノズル２７の孔詰まり等を防止するために、例えばＮｉ−テトラフルオロエチレン共析メッキ層からなる撥機能液層４３が設けられている。
【００５０】
以下、上記のように構成されたカラーフィルタ製造装置１６とカラーフィルタ製造方法の作用について図５を用いて説明する。図５は、カラーフィルタ１の製造方法を工程順に示した模式図である。
【００５１】
図５（ａ）に示すように、隔壁形成工程において隔壁が形成される。まず、マザー基板１２の表面に透明性のない樹脂材料によって隔壁６を矢印Ａ方向から見て格子状パターンに形成される。格子状パターンの格子穴の部分はフィルタエレメント３が形成される領域、すなわちフィルタエレメント形成領域７である。この隔壁６によって形成される個々のフィルタエレメント形成領域７の矢印Ａ方向から見た場合の平面寸法は、例えば３０μｍ×１００μｍ程度に成形される。
【００５２】
隔壁６は、フィルタエレメント形成領域７に供給される機能液としてのフィルタエレメント材料１３が隣接する別のフィルタエレメント形成領域７に供給されたフィルタエレメント材料１３に流動しないように阻止するため機能であり、撥水処理が施されている。また、隔壁６は、フルカラー表示するためのブラックマスクの機能を併せて有している。隔壁６は任意のパターニング手法、例えば、フォトリソグラフィー法によって形成され、さらに必要に応じてヒータによって加熱されて焼成される。
【００５３】
隔壁６の形成後、図５（ｂ）に示すように、機能液吐出工程において、機能液としてのフィルタエレメント材料１３の液滴８を各フィルタエレメント形成領域７に供給することにより、各フィルタエレメント形成領域７が埋められる。図５（ｂ）において、符号１３ＲはＲ（赤）の色を有するフィルタエレメント材料を示し、符号１３ＧはＧ（緑）の色を有するフィルタエレメント材料を示し、符号１３ＢはＢ（青）の色を有するフィルタエレメント材料を示している。
【００５４】
各フィルタエレメント形成領域７にフィルタエレメント材料１３が供給された後、フィルタエレメント材料１３に流動性がある間に、図５（ｃ）に示すように、紫外線照射工程において、隔壁６が形成されているマザー基板１２面の反対側の面に対してランプ８５から紫外線８６が照射される。具体的には、図２において、液滴吐出ヘッド２２からフィルタエレメント材料１３を吐出した後に、マザー基板１２は、ロボット５８によって紫外線照射装置８３のトレイ部８４に搬送され、トレイ部８４に載置されたマザー基板１２は、紫外線照射装置８３内に挿入される。その後、メモリ７１から紫外線照射プログラムによってＣＰＵ６９の紫外線照射演算部が稼動し、紫外線８６が照射される。紫外線は５００ｍＪ／ｃｍ2〜１００，０００ｍＪ／ｃｍ2の照射量が可能であり、紫外線の波長は２００〜３５０ｎｍで紫外線の照射時間は５〜６０秒であることが望ましい。
【００５５】
ここで、フィルタエレメント形成領域７にフィルタエレメント材料１３が液滴吐出された時に、例えば、図６に示すように、フィルタエレメント形成領域７のある箇所にフィルタエレメント材料１３の濡れ広がり不足が発生し、フィルタエレメント材料１３の色が着色していない色抜け箇所９０を有するフィルタエレメント形成領域７が存在する場合がある。これは、例えば、フィルタエレメント形成領域７の表面に微量の有機物が付着しているために、フィルタエレメント材料１３の流動が阻害されていると考えられる。そこで、前記紫外線照射工程によって、紫外線を使って活性酸素を発生させ、同時にフィルタエレメント形成領域７の表面に付着した有機物を分解、酸化揮発除去することにより表面の清浄化を図るものである。
【００５６】
紫外線８６の照射後、乾燥工程で、ヒータによってマザー基板１２を例えば７０℃程度に加熱して、フィルタエレメント材料１３の溶媒を蒸発させる。この蒸発により、図５（ｄ）に示すように、フィルタエレメント材料１３の体積が減少し、平坦化される。以上の処理により、最終的にフィルタエレメント材料の固形分のみが残留して膜化し、これにより、希望するフィルタエレメント３が形成される。
【００５７】
以上によりフィルタエレメント３が形成された後、図５（ｅ）に示すように、フィルタエレメント３と隔壁６の表面に保護膜４が形成される。保護膜４の形成方法は、例えば、スピンコート法、ロールコート法、リッピング法またはインクジェット法等といった適宜の手法により形成される。なお保護膜４は、フィルタエレメント３等の保護膜およびカラーフィルタ１の表面を平坦化するために形成される。
上記のようにして製造されたマザー基板１２は、マザー基板１２に形成されたカラーフィルタ形成領域１１の周りの切断溝に沿って切断され、個々のカラーフィルタ１が形成される。
【００５８】
従って、本実施形態によれば以下に示す効果がある。
【００５９】
（１）マザー基板１２に機能液吐出工程と終了から乾燥工程の開始までに紫外線８６を照射するので、フィルタエレメント形成領域７の表面が清浄効力の低下を防ぎ、フィルタエレメント材料１３の濡れ性を向上させ、色抜け等による不具合発生を低減することができる。
【００６０】
（２）紫外線８６は、隔壁６が形成されているマザー基板１２面の反対側の面から紫外線８６を照射させるだけなので、マスク等の設備構築のためのコストを削減することができ、また、マスク合わせ等の作業時間は不要となるので、工数を削減することができる。
【００６１】
（３）紫外線８６照射によって親液処理すると隔壁６の撥液性が阻害される場合があり、隣接するフィルタエレメント形成領域７との混色を招く危険性があるが、本実施形態では、マザー基板１２の反対側の面から紫外線８６を照射するので、隔壁６の撥液性を維持し、混色を防止することができる。
【００６２】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、以下のように実施してもよい。
【００６３】
（変形例１）本実施形態では、マザー基板１２の隔壁６が形成されている面の反対側の面に対して紫外線を照射したが、これに限定されない。例えば、図７に示すように、フィルタエレメント形成領域７にフィルタエレメント材料１３を吐出した後に、マザー基板１２の隔壁６が形成されている面に対して、紫外線８６を照射してもよい。照射する際には、隔壁６にマスキングされるようにマスク８７が設けられている。この場合でも、隔壁６には紫外線８６が照射されないので、隔壁６の撥水効果を保持しつつ、フィルタエレメント形成領域７の表面を清浄化することにより、フィルタエレメント材料１３の濡れ性を向上させ、濡れ広がらせることができる。
【００６４】
（変形例２）本実施形態では、マザー基板１２の隔壁６が形成されている面の反対側の面に対してマザー基板１２の全体を紫外線８６照射したが、これに限定されない。例えば、図６に示すように、マザー基板１２のフィルタエレメント形成領域７にフィルタエレメント材料１３を吐出したときに、マザー基板１２全体に対してある箇所にフィルタエレメント材料１３の濡れ広がり不足が発生し、フィルタエレメント材料１３の色が着色していない色抜け箇所９０を有するフィルタエレメント形成領域７が存在する場合がある。この場合において、図８に示すように、色抜け箇所９０に紫外線８６を照射されるように他の箇所をマスク８８によってマスキングして行ってもよい。また、マスク８８の開口部は、フィルタエレメント形成領域７の外形に合わせてもよいし、フィルタエレメント形成領域７の外形に対して隅部のみ開口していてもよい。この場合でも、フィルタエレメント材料１３が濡れ広がり不足しているフィルタエレメント形成領域７のみに紫外線８６を照射することにより、特定個所におけるフィルタエレメント材料１３の濡れ性を向上させ、濡れ広がらせることができる、また、色抜け箇所９０の部分を修正することにより、歩留りを向上させることができる。
【００６５】
（変形例３）本実施形態では、紫外線８６を照射するランプ８５として低圧水銀灯を用いたが、これに限定されない。例えば、マキシマランプを使用してもよい。この場合でも、マキシマランプのエキシマ光でフィルタエレメント形成領域７を清浄化して、フィルタエレメント材料１３の濡れ性を向上させることができる。
【００６６】
（変形例４）本実施形態では、フィルタエレメント材料１３としてＲ、Ｇ、Ｂを用いたが、これらに限定されることなく、例えば、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）を採用してもよい。この場合でも、Ｒ、Ｇ、Ｂのフィルタエレメント材料に代えて、Ｃ、Ｍ、Ｙの色を有するフィルタエレメント材料を用いることにより、フィルタエレメントを吐出することができる。
【００６７】
（変形例５）本実施形態では、機能液としてフィルタエレメント材料１３を例として説明したが、これに限定されることなく、例えば、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ―Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）発光材料、シリカガラス前駆体、金属化合物等の導電材料、誘電体材料等の材料が選択可能である。この場合でも、基板上のパターンの形成を行うことができる。
【００６８】
（変形例６）本実施形態では、パターン形成としてのカラーフィルタの製造方法及びその製造装置を説明したが、これに限定されることなく、例えば、ＥＬ装置の製造方法及び製造装置、各種半導体素子（薄膜トランジスタ、薄膜ダイオード等）、各種配線パターン、及び絶縁膜の形成等にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】（ａ）は、フィルタエレメントの平面図、（ｂ）は、マザー基板の平面図。
【図２】カラーフィルタ製造装置を示す斜視図。
【図３】カラーフィルタ製造装置の電気制御ブロック図。
【図４】（ａ）は、液滴吐出ヘッドの構造を示す一部断面の斜視図、（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの側断面図。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は、本実施例の作用を説明するためのカラーフィルタの製造過程を模式的に示した断面図。
【図６】フィルタエレメント材料の濡れ広がり不足を説明するためのマザー基板の平面図。
【図７】他の実施形態を示すカラーフィルタの断面図。
【図８】他の実施形態を示すカラーフィルタの断面図。
【符号の説明】
【００７０】
１…画素のパターンを有するカラーフィルタ、２…基板、３…フィルタエレメント、４…保護膜、６…隔壁、７…パターン領域としてのフィルタエレメント形成領域、８…液滴、９…ベース、１１…カラーフィルタ形成領域、１２…マザー基板、１３…機能液としてのフィルタエレメント材料、１４…カバー、１６…パターン形成基板の製造装置としてのカラーフィルタ製造装置、１７…ヘッド位置制御装置、１８…基板位置制御装置、１９…主走査駆動装置、２１…副走査駆動装置、２２…液滴吐出ヘッド、２３…基板供給装置、２４…コントロール装置、２６…キャリッジ、７６…キャッピング装置、７７…クリーニング装置、７８…電子天秤、８１…ヘッド用カメラ、８２…基板用カメラ、８３…紫外線照射装置、８４…トレイ部、８５…ランプ、８６…紫外線、８７、８８…マスク、９０…色抜け箇所。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン形成基板の製造方法及びその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液滴吐出ヘッドから基板に対して機能液を吐出して画素のパターンを有するカラーフィルタを製造する場合において、基板に形成されたカラーフィルタを構成するフィルタエレメント形成領域に機能液を吐出したときに、前記形成領域内に微量有機物の残渣があったり、機能液の粘度が高いと機能液がフィルタエレメント形成領域内の全体に濡れ広がらず、前記領域内の隅部等で色抜け状態となり、品質不具合品となってしまう。
【０００３】
このような問題を解消するため、基板全体に対して紫外線を照射することにより前記微量有機物を除去し、フィルタエレメント形成領域の表面を清浄化しておくことにより機能液の濡れ性を向上させる方法が知られている（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３６０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の方法は、基板全体を紫外線照射させているので、フィルタエレメント形成領域はもちろんのこと、フィルタエレメント形成領域を区画している撥液性のある隔壁部にも紫外線が照射されることになるので、隔壁の撥液性が損なわれ、機能液が隔壁をのり上げてしまい隣接する別のフィルタエレメント形成領域にも濡れ広がり、その結果として、混色や色むら等の品質不具合が発生するという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題を解決するためになされたものであって、撥液性のある隔壁により区画されているパターン領域に対して吐出される機能液の濡れ性を向上させることができるパターン形成基板の製造方法及びその製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のパターン形成基板の製造方法は、基板に対して機能液を吐出してパターンを形成するパターン形成基板の製造方法であって、基板に疎液処理した隔壁を形成する隔壁形成工程と、隔壁形成工程によって区画されたパターン領域に機能液を吐出する機能液吐出工程と、機能液吐出工程によって機能液を吐出したパターン領域に紫外線を照射する紫外線照射工程と、パターン領域に吐出された機能液を乾燥する乾燥工程とを有することを要旨とする。
【０００８】
これによれば、紫外線照射は、機能液吐出工程の終了後から乾燥工程の開始までに行われるので、パターン領域の清浄効力の低下を防止して、効果的に機能液の濡れ性を向上させることができる。
【０００９】
本発明のパターン形成基板の製造方法の紫外線は、少なくとも隔壁を除いた機能液が吐出されたパターン領域に照射してもよい。
【００１０】
これによれば、機能液が吐出されたパターン領域に紫外線を照射するので、パターン領域の表面が清浄化され、機能液の濡れ性を向上させることができる。
【００１１】
本発明のパターン形成基板の製造方法の紫外線は、隔壁が形成された基板面の反対面から照射してもよい。
【００１２】
これによれば、隔壁がマスキングの効果を有し、微細パターン領域のみに照射されることになるので、微細パターン領域内における機能液の濡れ性を向上させることができる。
【００１３】
本発明のパターン形成基板の製造方法の紫外線は、機能液が濡れ広がっていない領域を少なくとも含むパターン領域の局所部分に対して照射してもよい。
【００１４】
これによれば、局所領域に対して紫外線照射するので、パターン領域のうち機能液の濡れ広がり不足が発生した領域を修正することができる。
【００１５】
本発明のパターン形成基板の製造方法の紫外線は、パターン領域内の隅部に対して照射してもよい。
【００１６】
これによれば、機能液はパターンの隅部で濡れ広がり不足が発生しやすいので、紫外線を隅部に照射することにより、隅部に係る機能液の濡れ性を向上させることができる。
【００１７】
本発明のパターン形成基板の製造方法の紫外線は、パターン領域内において機能液が濡れ広がっていない箇所に対して照射してもよい。
【００１８】
これによれば、機能液が濡れ広がっていない箇所に対して紫外線照射するので、この箇所が親液化され機能液を濡れ広がらせることができる。
【００１９】
本発明のパターン領域は、カラーフィルタを構成するフィルタエレメント形成領域であってもよい。
【００２０】
これによれば、フィルタエレメント形成領域は、機能液が吐出された後に紫外線照射によって清浄化されるので、機能液の濡れ性を向上させることができる。
【００２１】
本発明のパターン形成基板の製造装置は、基板に対して機能液を吐出してパターンを形成するパターン形成基板の製造装置であって、基板に対して機能液を液滴として吐出する液滴吐出部と、液滴吐出部を構成する液滴吐出ヘッドと基板を相対移動させる移動部と、機能液を吐出した基板に紫外線を照射する紫外線照射部とを備えたことを要旨とする。
【００２２】
これによれば、液滴吐出ヘッドは基板と相対移動しながら液滴吐出部より機能液を吐出する。その後、基板は紫外線照射部によって紫外線を照射される。従って、一連の製造工程を簡略化し、工数削減をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。
【００２４】
まず、液滴吐出ヘッドを用いて製造されるパターン形成を有するカラーフィルタについて説明する。図１（ａ）は、カラーフィルタの平面的構造を示す平面図であり、図１（ｂ）は、カラーフィルタの基礎となるマザー基板の平面図である。
【００２５】
カラーフィルタ１は、本実施形態では、例えば、ガラスやプラスチック等によって形成された方形状で透光性の基板２の表面に複数のフィルタエレメント３をドットパターン状（本実施例では、ドット・マトリクス状）に形成されている。フィルタエレメント３は、透光性のない樹脂材料によって格子状のパターンに形成された隔壁６によって区画されて、ドット・マトリクス状に並んだ複数の方形状の領域を機能液で埋めることによって形成される。また、これらのフィルタエレメント３は、それぞれが、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のうちいずれか１色の機能液によって形成され、それらの各色フィルタエレメント３が所定の配列に並べられている。この配列としては、例えば、ストライプ配列、モザイク配列、デルタ配列等が知られている。
【００２６】
図１（ａ）において、カラーフィルタ１の大きさは、例えば、１．８インチである。また、１個のフィルタエレメント３の大きさは、例えば３０μｍ×１００μｍである。また、各フィルタエレメント３のピッチは、例えば、７５μｍである。
【００２７】
本実施形態のカラーフィルタ１をフルカラー表示のための光学要素として用いる場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂの３個のフィルタエレメント３を１つのユニットとして１つの画素を形成し、１画素内のＲ、Ｇ、Ｂのいずれか１つまたはそれらの組み合わせに光を選択的に通過させることにより、フルカラー表示を行う。このとき、透過性のない樹脂材料によって形成された隔壁６はブラックマスクとして作用する。
【００２８】
上記のカラーフィルタ１は、例えば、図１（ｂ）に示すように大面積のマザー基板１２から切り出される。具体的には、まず、マザー基板１２内に設定された複数のカラーフィルタ形成領域１１のそれぞれの表面にカラーフィルタ１の１個分のパターンを形成し、さらにそれらのカラーフィルタ形成領域１１の周りに切断溝を形成し、さらにそれらの溝に沿ってマザー基板１２を切断することにより、個々のカラーフィルタ１が形成される。
【００２９】
次に、微細パターン製造装置としてのカラーフィルタ製造装置について説明する。図２は、カラーフィルタ製造装置の構成を示す斜視図である。
【００３０】
カラーフィルタ製造装置１６は、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち１色、例えばＲ色の機能液を液滴として、マザー基板１２内の各カラーフィルタ形成領域１１内の所定位置に吐出して付着させるための装置である。Ｇ色の機能液およびＢ色の機能液のための液滴吐出装置もそれぞれに用意できるが、それらの構造は図２と同じにすることができるので、それらについての説明は省略する。なお、一つのカラーフィルタ製造装置１６でＲ、Ｇ、Ｂの３色を吐出することも可能である。
【００３１】
図２において、カラーフィルタ製造装置１６は、液滴吐出ヘッド２２を備えたキャリッジ２６と、液滴吐出ヘッド２２の位置を制御するヘッド位置制御装置１７と、マザー基板１２の位置を制御する基板位置制御装置１８と、液滴吐出ヘッド２２をマザー基板１２に対して主走査移動させる主走査駆動装置１９と、マザー基板１２を液滴吐出ヘッド２２に対して副走査移動させる副走査駆動装置２１と、マザー基板に紫外線を照射する紫外線照射装置８３と、マザー基板１２をカラーフィルタ製造装置１６内の所定の作業位置へ供給する基板供給装置２３と、カラーフィルタ製造装置１６の全般の制御を司るコントロール装置２４とで構成されている。
【００３２】
ヘッド位置制御装置１７、基板位置制御装置１８、主走査駆動装置１９、副走査駆動装置２１、そして紫外線照射装置８３の各装置はベース９の上に設置される。また、それらの装置は必要に応じてカバー１４によって覆われている。
【００３３】
基板供給装置２３は、マザー基板１２を収容する基板収容部５７と、マザー基板１２を搬送するロボット５８を有している。ロボット５８は、床、地面等といった設置面に置かれる基台５９と、基台５９に対して昇降移動する昇降軸６１と、昇降軸６１を中心として回転する第１アーム６２と、第１アーム６２に対して回転する第２アーム６３と、第２アーム６３の先端下面に設けられた吸着パッド６４とを有する。吸着パッド６４は、空気吸引力等によってマザー基板１２を吸着できる。
【００３４】
主走査駆動装置１９によって駆動されて主走査移動する液滴吐出ヘッド２２の軌道下にあって副走査駆動装置２１の一方の脇位置に、キャッピング装置７６およびクリーニング装置７７が配置される。また、他方の脇位置に電子天秤７８が配置されている。クリーニング装置７７は液滴吐出ヘッド２２を洗浄するための装置である。電子天秤７８は、後述する液滴吐出ヘッド２２に設けられたノズル２７から吐出される機能液としてのフィルタエレメント材料Ｍの液滴８の重量を測定する機器である。そして、キャッピング装置７６は液滴吐出ヘッド２２が待機状態にあるときノズル２７の乾燥を防止するための装置である。
【００３５】
液滴吐出ヘッド２２の近傍には、その液滴吐出ヘッド２２と一体に移動するヘッド用カメラ８１が配置されている。また、ベース９上に設けられた支持装置（図示せず）に支持された基板用カメラ８２がマザー基板１２を撮影できる位置に配置される。
【００３６】
紫外線照射装置８３は、マザー基板１２に対して紫外線照射を行う装置であり、マザー基板１２を載置して紫外線照射装置８３の内外に出し入れできるトレイ部８４と紫外線を照射するランプ８５で構成されている。ランプ８５は、例えば、低圧水銀灯である。トレイ部８４は、マザー基板１２の載置する部分には開口部が設けられており、マザー基板１２のパターン形成面と反対側の面から紫外線が照射されるように構成されている。従って、ランプ８５は、トレイ部８４の下側部分に備えられている。
【００３７】
紫外線照射装置８３は、上記説明したマザー基板１２に機能液を吐出する構成装置の近傍に設置されている。マザー基板１２は、ロボット５８によって、テーブル４９からトレイ部８４への搬送、トレイ部８４から基板収容部５７への搬送が可能である。なお、本実施形態では、紫外線照射装置８３をベース９に設置したが、作業効率を考慮し、例えば、ベルト搬送機上に紫外線照射装置８３を設置し、ロボット５８によってマザー基板１２をテーブル４９から前記ベルト搬送機に移動させ、ベルト搬送しながら紫外線を照射する構成を採用してもよい。なお、図示しないが、紫外線照射装置８３に必要な反射板、排気ファン、排気筒、吸気口等が適宜備えられている。また、図２においては、ランプ８５は１個しか記述されていないが、使用に応じて複数個のランプを用いてもよい。
【００３８】
コントロール装置２４は、プロセッサを収容したコンピュータ本体部６６と、入力装置としてのキーボード６７と、表示装置としてのＣＲＴ等のディスプレイ６８とを有する。
【００３９】
図３は、カラーフィルタ製造装置１６の電気制御ブロック図である。図３において、プロセッサとして各種の演算処理を行うＣＰＵ（演算処理装置）６９と、各種情報を記憶するメモリすなわち情報記憶媒体７１とを有する。
【００４０】
ヘッド位置制御装置１７、基板位置制御装置１８、主走査駆動装置１９、副走査駆動装置２１、液滴吐出ヘッド２２内の圧電素子材４１を駆動するヘッド駆動回路７２、紫外線照射装置８３の各機器は、入出力インターフェース７３およびバス７４を介してＣＰＵ６９およびメモリ７１に接続されている。また、基板供給装置２３、入力装置６７、ディスプレイ６８、電子天秤７８、クリーニング装置７７およびキャッピング装置７６の各機器も入出力インターフェース７３およびバス７４を介してＣＰＵ６９およびメモリ７１に接続されている。
【００４１】
メモリ７１は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリや、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭといった外部記憶装置を含む概念であり、機能的には、カラーフィルタ製造装置１６の動作の制御手順が記述されたプログラムを記憶する記憶領域や、Ｒ、Ｇ、Ｂのうちの１色のマザー基板１２内における吐出位置を座標データとして記憶するための記憶領域や、副走査方向Ｙへのマザー基板１２の副走査移動量を記憶するための記憶領域や、マザー基板１２に対する紫外線照射位置を記憶するため記憶領域や、ＣＰＵ６９のためのワークエリアやテンポラリファイル等として機能する領域や、その他各種の記憶領域が設定される。
【００４２】
ＣＰＵ６９は、メモリ７１内に記憶されたプログラムに従って、マザー基板１２の表面の所定位置に機能液を液滴吐出したり、マザー基板に紫外線を照射するための制御を行うものであり、具体的な機能実現部として、クリーニング処理を実現するための演算を行うクリーニング演算部と、キャッピング処理を実現するためのキャッピング演算部と、電子天秤７８を用いた重量測定を実現するための演算を行う重量測定演算部と、液滴吐出ヘッド２２によって機能液を吐出するための演算を行う吐出演算部と、マザー基板に紫外線を照射するための演算を行う紫外線照射演算部を有する。
【００４３】
吐出演算部を詳しく分割すれば、液滴吐出ヘッド２２を液滴吐出のための初期位置へセットするための吐出開始位置演算部と、液滴吐出ヘッド２２を主走査方向Ｘへ所定の速度で走査移動させるための制御を演算する主走査制御演算部と、マザー基板１２を副走査方向Ｙへ所定の副走査量を移動するための制御を演算する副走査制御演算部と、液滴吐出ヘッド２２内の複数あるノズル２７のうちのいずれを作動させて機能液を吐出するかを制御するための演算を行うノズル吐出制御演算部等といった各種の機能演算部を有する。
【００４４】
なお、本実施形態では、上記の各機能がＣＰＵ６９を用いてソフトウエアにより実現することとしたが、上記の各機能がＣＰＵを用いない単独の電子回路によって実現できる場合には、そのような電子回路を用いることも可能である。
【００４５】
次に、以上のように構成されたカラーフィルタ製造装置１６に備えられた液滴吐出ヘッド２２について説明する。図４（ａ）は、液滴吐出ヘッド２２の一部破断した斜視図であり、図４（ｂ）は、液滴吐出ヘッド２２の一部を示した側断面図である。
【００４６】
図４（ａ）において、液滴吐出ヘッド２２は、例えば、ステンレス製のノズルプレート２９と、それの対向面に振動板３１と、それらを互いに接合する複数の仕切部材３２とを有する。ノズルプレート２９と振動板３１との間には、仕切部材３２によって複数の機能液室３３と機能液溜り部３４とが形成されている。複数の機能液室３３と機能液溜り部３４とは通路３８を介して互いに連通している。機能液室３３は、仕切部材３２によって区画され、均等間隔で配列して形成されている。
【００４７】
振動板３１の適所には機能液供給孔３６が形成され、この機能液供給孔３６に機能液供給装置３７が接続される。機能液供給装置３７は、Ｒ、Ｇ、Ｂのうち１色、例えば機能液としてのＲ色のフィルタエレメント材料Ｍを機能液供給孔３６へ供給する。供給されたフィルタエレメント材料Ｍは機能液溜り部３４に充満し、さらに通路３８を通って機能液室３３に充満する。
【００４８】
ノズルプレート２９には、機能液室３３からフィルタエレメント材料Ｍをジェット状に噴射するためのノズル２７が設けられている。また、振動板３１の機能液室３３を形成する面の裏面には、該機能液室３３に対応させて機能液加圧体３９が取り付けられている。この機能液加圧体３９は、図４（ｂ）に示すように、圧電素子材４１とこれを狭持する一対の電極４２ａおよび４２ｂを有する。圧電素子材４１は、電極４２ａおよび４２ｂへの通電によって矢印Ｂで示す外側へ突出するように撓み変形し、これにより機能液室３３の容積が増大する。すると、増大した容量分に相当するフィルタエレメント材料Ｍが機能液溜り部３４から通路３８を通って機能液室３３へ流入する。
【００４９】
次に、圧電素子材４１への通電を解除すると、該圧電素子材４１と振動板３１は共に元の形状へ戻る。これにより、機能液室３３も元の容積に戻るため機能液室３３の内部にあるフィルタエレメント材料Ｍの圧力が上昇し、ノズル２７からマザー基板１２へ向けてフィルタエレメント材料Ｍが液滴８となって噴射する。なお、ノズル２７の周辺部には、液滴８の飛行曲がりやノズル２７の孔詰まり等を防止するために、例えばＮｉ−テトラフルオロエチレン共析メッキ層からなる撥機能液層４３が設けられている。
【００５０】
以下、上記のように構成されたカラーフィルタ製造装置１６とカラーフィルタ製造方法の作用について図５を用いて説明する。図５は、カラーフィルタ１の製造方法を工程順に示した模式図である。
【００５１】
図５（ａ）に示すように、隔壁形成工程において隔壁が形成される。まず、マザー基板１２の表面に透明性のない樹脂材料によって隔壁６を矢印Ａ方向から見て格子状パターンに形成される。格子状パターンの格子穴の部分はフィルタエレメント３が形成される領域、すなわちフィルタエレメント形成領域７である。この隔壁６によって形成される個々のフィルタエレメント形成領域７の矢印Ａ方向から見た場合の平面寸法は、例えば３０μｍ×１００μｍ程度に成形される。
【００５２】
隔壁６は、フィルタエレメント形成領域７に供給される機能液としてのフィルタエレメント材料１３が隣接する別のフィルタエレメント形成領域７に供給されたフィルタエレメント材料１３に流動しないように阻止するため機能であり、撥水処理が施されている。また、隔壁６は、フルカラー表示するためのブラックマスクの機能を併せて有している。隔壁６は任意のパターニング手法、例えば、フォトリソグラフィー法によって形成され、さらに必要に応じてヒータによって加熱されて焼成される。
【００５３】
隔壁６の形成後、図５（ｂ）に示すように、機能液吐出工程において、機能液としてのフィルタエレメント材料１３の液滴８を各フィルタエレメント形成領域７に供給することにより、各フィルタエレメント形成領域７が埋められる。図５（ｂ）において、符号１３ＲはＲ（赤）の色を有するフィルタエレメント材料を示し、符号１３ＧはＧ（緑）の色を有するフィルタエレメント材料を示し、符号１３ＢはＢ（青）の色を有するフィルタエレメント材料を示している。
【００５４】
各フィルタエレメント形成領域７にフィルタエレメント材料１３が供給された後、フィルタエレメント材料１３に流動性がある間に、図５（ｃ）に示すように、紫外線照射工程において、隔壁６が形成されているマザー基板１２面の反対側の面に対してランプ８５から紫外線８６が照射される。具体的には、図２において、液滴吐出ヘッド２２からフィルタエレメント材料１３を吐出した後に、マザー基板１２は、ロボット５８によって紫外線照射装置８３のトレイ部８４に搬送され、トレイ部８４に載置されたマザー基板１２は、紫外線照射装置８３内に挿入される。その後、メモリ７１から紫外線照射プログラムによってＣＰＵ６９の紫外線照射演算部が稼動し、紫外線８６が照射される。紫外線は５００ｍＪ／ｃｍ2〜１００，０００ｍＪ／ｃｍ2の照射量が可能であり、紫外線の波長は２００〜３５０ｎｍで紫外線の照射時間は５〜６０秒であることが望ましい。
【００５５】
ここで、フィルタエレメント形成領域７にフィルタエレメント材料１３が液滴吐出された時に、例えば、図６に示すように、フィルタエレメント形成領域７のある箇所にフィルタエレメント材料１３の濡れ広がり不足が発生し、フィルタエレメント材料１３の色が着色していない色抜け箇所９０を有するフィルタエレメント形成領域７が存在する場合がある。これは、例えば、フィルタエレメント形成領域７の表面に微量の有機物が付着しているために、フィルタエレメント材料１３の流動が阻害されていると考えられる。そこで、前記紫外線照射工程によって、紫外線を使って活性酸素を発生させ、同時にフィルタエレメント形成領域７の表面に付着した有機物を分解、酸化揮発除去することにより表面の清浄化を図るものである。
【００５６】
紫外線８６の照射後、乾燥工程で、ヒータによってマザー基板１２を例えば７０℃程度に加熱して、フィルタエレメント材料１３の溶媒を蒸発させる。この蒸発により、図５（ｄ）に示すように、フィルタエレメント材料１３の体積が減少し、平坦化される。以上の処理により、最終的にフィルタエレメント材料の固形分のみが残留して膜化し、これにより、希望するフィルタエレメント３が形成される。
【００５７】
以上によりフィルタエレメント３が形成された後、図５（ｅ）に示すように、フィルタエレメント３と隔壁６の表面に保護膜４が形成される。保護膜４の形成方法は、例えば、スピンコート法、ロールコート法、リッピング法またはインクジェット法等といった適宜の手法により形成される。なお保護膜４は、フィルタエレメント３等の保護膜およびカラーフィルタ１の表面を平坦化するために形成される。
上記のようにして製造されたマザー基板１２は、マザー基板１２に形成されたカラーフィルタ形成領域１１の周りの切断溝に沿って切断され、個々のカラーフィルタ１が形成される。
【００５８】
従って、本実施形態によれば以下に示す効果がある。
【００５９】
（１）マザー基板１２に機能液吐出工程と終了から乾燥工程の開始までに紫外線８６を照射するので、フィルタエレメント形成領域７の表面が清浄効力の低下を防ぎ、フィルタエレメント材料１３の濡れ性を向上させ、色抜け等による不具合発生を低減することができる。
【００６０】
（２）紫外線８６は、隔壁６が形成されているマザー基板１２面の反対側の面から紫外線８６を照射させるだけなので、マスク等の設備構築のためのコストを削減することができ、また、マスク合わせ等の作業時間は不要となるので、工数を削減することができる。
【００６１】
（３）紫外線８６照射によって親液処理すると隔壁６の撥液性が阻害される場合があり、隣接するフィルタエレメント形成領域７との混色を招く危険性があるが、本実施形態では、マザー基板１２の反対側の面から紫外線８６を照射するので、隔壁６の撥液性を維持し、混色を防止することができる。
【００６２】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、以下のように実施してもよい。
【００６３】
（変形例１）本実施形態では、マザー基板１２の隔壁６が形成されている面の反対側の面に対して紫外線を照射したが、これに限定されない。例えば、図７に示すように、フィルタエレメント形成領域７にフィルタエレメント材料１３を吐出した後に、マザー基板１２の隔壁６が形成されている面に対して、紫外線８６を照射してもよい。照射する際には、隔壁６にマスキングされるようにマスク８７が設けられている。この場合でも、隔壁６には紫外線８６が照射されないので、隔壁６の撥水効果を保持しつつ、フィルタエレメント形成領域７の表面を清浄化することにより、フィルタエレメント材料１３の濡れ性を向上させ、濡れ広がらせることができる。
【００６４】
（変形例２）本実施形態では、マザー基板１２の隔壁６が形成されている面の反対側の面に対してマザー基板１２の全体を紫外線８６照射したが、これに限定されない。例えば、図６に示すように、マザー基板１２のフィルタエレメント形成領域７にフィルタエレメント材料１３を吐出したときに、マザー基板１２全体に対してある箇所にフィルタエレメント材料１３の濡れ広がり不足が発生し、フィルタエレメント材料１３の色が着色していない色抜け箇所９０を有するフィルタエレメント形成領域７が存在する場合がある。この場合において、図８に示すように、色抜け箇所９０に紫外線８６を照射されるように他の箇所をマスク８８によってマスキングして行ってもよい。また、マスク８８の開口部は、フィルタエレメント形成領域７の外形に合わせてもよいし、フィルタエレメント形成領域７の外形に対して隅部のみ開口していてもよい。この場合でも、フィルタエレメント材料１３が濡れ広がり不足しているフィルタエレメント形成領域７のみに紫外線８６を照射することにより、特定個所におけるフィルタエレメント材料１３の濡れ性を向上させ、濡れ広がらせることができる、また、色抜け箇所９０の部分を修正することにより、歩留りを向上させることができる。
【００６５】
（変形例３）本実施形態では、紫外線８６を照射するランプ８５として低圧水銀灯を用いたが、これに限定されない。例えば、マキシマランプを使用してもよい。この場合でも、マキシマランプのエキシマ光でフィルタエレメント形成領域７を清浄化して、フィルタエレメント材料１３の濡れ性を向上させることができる。
【００６６】
（変形例４）本実施形態では、フィルタエレメント材料１３としてＲ、Ｇ、Ｂを用いたが、これらに限定されることなく、例えば、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）を採用してもよい。この場合でも、Ｒ、Ｇ、Ｂのフィルタエレメント材料に代えて、Ｃ、Ｍ、Ｙの色を有するフィルタエレメント材料を用いることにより、フィルタエレメントを吐出することができる。
【００６７】
（変形例５）本実施形態では、機能液としてフィルタエレメント材料１３を例として説明したが、これに限定されることなく、例えば、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ―Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）発光材料、シリカガラス前駆体、金属化合物等の導電材料、誘電体材料等の材料が選択可能である。この場合でも、基板上のパターンの形成を行うことができる。
【００６８】
（変形例６）本実施形態では、パターン形成としてのカラーフィルタの製造方法及びその製造装置を説明したが、これに限定されることなく、例えば、ＥＬ装置の製造方法及び製造装置、各種半導体素子（薄膜トランジスタ、薄膜ダイオード等）、各種配線パターン、及び絶縁膜の形成等にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】（ａ）は、フィルタエレメントの平面図、（ｂ）は、マザー基板の平面図。
【図２】カラーフィルタ製造装置を示す斜視図。
【図３】カラーフィルタ製造装置の電気制御ブロック図。
【図４】（ａ）は、液滴吐出ヘッドの構造を示す一部断面の斜視図、（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの側断面図。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は、本実施例の作用を説明するためのカラーフィルタの製造過程を模式的に示した断面図。
【図６】フィルタエレメント材料の濡れ広がり不足を説明するためのマザー基板の平面図。
【図７】他の実施形態を示すカラーフィルタの断面図。
【図８】他の実施形態を示すカラーフィルタの断面図。
【符号の説明】
【００７０】
１…画素のパターンを有するカラーフィルタ、２…基板、３…フィルタエレメント、４…保護膜、６…隔壁、７…パターン領域としてのフィルタエレメント形成領域、８…液滴、９…ベース、１１…カラーフィルタ形成領域、１２…マザー基板、１３…機能液としてのフィルタエレメント材料、１４…カバー、１６…パターン形成基板の製造装置としてのカラーフィルタ製造装置、１７…ヘッド位置制御装置、１８…基板位置制御装置、１９…主走査駆動装置、２１…副走査駆動装置、２２…液滴吐出ヘッド、２３…基板供給装置、２４…コントロール装置、２６…キャリッジ、７６…キャッピング装置、７７…クリーニング装置、７８…電子天秤、８１…ヘッド用カメラ、８２…基板用カメラ、８３…紫外線照射装置、８４…トレイ部、８５…ランプ、８６…紫外線、８７、８８…マスク、９０…色抜け箇所。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して機能液を吐出してパターンを形成するパターン形成基板の製造方法であって、
前記基板に疎液処理した隔壁を形成する隔壁形成工程と、
前記隔壁形成工程によって区画されたパターン領域に前記機能液を吐出する機能液吐出工程と、
前記機能液吐出工程によって機能液を吐出した前記パターン領域に紫外線を照射する紫外線照射工程と、
前記パターン領域に吐出された前記機能液を乾燥する乾燥工程とを有することを特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン形成基板の製造方法において、
前記紫外線は、少なくとも前記隔壁を除いた前記機能液が吐出された前記パターン領域に照射することを特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のパターン形成基板の製造方法において、
前記紫外線は、前記隔壁が形成された前記基板面の反対面から照射することを特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のパターン形成基板の製造方法において、
前記紫外線は、前記機能液が濡れ広がっていない領域を少なくとも含む前記パターン領域の局所部分に対して照射することを特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のパターン形成基板の製造方法において、
前記紫外線は、前記パターン領域内の隅部に対して照射することを特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のパターン形成基板の製造方法において、
前記紫外線は、前記パターン領域内において前記機能液が濡れ広がっていない箇所に対して照射することを特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のパターン形成基板の製造方法において、
前記パターン領域は、カラーフィルタを構成するフィルタエレメント形成領域であることを特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項８】
基板に対して機能液を吐出してパターンを形成するパターン形成基板の製造装置であって、
前記基板に対して前記機能液を液滴として吐出する液滴吐出部と、
前記液滴吐出部を構成する液滴吐出ヘッドと前記基板を相対移動させる移動部と、
前記機能液を吐出した前記基板に紫外線を照射する紫外線照射部とを備えたことを特徴とするパターン形成基板の製造装置。
【請求項１】
基板に対して機能液を吐出してパターンを形成するパターン形成基板の製造方法であって、
前記基板に疎液処理した隔壁を形成する隔壁形成工程と、
前記隔壁形成工程によって区画されたパターン領域に前記機能液を吐出する機能液吐出工程と、
前記機能液吐出工程によって機能液を吐出した前記パターン領域に紫外線を照射する紫外線照射工程と、
前記パターン領域に吐出された前記機能液を乾燥する乾燥工程とを有することを特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン形成基板の製造方法において、
前記紫外線は、少なくとも前記隔壁を除いた前記機能液が吐出された前記パターン領域に照射することを特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のパターン形成基板の製造方法において、
前記紫外線は、前記隔壁が形成された前記基板面の反対面から照射することを特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のパターン形成基板の製造方法において、
前記紫外線は、前記機能液が濡れ広がっていない領域を少なくとも含む前記パターン領域の局所部分に対して照射することを特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のパターン形成基板の製造方法において、
前記紫外線は、前記パターン領域内の隅部に対して照射することを特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のパターン形成基板の製造方法において、
前記紫外線は、前記パターン領域内において前記機能液が濡れ広がっていない箇所に対して照射することを特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のパターン形成基板の製造方法において、
前記パターン領域は、カラーフィルタを構成するフィルタエレメント形成領域であることを特徴とするパターン形成基板の製造方法。
【請求項８】
基板に対して機能液を吐出してパターンを形成するパターン形成基板の製造装置であって、
前記基板に対して前記機能液を液滴として吐出する液滴吐出部と、
前記液滴吐出部を構成する液滴吐出ヘッドと前記基板を相対移動させる移動部と、
前記機能液を吐出した前記基板に紫外線を照射する紫外線照射部とを備えたことを特徴とするパターン形成基板の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−７５６６１（Ｐ２００６−７５６６１Ａ）
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２５９３２０（Ｐ２００４−２５９３２０）
【出願日】平成１６年９月７日（２００４．９．７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月７日（２００４．９．７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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