塗布針
【課題】インクが乾燥固着することを防ぎ、インクを塗布する際のインクの流動性と転写性とを高めた、塗布針を提供する。
【解決手段】この塗布針１は、先端を基板上の微細領域に接触させて、液状材料を基板に塗布する塗布針１であって、表面の少なくとも一部に、撥水性を有する樹脂素材を含む撥水加工層５が形成されている。撥水加工層５が形成された部分においては、強撥水性が得られるため、インクの乾燥固着を防ぐことが可能となる。また、塗布針１表面におけるインクの流動性が高くなり、基板などの塗布対象物へのインク転写の際、一定量のインクの流し込みという機能が高められる。
【解決手段】この塗布針１は、先端を基板上の微細領域に接触させて、液状材料を基板に塗布する塗布針１であって、表面の少なくとも一部に、撥水性を有する樹脂素材を含む撥水加工層５が形成されている。撥水加工層５が形成された部分においては、強撥水性が得られるため、インクの乾燥固着を防ぐことが可能となる。また、塗布針１表面におけるインクの流動性が高くなり、基板などの塗布対象物へのインク転写の際、一定量のインクの流し込みという機能が高められる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、塗布針に関し、特に、液晶ディスプレイ用カラーフィルタのような基板上の微細領域に先端を接触させて、液状材料を基板に塗布する塗布針に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、液晶ディスプレイ）の大型化、高精細化に伴い画素数も増大し、ＬＣＤを無欠陥で製造することは困難となり、欠陥の発生確率も増加している。このような状況下において歩留まり向上のために、ＬＣＤのカラーフィルタの製造工程において発生する欠陥を修正することで良品転換する、欠陥修正装置が生産ラインに不可欠となっている。
【０００３】
また最近では、ＬＣＤでも３７〜４５インチ程度のものが市販されており、１画素のサイズも小型パネルの６０μｍ×２００μｍ程度から２００μｍ×６００μｍ程度と大きくなっている。画素サイズが大きくなるに伴い、欠陥サイズも大きくなり、修正サイズも大きくなっている。このような状況において、従来の小さな修正サイズでは問題とされなかった修正品位でも、大きな修正サイズでは目視で見える領域となるため問題になる場合がある。
【０００４】
図９（ａ）〜（ｃ）は、ＬＣＤのカラーフィルタの製造工程において発生する欠陥を示す図である。図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、カラーフィルタは、透明基板と、その表面に形成されたブラックマトリクス３００と呼ばれる格子状のパターンと、複数組のＲ（赤色）画素３０１、Ｇ（緑色）画素３０２、およびＢ（青色）画素３０３とを含む。カラーフィルタの製造工程においては、図９（ａ）に示すように画素やブラックマトリクス３００の色が抜けてしまった白欠陥３０４や、図９（ｂ）に示すように隣の画素と色が混色したり、ブラックマトリクス３００が画素にはみ出してしまった黒欠陥３０５や、図９（ｃ）に示すように画素に異物が付着した異物欠陥３０６などが発生する。
【０００５】
カラーフィルタの欠陥修正など、色インクを塗布する検査・修正工程においては、塗布針を用いた色修正が主流である。白欠陥３０４を修正する方法としては、白欠陥３０４が存在する画素と同色のインクを塗布針の先端部に付着させ、針先端の円形平坦面のインク層を白欠陥３０４に転写し、円形のインク層で白欠陥３０４を覆う方法がある。また、黒欠陥３０５や異物欠陥３０６を修正する方法としては、欠陥部分をレーザカットして矩形の白欠陥３０４を形成し、矩形の先端平坦面を有する塗布針を用いて矩形の白欠陥３０４内に矩形のインク層を転写する方法がある。
【０００６】
色インクを塗布する検査・修正工程において、赤、緑、青の３原色、および黒の各インクの塗布作業は、１本の針を用いて塗布し、この針を洗浄した後、異なる色を選択し塗布するという流れとなる。または、各色１本ずつ計４本用意された針を用いて、洗浄動作を省略する場合もある。塗布針による塗布技術は、たとえば特許文献１で提案されている。また、塗布針へのインクや洗浄液の付着量が所定量を超えないように安定化させ、洗浄性を向上させる目的で、塗布針にニッケルめっき加工により撥水加工を施した技術が提案されている（たとえば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−２９２４４２号公報
【特許文献２】特開２００４−２０５９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
カラーフィルタの欠陥修正に用いられるインクは定着力が強い。つまり、基板に塗布するために塗布針に付着させたインクが、塗布針に定着しやすい。定着性の強いインクへの塗布針の浸漬を繰り返すと、都度塗布針の洗浄を行なったとしても、部分乾燥したインクが塗布針の外周部に固着しやすい。
【０００８】
カラーフィルタの欠陥修正においては、塗布針の先端の直径が、転写するインク径に近似となることを想定して色修正を行なう。しかし、塗布針の先端に乾燥したインクが固着すると、所望の塗布径が得られなくなる。また、塗布針の先端周辺部に余分なインクが固着すると、塗布針をインクに浸漬したときに必要以上のインクが塗布針に付着し、その後のインク転写状態に異常をきたす場合がある。
【０００９】
それゆえに、この発明の主たる目的は、インクが乾燥固着することを防ぎ、インクを塗布する際のインクの流動性と転写性とを高めた、塗布針を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る塗布針は、先端を基板上の微細領域に接触させて、液状材料を基板に塗布する塗布針であって、表面の少なくとも一部に、撥水性を有する樹脂素材を含む撥水加工層が形成されている。この場合は、撥水加工層が形成された部分においては、強撥水性が得られるため、インクの乾燥固着を防ぐことが可能となる。また、塗布針表面におけるインクの流動性が高くなり、基板などの塗布対象物へのインク転写の際、一定量のインクの流し込みという機能が高められる。なお撥水性とは、水をはじく性質をいい、接触角計を用いて測定される水滴の接触角によって評価することができる。樹脂素材の接触角（撥水性）が８０°以上であれば、この発明の塗布針の撥水加工層として好適に用いることができる。
【００１１】
好ましくは、撥水加工層は、塗布針の金属素材へ樹脂素材を含浸またはコーティングされた層である。この場合は、鉄などの塗布針の金属素材への樹脂素材の含浸またはコーティングによって、塗布針の表面に撥水加工層を形成することができる。
【００１２】
また好ましくは、塗布針の材質として樹脂素材を用いる。この場合は、塗布針自体の材質として樹脂素材を用い、一体加工することによって、塗布針の表面に撥水加工層を形成することができる。
【００１３】
また好ましくは、樹脂素材は、耐食性を有している。この場合は、たとえば有機溶剤である洗浄液の影響による塗布針の腐食を防止することができ、塗布針の長寿命化を図ることができる。なお耐食性とは、材料の腐食に対する抵抗性、特に溶剤などの化学薬品中での劣化・変質・分解し難さをいう。耐食性は、たとえば、インクの他エタノールやＰＥＧＭＡ（ポリエチレングリコールメタクリノール）などの溶剤へ、評価材料をたとえば２４時間浸漬させた後、表面腐食や母材の発錆がないことを基準として、評価することができる。
【００１４】
また好ましくは、樹脂素材は、フッ素系樹脂である。この場合は、撥水性・耐食性に優れたフッ素系樹脂によって塗布針の表面に撥水加工層を形成することによって、インクが塗布針へ乾燥固着することを防ぎ、インクを塗布する際のインクの流動性と転写性とを高めることができる。また、塗布針の長寿命化を図ることができる。たとえばフッ素系樹脂として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）などを用いることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、この発明の塗布針によれば、インクが塗布針へ乾燥固着することを防ぎ、インクを塗布する際のインクの流動性と転写性とを高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１の塗布針の模式図である。図１に示すように、この塗布針１では、先端部に、インクの表面張力に影響を受けない長さに亘って、塗布針１の先端から基端に向かって塗布針１の断面積が漸次拡大するテーパ部２が設けられている。また、塗布針１の先端には平坦面３が設けられている。先端部にテーパ部２と平坦面３を設けたことにより、インクを塗布針１に付着させるためにインクタンクへ浸漬させた塗布針１をインクタンクから引き上げると、表面張力によってテーパ部２の上部にインク溜まりが発生し、平坦面３およびその近傍は薄いインク層で覆われる。なお、塗布針１に保持されるインクの量は、インクタンクへの塗布針１の浸漬深さを制御することによって、調整が可能である。
【００１８】
塗布針１を用いて基板の表面にインクを塗布する場合には、先端部にインクを付着させた塗布針１先端の平坦面３を、基板の表面の所定位置に接触させ保持する。このとき、塗布針１と基板の接触保持時間を長くしても、塗布針１と基板の接触部に流れ出すインクの量はほとんど変化しない。つまり、テーパ部２に付着したインクの表面張力が強いために、テーパ部２の上部のインク溜まりに付着したインクはそのまま保持され、基板に流れ込むことがない。よって、平坦面３に付着した分だけのインクを、基板などの被転写物に転写することができる。
【００１９】
塗布針１先端の平坦面３を基板に接触させると、平坦面３に付着したインクは、平坦面３の外周に押し出され若干広がって、基板の表面の所定位置に転写塗布される。たとえば、平坦面３がφ５０μｍである塗布針１を使用すると、転写されたインクの径は約φ６０μｍになる。このように、塗布針１先端の平坦面３の寸法によって制御し、所望のインク修正サイズを得ることができる。平坦面３は、図１においては円形であり、その直径は、たとえばφ２０μｍ以上φ７０μｍ以下程度のものが好適である。なお、平坦面３の平面形状は円形に限られず、四角形、三角形などの多角形であっても構わない。塗布針１の先端は、必ずしも平坦でなくてもよく、凸形状、凹形状など何でもよい。
【００２０】
また、図１に示すように、塗布針１の表面には撥水加工層５が形成されている。撥水加工層５は、撥水性を有する樹脂素材を含み、塗布針１の表面の全体を囲むように切れ目なく形成されている。撥水加工層５は、塗布針１の金属素材へ樹脂素材を含浸することによって形成することができる。たとえば、鉄やステンレスの表面に粒子状に析出したニッケルの多孔性皮膜にフッ素樹脂を含浸させるニダックス（Ｒ）処理や、アルミニウムおよびアルミニウム合金の表面に生成した硬質アルマイト皮膜にフッ素樹脂を含浸させるタフラム（Ｒ）処理を行なうことができる。また撥水加工層５は、塗布針１の金属素材へ樹脂素材をコーティングすることによって形成することができる。樹脂素材としては、たとえばフッ素系樹脂、シリコーン樹脂などの耐食性を有する樹脂素材が好適である。
【００２１】
柔らかい面への塗布を目的とするときには、図１に示すように塗布針１先端の平坦面３まで撥水加工層５を形成することができる。また、用途によっては、図２に示すように、テーパ部２には撥水加工層５を形成せず、塗布針１の円柱形状を有する部分に撥水加工層５を形成してもよい。つまり、樹脂素材を含浸またはコーティングして撥水加工層を形成する塗布針の対象面や部分に制約はなく、塗布針１の表面の少なくとも一部に、撥水加工層５が形成されていればよい。
【００２２】
樹脂素材をコーティングして撥水加工層５を形成する場合、樹脂素材が厚くなりすぎると、塗布針１先端の平坦面３が被修正物へ接触するときに、平坦面３に掛かる面圧により樹脂素材が弾性変形して広がるので、修正対象である欠陥の外にインクがはみ出してしまうことがある。また、樹脂素材が薄すぎると、コーティングの剥がれや早期摩耗などの問題が生じることがある。そこで、コーティングは５μｍ以上３０μｍ以下の厚みとし、被修正物の表面硬度や材質によってコーティングの厚みを使い分けることで、インク塗布径を適正化することが可能となる。
【００２３】
図３は、図１または図２に示した塗布針１を用いてインクを塗布する、インク塗布機構の構成を示す一部省略した斜視図である。図３に示すように、このインク塗布機構２１は、インク塗布用の塗布針１を含む。また、塗布針１を垂直駆動させ、塗布針１の先端部が液体材料を保持する容器内の液状材料に接触する待機位置と、塗布針１の先端部が待機位置よりも基板に接近した塗布位置との、少なくとも２箇所で塗布針１の先端部を停止させるための駆動部としての、塗布針駆動シリンダ２２とを含む。塗布針１は、保持部材２４を介して塗布針駆動シリンダ２２の駆動軸２３の先端部に設けられる。
【００２４】
インク塗布機構２１は、水平に設けられた回転テーブル２５を含む。回転テーブル２５上には円周方向に、液状材料を保持する容器としての、複数のインクタンク２８〜３１が順次配置され、さらに、回転テーブル２５上には洗浄装置３２とエアパージ装置３３とが設けられる。回転テーブル２５の中心には回転軸２６が立設されている。また、回転テーブル２５には、インク塗布時に針１を通過させるための切欠部２７が形成されている。インクタンク２８〜３１には、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）および黒の各色のインクが適宜注入されている。洗浄装置３２は、塗布針１に付着したインクを除去するためのものであり、エアパージ装置３３は塗布針１に付着した洗浄液を吹き飛ばすためのものである。
【００２５】
インク塗布機構２１はまた、回転テーブル２５の回転軸２６を回転させるためのインデックス用のモータ３４を含む。さらに、回転軸２６とともに回転するインデックス板３５と、インデックス板３５によって回転テーブル２５の回転位置を検出するためのインデックス用センサ３６と、インデックス板３５によって回転テーブル２５の回転位置が原点に復帰したことを検出するための原点復帰用センサ３７とが設けられる。モータ３４はインデックス用センサ３６および原点復帰用センサ３７の出力に基づいて制御され、回転テーブル２５を回転させて切欠部２７、インクタンク２８〜３１、洗浄装置３２およびエアパージ装置３３のうちいずれかを塗布針１の下方に位置させる。
【００２６】
なお、塗布針駆動シリンダ２２とモータ３４はＺ軸テーブル（図示せず）に固定され、Ｚ軸テーブルと欠陥修正の対象となるカラーフィルタ基板とは、塗布針１の下方のＸＹテーブル（図示せず）によって相対的に位置決めされる。
【００２７】
次に、このインク塗布機構２１の動作について説明する。まず、ＸＹテーブルおよびＺ軸テーブルが駆動され、カラーフィルタ基板の欠陥部の上方の所定位置に塗布針１の先端が位置決めされる。次いで、モータ３４によって回転テーブル２５が回転され、所望のインクタンク（たとえば２８）が塗布針１の下に移動される。次に、塗布針駆動シリンダ２２によって塗布針１が上下に駆動され、塗布針１の先端部にインクが付着される。
【００２８】
次いで、モータ３４によって回転テーブル２５が回転され、切欠部２７が塗布針１の下に移動される。次に、塗布針駆動シリンダ２２によって塗布針１が上下に駆動され、塗布針１の先端部に付着したインクがカラーフィルタ基板の欠陥部に塗布される。
【００２９】
塗布針１の洗浄時は、モータ３４によって回転テーブル２５が回転され、洗浄装置３２が塗布針１の下に移動される。次に、塗布針駆動シリンダ２２によって塗布針１が上下に駆動され、塗布針１に付着したインクが洗浄される。次いで、モータ３４によって回転テーブル２５が回転され、エアパージ装置３３が塗布針１の下に移動される。次に、塗布針駆動シリンダ２２によって塗布針１が上下に駆動され、塗布針１に付着した洗浄液が吹き飛ばされる。
【００３０】
図４は、図３に示したインク塗布機構２１を搭載した欠陥修正装置の全体構成を示す図である。図４に示すように、この欠陥修正装置は、観察光学系４０、ＣＣＤカメラ４１、レーザ４２、インク塗布機構２１、およびインク硬化用照明４３から構成される欠陥修正ヘッド部を備える。また、欠陥修正ヘッド部と基板テーブルとを相対的に移動させて位置決めを行なう位置決め機構を備える。位置決め機構は、欠陥修正ヘッド部を基板６に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に移動させる第１の副駆動部としてのＺ軸テーブル４４と、Ｚ軸テーブル４４を搭載してＹ軸方向と直交し基板に略平行なＸ軸方向に移動させる第２の副駆動部としてのＸ軸テーブル４５と、基板６を搭載して基板に略平行なＹ軸方向に移動させるための基板テーブルとしてのＹ軸テーブル４６とから構成される。また、装置全体の動作を制御する制御用コンピュータ４７と、制御用コンピュータ４７に作業者からの指令を入力するための操作パネル４８とを備える。
【００３１】
観察光学系４０は、基板６の表面状態（基板６の表面上の欠陥部を含む）や、インク塗布機構２１でインク塗布している状態を観察するためのものである。観察光学系４０によって観察される画像は、ＣＣＤカメラ４１により電気信号に変換され、制御用コンピュータ４７のモニタ画面に表示される。インク硬化用照明４３は、インク塗布機構２１で塗布されたインクを硬化させるための光を照射する。インクが紫外線硬化タイプの場合は、紫外線照明がインク硬化用照明４３として選択されて装置に搭載される。インクが熱硬化タイプの場合は、ハロゲン照明がインク硬化用照明４３として選択されて装置に搭載される。レーザ４２は、黒欠陥や異物欠陥にレーザ光を照射して除去するために用いられる。本装置構成により、塗布針１の先端部に付着したインクを、白欠陥、または、黒欠陥もしくは異物欠陥をレーザ４２で除去した穴に塗布して修正することができ、カラーフィルタに発生した白欠陥、黒欠陥、異物欠陥の修正が可能である。
【００３２】
以上説明したように、この実施の形態の塗布針１は、たとえばＬＣＤのカラーフィルタやプリント基板などの製造工程で発生した欠陥に、インクなどの液状材料を塗布して修正する用途に、適用することができる。塗布針１は、その先端を基板上に発生した欠陥などの微細領域に接触させて、液状材料を基板に塗布するものである。そして、塗布針１の表面の少なくとも一部に、たとえばフッ素系樹脂などの、撥水性および耐食性を有する樹脂素材を、塗布針１の金属素材へ含浸またはコーティングすることによって、撥水加工層５が形成される。
【００３３】
これによって、塗布針１のインクが付着する部分に撥水加工層５が形成されるために、強撥水性を得ることができ、塗布針１をインクタンクの中に浸漬させても塗布針１へのインクの乾燥固着を防ぐことができるので、安定したインク塗布径を得ることができる。図３に示すインク塗布機構２１では、塗布針１は各色共通で用いるために、塗布するインク色を変更する際には必ず塗布針１の洗浄動作を行なう必要があるが、塗布針１の撥水性能が高まることで、洗浄時間を短縮することができる。耐食性を有する樹脂素材を用いることで、たとえば有機溶剤である洗浄液の影響による塗布針１の腐食を防止することができ、塗布針１の長寿命化を図ることができる。
【００３４】
（実施の形態２）
図５は、実施の形態２の塗布針の模式図である。図５に示すように、この塗布針７１では、先端部に、インクの表面張力に影響を受けない長さに亘って、塗布針７１の先端から基端に向かって塗布針７１の断面積が漸次拡大するテーパ部７２が設けられている。また、塗布針７１の先端には平坦面７３が設けられている。
【００３５】
図５においては、塗布針７１自体の材質として樹脂素材を用い、塗布針７１は一体加工されており、塗布針７１の全体が樹脂素材で形成されている。よって塗布針７１の表面全体には樹脂素材が現れており、塗布針７１の表面の全体に撥水性を有する樹脂素材を含む撥水加工層７５が形成されていることになる。この構成によって、塗布針７１の表面全体において強撥水性が得られるため、塗布針７１の表面にインクが乾燥固着することを防ぐことが可能となる。実施の形態２の塗布針７１は、ＬＥＤのカラーフィルタの欠陥修正に用いられる他、液晶基板などの薄板ガラス基板、プラズマディスプレイ用の厚板ガラス基板、硬質プラスチック・プリント基板などの樹脂系、フィルム液晶などの軟質材などの修正用途に好適に用いられ、広汎な用途に用いることができ拡張性が高い。
【００３６】
（実施の形態３）
図６は、実施の形態３の塗布針の模式図である。図６（ａ）は塗布針８１の先端部を示す正面図であり、同図（ｂ）はその下面図であり、同図（ｃ）は同図（ｂ）のＡ部拡大図であり、同図（ｄ）は同図（ａ）のＶＩＤ−ＶＩＤ線断面図であり、同図（ｅ）は同図（ｄ）のＢ部拡大図である。
【００３７】
図６（ａ）〜（ｅ）に示すように、塗布針８１の先端部には、インクの表面張力に影響を受けない長さに亘って、塗布針８１の先端から基端に向かって塗布針８１の断面積が漸次拡大するテーパ部８２が設けられ、塗布針８１の先端には平坦面８３が設けられ、さらに、塗布針８１の先端部の外周面には、先端からテーパ部８２の上部に亘って所定寸法の溝８４が形成されている。
【００３８】
このように先端部にテーパ部８２と平坦面８３と溝８４とを設けたことにより、塗布針８１をインクタンクから引き上げると、表面張力によってテーパ部８２の上部にインク溜まりが発生し、平坦面８３およびその近傍は薄いインク層で覆われ、溝８４内にインクが溜まる。塗布針８１の先端の平坦面８３を基板表面に接触させると、インクが基板表面に付着することによって表面張力の不均衡が生じ、テーパ部８２の上部や溝８４内に溜まったインクが毛細管現象によって溝８４を経て先端に供給され、基板に塗布される。たとえば、カラーフィルタの白欠陥にインクを塗布する場合は、塗布針８１の先端を白欠陥の中央部に接触させることにより、白欠陥全体にインクを正確に速く容易に塗布することができる。
【００３９】
図６に示すように、塗布針８１の表面全体には撥水性を有する樹脂素材を含む撥水加工層８５が形成されている。撥水加工層８５が形成された部分においては、強撥水性が得られるため、インクの流動性が高くなる。よって、平坦面８３を基板表面に接触させるときに、塗布針８１の外周部に付着したインクが容易に基板に流れ込む、充填機能が高められている。したがって、この実施の形態の塗布針８１は、大きな欠陥部分の修正や、穴をインクで埋めるといった修正用途に、好適に用いることができる。
【００４０】
なお、溝４は、図６に示すように、平坦面８３まで貫通させてもよいが、塗布針８１先端の平坦面８３が基板表面に接触し、平坦面８３に付着したインクが外周に押し出されたとき、この押し出されたインクと溝８４に蓄えられたインクとが十分につながる位置まで形成すれば、平坦面８３まで貫通させなくてもよい。また、溝８４の断面形状は、図６に示すように四角形でもよいが、半円形やクサビ形でもよく、どのような形状でもよい。
【００４１】
また、溝８４の数は、図６に示すように１本でもよいし、２本以上でも構わない。溝８４の本数が増えると溝８４に蓄えられるインク量が増えるため、塗布針８１と基板との接触部に流れ出すインクの量が増える。また、より短時間で多くの量のインクを流出させることができ、修正時間の短縮化を図ることもできる。
【００４２】
また、溝８４の幅は、図６に示すように溝８４の全長に亘って同一でもよいが、塗布針８１の先端から基端に向かって徐々に広くしてもよく、溝８４の中央部に多角形の幅広部を形成してもよく、溝８４の中央部に円形の幅広部を形成してもよい。溝８４の幅を広げると、溝８４の容積を増やすことができ、上述の溝８４の本数を増やした場合と同じ効果を得ることができる。溝８４の本数を増やす方法では、塗布針８１の先端径が小さい場合、溝８４の本数に制限がある。その場合は塗布針８１の先端よりも上部で溝８４の幅を広げることにより、１本の溝８４に蓄えられるインクの量を増やすことが可能である。
【００４３】
（実施の形態４）
図７は、実施の形態４の塗布針の模式図である。図７（ａ）は塗布針９１の先端部を示す側面図であり、同図（ｂ）はその正面図であり、同図（ｃ）はその下面図であり、同図（ｄ）は同図（ｂ）のＶＩＩＤ−ＶＩＩＤ線断面図であり、同図（ｅ）は同図（ｂ）のＶＩＩＥ−ＶＩＩＥ線断面図であり、同図（ｆ）は同図（ｂ）のＶＩＩＦ−ＶＩＩＦ線断面図である。
【００４４】
図７に示すように、塗布針９１の先端部には、インクの表面張力に影響を受けない長さに亘って、塗布針９１の先端から基端に向かって塗布針１の断面積が漸次拡大するテーパ部９２が設けられ、塗布針９１の先端には平坦面９３が設けられ、さらに、テーパ部９２の外周面には、先端からテーパ部９２の上部に亘って所定寸法の平坦面９４が形成されている。
【００４５】
このように先端部にテーパ部９２と平坦面９３、９４とを設けたことにより、塗布針９１をインクタンクから引き上げると、表面張力によってテーパ部９２の上部にインク溜まりが発生し、先端の平坦面９３およびその近傍は薄いインク層で覆われる。インクの表面張力により、テーパ部９２の平坦面９４には平坦面９４以外の外周面と比較して、より多くのインクが保持される。なお、平坦面９４に保持されるインクの量は、インクの粘度が高いほど多くなり、インクの粘度が低い場合は少なくなる。また、塗布針９１に保持されるインクの量は、インクタンクへの塗布針９１の浸漬深さを制御することによっても、調整が可能である。
【００４６】
そして、塗布針９１の先端の平坦面９３を基板表面に接触させると、インクが基板表面に付着することによって表面張力の不均衡が生じ、テーパ部９２の上部や平坦面９４に保持されたインクが先端の平坦面９３と基板との接触部に供給され、基板に塗布される。
【００４７】
図７に示すように、塗布針９１の表面には撥水性を有する樹脂素材を含む撥水加工層９５が形成されている。撥水加工層９５が形成された部分においては、強撥水性が得られるため、インクの流動性が高くなる。よって、平坦面９３を基板表面に接触させるときに、塗布針９１の外周部に付着したインクが容易に基板に流れ込む、充填機能が高められている。したがって、この実施の形態の塗布針９１は、大きな欠陥部分の修正や、穴をインクで埋めるといった修正用途に、好適に用いることができる。
【００４８】
なお、図７ではテーパ部９２の外周面に４つの平坦面９４を設け、先端の平坦面９３は四角形としたが、平坦面９４の数は任意に定めることができる。たとえば、図８に示すように、３つの平坦面９４を設けてもよい。３つの平坦面９４を設けると先端の平坦面９３は三角形になる。なお、先端の平坦面が成す四角形または三角形の各辺の寸法は、たとえば２０μｍ以上５０μｍ以下程度になるように、塗布針９１を成形することができる。
【００４９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の実施の形態１の塗布針の模式図である。
【図２】実施の形態１の塗布針の変形例を示す模式図である。
【図３】インク塗布機構の構成を示す斜視図である。
【図４】欠陥修正装置の全体構成を示す図である。
【図５】実施の形態２の塗布針の模式図である。
【図６】実施の形態３の塗布針の模式図である。
【図７】実施の形態４の塗布針の模式図である。
【図８】実施の形態４の塗布針の変形例を示す模式図である。
【図９】カラーフィルタに発生する欠陥を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１，７１，８１，９１ 塗布針、２，７２，８２，９２ テーパ部、３，７３，８３，９３ 平坦面、５，７５，８５，９５ 撥水加工層、６ 基板、２１ インク塗布機構、２２ 塗布針駆動シリンダ、２３ 駆動軸、２４ 保持部材、２５ 回転テーブル、２６ 回転軸、２７ 切欠部、２８，２９，３０，３１ インクタンク、３２ 洗浄装置、３３ エアパージ装置、３４ モータ、３５ インデックス板、３６ インデックス用センサ、３７ 原点復帰用センサ、４０ 観察光学系、４１ ＣＣＤカメラ、４２ レーザ、４３ インク硬化用照明、４４ Ｚ軸テーブル、４５ Ｘ軸テーブル、４６ Ｙ軸テーブル、４７ 制御用コンピュータ、４８ 操作パネル、８４ 溝、９４ 平坦面、３００ ブラックマトリクス、３０１ Ｒ画素、３０２ Ｇ画素、３０３ Ｂ画素、３０４ 白欠陥、３０５ 黒欠陥、３０６ 異物欠陥。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、塗布針に関し、特に、液晶ディスプレイ用カラーフィルタのような基板上の微細領域に先端を接触させて、液状材料を基板に塗布する塗布針に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、液晶ディスプレイ）の大型化、高精細化に伴い画素数も増大し、ＬＣＤを無欠陥で製造することは困難となり、欠陥の発生確率も増加している。このような状況下において歩留まり向上のために、ＬＣＤのカラーフィルタの製造工程において発生する欠陥を修正することで良品転換する、欠陥修正装置が生産ラインに不可欠となっている。
【０００３】
また最近では、ＬＣＤでも３７〜４５インチ程度のものが市販されており、１画素のサイズも小型パネルの６０μｍ×２００μｍ程度から２００μｍ×６００μｍ程度と大きくなっている。画素サイズが大きくなるに伴い、欠陥サイズも大きくなり、修正サイズも大きくなっている。このような状況において、従来の小さな修正サイズでは問題とされなかった修正品位でも、大きな修正サイズでは目視で見える領域となるため問題になる場合がある。
【０００４】
図９（ａ）〜（ｃ）は、ＬＣＤのカラーフィルタの製造工程において発生する欠陥を示す図である。図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、カラーフィルタは、透明基板と、その表面に形成されたブラックマトリクス３００と呼ばれる格子状のパターンと、複数組のＲ（赤色）画素３０１、Ｇ（緑色）画素３０２、およびＢ（青色）画素３０３とを含む。カラーフィルタの製造工程においては、図９（ａ）に示すように画素やブラックマトリクス３００の色が抜けてしまった白欠陥３０４や、図９（ｂ）に示すように隣の画素と色が混色したり、ブラックマトリクス３００が画素にはみ出してしまった黒欠陥３０５や、図９（ｃ）に示すように画素に異物が付着した異物欠陥３０６などが発生する。
【０００５】
カラーフィルタの欠陥修正など、色インクを塗布する検査・修正工程においては、塗布針を用いた色修正が主流である。白欠陥３０４を修正する方法としては、白欠陥３０４が存在する画素と同色のインクを塗布針の先端部に付着させ、針先端の円形平坦面のインク層を白欠陥３０４に転写し、円形のインク層で白欠陥３０４を覆う方法がある。また、黒欠陥３０５や異物欠陥３０６を修正する方法としては、欠陥部分をレーザカットして矩形の白欠陥３０４を形成し、矩形の先端平坦面を有する塗布針を用いて矩形の白欠陥３０４内に矩形のインク層を転写する方法がある。
【０００６】
色インクを塗布する検査・修正工程において、赤、緑、青の３原色、および黒の各インクの塗布作業は、１本の針を用いて塗布し、この針を洗浄した後、異なる色を選択し塗布するという流れとなる。または、各色１本ずつ計４本用意された針を用いて、洗浄動作を省略する場合もある。塗布針による塗布技術は、たとえば特許文献１で提案されている。また、塗布針へのインクや洗浄液の付着量が所定量を超えないように安定化させ、洗浄性を向上させる目的で、塗布針にニッケルめっき加工により撥水加工を施した技術が提案されている（たとえば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−２９２４４２号公報
【特許文献２】特開２００４−２０５９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
カラーフィルタの欠陥修正に用いられるインクは定着力が強い。つまり、基板に塗布するために塗布針に付着させたインクが、塗布針に定着しやすい。定着性の強いインクへの塗布針の浸漬を繰り返すと、都度塗布針の洗浄を行なったとしても、部分乾燥したインクが塗布針の外周部に固着しやすい。
【０００８】
カラーフィルタの欠陥修正においては、塗布針の先端の直径が、転写するインク径に近似となることを想定して色修正を行なう。しかし、塗布針の先端に乾燥したインクが固着すると、所望の塗布径が得られなくなる。また、塗布針の先端周辺部に余分なインクが固着すると、塗布針をインクに浸漬したときに必要以上のインクが塗布針に付着し、その後のインク転写状態に異常をきたす場合がある。
【０００９】
それゆえに、この発明の主たる目的は、インクが乾燥固着することを防ぎ、インクを塗布する際のインクの流動性と転写性とを高めた、塗布針を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る塗布針は、先端を基板上の微細領域に接触させて、液状材料を基板に塗布する塗布針であって、表面の少なくとも一部に、撥水性を有する樹脂素材を含む撥水加工層が形成されている。この場合は、撥水加工層が形成された部分においては、強撥水性が得られるため、インクの乾燥固着を防ぐことが可能となる。また、塗布針表面におけるインクの流動性が高くなり、基板などの塗布対象物へのインク転写の際、一定量のインクの流し込みという機能が高められる。なお撥水性とは、水をはじく性質をいい、接触角計を用いて測定される水滴の接触角によって評価することができる。樹脂素材の接触角（撥水性）が８０°以上であれば、この発明の塗布針の撥水加工層として好適に用いることができる。
【００１１】
好ましくは、撥水加工層は、塗布針の金属素材へ樹脂素材を含浸またはコーティングされた層である。この場合は、鉄などの塗布針の金属素材への樹脂素材の含浸またはコーティングによって、塗布針の表面に撥水加工層を形成することができる。
【００１２】
また好ましくは、塗布針の材質として樹脂素材を用いる。この場合は、塗布針自体の材質として樹脂素材を用い、一体加工することによって、塗布針の表面に撥水加工層を形成することができる。
【００１３】
また好ましくは、樹脂素材は、耐食性を有している。この場合は、たとえば有機溶剤である洗浄液の影響による塗布針の腐食を防止することができ、塗布針の長寿命化を図ることができる。なお耐食性とは、材料の腐食に対する抵抗性、特に溶剤などの化学薬品中での劣化・変質・分解し難さをいう。耐食性は、たとえば、インクの他エタノールやＰＥＧＭＡ（ポリエチレングリコールメタクリノール）などの溶剤へ、評価材料をたとえば２４時間浸漬させた後、表面腐食や母材の発錆がないことを基準として、評価することができる。
【００１４】
また好ましくは、樹脂素材は、フッ素系樹脂である。この場合は、撥水性・耐食性に優れたフッ素系樹脂によって塗布針の表面に撥水加工層を形成することによって、インクが塗布針へ乾燥固着することを防ぎ、インクを塗布する際のインクの流動性と転写性とを高めることができる。また、塗布針の長寿命化を図ることができる。たとえばフッ素系樹脂として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）などを用いることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、この発明の塗布針によれば、インクが塗布針へ乾燥固着することを防ぎ、インクを塗布する際のインクの流動性と転写性とを高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１の塗布針の模式図である。図１に示すように、この塗布針１では、先端部に、インクの表面張力に影響を受けない長さに亘って、塗布針１の先端から基端に向かって塗布針１の断面積が漸次拡大するテーパ部２が設けられている。また、塗布針１の先端には平坦面３が設けられている。先端部にテーパ部２と平坦面３を設けたことにより、インクを塗布針１に付着させるためにインクタンクへ浸漬させた塗布針１をインクタンクから引き上げると、表面張力によってテーパ部２の上部にインク溜まりが発生し、平坦面３およびその近傍は薄いインク層で覆われる。なお、塗布針１に保持されるインクの量は、インクタンクへの塗布針１の浸漬深さを制御することによって、調整が可能である。
【００１８】
塗布針１を用いて基板の表面にインクを塗布する場合には、先端部にインクを付着させた塗布針１先端の平坦面３を、基板の表面の所定位置に接触させ保持する。このとき、塗布針１と基板の接触保持時間を長くしても、塗布針１と基板の接触部に流れ出すインクの量はほとんど変化しない。つまり、テーパ部２に付着したインクの表面張力が強いために、テーパ部２の上部のインク溜まりに付着したインクはそのまま保持され、基板に流れ込むことがない。よって、平坦面３に付着した分だけのインクを、基板などの被転写物に転写することができる。
【００１９】
塗布針１先端の平坦面３を基板に接触させると、平坦面３に付着したインクは、平坦面３の外周に押し出され若干広がって、基板の表面の所定位置に転写塗布される。たとえば、平坦面３がφ５０μｍである塗布針１を使用すると、転写されたインクの径は約φ６０μｍになる。このように、塗布針１先端の平坦面３の寸法によって制御し、所望のインク修正サイズを得ることができる。平坦面３は、図１においては円形であり、その直径は、たとえばφ２０μｍ以上φ７０μｍ以下程度のものが好適である。なお、平坦面３の平面形状は円形に限られず、四角形、三角形などの多角形であっても構わない。塗布針１の先端は、必ずしも平坦でなくてもよく、凸形状、凹形状など何でもよい。
【００２０】
また、図１に示すように、塗布針１の表面には撥水加工層５が形成されている。撥水加工層５は、撥水性を有する樹脂素材を含み、塗布針１の表面の全体を囲むように切れ目なく形成されている。撥水加工層５は、塗布針１の金属素材へ樹脂素材を含浸することによって形成することができる。たとえば、鉄やステンレスの表面に粒子状に析出したニッケルの多孔性皮膜にフッ素樹脂を含浸させるニダックス（Ｒ）処理や、アルミニウムおよびアルミニウム合金の表面に生成した硬質アルマイト皮膜にフッ素樹脂を含浸させるタフラム（Ｒ）処理を行なうことができる。また撥水加工層５は、塗布針１の金属素材へ樹脂素材をコーティングすることによって形成することができる。樹脂素材としては、たとえばフッ素系樹脂、シリコーン樹脂などの耐食性を有する樹脂素材が好適である。
【００２１】
柔らかい面への塗布を目的とするときには、図１に示すように塗布針１先端の平坦面３まで撥水加工層５を形成することができる。また、用途によっては、図２に示すように、テーパ部２には撥水加工層５を形成せず、塗布針１の円柱形状を有する部分に撥水加工層５を形成してもよい。つまり、樹脂素材を含浸またはコーティングして撥水加工層を形成する塗布針の対象面や部分に制約はなく、塗布針１の表面の少なくとも一部に、撥水加工層５が形成されていればよい。
【００２２】
樹脂素材をコーティングして撥水加工層５を形成する場合、樹脂素材が厚くなりすぎると、塗布針１先端の平坦面３が被修正物へ接触するときに、平坦面３に掛かる面圧により樹脂素材が弾性変形して広がるので、修正対象である欠陥の外にインクがはみ出してしまうことがある。また、樹脂素材が薄すぎると、コーティングの剥がれや早期摩耗などの問題が生じることがある。そこで、コーティングは５μｍ以上３０μｍ以下の厚みとし、被修正物の表面硬度や材質によってコーティングの厚みを使い分けることで、インク塗布径を適正化することが可能となる。
【００２３】
図３は、図１または図２に示した塗布針１を用いてインクを塗布する、インク塗布機構の構成を示す一部省略した斜視図である。図３に示すように、このインク塗布機構２１は、インク塗布用の塗布針１を含む。また、塗布針１を垂直駆動させ、塗布針１の先端部が液体材料を保持する容器内の液状材料に接触する待機位置と、塗布針１の先端部が待機位置よりも基板に接近した塗布位置との、少なくとも２箇所で塗布針１の先端部を停止させるための駆動部としての、塗布針駆動シリンダ２２とを含む。塗布針１は、保持部材２４を介して塗布針駆動シリンダ２２の駆動軸２３の先端部に設けられる。
【００２４】
インク塗布機構２１は、水平に設けられた回転テーブル２５を含む。回転テーブル２５上には円周方向に、液状材料を保持する容器としての、複数のインクタンク２８〜３１が順次配置され、さらに、回転テーブル２５上には洗浄装置３２とエアパージ装置３３とが設けられる。回転テーブル２５の中心には回転軸２６が立設されている。また、回転テーブル２５には、インク塗布時に針１を通過させるための切欠部２７が形成されている。インクタンク２８〜３１には、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）および黒の各色のインクが適宜注入されている。洗浄装置３２は、塗布針１に付着したインクを除去するためのものであり、エアパージ装置３３は塗布針１に付着した洗浄液を吹き飛ばすためのものである。
【００２５】
インク塗布機構２１はまた、回転テーブル２５の回転軸２６を回転させるためのインデックス用のモータ３４を含む。さらに、回転軸２６とともに回転するインデックス板３５と、インデックス板３５によって回転テーブル２５の回転位置を検出するためのインデックス用センサ３６と、インデックス板３５によって回転テーブル２５の回転位置が原点に復帰したことを検出するための原点復帰用センサ３７とが設けられる。モータ３４はインデックス用センサ３６および原点復帰用センサ３７の出力に基づいて制御され、回転テーブル２５を回転させて切欠部２７、インクタンク２８〜３１、洗浄装置３２およびエアパージ装置３３のうちいずれかを塗布針１の下方に位置させる。
【００２６】
なお、塗布針駆動シリンダ２２とモータ３４はＺ軸テーブル（図示せず）に固定され、Ｚ軸テーブルと欠陥修正の対象となるカラーフィルタ基板とは、塗布針１の下方のＸＹテーブル（図示せず）によって相対的に位置決めされる。
【００２７】
次に、このインク塗布機構２１の動作について説明する。まず、ＸＹテーブルおよびＺ軸テーブルが駆動され、カラーフィルタ基板の欠陥部の上方の所定位置に塗布針１の先端が位置決めされる。次いで、モータ３４によって回転テーブル２５が回転され、所望のインクタンク（たとえば２８）が塗布針１の下に移動される。次に、塗布針駆動シリンダ２２によって塗布針１が上下に駆動され、塗布針１の先端部にインクが付着される。
【００２８】
次いで、モータ３４によって回転テーブル２５が回転され、切欠部２７が塗布針１の下に移動される。次に、塗布針駆動シリンダ２２によって塗布針１が上下に駆動され、塗布針１の先端部に付着したインクがカラーフィルタ基板の欠陥部に塗布される。
【００２９】
塗布針１の洗浄時は、モータ３４によって回転テーブル２５が回転され、洗浄装置３２が塗布針１の下に移動される。次に、塗布針駆動シリンダ２２によって塗布針１が上下に駆動され、塗布針１に付着したインクが洗浄される。次いで、モータ３４によって回転テーブル２５が回転され、エアパージ装置３３が塗布針１の下に移動される。次に、塗布針駆動シリンダ２２によって塗布針１が上下に駆動され、塗布針１に付着した洗浄液が吹き飛ばされる。
【００３０】
図４は、図３に示したインク塗布機構２１を搭載した欠陥修正装置の全体構成を示す図である。図４に示すように、この欠陥修正装置は、観察光学系４０、ＣＣＤカメラ４１、レーザ４２、インク塗布機構２１、およびインク硬化用照明４３から構成される欠陥修正ヘッド部を備える。また、欠陥修正ヘッド部と基板テーブルとを相対的に移動させて位置決めを行なう位置決め機構を備える。位置決め機構は、欠陥修正ヘッド部を基板６に対して垂直方向（Ｚ軸方向）に移動させる第１の副駆動部としてのＺ軸テーブル４４と、Ｚ軸テーブル４４を搭載してＹ軸方向と直交し基板に略平行なＸ軸方向に移動させる第２の副駆動部としてのＸ軸テーブル４５と、基板６を搭載して基板に略平行なＹ軸方向に移動させるための基板テーブルとしてのＹ軸テーブル４６とから構成される。また、装置全体の動作を制御する制御用コンピュータ４７と、制御用コンピュータ４７に作業者からの指令を入力するための操作パネル４８とを備える。
【００３１】
観察光学系４０は、基板６の表面状態（基板６の表面上の欠陥部を含む）や、インク塗布機構２１でインク塗布している状態を観察するためのものである。観察光学系４０によって観察される画像は、ＣＣＤカメラ４１により電気信号に変換され、制御用コンピュータ４７のモニタ画面に表示される。インク硬化用照明４３は、インク塗布機構２１で塗布されたインクを硬化させるための光を照射する。インクが紫外線硬化タイプの場合は、紫外線照明がインク硬化用照明４３として選択されて装置に搭載される。インクが熱硬化タイプの場合は、ハロゲン照明がインク硬化用照明４３として選択されて装置に搭載される。レーザ４２は、黒欠陥や異物欠陥にレーザ光を照射して除去するために用いられる。本装置構成により、塗布針１の先端部に付着したインクを、白欠陥、または、黒欠陥もしくは異物欠陥をレーザ４２で除去した穴に塗布して修正することができ、カラーフィルタに発生した白欠陥、黒欠陥、異物欠陥の修正が可能である。
【００３２】
以上説明したように、この実施の形態の塗布針１は、たとえばＬＣＤのカラーフィルタやプリント基板などの製造工程で発生した欠陥に、インクなどの液状材料を塗布して修正する用途に、適用することができる。塗布針１は、その先端を基板上に発生した欠陥などの微細領域に接触させて、液状材料を基板に塗布するものである。そして、塗布針１の表面の少なくとも一部に、たとえばフッ素系樹脂などの、撥水性および耐食性を有する樹脂素材を、塗布針１の金属素材へ含浸またはコーティングすることによって、撥水加工層５が形成される。
【００３３】
これによって、塗布針１のインクが付着する部分に撥水加工層５が形成されるために、強撥水性を得ることができ、塗布針１をインクタンクの中に浸漬させても塗布針１へのインクの乾燥固着を防ぐことができるので、安定したインク塗布径を得ることができる。図３に示すインク塗布機構２１では、塗布針１は各色共通で用いるために、塗布するインク色を変更する際には必ず塗布針１の洗浄動作を行なう必要があるが、塗布針１の撥水性能が高まることで、洗浄時間を短縮することができる。耐食性を有する樹脂素材を用いることで、たとえば有機溶剤である洗浄液の影響による塗布針１の腐食を防止することができ、塗布針１の長寿命化を図ることができる。
【００３４】
（実施の形態２）
図５は、実施の形態２の塗布針の模式図である。図５に示すように、この塗布針７１では、先端部に、インクの表面張力に影響を受けない長さに亘って、塗布針７１の先端から基端に向かって塗布針７１の断面積が漸次拡大するテーパ部７２が設けられている。また、塗布針７１の先端には平坦面７３が設けられている。
【００３５】
図５においては、塗布針７１自体の材質として樹脂素材を用い、塗布針７１は一体加工されており、塗布針７１の全体が樹脂素材で形成されている。よって塗布針７１の表面全体には樹脂素材が現れており、塗布針７１の表面の全体に撥水性を有する樹脂素材を含む撥水加工層７５が形成されていることになる。この構成によって、塗布針７１の表面全体において強撥水性が得られるため、塗布針７１の表面にインクが乾燥固着することを防ぐことが可能となる。実施の形態２の塗布針７１は、ＬＥＤのカラーフィルタの欠陥修正に用いられる他、液晶基板などの薄板ガラス基板、プラズマディスプレイ用の厚板ガラス基板、硬質プラスチック・プリント基板などの樹脂系、フィルム液晶などの軟質材などの修正用途に好適に用いられ、広汎な用途に用いることができ拡張性が高い。
【００３６】
（実施の形態３）
図６は、実施の形態３の塗布針の模式図である。図６（ａ）は塗布針８１の先端部を示す正面図であり、同図（ｂ）はその下面図であり、同図（ｃ）は同図（ｂ）のＡ部拡大図であり、同図（ｄ）は同図（ａ）のＶＩＤ−ＶＩＤ線断面図であり、同図（ｅ）は同図（ｄ）のＢ部拡大図である。
【００３７】
図６（ａ）〜（ｅ）に示すように、塗布針８１の先端部には、インクの表面張力に影響を受けない長さに亘って、塗布針８１の先端から基端に向かって塗布針８１の断面積が漸次拡大するテーパ部８２が設けられ、塗布針８１の先端には平坦面８３が設けられ、さらに、塗布針８１の先端部の外周面には、先端からテーパ部８２の上部に亘って所定寸法の溝８４が形成されている。
【００３８】
このように先端部にテーパ部８２と平坦面８３と溝８４とを設けたことにより、塗布針８１をインクタンクから引き上げると、表面張力によってテーパ部８２の上部にインク溜まりが発生し、平坦面８３およびその近傍は薄いインク層で覆われ、溝８４内にインクが溜まる。塗布針８１の先端の平坦面８３を基板表面に接触させると、インクが基板表面に付着することによって表面張力の不均衡が生じ、テーパ部８２の上部や溝８４内に溜まったインクが毛細管現象によって溝８４を経て先端に供給され、基板に塗布される。たとえば、カラーフィルタの白欠陥にインクを塗布する場合は、塗布針８１の先端を白欠陥の中央部に接触させることにより、白欠陥全体にインクを正確に速く容易に塗布することができる。
【００３９】
図６に示すように、塗布針８１の表面全体には撥水性を有する樹脂素材を含む撥水加工層８５が形成されている。撥水加工層８５が形成された部分においては、強撥水性が得られるため、インクの流動性が高くなる。よって、平坦面８３を基板表面に接触させるときに、塗布針８１の外周部に付着したインクが容易に基板に流れ込む、充填機能が高められている。したがって、この実施の形態の塗布針８１は、大きな欠陥部分の修正や、穴をインクで埋めるといった修正用途に、好適に用いることができる。
【００４０】
なお、溝４は、図６に示すように、平坦面８３まで貫通させてもよいが、塗布針８１先端の平坦面８３が基板表面に接触し、平坦面８３に付着したインクが外周に押し出されたとき、この押し出されたインクと溝８４に蓄えられたインクとが十分につながる位置まで形成すれば、平坦面８３まで貫通させなくてもよい。また、溝８４の断面形状は、図６に示すように四角形でもよいが、半円形やクサビ形でもよく、どのような形状でもよい。
【００４１】
また、溝８４の数は、図６に示すように１本でもよいし、２本以上でも構わない。溝８４の本数が増えると溝８４に蓄えられるインク量が増えるため、塗布針８１と基板との接触部に流れ出すインクの量が増える。また、より短時間で多くの量のインクを流出させることができ、修正時間の短縮化を図ることもできる。
【００４２】
また、溝８４の幅は、図６に示すように溝８４の全長に亘って同一でもよいが、塗布針８１の先端から基端に向かって徐々に広くしてもよく、溝８４の中央部に多角形の幅広部を形成してもよく、溝８４の中央部に円形の幅広部を形成してもよい。溝８４の幅を広げると、溝８４の容積を増やすことができ、上述の溝８４の本数を増やした場合と同じ効果を得ることができる。溝８４の本数を増やす方法では、塗布針８１の先端径が小さい場合、溝８４の本数に制限がある。その場合は塗布針８１の先端よりも上部で溝８４の幅を広げることにより、１本の溝８４に蓄えられるインクの量を増やすことが可能である。
【００４３】
（実施の形態４）
図７は、実施の形態４の塗布針の模式図である。図７（ａ）は塗布針９１の先端部を示す側面図であり、同図（ｂ）はその正面図であり、同図（ｃ）はその下面図であり、同図（ｄ）は同図（ｂ）のＶＩＩＤ−ＶＩＩＤ線断面図であり、同図（ｅ）は同図（ｂ）のＶＩＩＥ−ＶＩＩＥ線断面図であり、同図（ｆ）は同図（ｂ）のＶＩＩＦ−ＶＩＩＦ線断面図である。
【００４４】
図７に示すように、塗布針９１の先端部には、インクの表面張力に影響を受けない長さに亘って、塗布針９１の先端から基端に向かって塗布針１の断面積が漸次拡大するテーパ部９２が設けられ、塗布針９１の先端には平坦面９３が設けられ、さらに、テーパ部９２の外周面には、先端からテーパ部９２の上部に亘って所定寸法の平坦面９４が形成されている。
【００４５】
このように先端部にテーパ部９２と平坦面９３、９４とを設けたことにより、塗布針９１をインクタンクから引き上げると、表面張力によってテーパ部９２の上部にインク溜まりが発生し、先端の平坦面９３およびその近傍は薄いインク層で覆われる。インクの表面張力により、テーパ部９２の平坦面９４には平坦面９４以外の外周面と比較して、より多くのインクが保持される。なお、平坦面９４に保持されるインクの量は、インクの粘度が高いほど多くなり、インクの粘度が低い場合は少なくなる。また、塗布針９１に保持されるインクの量は、インクタンクへの塗布針９１の浸漬深さを制御することによっても、調整が可能である。
【００４６】
そして、塗布針９１の先端の平坦面９３を基板表面に接触させると、インクが基板表面に付着することによって表面張力の不均衡が生じ、テーパ部９２の上部や平坦面９４に保持されたインクが先端の平坦面９３と基板との接触部に供給され、基板に塗布される。
【００４７】
図７に示すように、塗布針９１の表面には撥水性を有する樹脂素材を含む撥水加工層９５が形成されている。撥水加工層９５が形成された部分においては、強撥水性が得られるため、インクの流動性が高くなる。よって、平坦面９３を基板表面に接触させるときに、塗布針９１の外周部に付着したインクが容易に基板に流れ込む、充填機能が高められている。したがって、この実施の形態の塗布針９１は、大きな欠陥部分の修正や、穴をインクで埋めるといった修正用途に、好適に用いることができる。
【００４８】
なお、図７ではテーパ部９２の外周面に４つの平坦面９４を設け、先端の平坦面９３は四角形としたが、平坦面９４の数は任意に定めることができる。たとえば、図８に示すように、３つの平坦面９４を設けてもよい。３つの平坦面９４を設けると先端の平坦面９３は三角形になる。なお、先端の平坦面が成す四角形または三角形の各辺の寸法は、たとえば２０μｍ以上５０μｍ以下程度になるように、塗布針９１を成形することができる。
【００４９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の実施の形態１の塗布針の模式図である。
【図２】実施の形態１の塗布針の変形例を示す模式図である。
【図３】インク塗布機構の構成を示す斜視図である。
【図４】欠陥修正装置の全体構成を示す図である。
【図５】実施の形態２の塗布針の模式図である。
【図６】実施の形態３の塗布針の模式図である。
【図７】実施の形態４の塗布針の模式図である。
【図８】実施の形態４の塗布針の変形例を示す模式図である。
【図９】カラーフィルタに発生する欠陥を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１，７１，８１，９１ 塗布針、２，７２，８２，９２ テーパ部、３，７３，８３，９３ 平坦面、５，７５，８５，９５ 撥水加工層、６ 基板、２１ インク塗布機構、２２ 塗布針駆動シリンダ、２３ 駆動軸、２４ 保持部材、２５ 回転テーブル、２６ 回転軸、２７ 切欠部、２８，２９，３０，３１ インクタンク、３２ 洗浄装置、３３ エアパージ装置、３４ モータ、３５ インデックス板、３６ インデックス用センサ、３７ 原点復帰用センサ、４０ 観察光学系、４１ ＣＣＤカメラ、４２ レーザ、４３ インク硬化用照明、４４ Ｚ軸テーブル、４５ Ｘ軸テーブル、４６ Ｙ軸テーブル、４７ 制御用コンピュータ、４８ 操作パネル、８４ 溝、９４ 平坦面、３００ ブラックマトリクス、３０１ Ｒ画素、３０２ Ｇ画素、３０３ Ｂ画素、３０４ 白欠陥、３０５ 黒欠陥、３０６ 異物欠陥。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端を基板上の微細領域に接触させて液状材料を前記基板に塗布する塗布針において、
表面の少なくとも一部に、撥水性を有する樹脂素材を含む撥水加工層が形成されている、塗布針。
【請求項２】
前記撥水加工層は、前記塗布針の金属素材へ前記樹脂素材を含浸またはコーティングされた層である、請求項１に記載の塗布針。
【請求項３】
前記塗布針の材質として前記樹脂素材を用いた、請求項１に記載の塗布針。
【請求項４】
前記樹脂素材は、耐食性を有している、請求項１から請求項３のいずれかに記載の塗布針。
【請求項５】
前記樹脂素材は、フッ素系樹脂である、請求項１から請求項４のいずれかに記載の塗布針。
【請求項１】
先端を基板上の微細領域に接触させて液状材料を前記基板に塗布する塗布針において、
表面の少なくとも一部に、撥水性を有する樹脂素材を含む撥水加工層が形成されている、塗布針。
【請求項２】
前記撥水加工層は、前記塗布針の金属素材へ前記樹脂素材を含浸またはコーティングされた層である、請求項１に記載の塗布針。
【請求項３】
前記塗布針の材質として前記樹脂素材を用いた、請求項１に記載の塗布針。
【請求項４】
前記樹脂素材は、耐食性を有している、請求項１から請求項３のいずれかに記載の塗布針。
【請求項５】
前記樹脂素材は、フッ素系樹脂である、請求項１から請求項４のいずれかに記載の塗布針。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１５５１８０（Ｐ２００８−１５５１８０Ａ）
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４９９８６（Ｐ２００６−３４９９８６）
【出願日】平成１８年１２月２６日（２００６．１２．２６）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２６日（２００６．１２．２６）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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