(57)【要約】【要  約】【課題】吐出液がブラックマトリクスを越えて流出しない技術を提供する。【解決手段】ブラックマトリクス２５上に有機レジスト膜２３を配置し、フッ素化合物ガスのプラズマに曝し、表面に撥液層２７を形成し、吐出液を着弾させる。撥液層２７によって吐出液が盛り上げられ、ブラックマトリクス２５を越えて流出しないので、配置できる吐出液の量が多くなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に一面連続する無機材料層を配置し、
前記無機材料層上にパターニングした有機レジスト膜を配置し、前記有機レジスト膜が有する複数の開口の底面に前記無機材料層の表面を露出させ、
前記無機材料層のうち、前記有機レジスト膜の間に表面が露出する部分をエッチングして、前記無機材料層の残部から成るブラックマトリクスを形成し、
前記ブラックマトリクスと、前記ブラックマトリクス上に位置する前記有機レジスト膜とを側壁とし、前記透明基板の表面を底面とするインク容器を複数個形成して処理対象物を構成させ、
前記有機レジスト膜を化学構造中にフッ素を有する処理ガスのプラズマに接触させた後、前記インク容器に吐出液を着弾させる吐出液の配置方法。
【請求項２】
透明基板上に一面連続する無機材料層を配置し、
前記無機材料層上にパターニングした有機レジスト膜を配置し、前記有機レジスト膜が有する複数の開口の底面に前記無機材料層の表面を露出させ、
前記無機材料層のうち、前記有機レジスト膜の間に表面が露出する部分をエッチングして、前記無機材料層の残部から成るブラックマトリクスを形成し、
前記ブラックマトリクスと、前記ブラックマトリクス上に位置する前記有機レジスト膜とを側壁とし、前記透明基板の表面を底面とするインク容器を複数個形成し、
前記有機レジスト膜を化学構造中にフッ素を有する処理ガスのプラズマに接触させた後、前記各インク容器に吐出液を着弾させ、
前記吐出液を乾燥させ、少なくとも、第一色の着色層が配置された前記インク容器と前記第一色とは異なる色である第二色の着色層が配置された前記インク容器とを形成するカラーフィルタの製造方法。
【請求項３】
前記着色層を形成した後、前記有機レジスト膜を除去する請求項２記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項４】
透明基板上に一面連続する無機材料層を配置し、
前記無機材料層上にパターニングした有機レジスト膜を配置し、前記有機レジスト膜が有する複数の開口の底面に前記無機材料層の表面を露出させ、
前記無機材料層のうち、前記有機レジスト膜の間に表面が露出する部分をエッチングして、前記無機材料層の残部から成るブラックマトリクスを形成し、
前記ブラックマトリクスと、前記ブラックマトリクス上に位置する前記有機レジスト膜とを側壁とし、前記透明基板の表面を底面とするインク容器を複数個形成し、
前記有機レジスト膜を化学構造中にフッ素を有する処理ガスのプラズマに接触させた後、前記各インク容器に吐出液を着弾させ、
前記吐出液を乾燥させ、少なくとも、第一の色で発色する発色層が配置された前記インク容器と、前記第一の色とは異なる色である第二の色で発色する第二の発色層が配置された前記インク容器とを形成する有機ＥＬ基板の製造方法。
【請求項５】
前記第一、第二の発色層を形成した後、前記有機レジスト膜を除去する請求項４記載の有機ＥＬ基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は吐出液の配置方法、カラーフィルタの製造方法、及び有機ＥＬ基板の製造方法に関し、特に、無機材料をブラックマトリクスとした吐出液の配置方法、カラーフィルタの製造方法、有機ＥＬ基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置等に用いられるカラーフィルタは、着色層と着色層の間がブラックマトリクスで分離されている。
インクジェットプリンタを用いて着色層を形成する場合、ブラックマトリクスで囲まれたインク容器内に赤色、緑色、又は青色の吐出液を吐出し、乾燥して三色の着色層が規則正しく配置されたカラーフィルタを作成している。
【０００３】
ブラックマトリクスが炭素粉末などを分散させた材料樹脂で形成される場合、ブラックマトリクスの材料樹脂にフッ素樹脂を配合し、ブラックマトリクスの表面が撥液性を有するようにし、インク容器内に吐出した吐出液がインク容器の外部に流出しないようにしていた。
【特許文献１】特開平９−１２７３３０号公報
【特許文献２】２００３−２８７６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、形状の正確性や遮光性は、樹脂材料製のブラックマトリクスよりも無機材料製のブラックマトリクスの方が優れており、無機材料のブラックマトリクスを形成する場合に、インク溶液の外部に吐出液が流出しないようにできる技術が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、透明基板上に一面連続する無機材料層を配置し、前記無機材料層上にパターニングした有機レジスト膜を配置し、前記有機レジスト膜が有する複数の開口の底面に前記無機材料層の表面を露出させ、前記無機材料層のうち、前記有機レジスト膜の間に表面が露出する部分をエッチングして、前記無機材料層の残部から成るブラックマトリクスを形成し、前記ブラックマトリクスと、前記ブラックマトリクス上に位置する前記有機レジスト膜とを側壁とし、前記透明基板の表面を底面とするインク容器を複数個形成して処理対象物を構成させ、前記有機レジスト膜を化学構造中にフッ素を有する処理ガスのプラズマに接触させた後、前記インク容器に吐出液を着弾させる吐出液の配置方法である。
また、本発明は、透明基板上に一面連続する無機材料層を配置し、前記無機材料層上にパターニングした有機レジスト膜を配置し、前記有機レジスト膜が有する複数の開口の底面に前記無機材料層の表面を露出させ、前記無機材料層のうち、前記有機レジスト膜の間に表面が露出する部分をエッチングして、前記無機材料層の残部から成るブラックマトリクスを形成し、前記ブラックマトリクスと、前記ブラックマトリクス上に位置する前記有機レジスト膜とを側壁とし、前記透明基板の表面を底面とするインク容器を複数個形成し、前記有機レジスト膜を化学構造中にフッ素を有する処理ガスのプラズマに接触させた後、前記各インク容器に吐出液を着弾させ、前記吐出液を乾燥させ、少なくとも、第一色の着色層が配置された前記インク容器と前記第一色とは異なる色である第二色の着色層が配置された前記インク容器とを形成するカラーフィルタの製造方法である。
また、本発明は、前記着色層を形成した後、前記有機レジスト膜を除去するカラーフィルタの製造方法である。
また、本発明は、透明基板上に一面連続する無機材料層を配置し、前記無機材料層上にパターニングした有機レジスト膜を配置し、前記有機レジスト膜が有する複数の開口の底面に前記無機材料層の表面を露出させ、前記無機材料層のうち、前記有機レジスト膜の間に表面が露出する部分をエッチングして、前記無機材料層の残部から成るブラックマトリクスを形成し、前記ブラックマトリクスと、前記ブラックマトリクス上に位置する前記有機レジスト膜とを側壁とし、前記透明基板の表面を底面とするインク容器を複数個形成し、前記有機レジスト膜を化学構造中にフッ素を有する処理ガスのプラズマに接触させた後、前記各インク容器に吐出液を着弾させ、前記吐出液を乾燥させ、少なくとも、第一の色で発色する発色層が配置された前記インク容器と、前記第一の色とは異なる色である第二の色で発色する第二の発色層が配置された前記インク容器とを形成する有機ＥＬ基板の製造方法である。
また、本発明は、前記第一、第二の発色層を形成した後、前記有機レジスト膜を除去する有機ＥＬ基板の製造方法である。
【０００６】
本発明は上記のように構成されており、化学構造中にフッ素を有するガスのプラズマが生成されると、プラズマ中でフッ素イオンやフッ素ラジカル等の活性フッ素が発生し、有機レジスト膜の表面に活性フッ素が到達すると、有機レジスト膜表面がフッ化し、表面が撥液性になる。
【０００７】
従って、有機レジスト膜とブラックマトリクスで囲まれたインク容器に吐出液を着弾させ、各インク容器に、満杯か、表面張力によって吐出液面頂上部が有機レジスト膜表面よりも高い満杯以上の状態まで吐出液を配置しても、インク容器の外部に吐出液が流出せず、異なる色の吐出液が混じり合うことはない。
また、撥液層をプラズマに曝さずに吐出液が配置されるので、撥液層が剥離したり、撥液性を失うことはない。
【発明の効果】
【０００８】
ブラックマトリクスの上部に表面が撥液性を有する樹脂膜が配置されるので、吐出液がブラックマトリクスを超えて流出することがない。
ブラックマトリクス内に多量の吐出液を配置できるので、膜厚を厚くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１の符号１０ａは本発明方法の処理対象物を示している。
この処理対象物１０ａは、透明基板２１を有しており、透明基板２１上には、スパッタリング法や蒸着法によって無機材料の薄膜から成る無機材料層２２が形成されている。
【００１０】
透明基板２１は、ガラス基板や透明樹脂板を用いることができる。それらの表面に透明な薄膜が形成されていてもよい。
無機材料層２２には、金属Ｃｒ薄膜やＣｒＯxの薄膜を用いることができる。また、無機材料層２２は、透明基板２１上で一面連続しており、パターニングがされていない状態である。
【００１１】
処理対象物１０ａを成膜装置から取り出した後、無機材料層２２の表面に有機膜の原料液を塗布し、乾燥させて有機膜を形成し、マスクを使用した露光と現像によって有機膜をパターニングし、図１(ｂ)に示すように、無機材料層２２の表面にパターニングされた有機レジスト膜２３を形成する。
【００１２】
この状態の処理対象物１０ｂでは、パターニングされた有機レジスト膜２３の開口２４の底面には、無機材料層２２が露出されている。
有機レジスト膜２３は、例えば格子状にパターニングされており、その場合、図３の平面図に示すように、開口２４底面の無機材料層２２の露出部分は行列状に配置される。
【００１３】
次に、有機レジスト膜２３を硬化させた後、図４に示すようなエッチング装置４０の真空槽４１の内部に処理対象物１０ｂを搬入する。
真空槽４１の内部にはシャワープレート４７が配置されており、真空排気系４２によって真空槽４１の内部を真空排気し、真空槽４２の内部が所定圧力に到達した後、エッチングガス導入系４５からシャワープレート４７にエッチングガスを供給し、シャワープレート４７から真空槽内に散布する。
【００１４】
エッチングガスを散布しながら、交流電源４８によってシャワープレート４７に交流電圧を印加し、真空槽４１の内部にエッチングガスのプラズマを形成すると、処理対象物１０ｂの開口２４の底面に露出する無機材料層２２がエッチングガスプラズマに接触し、図１(ｃ)に示すように、無機材料層２２のうちの露出した部分がエッチング除去される。他方、有機レジスト膜２３で覆われた部分はエッチングされずに残り、その部分で無機材料層２２の残部で構成され、有機レジスト膜２３と同じ平面形状のブラックマトリクス２５が形成される。
【００１５】
例えば、無機材料層２２が金属Ｃｒ薄膜の場合、エッチングガスにはＣｌ2ガスとハイドロカーボンガスの混合ガスを用いることができる。
【００１６】
この状態の処理対象物１０ｃでは、ブラックマトリクス２５と、その上に位置する有機レジスト膜２３とで囲まれた領域に、透明基板２１の表面が露出されており、透明基板２１の表面を底面とし、それを取り囲むブラックマトリクス２５と有機レジスト膜２３とを側壁とするインク容器２６が形成される。
【００１７】
交流電圧を停止し、真空槽４１の内部のエッチングガスと反応生成物のガスを真空排気によって除去し、真空槽４１の内部が所定圧力まで真空排気された後、化学構造中にフッ素原子を有する処理ガス(フッ素化合物ガス)を処理ガス導入系４６からシャワープレート４７に供給し、シャワープレート４７から真空槽４１の内部に散布する。
【００１８】
処理ガスを散布しながらシャワープレート４７に交流電圧を印加し、真空槽４１の内部に処理ガスのプラズマを形成すると、プラズマ中でフッ素ラジカルやフッ素イオンが生成され、有機レジスト膜２３の表面(側面を含む)と接触すると有機レジスト膜２３の表面がフッ素イオンやフッ素ラジカルと反応し、図１(ｄ)に示すように、有機レジスト膜２３の表面に撥液層(フッ素化合物層)２７が形成される(なお、透明基板２１表面にガラスが露出している場合、インク容器２６の底面に露出する部分はフッ素イオンやフッ素ラジカルでエッチングされ、親液化している)。
【００１９】
撥液層２７の表面(側面を含む)には、フッ素原子が露出されており、処理ガスで処理する前の有機レジスト膜２３の表面よりも、液体との接触角が大きくなっている。
【００２０】
処理ガス導入と交流電圧の印加を終了させ、撥液層２７が形成された処理対象物１０ｄを真空槽４１から搬出する。
次いで、インクジェットプリンタ等の吐出装置によって、インク容器２６に吐出液を着弾させる。
【００２１】
インク容器２６の上部には撥液層２７が位置しているから、図１(ｅ)に示すように、インク容器２６に配置された吐出液２８は、その周囲が撥液層２７と接触すると中央部を盛り上げ、中央部がインク容器２６の上端よりも高くなるまで吐出液２８を配置しても、吐出液２８がインク容器２６の外部に流出しないようになっている。
【００２２】
カラーフィルタを製造するための吐出液の場合、吐出液中には着色剤が溶解又は分散されており、吐出液２８が配置された処理対象物１０ｅを加熱し、吐出液２８中の溶剤を蒸発させると、溶剤中に溶解又は分散されていた着色剤が析出し、図２(ｆ)に示すように、インク容器２６の内部に着色層２９が形成される。
【００２３】
ここでは、異なる色の着色剤が分散された複数の吐出液が用いられており、例えば、赤色の着色剤が配置された吐出液と、緑色の着色剤が配置された吐出液と、青色の着色剤が配置された吐出液が用いられているとすると、これら三色の吐出液のうちのいずれか一色の吐出液２８が一個のインク容器２６にそれぞれ配置され、乾燥によって、インク容器２６に、赤色、緑色、青色の三色のうちの一色の着色層２９が配置される。
【００２４】
図２(ｆ)の符号１０ｆは、このような着色層２９が形成されたカラーフィルタを示しており、液晶表示装置等の表示装置に装着され、着色層２９を光が透過すると、透過した光は、赤色、緑色、又は青色のうちの一色に着色される。
【００２５】
上記実施例では、有機レジスト膜２３を除去せずに表示装置に装着したが、図２(ｇ)に示すように、有機レジスト膜２３を撥液層２７と共に除去し、ブラックマトリクス２５の上端が露出したカラーフィルタ１０ｇを得て、このカラーフィルタを液晶表示装置等の表示装置に装着することもできる。
【００２６】
上記実施例では、赤色、緑色、青色の三色の着色層２３が一色ずつブラックマトリクス２５で囲まれた領域に配置されていたが、四色以上の着色層のうち、いずれか一色をブラックマトリクス２５で囲まれた領域に配置してもよい。また、二色の各着色層が、ブラックマトリクス２５で囲まれた領域に配置されていてもよい。
【００２７】
上記実施例では、着色剤が含有された吐出液を着弾させてカラーフィルタ１０ｆ、１０ｇを製造したが、図１(ｄ)のように、ブラックマトリクス２５上に位置する有機レジスト膜２３の表面(側面を含む)に撥液層２７を形成した後、着色剤が溶解又は分散された吐出液ではなく、発光材料が溶解又は分散された吐出液を吐出して着弾させ、乾燥して発光層３０を形成し、有機ＥＬ基板１０ｈを得ることができる(図２(ｆ))。発光層３０の形成後、有機レジスト膜２３を除去し、ブラックマトリクス２５が露出した有機ＥＬ基板１０ｉを得ることもできる(ｇ)。
【００２８】
この場合、二色以上の異なる色で発光する発光層３０のうちのいずれか一色をブラックマトリクス２５で囲まれた領域に配置すると、カラー表示が可能な有機ＥＬ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】(ａ)〜(ｅ)：本発明の一実施例を説明するための工程図
【図２】(ｆ)、(ｇ)：本発明によって得られる基板を説明するための図
【図３】樹脂膜の平面パターンを説明するための図
【図４】本発明に用いることができるエッチング装置の一例
【符号の説明】
【００３０】
２３……有機レジスト膜
２５……ブラックマトリクス
２６……インク容器
２７……撥液層
２９……着色層
３０……発光層
１０ｆ，１０ｇ……カラーフィルタ
１０ｈ，１０ｉ……有機ＥＬ基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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