(57)【要約】      （修正有）【課題】表面形状が平坦化された塗布液パターンを得ることができる液硬化方法および液硬化装置を提供する。【解決手段】基板上に配置された隔壁に囲まれた箇所に塗布液によって形成された塗布液パターンＰを硬化させる液硬化方法であり、塗布液パターンＰ中の溶剤が揮発した際に塗布液パターンＰの表面形状に破壊を生じさせることが無い温度である溶剤揮発温度に塗布液パターンＰを加熱することにより、塗布液パターンＰから溶剤を揮発させて乾燥させる、（乾燥部２における）乾燥工程と、塗布液パターンＰの温度が溶剤揮発温度よりも高い温度となるように所定時間維持する、（熱フロー部３における）熱フロー工程と、塗布液パターンＰを硬化させる（硬化部４における）硬化工程と、を有する液硬化方法である。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置された隔壁に囲まれた箇所に塗布液によって形成された塗布液パターンを硬化させる液硬化方法であり、
前記塗布液パターン中の溶剤が揮発した際に前記塗布液パターンの表面形状に破壊を生じさせることが無い温度である溶剤揮発温度に前記塗布液パターンを加熱することにより、前記塗布液パターンから溶剤を揮発させて乾燥させる、乾燥工程と、
前記塗布液パターンの温度が前記溶剤揮発温度よりも高い温度となるように所定時間維持する、熱フロー工程と、
前記塗布液パターンを硬化させる硬化工程と、
を有することを特徴とする、液硬化方法。
【請求項２】
前記熱フロー工程における前記塗布液パターンの温度は、前記塗布液パターンの熱硬化が開始する温度である硬化開始温度の近傍の温度であることを特徴とする、請求項１に記載の液硬化方法。
【請求項３】
前記熱フロー工程において、前記塗布液パターンの上方から風圧を与えることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の液硬化方法。
【請求項４】
基板上に配置された隔壁に囲まれた箇所に塗布液によって形成された塗布液パターンを硬化させる液硬化装置であり、
前記塗布液パターン中の溶剤が揮発した際に前記塗布液パターンの表面形状に破壊を生じさせることが無い温度である溶剤揮発温度に前記塗布液パターンを加熱することにより、前記塗布液パターンから溶剤を揮発させて乾燥させる、乾燥部と、
前記塗布液パターンの温度が前記溶剤揮発温度よりも高い温度となるように所定時間維持する、熱フロー部と、
前記塗布液パターンを硬化させる硬化部と、
を有することを特徴とする、液硬化装置。
【請求項５】
前記乾燥部、熱フロー部、および硬化部は、温度制御部を有する一つの加熱装置から形成されており、当該温度制御部によって装置内温度を切り替えることにより、当該加熱装置を前記乾燥部、前記熱フロー部、および前記硬化部として切り替えて使用することを特徴とする、請求項４に記載の液硬化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隔壁によって仕切られて形成された画素領域にインクジェット法により形成された塗布液パターンに対して熱処理を行う液硬化方法および液硬化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カラー液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイには、色形成の中核を成す部材としてカラーフィルタが用いられている。カラーフィルタは、ガラス基板上に微細なＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色の画素が多数並べられて形成されている。
【０００３】
このカラーフィルタを製造する方法として、従来は主にフォトリソグラフィ法が用いられてきた。具体的には、隔壁によって仕切られて形成された多数の微細な画素領域を有するガラス基板面の全体にスリットコーティングなどによりたとえばＲの塗布液を塗布し、次に、Ｒの画素を配置すべき画素領域に塗布された部分のみを露光などにより硬化させることで画素を形成させる。この工程をＲのほかにＧ、Ｂの塗布液を塗布する度に行うことで、３色の画素のカラーフィルタを製作する方法が用いられてきた。しかし、この方法は、硬化させた部分以外の塗布液は除去する必要があるため、カラーフィルタを製作するために必要な塗布液の量が画素を構成する量に比べて大量（３倍以上）となり、製作コストが高いといった欠点があった。
【０００４】
それに対し、近年、特許文献１に示すように、その色の画素の配置が必要な画素領域にのみＲ、Ｇ、Ｂの各塗布液をインクジェットヘッドから吐出して塗布し、Ｒ、Ｇ、Ｂの色画素を形成するというインクジェット法が用いられるようになってきている。この方法では、無駄な塗布液を塗布する必要ないため、フォトリソグラフィ法と比較して製作コストの低減が可能である。
【０００５】
このようなインクジェット法で色画素を形成するまでの工程は、まず色画素となる熱硬化性の材料に溶剤を含有させて粘度を低くした塗布液を画素領域に吐出する塗布工程があり、次に、この塗布液が塗布された基板を所定の温度に加熱することにより塗布液中の溶剤を揮発させて無くす乾燥工程があり、最後に、塗布液が硬化を開始する温度である硬化開始温度よりも高い温度までさらに加熱することによって塗布液を硬化させる硬化工程がある。
【０００６】
また、このようなインクジェット法により色画素を形成する場合、下記特許文献１に示すように、画素領域を仕切るブラックマトリックスの表面には撥液性が施されており、この撥液性により隣接する画素領域へのインクの混入を防いでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２３６９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記特許文献１に記載されたブラックマトリックスを用いたカラーフィルタの製造方法では、画素の塗布液パターンの表面に凹凸が生じるという問題があった。具体的には、インクジェット法により画素領域に吐出された塗布液によって形成される塗布液パターンＰは、図９（ａ）に示すように中央部が盛り上がった、丸い形状を有する。これは、上記の通り隔壁Ｂの上面が撥液性になっているためであり、塗布液パターンＰは、隔壁Ｂの上面の撥液性の影響を受けて接触角が大きくなり、丸い表面形状となる。この状態で乾燥工程が行われ、溶剤が揮発した後の塗布液パターンＰは、図９（ｂ）のように丸い表面形状を有したまま収縮する。そして、乾燥工程後も表面形状が丸いままで一気に加熱温度を高くして硬化工程が行われると、図９（ｃ）のように表面形状が丸いままで塗布液パターンＰが硬化してしまうおそれがあった。このように、図９（ｃ）の塗布液パターンＰのように中央と端とで厚みに差がある形状のままで最終的に画素が形成されると、画素の色調ムラや輝度の低下など、カラーフィルタの品質面での問題が発生する。
【０００９】
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、表面形状が平坦化された塗布液パターンを得ることができる液硬化方法および液硬化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明の液硬化方法は、基板上に配置された隔壁に囲まれた箇所に塗布液によって形成された塗布液パターンを硬化させる液硬化方法であり、前記塗布液パターン中の溶剤が揮発した際に前記塗布液パターンの表面形状に破壊を生じさせることが無い温度である溶剤揮発温度に前記塗布液パターンを加熱することにより、前記塗布液パターンから溶剤を揮発させて乾燥させる、乾燥工程と、前記塗布液パターンの温度が前記溶剤揮発温度よりも高い温度となるように所定時間維持する、熱フロー工程と、前記塗布液パターンを硬化させる硬化工程と、を有することを特徴としている。
【００１１】
上記液硬化方法によれば、熱フロー工程を有することにより、熱フロー工程の実施中は塗布液の流動性を高めることができるため、この流動性を利用して塗布液パターン表面の形状を平坦化させることが可能である。
【００１２】
また、前記熱フロー工程における前記塗布液パターンの温度は、前記塗布液パターンの熱硬化が開始する温度である硬化開始温度の近傍の温度であると良い。
【００１３】
こうすることにより、塗布液の流動性を十分に高めて塗布液パターン表面の形状の平坦化を行うことが可能である。
【００１４】
また、前前記熱フロー工程において、前記塗布液パターンの上方から風圧を与えると良い。
【００１５】
こうすることにより、塗布液の流動性が高まった状態において風圧を与えることによって、より容易に塗布液表面の形状を平坦化させることが可能である。
【００１６】
また、上記課題を解決するために本発明の液硬化装置は、基板上に配置された隔壁に囲まれた箇所に塗布液によって形成された塗布液パターンを硬化させる液硬化装置であり、前記塗布液パターン中の溶剤が揮発した際に前記塗布液パターンの表面形状に破壊を生じさせることが無い温度である溶剤揮発温度に前記塗布液パターンを加熱することにより、前記塗布液パターンから溶剤を揮発させて乾燥させる、乾燥部と、前記塗布液パターンの温度が前記溶剤揮発温度よりも高い温度となるように所定時間維持する、熱フロー部と、前記塗布液パターンを硬化させる硬化部と、を有することを特徴としている。
【００１７】
上記液硬化装置によれば、熱フロー部を有することにより、熱フロー部で塗布液を処理している間塗布液の流動性を高めることができるため、この流動性を利用して塗布液表面の形状を平坦化させることが可能である。
【００１８】
また、前記乾燥部、熱フロー部、および硬化部は、温度制御部を有する一つの加熱装置から形成されており、当該温度制御部によって装置内温度を切り替えることにより、当該加熱装置を前記乾燥部、前記熱フロー部、および前記硬化部として切り替えて使用するようにすると良い。
【００１９】
こうすることにより、装置構成を簡略化でき、装置サイズおよび装置コストの減縮が可能である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の液硬化方法および液硬化装置によれば、表面形状が平坦化された塗布液パターンを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態における液硬化装置の概略図であり、側面図である。
【図２】本発明に用いる基板の概略図であり、上面図である。
【図３】本発明に用いる塗布液の粘度の温度特性を示す概略図である。
【図４】乾燥工程における塗布液パターン形状の変化を示す概略図である。
【図５】本発明の熱フロー工程における塗布液パターン形状の変化を示す概略図である。
【図６】本発明の液硬化方法における塗布液の温度および粘度と塗布液パターン形状の変化を示す概略図である。
【図７】本発明の他の実施形態の液硬化方法における塗布液の温度および粘度と塗布液パターン形状の変化を示す概略図である。
【図８】本発明の他の実施形態における液硬化装置の概略図であり、側面図である。
【図９】従来の液硬化方法における塗布液パターン形状の変化を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２３】
本発明の一実施形態における液硬化装置を図１に示す。本実施形態における液硬化装置１は、乾燥部２、熱フロー部３および硬化部４を有している。また、液硬化装置１より上流には塗布部５があり、基板Ｗはロボットなどの図示しない搬送装置により塗布部５、乾燥部２、熱フロー部３、硬化部４の順に送られ、それぞれにおいて処理が行われる。塗布部５では、基板Ｗ上の隔壁Ｂによって仕切られた塗布領域Ｒに向かって塗布液を吐出して塗布液パターンＰを形成する。乾燥部２では、塗布液パターンＰを加熱して塗布液パターンＰに含まれる溶剤の揮発を促進させ、塗布液パターンＰの乾燥を行う。熱フロー部３では、塗布液パターンＰをさらに加熱して粘度を下げ、流動させることにより塗布液パターンＰの表面を平坦化する。硬化部４では塗布液パターンＰをさらに加熱して熱硬化させ、画素を形成させる。なお、以降の説明では、先述した図１において基板Ｗが搬送される方向をＸ軸方向、水平面上でＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向とし、これらと直交する方向、すなわち鉛直方向をＺ軸方向とし、説明を進める。また、本実施形態において、塗布液パターンＰを形成する塗布液は熱硬化性を有するものとする。
【００２４】
本発明の液硬化方法に用いる基板を図２に示す。液硬化装置１によって処理が施される基板Ｗは、上面に格子状に隔壁Ｂが設けられており、これら隔壁Ｂに仕切られてＸ軸方向およびＹ軸方向に複数の塗布領域Ｒが配列された形態をとっている。ちなみに、この隔壁Ｂは、カラーフィルタの製造においてはブラックマトリクスに相当する。この基板Ｗに対し、塗布部５がそれぞれの塗布領域Ｒに向かって１滴もしくは複数滴の塗布液を吐出することにより、塗布液からなる塗布液パターンＰが塗布領域Ｒ内に形成される。また、塗布部５から吐出する塗布液は溶剤を含み、塗布部５から精度良く吐出することが可能な程度まで粘度が低くなっている。
【００２５】
図１に戻って、乾燥部２は、本実施形態では加熱炉であり、筐体２１、ヒータ２２、および載置部２３を有しており、筐体２１内の載置部２３に載置された基板Ｗをヒータ２２により加熱し、塗布液パターンＰが含む溶剤を揮発させる。
【００２６】
筐体２１は、本実施形態では中空の直方体の形状を有し、内部に基板Ｗを収納する空間を有する。また、筐体２１は、側面に基板Ｗの搬入出が可能な程度の開口を有し、この開口にはシャッター２４が取付けられている。シャッター２４はエアシリンダなどによって移動可能であり、基板Ｗを乾燥する際は、シャッター２４は筐体２１の開口を覆う位置にあり、筐体２１の内部を閉じた空間とする。また、基板Ｗを筐体２１の内部に搬入出する際はシャッター２４が筐体２１の開口から退避する位置へ移動することにより、図示しない搬送装置によって基板Ｗを搬入出することが可能となる。
【００２７】
ヒータ２２は、本実施形態では基板Ｗの下方に敷かれた１枚のヒータプレートもしくは複数枚並べられたヒータプレートの集合であり、加熱されたヒータ２２が輻射により基板Ｗを加熱する。また、ヒータ２２は一度に基板Ｗの全面を加熱できるよう、基板Ｗよりも大きな面積を有している。また、ヒータ２２は載置部２３に載置される基板Ｗの面と平行となるように配置されており、これにより、ヒータ２２と基板Ｗとの距離は基板Ｗ全面において均一となり、基板Ｗ上の全ての塗布液パターンＰを均一に加熱することができる。
【００２８】
載置部２３は、本実施形態では筐体２１の内部に設けられた複数のピンであり、これらの先端が基板Ｗの裏面と当接することによって、乾燥を行う際に基板Ｗを支持する。これにより、ピンの間をぬって基板Ｗの下へロボットハンドなどが入り込むことが可能であり、基板Ｗの搬入出が容易となっている。
【００２９】
ここで、基板Ｗにおいて載置部２３が接する部分と接しない部分とでは、少なからず温度に差が生じて塗布液パターンＰの乾燥の進行に差が生じる。それを防ぐため、載置部２３の基板Ｗに当接する側の端部は尖った形状をとっており、基板Ｗとの接触面積を小さくすることにより、基板Ｗ内で温度差が生じにくくしている。
【００３０】
この乾燥部２により基板Ｗが加熱されることによって、塗布液パターンＰを形成する塗布液に含まれた溶剤が揮発する。本発明では、このように塗布液に含まれた溶剤が揮発することを「乾燥する」と言う。
【００３１】
ここで、乾燥の方法について、本実施形態では輻射による加熱乾燥であるが、他の加熱方法であっても構わない。たとえば、ヒータプレートに基板Ｗを直接載置することにより熱伝導を利用して加熱する方法や、対流を利用して基板Ｗを加熱する方法、マイクロ波を塗布液パターンＰに向けて放射し、溶剤を加熱する方法であっても良い。
【００３２】
また、加熱以外の乾燥方法であっても良く、たとえば、真空チャンバ内に基板Ｗを投入し、基板Ｗの周囲の気圧を低くして溶剤を揮発させる減圧乾燥方法であっても構わない。
【００３３】
熱フロー部３は、乾燥部２と同様に、筐体３１、ヒータ３２、載置部３３、およびシャッター３４を有しており、筐体３１内の載置部３３に載置された基板Ｗをヒータ３２により加熱する。乾燥部２と異なる点は、ヒータ３２の温度はヒータ２２の温度より高く、基板Ｗ上の塗布液パターンＰを後述する硬化開始温度近傍まで加熱するよう設定されている。これにより、塗布液パターンＰを形成する塗布液の粘度を乾燥部２での処理が完了した直後の塗布液の粘度より低くして流動性を高くすることができる。
【００３４】
なお、筐体３１、載置部３３、およびシャッター３４の構成は、筐体２１、載置部２３、およびシャッター２４の構成と同じであっても構わない。
【００３５】
硬化部４は、乾燥部２および熱フロー部３と同様に、筐体４１、ヒータ４２、載置部４３、およびシャッター４４を有しており、筐体４１内の載置部４３に載置された基板Ｗをヒータ４２により加熱する。乾燥部２および熱フロー部３と異なる点は、ヒータ４２の温度はヒータ３２の温度よりさらに高く、基板Ｗ上の塗布液パターンＰを硬化開始温度を超える温度になるまで加熱するよう設定されている。これにより、塗布液パターンＰを短時間で熱硬化させることができる。
【００３６】
なお、筐体３１、載置部３３、およびシャッター３４の構成は、筐体２１、載置部２３、およびシャッター２４または、筐体３１、載置部３３、およびシャッター３４の構成と同じであっても構わない。
【００３７】
塗布部５は、本実施形態ではインクジェット塗布装置であり、複数の吐出ノズルを備えた吐出ユニット５１および載置部５２を有し、載置部５２上に載置された基板Ｗに向かって吐出ユニット５１から塗布液を吐出することにより、基板Ｗ上の塗布領域Ｒに塗布液パターンＰを形成する。
【００３８】
次に、本発明を用いることができる塗布液の粘度の温度特性を図３に示す。
【００３９】
なお、先述の通り、塗布部５から吐出を行う時点での塗布液は溶剤を含み、塗布部５から精度良く吐出することが可能な程度まで粘度が低くなっている。これに対し、図３で示す粘度は、溶剤を含有していない（完全に乾燥した）状態における塗布液の粘度としている。
【００４０】
インクジェット塗布によりカラーフィルタの画素を形成させるための塗布液は、一般的に熱硬化性の樹脂を含んでおり、ある温度を超えると、この樹脂が架橋反応を起こして硬化が開始する。この温度を、本発明では硬化開始温度と呼び、図３ではＴ０で表している。
【００４１】
塗布液の温度が硬化開始温度Ｔ０以上の温度で維持されると、上記の通り樹脂の硬化が生じ、最終的には樹脂全体が硬化するが、硬化が開始してから樹脂全体が硬化するまでにかかる時間は、加熱温度が高いほど短くなる。すなわち、硬化開始温度Ｔ０より少し高い程度の温度で塗布液の温度が維持されるだけでは、硬化速度は極めて遅く、樹脂全体が硬化するまでには相当な時間が必要であるが、硬化開始温度Ｔ０より充分高い温度（たとえば、図３に示す温度Ｔ２）となるように塗布液の温度が維持されると、樹脂全体が硬化するまでにかかる時間を短縮することができる。
【００４２】
また、本発明が用いられる塗布液の特徴として、図３に示す通り硬化開始温度に達するまでは、塗布液の温度が高くなるほど塗布液の粘度は低くなっている。言い換えれば、塗布液の温度が高くなるほど塗布液の流動性が高くなっている。すなわち、温度が硬化開始温度Ｔ０である塗布液の粘度η０は、硬化開始温度Ｔ０より低い温度である塗布液の粘度（たとえば、図３に示す温度Ｔ１における粘度η１）よりも低く、また、硬化開始温度Ｔ０が塗布液の粘度を最も低くする温度となる。これは、モノマーから構成される樹脂が使用されて流動性を持った塗布液に多く見られる傾向である。
【００４３】
次に、乾燥工程における塗布液パターン形状の変化を図４に示す。図４（ａ）は、硬化開始温度Ｔ０に近い温度で乾燥工程を行った場合のものであり、図４（ｂ）は、硬化開始温度Ｔ０よりも充分低い温度で乾燥工程を行った場合のものである。
【００４４】
前述の通り、塗布液が隔壁Ｂに仕切られた塗布領域Ｒに吐出され、塗布液パターンＰが形成された後、この塗布液パターンＰがカラーフィルタの画素となるまでの過程において、従来の技術でも塗布液パターンＰを乾燥させる乾燥工程および塗布液パターンＰを硬化させる硬化工程が含まれており、本発明でも、これらの工程が含まれている。
【００４５】
乾燥工程では、塗布液パターンＰが所定の温度となるように維持され、その間、塗布液パターンＰの中から溶剤が揮発する。この溶剤の揮発は、塗布液パターンＰが硬化していない限り可能であり、塗布液（塗布液パターンＰ）の温度が高いほど活発となる。
【００４６】
したがって、塗布液の温度が硬化開始温度Ｔ０より少し低い程度の状態で塗布液の乾燥が行われるのも可能であるが、従来技術ではそれよりさらに低い温度で乾燥工程が行われており、本発明でも、図３に温度Ｔ１で示したような硬化開始温度Ｔ０より充分低い温度で乾燥工程が実施されている。
【００４７】
これは、乾燥工程中に溶剤が揮発する際のエネルギーによって塗布液パターンＰの表面形状の破壊が生じることがないようにするためである。なお、本発明では、温度Ｔ１のように表面形状の破壊が生じることがないように塗布液パターンＰを乾燥させる温度を溶剤揮発温度と呼ぶ。
【００４８】
ここで、仮に硬化開始温度Ｔ０に近い温度で塗布液の乾燥が行われた場合、溶剤の揮発が活発になりすぎてしまい、揮発の際に塗布液パターンＰの表面にかかるエネルギーも大きくなる。そのため、図４（ａ）に示すように塗布液パターンＰの表面形状に破壊が生じて丸みを帯びていた形状が崩れ、いびつな表明形状になってしまう。このように表面の形状に破壊が生じた場合、後述する熱フロー工程を行ったとしても、塗布液パターンＰの表面を平坦化することが困難である。
【００４９】
これに対し、溶剤揮発温度Ｔ１で乾燥工程が行われた場合、図４（ｂ）に示すように、塗布液パターンＰは表面形状の破壊が生じることなく、丸みを帯びた形状を維持したまま収縮する。
【００５０】
次に、本発明の熱フロー工程における塗布液パターン形状の変化を図５に示す。図５（ａ）は、熱フロー工程前の塗布液パターンＰの形状を示しており、図５（ｂ）は、熱フロー工程中の塗布液パターンＰの形状の変化の様子を示しており、図５（ｃ）は、熱フロー工程完了後の塗布液パターンＰの形状を示している。
【００５１】
先述の通り、塗布液パターンＰの乾燥は、図３に示す温度Ｔ１のように塗布液パターンＰの表面形状の破壊が生じることが無い温度（溶剤揮発温度）で行う。この場合、溶剤揮発後の塗布液パターンＰは粘度が高い（流動性が低い）ため、溶剤の揮発により塗布液パターンＰが収縮しても、図５（ａ）に示すように塗布液パターンＰは吐出直後の丸みを帯びた表面形状を有したままである。この現象は、たとえ塗布液パターンＰの収縮によって隔壁Ｂの上部にハッチングで示したような撥液性を有する部分から塗布液パターンＰが退避したとしても、起こりうる。
【００５２】
従来の液硬化方法では、乾燥工程の直後に塗布液パターンＰの温度を図３で示す温度Ｔ２のような温度にして硬化工程が行われるため、硬化後の塗布液パターンＰも丸まった表面形状を有したままであった。
【００５３】
これに対し、本発明では、乾燥工程後の塗布液パターンＰの温度を硬化開始温度Ｔ０の近傍の温度で所定時間維持する、熱フロー工程をさらに有している。
【００５４】
先述の通り、本発明で用いる塗布液は、硬化開始温度Ｔ０に達するまでは、塗布液の温度が高くなるほど塗布液の粘度は低くなっている（塗布液の温度が高くなるほど塗布液の流動性が高くなっている）。したがって、乾燥工程後に塗布液パターンＰの温度が硬化開始温度Ｔ０の近傍の温度で維持されることにより、塗布液パターンＰを形成する塗布液の粘度が低くなり、流動性を高めることができる。
【００５５】
そして、塗布液の流動性が高まった塗布液パターンＰは、図５（ａ）のように丸まった形状を維持することができなくなり、高い方から低い方への塗布液の流動が生じる。この様子を図５（ｂ）に示している。この塗布液の流動は、乾燥工程による塗布液パターンＰの収縮によって隔壁Ｂの上部にハッチングで示したような撥液性を有する部分から塗布液パターンＰが退避していれば、より顕著に現れる。
【００５６】
このように塗布液パターンＰの温度を硬化開始温度Ｔ０の近傍の温度で所定時間維持した結果、塗布液パターンＰの表面形状は、図５（ｃ）に示すように平坦化されたものとなる。
【００５７】
ここで、硬化開始温度Ｔ０の近傍の温度とは、次の式（１）で表される温度Ｔ０’もしくは式（２）で表される温度Ｔ０’’であるとする。
Ｔ０−１０℃≦Ｔ０’＜Ｔ０  ……（１）
Ｔ０≦Ｔ０’’≦Ｔ０＋５℃  ……（２）
式（１）で表されるように、硬化開始温度Ｔ０未満であり、かつ硬化開始温度Ｔ０に近い範囲内の温度Ｔ０’であれば、塗布液パターンＰを形成する塗布液の粘度は充分低く、本発明の熱フロー工程に期待する塗布液の流動が充分に生じるからである。また、式（２）に表される範囲内の温度Ｔ０’’においては、塗布液パターンＰの硬化も同時に始まる。ただし、前述の通り、硬化開始温度Ｔ０に近い温度においては硬化する速度は極めて遅い。そして、塗布液パターンＰが硬化するまでは式（１）の温度範囲内における塗布液の粘度と同等の粘度であるため、塗布液の流動が充分に生じる。
【００５８】
このような熱フロー工程が乾燥工程の直後に行われることにより、乾燥工程直後と比較して塗布液パターンＰは表面形状が平坦化される。
【００５９】
次に、本発明の液硬化方法における塗布液の温度および粘度と塗布液パターン形状の変化を図６に示す。図６では上から、処理装置、各処理装置内での塗布液温度変化、各処理装置内での塗布液粘度変化、各処理工程が完了した時の塗布液パターンの表面形状を示している。また、このときの熱フロー工程における塗布液温度は、上記式（１）で表した温度Ｔ０’としている。
【００６０】
まず、塗布部５により基板Ｗ上に隔壁Ｂで仕切られた塗布領域Ｒに塗布液が吐出され、塗布液パターンＰが形成される。なお、塗布の工程は通常室温で行われ、塗布液パターンＰを形成する塗布液の粘度は、溶剤を含んでいるため非常に低い状態である。このときの塗布液パターンＰの表面形状は、先述の通り、隔壁Ｂ上部の撥液部の影響を受け、丸まった形状となっている。
【００６１】
次に、基板Ｗは乾燥部２に載置され、乾燥工程が行われる。具体的には、乾燥部２内で塗布液が溶剤揮発温度Ｔ１となるまで加熱され、その状態が所定時間維持される。この乾燥工程により、塗布液パターンＰを形成する塗布液内の溶剤が揮発し、それにともなって塗布液の粘度は高くなる。乾燥工程が完了すると、塗布液の粘度は粘度η１となる。そして、乾燥工程完了後の塗布液パターンＰの表面形状は、先述の通り、依然丸まった形状である。
【００６２】
次に、基板Ｗは熱フロー部３に載置され、熱フロー工程が行われる。具体的には、熱フロー部３内で塗布液が硬化開始温度Ｔ０’まで加熱され、その状態が所定時間維持される。この熱フロー工程により、塗布液パターンＰを形成する塗布液の粘度は、粘度η０まで低くなり、溶剤を含む場合を除いて塗布液がとりうる最も低い粘度となる。このように塗布液の粘度が低くなることにより、塗布液の流動性が高くなるため、熱フロー工程後の塗布液パターンＰの表面形状は、先述の通り、乾燥工程完了直後と比較して平坦化される。
【００６３】
最後に、基板Ｗは硬化部４に載置され、硬化工程が行われる。具体的には、硬化部４内で塗布液が温度Ｔ２まで加熱され、その状態が所定時間維持される。この硬化工程により、塗布液パターンＰは完全に熱硬化する。このとき、先述の通り、温度Ｔ２は高いほど、硬化が完了するまでに必要な時間を短縮することができる。
【００６４】
これらの工程を経て最終的に得られる塗布液パターンＰの表面形状は、熱フロー工程によって塗布液パターンＰが平坦化された影響により、熱フロー工程の無い従来の液硬化方法で得られる塗布液パターンに比べて平坦なものとなっている。
【００６５】
次に、熱フロー工程における塗布液温度が上記式（２）で表した温度Ｔ０’’である場合の本発明の液硬化方法における塗布液の温度および粘度と塗布液パターン形状の変化を図７に示す。
【００６６】
熱フロー部３内における塗布液温度が温度Ｔ０’’である場合、塗布液内の樹脂が徐々に硬化する。ただし、硬化速度は非常に遅いため、粘度η０に近い粘度である状態をしばらくの間確保することが可能である。この時間内に十分な塗布液の流動が生じれば、温度Ｔ０’で熱フロー工程を行った場合と同様に塗布液パターンＰを平坦化することが可能である。また、熱フロー工程の間に少なからず樹脂の硬化が進んでいることから、この後の硬化工程の時間を短縮することが可能である。
【００６７】
次に、本発明の他の実施形態における液硬化装置を図８に示す。
【００６８】
図８に示す液硬化装置１は、図１に示すものと異なり、熱フロー部３が送風ユニット３５を有している。
【００６９】
送風ユニット３５は、載置部３３に載置された基板Ｗと対向する面に送風口３６を有し、図示しないポンプ、ブロアー、圧縮エアなどの送風源より供給された風３７を送風口３６から噴出するものであり、風圧により塗布液パターンＰの表面形状の平坦化を補助する。
【００７０】
ここで、風３７は、乾燥空気に限らず、たとえばＮ２など、塗布液パターンＰとの化学反応を生じない気体であれば、乾燥空気以外であっても構わない。また、風３７の温度は、本実施形態では熱フロー部３内のヒータ３２と同等の温度としているが、硬化開始温度Ｔ０より高い温度としても良い。これにより、塗布液パターンＰの表面形状を平坦化すると同時に、平坦化した塗布液パターンＰの硬化を開始させることもできる。これにより、この後の硬化工程の時間を短縮することが可能となる。
【００７１】
また、本実施形態における液硬化装置１は、図１に示すように乾燥部２、熱フロー部３、および硬化部４が別々の装置として設けられているが、その他の実施形態として、温度制御部を有する一つの加熱装置から形成し、この温度制御部によって装置内温度を切り替えることにより、当該加熱装置を乾燥部２、熱フロー部３、および硬化部４として切り替えて使用する形態をとっても良い。
【００７２】
具体的には、温度制御部により温度制御が可能なヒータを有する１つのチャンバを設ける。その中に基板を入れ、まず、温度制御部によりヒータ温度を溶剤揮発温度Ｔ１とすることにより、乾燥工程を実施する。次に、チャンバに基板を入れたままの状態で、温度制御部によりヒータ温度を上記温度Ｔ０’もしくは温度Ｔ０’’に切り替えて熱フロー工程を実施する。最後に、チャンバに基板を入れたままの状態で、温度制御部によりヒータ温度を上記温度Ｔ２に切り替えて硬化工程を実施する。このような装置構成とすることにより、１つのチャンバのみで乾燥工程から硬化工程までの全ての工程を基板上の塗布液パターンに実施することが可能であり、液硬化装置のサイズを減縮することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、熱硬化性の塗布液に対し、乾燥工程と硬化工程の間に熱フロー工程を行っているが、これを光硬化性の塗布液にも適用することも可能である。
【００７４】
具体的には、図１における硬化部４を硬化開始温度を超える温度に塗布液を加熱する加熱装置から塗布液を硬化させうる光を照射する照射装置に置き換えて、乾燥部２、熱フロー部３、および硬化部４からなる液硬化装置１を形成することも可能である。
【００７５】
光硬化性の塗布液であっても、モノマーから構成される樹脂が使用されて流動性を持っているのであれば、図３に示す温度Ｔ１から温度Ｔ０までの粘度曲線と同様に塗布液の温度が高くなるほど塗布液の流動性が高くなる性質を有しうる。
【００７６】
この場合、乾燥部２において塗布液パターンＰの表面形状に破壊が生じることの無いよう塗布液パターンＰ中の溶剤を揮発させ、次に、熱フロー部３において乾燥部２における加熱温度よりも高い温度で塗布液パターンＰを加熱することによって、塗布液の流動性が高まって塗布液パターンＰの表面形状が平坦化される。そして、光が照射されて塗布液パターンＰが光硬化することにより、硬化が完了した塗布液パターンＰは平坦な形状を有することが可能となる。
【００７７】
なお、光硬化性の塗布液を扱う場合には、塗布液に溶剤を添加させるまでもなく粘度がインクジェット塗布することが可能な程度に十分低いことがあり、その場合には本発明における乾燥工程は実施されない。この場合であっても、温度が高くなるほど流動性が高くなる性質を塗布液が有しているのであれば、光を照射して塗布液を硬化させる前に塗布液を加熱する手段は、平坦な形状の塗布液パターンを得るために有効な手段である。
【００７８】
具体的には、塗布された後の塗布液を加熱させて流動性を高めることにより、塗布液パターンの表面形状が平坦化される。そして、その後に光を照射して塗布液パターンを硬化させることにより、硬化が完了した塗布液パターンは、塗布後に加熱しない場合と比較して平坦な形状を有する。
【００７９】
次に、本発明の実施例を示す。
［実施例］
ガラス基板上に格子状に配置されたブラックマトリクス開口部にインクジェット法で着色インクを適量塗布した。その後、塗布したガラス基板を乾燥工程として８０℃のホットプレート上に載置し、１８０秒間乾燥させた。次に、熱フロー工程として１５０℃のホットプレート上にガラス基板を載置し、３０分間熱フロー状態を保持した後、最後に硬化工程として２３０℃のホットプレート上にガラス基板を載置し、３０分間の硬化を実施した。
［比較例］
ガラス基板上に格子状に配置されたブラックマトリクス開口部にインクジェット法で着色インクを適量塗布した。その後、塗布したガラス基板を乾燥工程として８０℃のホットプレート上に載置し、１８０秒間乾燥させた。次に、硬化工程として２３０℃のホットプレート上にガラス基板を載置し、３０分間の硬化を実施した。
【００８０】
上記の実施例および比較例で得られた塗布液パターンについて、１つの塗布液パターンの中での厚みムラ（最大値と最小値との差）を測定したところ、実施例で０．３μｍ、比較例で１．０μｍとなっており、熱フロー工程が行われることによって厚みムラが改善し、平坦化の効果が得られていた。
【００８１】
以上に示した液硬化方法および液硬化装置により、表面形状が平坦化された塗布液パターンを得ることが可能である。
【００８２】
なお、上記の内容は、カラーフィルタの製造だけでなく、たとえば有機ＥＬなど、隔壁で仕切られた塗布領域内に液滴を塗布する他の技術にも適用可能である。
【００８３】
また、本発明の液硬化方法の実施対象である塗布液パターンの形成方法は、インクジェット法によるものに限らず、フォトリソグラフィ法、印刷法などにより形成したものであっても構わない。
【符号の説明】
【００８４】
１  液硬化装置
２  乾燥部
３  熱フロー部
４  硬化部
５  塗布部
２１  筐体
２２  ヒータ
２３  載置部
２４  シャッター
３１  筐体
３２  ヒータ
３３  載置部
３４  シャッター
３５  送風ユニット
３６  送風口
３７  風
４１  筐体
４２  ヒータ
４３  載置部
４４  シャッター
５１  吐出ユニット
５２  載置部
Ｂ  隔壁
Ｐ  塗布液パターン
Ｒ  塗布領域
Ｗ  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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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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