(57)【要約】 【課題】  簡単に、かつ効率的に膜厚むらを発生させることなく部分的に薄膜を形成することができる部分的薄膜形成方法を提供する。【解決手段】  固形成分と固化成分と溶媒とを含む薄膜形成材料１５ａを基板１１上に部分的に滴下し、滴下された薄膜形成材料１５から溶媒を除去し、溶媒除去によって流動性が低下した薄膜形成材料１５中の固化成分を軟化させ、その後  軟化させた固化成分を固化させることによって、フィルタ膜１３中の欠陥除去部分１４に部分的に薄膜を形成し、液晶パネル用カラーフィルタを修復する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも固化成分と溶媒とを含む薄膜形成材料を基板上に部分的に滴下し、滴下した薄膜形成材料から溶媒を除去するとともに固化成分を固化することによって薄膜を形成する薄膜の部分的形成方法において、
薄膜形成材料を基板上に部分的に滴下する滴下工程と、
滴下された薄膜形成材料から溶媒を除去する溶媒除去工程と、
溶媒除去によって流動性が低下した薄膜形成材料中の固化成分を軟化させる軟化工程と、
軟化させた固化成分を固化させる固化工程とを含むことを特徴とする薄膜の部分的形成方法。
【請求項２】
滴下工程において、
薄膜形成材料が滴下される基板上の部分が凹所に形成され、
凹所の内面は、基板上の凹所の内面以外の部分よりも薄膜形成材料に対する濡れ性が高くなるように予め処理されることを特徴とする請求項１記載の薄膜の部分的形成方法。
【請求項３】
凹所内面の薄膜形成材料に対する濡れ性を高くする処理は、
凹所内面に紫外（ＵＶ）光を照射することによって行われることを特徴とする請求項２記載の薄膜の部分的形成方法。
【請求項４】
凹所内面の薄膜形成材料に対する濡れ性を高くする処理は、
凹所内面と凹所内面以外の部分とを含む領域に薄膜形成材料に対する濡れ性を低くする表面処理を行う工程と、
凹所内面のみ濡れ性が低下した表面処理部分を除去する工程とを含むことを特徴とする請求項２記載の薄膜の部分的形成方法。
【請求項５】
薄膜形成材料に対する濡れ性を低くする表面処理が、
薄膜形成材料に対する濡れ性の悪い材料を塗布することによって行われることを特徴とする請求項４記載の薄膜の部分的形成方法。
【請求項６】
薄膜形成材料に対する濡れ性を低くする表面処理が、
フッ素を含むガスによるプラズマ処理によって行われることを特徴とする請求項４記載の薄膜の部分的形成方法。
【請求項７】
濡れ性が低下した表面処理部分を除去する工程は、
紫外（ＵＶ）レーザ光を照射することによって行われることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１つに記載の薄膜の部分的形成方法。
【請求項８】
軟化工程は、
薄膜形成材料に溶媒を付与することによって行われることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の薄膜の部分的形成方法。
【請求項９】
軟化工程は、
薄膜形成材料を加熱することによって行われることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の薄膜の部分的形成方法。
【請求項１０】
薄膜形成材料に含まれる固化成分は、
固化後の全体積に対して３０体積％以上含有されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の薄膜の部分的形成方法。
【請求項１１】
固化成分が、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の部分的薄膜形成方法。
【請求項１２】
固化成分が、紫外線硬化樹脂であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の薄膜の部分的形成方法。
【請求項１３】
薄膜に発生する欠陥部分を除去し、
該除去部分に前記請求項１〜１２のいずれか１つの薄膜の部分的形成方法によって部分的に薄膜を修復することを特徴とする薄膜の部分的欠陥修復方法。
【請求項１４】
前記請求項１３記載の薄膜の部分的欠陥修復方法によって、欠陥部分が修復されることを特徴とする液晶パネル用カラーフィルタ。
【請求項１５】
基板上に形成される薄膜に発生する欠陥部分を部分的に修復する薄膜の欠陥修復装置において、
薄膜に発生する欠陥部分を除去する欠陥除去手段と、
固形成分と固化成分と溶媒とを含む薄膜形成材料を欠陥除去部分に滴下する滴下手段と、
滴下された薄膜形成材料から溶媒を除去する溶媒除去手段と、
溶媒が除去されることによって流動性が低下した薄膜形成材料中の固化成分を軟化させる軟化手段とを含むことを特徴とする薄膜の欠陥修復装置。
【請求項１６】
軟化手段が、
滴下された薄膜形成材料に対して溶媒を付与する溶媒付与装置であることを特徴とする請求項１５記載の薄膜の欠陥修復装置。
【請求項１７】
軟化手段が、
滴下された薄膜形成材料を加熱する加熱装置であることを特徴とする請求項１５記載の薄膜の欠陥修復装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜の部分的形成方法および薄膜の部分的欠陥修復方法ならびに薄膜の欠陥修復装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に薄膜を形成する方法の一つとして、固化成分を含む液体状の薄膜形成材料を基板上に滴下し、滴下された薄膜形成材料を固化させることによって薄膜を形成する薄膜形成方法が知られている。基板上に液体状の薄膜形成材料を滴下し固化させる方法によれば、薄膜形成材料の滴下面積を調整することによって、自在な大きさの薄膜を形成することができる。
【０００３】
したがって、微小量の液体状薄膜形成材料を、部分的な領域に対して選択的に滴下すれば薄膜を部分的な領域にのみ形成することができる。微小量の薄膜形成材料を滴下する方法としては、インクジェット方式、ディスペンサ方式などが挙げられるけれども、これらの方法は、滴下することができる薄膜形成材料の粘度、表面張力等の物性値に制限があり、たとえば硬化性樹脂等の固化成分そのもののみを滴下することは困難である。
【０００４】
液体状の薄膜形成材料を、たとえばインクジェット方式で滴下可能にするために、薄膜形成材料の成分である固形成分と固化成分とを溶媒で希釈し、物性値を調整することによって滴下を可能にする方法が採られている。滴下された薄膜形成材料から乾燥によって溶媒を除去し、固形成分および固化成分のみを残し、この状態で固化成分を固化させることによって部分的に薄膜を形成することができる。
【０００５】
このような薄膜を部分的に形成する方法は、薄膜の修復に用いられている。特に、パーソナルコンピュータおよび携帯電話の液晶ディスプレイ、また液晶テレビジョンのパネルディスプレイに利用される薄膜の一種である液晶パネル用カラーフィルタは、画素の精細化とコストダウンとを両立させることが求められているので、カラーフィルタに欠陥が生じた場合でも廃棄することなく、薄膜を部分的に形成することによって欠陥部分を修復して製品化することが行われている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１では、カラーフィルタの欠陥部をレーザ光で除去し、該除去部分に修正インクを滴下し、滴下した修正インクを硬化、収縮させて部分的に薄膜を形成し、カラーフィルタを修復する。
【０００７】
しかしながら、修正インクのような溶媒を含む薄膜形成材料を微小量滴下し、溶媒を除去し、残る固化成分を固化させて部分的に薄膜を形成する方法においては、形成された薄膜の膜厚が均一にならないという問題がある。
【０００８】
図８は、従来技術によって部分的に形成された薄膜を示す断面図である。図８では、基板１上に形成されたカラーフィルタ２を示す。カラーフィルタ２は、ブラックマトリックス３の間にフィルタ薄膜４が形成され、さらにフィルタ薄膜４中に部分的に薄膜５が形成された状態を示す。
【０００９】
部分的な薄膜５の形成に用いられる固化成分は、単体では粘度、表面張力が大きいものが多く、インクジェット方式、ディスペンサ方式による滴下に適していないので、溶媒による希釈を必要とする。
【００１０】
このような溶媒で希釈された薄膜形成材料は、滴下された後、薄膜形成材料に含まれる溶媒が気化蒸発、すなわち乾燥する過程において、滴下された薄膜形成材料の周縁部における蒸発が、中央部における蒸発よりも速くなるので、滴下された薄膜形成材料の中で中央部から周縁部へ向う流れが発生し、固形成分および固化成分が周縁部に堆積する現象が起こる。このような現象が起こることによって、滴下された薄膜形成材料、すなわち部分的に形成される薄膜は、周縁部で膜厚が厚くなり、中心部付近で膜厚が薄くなるという膜厚むらが発生する。
【００１１】
薄膜に生じた膜厚むらは、たとえば液晶パネル用カラーフィルタにおいて生じたものであれば、色味の不均一性、光透過の不均一性等に繋がるので、薄膜およびそれを用いる装置の性能を低下させる原因となる。
【００１２】
このような問題を解決する従来技術として、カラーフィルタの欠陥部を含む領域を除去し、除去領域に着色インクを塗布し、塗布した着色インクを硬化させる前に、カラーフィルタを形成する基板に振動または加速を与えて塗布部の膜厚を均一化することが提案されている（特許文献２参照）。しかしながら、特許文献２に開示される技術では、基板に振動または加速を与える駆動系を備える装置を必要とし、装置構成が複雑化しまた大型化するという問題がある。
【００１３】
また膜厚むらの発生を防止するもう一つの従来技術として、カラーフィルタの欠陥部を修正する方法において、修正用の塗布材を塗布するに際し、塗布部を所定のピッチだけ位置をずらして複数回塗布することが提案されている（特許文献３参照）。しかしながら、特許文献３に開示される技術では、１箇所の欠陥部修正にあたって、複数回繰返し塗布しなければならないので、修正工程の実行に要する時間が長くなり、生産効率を低下させるという問題がある。
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−６６４１８号公報
【特許文献２】特開２００３−４３２３６号公報
【特許文献３】特開２００４−１３１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、簡単に、かつ効率的に膜厚むらを発生させることなく部分的に薄膜を形成することができる薄膜の部分的形成方法および該方法を用いる薄膜の部分的欠陥修復方法を提供することである。
【００１６】
また本発明のもう一つの目的は、簡易な構成で効率的に、膜厚むらを発生させることなく部分的に薄膜を修復することができる薄膜の欠陥修復装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、少なくとも固化成分と溶媒とを含む薄膜形成材料を基板上に部分的に滴下し、滴下した薄膜形成材料から溶媒を除去するとともに固化成分を固化することによって薄膜を形成する薄膜の部分的形成方法において、
薄膜形成材料を基板上に部分的に滴下する滴下工程と、
滴下された薄膜形成材料から溶媒を除去する溶媒除去工程と、
溶媒除去によって流動性が低下した薄膜形成材料中の固化成分を軟化させる軟化工程と、
軟化させた固化成分を固化させる固化工程とを含むことを特徴とする薄膜の部分的形成方法である。
【００１８】
また本発明は、滴下工程において、
薄膜形成材料が滴下される基板上の部分が凹所に形成され、
凹所の内面は、基板上の凹所の内面以外の部分よりも薄膜形成材料に対する濡れ性が高くなるように予め処理されることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、凹所内面の薄膜形成材料に対する濡れ性を高くする処理は、凹所内面に紫外（ＵＶ）光を照射することによって行われることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、凹所内面の薄膜形成材料に対する濡れ性を高くする処理は、
凹所内面と凹所内面以外の部分とを含む領域に薄膜形成材料に対する濡れ性を低くする表面処理を行う工程と、
凹所内面のみ濡れ性が低下した表面処理部分を除去する工程とを含むことを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、薄膜形成材料に対する濡れ性を低くする表面処理が、薄膜形成材料に対する濡れ性の悪い材料を塗布することによって行われることを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、薄膜形成材料に対する濡れ性を低くする表面処理が、フッ素を含むガスによるプラズマ処理によって行われることを特徴とする。
【００２３】
また本発明は、濡れ性が低下した表面処理部分を除去する工程は、紫外（ＵＶ）レーザ光を照射することによって行われることを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、軟化工程が、薄膜形成材料に溶媒を付与することによって行われることを特徴とする。
【００２５】
また本発明は、軟化工程が、薄膜形成材料を加熱することによって行われることを特徴とする。
【００２６】
また本発明は、薄膜形成材料に含まれる固化成分が、固化後の全体積に対して３０体積％以上含有されることを特徴とする。
【００２７】
また本発明は、固化成分が、熱硬化性樹脂であることを特徴とする。
また本発明は、固化成分が、紫外線硬化樹脂であることを特徴とする。
【００２８】
また本発明は、薄膜に発生する欠陥部分を除去し、該除去部分に前記いずれかの部分的薄膜形成方法によって部分的に薄膜を修復することを特徴とする薄膜の部分的欠陥修復方法である。
【００２９】
また本発明は、前記の薄膜の部分的欠陥修復方法によって、欠陥部分が修復されることを特徴とする液晶パネル用カラーフィルタである。
【００３０】
また本発明は、基板上に形成される薄膜に発生する欠陥部分を部分的に修復する薄膜の欠陥修復装置において、
薄膜に発生する欠陥部分を除去する欠陥除去手段と、
固形成分と固化成分と溶媒とを含む薄膜形成材料を欠陥除去部分に滴下する滴下手段と、
滴下された薄膜形成材料から溶媒を除去する溶媒除去手段と、
溶媒が除去されることによって流動性が低下した薄膜形成材料中の固化成分を軟化させる軟化手段とを含むことを特徴とする薄膜の欠陥修復装置である。
【００３１】
また本発明は、軟化手段が、滴下された薄膜形成材料に対して溶媒を付与する溶媒付与装置であることを特徴とする。
【００３２】
また本発明は、軟化手段が、滴下された薄膜形成材料を加熱する加熱装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、少なくとも固化成分と溶媒とを含む薄膜形成材料を基板上に部分的に滴下し、滴下した薄膜形成材料から溶媒を除去するとともに固化成分を固化することによって薄膜を形成する薄膜の部分的形成方法において、溶媒除去によって流動性が低下した薄膜形成材料中の固化成分を軟化させ、その後軟化させた固化成分を固化させることが実行される。このように、溶媒除去によって流動性を失った薄膜形成材料を軟化させることによって、薄膜形成材料自身の表面張力の作用で、周縁部と中央部とにおける薄膜形成材料の堆積量の差が解消されるので、膜厚むらを生じることなく部分的に薄膜を形成することが可能になる。
【００３４】
また本発明によれば、滴下工程において、薄膜形成材料が滴下される基板上の部分が凹所に形成され、凹所の内面は、基板上の凹所の内面以外の部分よりも薄膜形成材料に対する濡れ性が高くなるように予め処理されるので、凹所内面を構成する側壁面の上端部まで薄膜形成材料で濡らすことができ、再度軟化させる際、凹所以外の周辺との段差すなわち膜厚むらを一層小さくすることが可能になる。
【００３５】
また本発明によれば、凹所内面の薄膜形成材料に対する濡れ性を高くする処理は、凹所内面に紫外（ＵＶ）光を照射することによって行われる。ＵＶ光は、凹所内面に対して機械的および化学的作用を及ぼすことができるので、たとえば薄膜の欠陥除去部分である凹所の内面の濡れ性を容易に高めることができる。
【００３６】
また本発明によれば、凹所内面の薄膜形成材料に対する濡れ性を高くする処理は、凹所内面と凹所内面以外の部分とを含む領域に薄膜形成材料に対する濡れ性を低くする表面処理を行う工程と、凹所内面のみ濡れ性が低下した表面処理部分を除去する工程とを含むので、凹所内面の相対的な濡れ性向上を確実に実現することができる。
【００３７】
また本発明によれば、薄膜形成材料に対する濡れ性を低くする表面処理が、薄膜形成材料に対する濡れ性の悪い材料を塗布することによって行われる。このように、凹所内面とそれ以外の部分との濡れ性の差異を出すために、凹所内面とそれ以外の部分とを含む領域に、薄膜形成材料に対する濡れ性の悪い材料を塗布して一旦濡れ性を低くするという工程が容易に実現される。
【００３８】
また本発明によれば、薄膜形成材料に対する濡れ性を低くする表面処理が、フッ素を含むガスによるプラズマ処理によって行われる。このように、凹所内面とそれ以外の部分との濡れ性の差異を出すために、凹所内面とそれ以外の部分とを含む領域に、フッ素を含むガスによるプラズマ処理を行うことによって、一旦濡れ性を低くするという工程が確実かつ容易に実現される。
【００３９】
また本発明によれば、濡れ性が低下した表面処理部分を除去する工程は、紫外（ＵＶ）レーザ光を照射することによって行われるので、凹所内面の表面処理部分のみを精度よく確実に除去することができる。
【００４０】
また本発明によれば、軟化工程は、薄膜形成材料に溶媒を付与すること、または薄膜形成材料を加熱することによって行われるので、簡単な手法で滴下された薄膜形成材料の軟化を実現することができる。なお、固化成分が、溶媒蒸気の暴露により膨潤して流動性が得られる場合、液状溶媒の付与に限定されることなく、蒸気状溶媒の付与でも薄膜形成材料の軟化を実現することができる。
【００４１】
また本発明によれば、薄膜形成材料に含まれる固化成分が、固化後の全体積に対して３０体積％以上含有されるので、固形成分と固化成分との混合物が、特に軟化工程において流動性を確実に発現することができる。
【００４２】
また本発明によれば、固化成分として熱硬化性樹脂または紫外線硬化樹脂が用いられるので、薄膜形成材料は滴下されるまでは液体状態が維持され、滴下後に硬化させることが可能であり、硬化によって固形成分を基板に確実に固着させることができる。
【００４３】
また本発明によれば、薄膜に発生する欠陥部分を除去し、該除去部分に部分的薄膜形成方法を適用して部分的に薄膜形成することによって、均一な膜厚と高い品質を有する修復薄膜を得ることができる。
【００４４】
また本発明によれば、欠陥部分が均一な膜厚の薄膜で修復された液晶パネル用カラーフィルタが得られる。たとえば、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）それぞれが成膜されている薄膜の欠陥箇所を除去し、該除去部を部分的薄膜修復することによって、欠陥が精度良く修復された高品質の液晶パネル用カラーフィルタを得ることができる。
【００４５】
また本発明によれば、簡易な構成で効率的に、膜厚むらを発生させることなく部分的に薄膜を修復することができる薄膜の欠陥修復装置が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
本発明は、少なくとも固化成分と溶媒とを含む薄膜形成材料を基板上に部分的に滴下し、滴下した薄膜形成材料から溶媒を除去するとともに固化成分を固化することによって薄膜を形成する薄膜の部分的形成方法であり、薄膜形成材料を基板上に部分的に滴下する滴下工程と、滴下された薄膜形成材料から溶媒を除去する溶媒除去工程と、溶媒除去によって流動性が低下した薄膜形成材料中の固化成分を軟化させる軟化工程と、軟化させた固化成分を固化させる固化工程とを含むものである。
【００４７】
以下、本発明の薄膜の部分的形成方法を、液晶パネル用カラーフィルタの部分的欠陥修復に適用する場合について例示し、詳細に説明する。
【００４８】
図１は、液晶パネル用カラーフィルタ１０の構成を示す平面図である。液晶パネル用カラーフィルタ１０（以後、単にカラーフィルタと呼ぶことがある）は、たとえばガラス基板１１上に格子状に形成されるブラックマトリックス１２と、ブラックマトリックス１２によって区切られた領域に形成されるレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）それぞれのカラーパターンであるフィルタ薄膜１３とを含んで構成される。このようなカラーフィルタ１０は、その製造過程において、塵埃などの異物が付着することによって、膜厚異常やフィルタ薄膜１３が部分的に所定のカラー薄膜で充填されていない、いわゆる白ぬけなどの欠陥を生じることがある。
【００４９】
図２は、カラーフィルタ１０に生じた欠陥部分を除去した状態を示す平面図である。カラーフィルタ１０のフィルタ薄膜１３に欠陥が生じたとき、該欠陥部分を除去して除去部分１４を形成する。欠陥部分の除去には、たとえばレーザ照射装置などが用いられる。レーザ照射装置としては、特に限定されるものではないけれども、固体レーザのＹＡＧレーザ、気体レーザのエキシマレーザなどが好適に用いられる。欠陥部分にレーザ照射装置によってレーザ光を照射して欠陥を除去した除去部分１４を形成し、この除去部分１４に対して薄膜の部分的形成方法を用いてカラーフィルタ１０の修復が行われる。
【００５０】
図３は、本発明の薄膜の部分的形成方法の実施態様を示す断面図である。以下図３を参照して薄膜の部分的形成方法の各工程について説明する。
【００５１】
図３（ａ）は、薄膜形成材料１５を基板１１上に部分的に滴下する滴下工程を示す。薄膜形成材料１５は、たとえばインクジェット装置により液滴１５ａとして除去部分１４に向けて滴下される。薄膜形成材料１５は、たとえばインクジェット装置によって液滴１５ａとして吐出可能なように固形成分と固化成分と溶媒とを含んで構成される。
【００５２】
固形成分としては、カラーフィルタ１０の修復に用いられる場合、顔料などが用いられる。顔料としては、たとえば有機顔料、無機顔料、加工顔料などが挙げられる。
【００５３】
固化成分としては、熱硬化性樹脂または紫外線硬化樹脂が好適に用いられる。熱硬化性樹脂または紫外線硬化樹脂は、硬化処理を行う前は液体状態が維持されるので、滴下工程および軟化工程において薄膜形成材料１５を液体状に維持する上で適している。
【００５４】
この固化成分は、固化成分と固形成分とを全体とする体積に対して、３０体積％以上含有されることが好ましい。固形成分の粒子が球状に近い形状をしている場合、球状粒子が最密に堆積した状態の充填率が約７０体積％であるので、粒子が７０体積％以下の充填率になるように、換言すれば固化成分が３０体積％以上になるように粒子間の空間を固化成分で満たすことによって、薄膜形成材料１５が液体材料として流動性を発現することができるからである。特に、溶媒除去後の軟化工程においては、液体成分でもある固化成分の体積比（固化成分／（固化成分＋固形成分））が３０体積％未満では、固化成分自体の粘度が充分に小さくとも、薄膜形成材料が全体として流動性を発現しにくいので、その表面張力を作用させて形状を変形することができなくなる。したがって、固化成分の含有割合（体積比）を３０体積％以上とした。
【００５５】
固化成分の含有割合は、その上限が特に限定されるものではないけれども、７０体積％以下であることが望ましい。
【００５６】
上記のように、薄膜形成材料に含まれる固化成分であり、硬化処理を受けるまでは液体である固化成分の含有割合は、大きい方が薄膜形成材料の流動性を発現させ易い。しかしながら、薄膜の部分的修復における固化成分の役割は、固形成分である顔料を基板へ固着させることにあり、修復後の薄膜としての機能に必要とされるのは固形成分である。したがって、固化成分の含有割合が多く、固形成分の含有割合が少ない薄膜形成材料で修復しようとすると、修復箇所の固形成分濃度を健全部と同等にするためには、多量の薄膜形成材料を滴下しなければならない。このことは、滴下工程の所要時間を長くするので、薄膜修復のタクトタイムが長くなることを意味する。また修復部分に滴下できる薄膜形成材料の体積には限りがあるので、過度に固化成分の含有割合を大きくすることはできない。したがって、上限を好ましくは７０体積％とした。
【００５７】
溶媒としては、たとえば有機溶媒であるジエチレングリコール、酢酸ブチルカルビトールなどが好適に用いられる。
【００５８】
図３（ｂ）は、基板１１上に滴下された薄膜形成材料１５から溶媒を除去する溶媒除去工程を示す。溶媒の除去は、薄膜形成材料１５から溶媒を気化蒸発させる乾燥によって行われる。この溶媒除去は、加熱手段であるたとえばホットプレートを用いて基板１１とともに薄膜形成材料を１００℃程度に加熱して行われてもよく、また自然乾燥であってもよく、また基板１１とカラーフィルタ１３とをチャンバなどに収容し、チャンバ内雰囲気を減圧して乾燥させる減圧乾燥であってもよい。
【００５９】
この溶媒除去工程において、前述したように、滴下された薄膜形成材料１５の周縁部１６における蒸発が、中央部１７における蒸発よりも速くなるので、滴下された薄膜形成材料１５の中で中央部１７から周縁部１６へ向う流れが発生し、固形成分および固化成分が周縁部１６に堆積する現象が起こる。このまま固化成分の硬化処理を行うと、膜厚むらが発生するので、本発明の薄膜の部分的形成方法では、図３（ｃ）に示す軟化工程を行うことを特徴とする。
【００６０】
軟化工程は、溶媒除去によって流動性が低下した薄膜形成材料１５に対して溶媒を付与することによって行われる。薄膜形成材料１５に対する溶媒の付与は、たとえば溶媒を吐出させることのできるインクジェット装置を用いることによって実現される。
【００６１】
軟化工程において、インクジェット装置から薄膜形成材料に付与される溶媒の量は、当初に薄膜形成材料が生成されたとき、薄膜形成材料が含んでいた溶媒の量よりも少ない量が選択される。
【００６２】
軟化工程において付与される溶媒の量が過剰であると、流動性が充分に発現するけれども、その溶媒の蒸発過程で再び膜厚のばらつきが発生するおそれがあるからである。したがって、軟化工程において付与される溶媒の量は、薄膜形成材料が流動性を発現する最小限であることが望ましい。このようにして選択された量の溶媒が付与された薄膜形成材料の粘度は、変形可能な程度ではあるけれども、インクジェットによる滴下が可能である程には小さくないので、当初から軟化工程における固化成分と固形成分と溶媒との含有割合の薄膜形成材料を滴下することはできない。
【００６３】
なお、上記の実施態様では、溶媒除去して乾燥させた薄膜形成材料を軟化させるために溶媒のみを直接滴下する。この目的は、薄膜形成材料が、その表面張力により変形できる程度の粘度まで軟化させることである。したがって、合目的であれば、溶媒のみを直接滴下させることに限定されることなく、薄膜形成材料が溶媒の蒸気により軟化する場合、薄膜形成材料を蒸気に暴露する等の方法によって軟化させるようにしてもよい。
【００６４】
また、軟化工程は、溶媒付与に限定されることなく、薄膜形成材料１５を加熱することによって行われてもよい。加熱によって薄膜形成材料１５を軟化させる場合、加熱は、上記のホットプレートの加熱温度を、溶媒除去工程よりも高い、たとえば２００℃とすることによって実現される。
【００６５】
このような軟化工程を行うことによって、薄膜形成材料１５が、滴下工程における流動性に比較すると小さな流動性であるけれども、自由に変形できる程度の流動性を有するようになるので、薄膜形成材料１５自身の表面張力の作用によって、表面積が小さくなるように、すなわち膜厚差が解消するように変形する。
【００６６】
この軟化工程を行った後、熱硬化または紫外線硬化処理を施し、固化成分を固化させることによって、膜厚むらが解消された状態で、部分的薄膜が固化形成される。
【００６７】
なお、本発明の薄膜の部分的形成方法を、カラーフィルタ１０の欠陥を除去した除去部分１４の薄膜形成に用いることによって、欠陥部が修復されたカラーフィルタ１０も本発明の一実施形態である。
【００６８】
図４は、本発明における薄膜の部分的形成方法のもう一つの実施態様を示す断面図である。本発明における薄膜の部分的形成方法のもう一つの実施態様は、滴下工程において、薄膜形成材料が滴下される基板１１上の部分が凹所１４、すなわち上記の除去部分１４のように形成され、凹所１４（ここでは、除去部分１４に等しいので以後除去部分１４と呼ぶ）の内面は、基板上の除去部分１４の内面以外の部分よりも薄膜形成材料に対する濡れ性が高くなるように、予め紫外（ＵＶ）光３１を照射する処理が施されることを特徴とする。
【００６９】
除去部分１４の内面にのみＵＶ光３１を照射する処理は、除去部分１４以外のカラーフィルタ１０の表面をマスク３２によって覆った状態で、光源からカラーフィルタ１０に対してＵＶ光３１を出射することによって実現できる。ＵＶ光３１を出射する光源としては、たとえばエキシマレーザが好適に用いられる。
【００７０】
ＵＶ光３１は、除去部分１４の内面に対して機械的および化学的作用を及ぼすことができるので、除去部分１４の内面の濡れ性を容易に高めることができる。特に凹所を形成する除去部分１４の側壁を構成する面１４ａ（以後側壁面１４ａと呼ぶ）の濡れ性が高められることによって、滴下される薄膜形成材料１５が、側壁面１４ａの上端部１４ｂまで濡れて除去部分１４を充分に充填することができる。滴下工程に先立って予めＵＶ光３１による照射処理が施された除去部分１４は、前述の滴下工程、溶媒除去工程および軟化工程を経て薄膜の部分的形成が行われる。
【００７１】
図５は、ＵＶ光による照射処理が行われた除去部分１４に対して薄膜の部分的形成が行われた状態を示す断面図である。前述のようにＵＶ光３１の照射によって除去部分１４の濡れ性を、除去部分以外の部分よりも高くなるようにした場合、薄膜形成材料を滴下し、溶媒除去し、その後軟化させる工程において、凹所である除去部分１４は、その側壁面１４ａの上端部１４ｂまで薄膜形成材料で濡れているので、溶媒滴下または加熱による軟化時に、側壁面１４ａの上端部１４ｂを支点としてその表面積を最小にするように変形する。したがって、図５に示すように、除去部分１４に薄膜形成材料１５が充填されて形成された部分的薄膜部分と、それ以外の部分との段差、すなわち膜厚むらが一層小さくなり、たとえば０．５μｍ以下に抑制される。
【００７２】
図６は、本発明における薄膜の部分的形成方法のさらにもう一つの実施態様を示す断面図である。本実施態様では、前述の実施態様と同様に、滴下工程に先立ち、凹所である除去部分１４の内面が、基板１１上の除去部分１４の内面以外の部分よりも薄膜形成材料に対する濡れ性が高くなるように予め処理される。
【００７３】
本実施態様において注目すべきは、除去部分１４の内面の薄膜形成材料に対する濡れ性を高くする処理が、除去部分１４の内面と除去部分１４の内面以外の部分とを含む領域に薄膜形成材料に対する濡れ性を低くする表面処理を行う工程と、除去部分１４の内面のみ濡れ性が低下した表面処理部分を除去する工程とを含むことである。
【００７４】
図６に示す薄膜の部分的形成方法のさらにもう一つの実施態様では、薄膜形成材料に対する濡れ性を低くする表面処理が、除去部分１４の内面と除去部分１４の内面以外の部分とを含む領域に、薄膜形成材料に対する濡れ性の悪い材料を塗布することによって行われる。
【００７５】
図６（ａ）は、カラーフィルタ１０の除去部分１４の内面と除去部分１４の内面以外の部分とを含む領域に、薄膜形成材料に対する濡れ性の悪い材料を塗布して濡れ性低下層３３を形成した状態を示す。薄膜形成材料に対する濡れ性の悪い材料としては、たとえばフッ素含有樹脂、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。
【００７６】
薄膜形成材料に対する濡れ性の悪い材料のカラーフィルタ１０への塗布方法は、特に限定されるものではなく、材料の特性に応じて各方式が用いられてよいけれども、インクジェット方式またはディスペンサ方式などが好適に用いられる。
【００７７】
図６（ｂ）は、除去部分１４の内面のみ濡れ性が低下した表面処理部分を除去する工程を説明する図である。本実施態様における濡れ性が低下した表面処理部分を除去部分１４の内面から除去する工程は、除去部分１４の内面上に形成された濡れ性低下層３３に対して紫外（ＵＶ）レーザ光３１を照射することによって行われる。
【００７８】
除去部分１４の内面上に形成された濡れ性低下層３３にのみＵＶレーザ光３１を照射する処理は、除去部分１４以外のカラーフィルタ１０の表面に形成された濡れ性低下層３３をマスク３２によって覆った状態で、光源からカラーフィルタ１０に対してＵＶレーザ光３１を出射することによって実現できる。
【００７９】
照射されるＵＶレーザ光３１の機械的および化学的作用によって、除去部分１４の内面上に形成された濡れ性低下層３３が除去される。図６（ｃ）は、除去部分１４の内面のみ濡れ性低下層３３が除去された状態を示す。濡れ性低下層３３が除去された除去部分１４の内面の薄膜形成材料に対する濡れ性は、濡れ性低下層３３が残存している他の部分に比べて高くなる。
【００８０】
このように、滴下工程に先立って除去部分１４の内面に対して予め薄膜形成材料に対する濡れ性を高める処理が施されたカラーフィルタ１０に対して、前述の滴下工程、溶媒除去工程および軟化工程を経て薄膜の部分的形成が行われる。薄膜の部分的形成が行われたカラーフィルタ１０は、前述の図５と同様に、除去部分１４に薄膜形成材料１５が充填されて形成された部分的薄膜部分と、それ以外の部分との段差、すなわち膜厚むらが一層小さくなり、たとえば０．５μｍ以下に抑制される。
【００８１】
本実施態様では、図６（ａ）に示すように、薄膜形成材料に対する濡れ性を低くする表面処理が、除去部分１４の内面と除去部分１４の内面以外の部分とを含む領域に、薄膜形成材料に対する濡れ性の悪い材料を塗布することによって行われるけれども、これに限定されることなく、他の方法が用いられてもよい。
【００８２】
たとえば、薄膜形成材料に対する濡れ性を低くする表面処理が、フッ素を含むガスによるプラズマ処理によって行われてもよい。滴下工程へ投入する前の除去部分１４が形成されたカラーフィルタ１０を、たとえばプラズマＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition：ＰＣＶＤ）装置のチャンバ内へ装入し、同チャンバ内にフッ素（Ｆ）ガス、四フッ化メタン（ＣＦ４）ガスまたは三フッ化メタン（ＣＨＦ３）ガスなどと不活性ガスとを導入し、たとえば２極放電によってフッ素を励起活性種と成し、活性化したフッ素とカラーフィルタ１０の表面層とを反応させて薄膜形成材料に対する濡れ性の低い表面処理層を形成する。
【００８３】
次いで、薄膜形成材料に対する濡れ性の低い表面処理層が形成されたカラーフィルタ１０をＰＣＶＤ装置のチャンバから取出し、除去部分１４以外のカラーフィルタ１０の表面に形成された濡れ性の低い表面処理層をマスクによって覆った状態で、光源からカラーフィルタ１０に対してＵＶレーザ光を出射する。このことによって、除去部分１４の内面の薄膜形成材料に対する濡れ性を、除去部分１４の内面以外の部分よりも高くすることができる。この薄膜形成材料に対する濡れ性が高くなるように処理された除去部分１４に、滴下工程、溶媒除去工程および軟化工程を経て、薄膜の部分的形成を行うことによって、前述の実施態様と同様の効果を奏することができる。
【００８４】
図７は、本発明の実施の一形態である薄膜の欠陥修復装置２０の構成を簡略化して示す系統図である。薄膜の欠陥修復装置２０（以後、単に欠陥修復装置と呼ぶ）は、本発明の薄膜の部分的形成方法を好適に実行することのできる装置である。
【００８５】
欠陥修復装置２０は、大略、基板２１上に形成される薄膜２２に発生する欠陥部分を除去する欠陥除去手段２３と、固形成分と固化成分と溶媒とを含む薄膜形成材料を欠陥除去部分に滴下する滴下手段２４と、滴下された薄膜形成材料から溶媒を除去する溶媒除去手段２５と、溶媒が除去されることによって流動性が低下した薄膜形成材料中の固化成分を軟化させる軟化手段２６と、基板２１と薄膜２２とを載置し、薄膜２２と欠陥除去手段２３、滴下手段２４、軟化手段２６との相対位置を変化させる移動手段２７と、装置の全体動作を制御する制御部２８とを含んで構成される。
【００８６】
基板２１と薄膜２２としては、たとえば前述のようなガラス基板とその上に形成されたカラーフィルタとが挙げられる。本実施の形態では、基板２１と薄膜２２とは、溶媒除去手段２５の上に載置される。本実施形態では、溶媒除去手段２５として加熱装置であるホットプレート２５が用いられる。ホットプレート２５は、制御部２８の動作指令に従って不図示の電源から電力供給を受けて、薄膜２２の所定部分を加熱昇温させて薄膜形成材料の溶媒を除去する。
【００８７】
基板２１と薄膜２２とが載置されるホットプレート２５は、さらに移動手段２７上に載置される。移動手段２７は、たとえばＸ−Ｙ−Ｚの３軸方向に移動可能な３軸テーブル２７である。なお移動手段２７は、必ずしも３軸方向へ移動可能である必要がなく、Ｘ−Ｙの２軸方向に移動可能なテーブルであってもよく、また１軸かつ回転移動可能なテーブルなどであってもよい。
【００８８】
移動手段２７は、たとえば薄膜２２の欠陥部分を検出する、たとえば画像処理装置と組合され、画像処理装置によって検出される薄膜２２の欠陥部分の位置を制御部２８へ入力し、制御部２８からの動作指令に従って、薄膜２２を検出結果に対応して処理を実行する位置へ移動させるように構成されることが望ましい。
【００８９】
本実施の形態では、欠陥除去手段２３としてレーザ照射装置が用いられる。欠陥位置がレーザ照射装置２３に対応するように、移動手段２７によって移動された薄膜２２に対して、レーザ照射装置２３は、レーザ光を照射して欠陥部分を除去する。
【００９０】
滴下手段２４は、固形成分と固化成分と溶媒とを含む液体状の薄膜形成材料を貯留する貯留部と、貯留部に貯留される薄膜形成材料を吐出する吐出部とを含んで構成されるインクジェット装置によって実現される。吐出部は、ピエゾタイプであってもよく、またサーマルタイプであってもよい。インクジェット装置２４は、微細な液滴を正確に吐出することができるので、薄膜２２の欠陥除去部分のように微細な修復領域に、必要量の薄膜形成材料を精度よく充填させることができる。
【００９１】
本実施の形態では、軟化手段２６として溶媒付与装置が備えられ、溶媒付与装置２６は、溶媒を貯留する溶媒貯留部と、溶媒貯留部に貯留される溶媒を吐出する溶媒吐出部とを含むインクジェット装置によって実現される。滴下手段２４の場合と同様に、インクジェット装置は、微細な液滴を正確に吐出することができるので、薄膜２２を軟化させるのに必要な量の溶媒を精度よく付与することができる。
【００９２】
なお、もう一つの軟化手段２６ａとして、前述のホットプレート２５が用いられてもよい。ホットプレート２５を動作させて、先の溶媒除去の場合よりも高温になるように薄膜２２を加熱昇温させることによって、薄膜形成材料を軟化させることができる。溶媒付与装置２６とホットプレート２６ａとは、軟化手段としていずれか一方が選択されて使用されてもよく、また両方が併用されてもよい。
【００９３】
制御部２８は、たとえば中央処理装置（ＣＰＵ）を備えるマイクロコンピュータなどによって実現される。制御部２８は、記憶手段であるメモリ２９に予め格納される動作制御プログラムに基づいて、移動手段２７、欠陥除去手段２３、滴下手段２４、溶媒除去手段２５および軟化手段２６の動作を総合的に制御することによって、欠陥修復装置２０が薄膜２２の欠陥部を修復するように動作させる。
【００９４】
また、欠陥修復装置２０では、基板２１と薄膜２２とホットプレート２５とを載置する移動テーブル２７と、レーザ照射装置２３と、滴下手段であるインクジェット装置２４と、軟化手段であるインクジェット装置２６とが、雰囲気調整が可能なチャンバ内に収容される。このような構成とすることによって、ホットプレート２５による溶媒除去に代えて、またはホットプレート２５による溶媒除去とともに、チャンバ内を減圧して減圧乾燥による溶媒除去を行うことができる。
【実施例】
【００９５】
以下本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
実施例１では、図７に示す欠陥修復装置２０を準備し、液晶パネル用カラーフィルタのＲフィルタ膜に生じた欠陥部の修復を行った事例について示す。
【００９６】
薄膜形成材料には、固形成分として、赤色顔料；クロモファイン（大日精化工業株式会社製を３．５ｃｍ３、固化成分として紫外線硬化樹脂；ダイキュア（大日本インキ株式会社製）を１．５ｃｍ３、溶媒として有機溶媒である酢酸ブチルカルビトールを５０ｍＬ（ミリリットル）混合したものを使用した。
【００９７】
まず、カラーフィルタのＲフィルタ膜に生じた欠陥部分を、レーザ照射装置によって、平面形状で１００μｍ角になるように除去して除去部分を形成した。上記の薄膜形成材料を装填した滴下装置であるインクジェット装置から除去部分に対して薄膜形成材料を滴下し、除去部分に薄膜形成材料を充填した。次に溶媒除去手段であるホットプレートによって、薄膜形成材料充填部分を１００℃に加熱し、溶媒除去を行った。溶媒除去によって流動性が低下した薄膜形成材料を、もう一つの軟化手段であるホットプレートによって、さらに２００℃に加熱し、軟化させた。その後、薄膜形成材料の充填部分に不図示の紫外線照射装置によって紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を固化させて、Ｒフィルタ膜欠陥部の修復を行った。
【００９８】
固化完了後、部分的に薄膜が形成された修復部分の薄膜の膜厚分布、特に周縁部と中央部との膜厚差を、段差測定機（アルバック株式会社製）によって測定した。
【００９９】
膜厚分布を測定した結果、１００μｍ角の領域内における膜厚差は、わずかに１μｍであった。このように膜厚差が小さく膜厚むらのないカラーフィルタは、修復箇所の色むらおよび光の透過率のばらつきがなく、欠陥を生じることなく正常に形成された健全部分と同等の機能を発揮することができる。カラーフィルタに生じた欠陥部分を高品質で修復可能とすることによって、カラーフィルタ製造のコスト削減効果を奏することができる。
【０１００】
なお、比較のために、溶媒除去を行った後、軟化工程を採ることなく、紫外線照射して固化させた薄膜修復部分について膜厚分布を測定したところ、１００μｍ角の領域内において、５μｍの膜厚差が発生した。このことによって、軟化工程を採ることによる膜厚むら防止効果が判る。
【０１０１】
（実施例２）
実施例２では、固化成分として、紫外線硬化樹脂に代えて熱硬化性樹脂であるニッカライト（日本合成化工株式会社製）を１．５ｃｍ３使用し、溶媒除去を、ホットプレートによる加熱に代えてチャンバ内を真空ポンプで減圧する減圧乾燥にて実施し、軟化を、ホットプレートによる加熱に代えてインクジェット装置による溶媒付与にて実施した以外は、実施例１と同様にして、Ｒフィルタ膜の修復を行った。
【０１０２】
なお、軟化工程でインクジェット装置によって付与した溶媒としては、実施例１の場合と同様に有機溶媒；酢酸ブチルカルビトールを用いたけれども、その付与量は、薄膜形成材料生成時よりも少ない、約５ｐＬ（ピコリットル）であった。修復後、薄膜の膜厚分布を測定した結果、膜厚差は１μｍ以下であった。
【０１０３】
（実施例３）
実施例３では、薄膜形成材料の生成における固化成分である紫外線硬化樹脂；ダイキュアと固形成分である赤色顔料；クロモファインとの体積比（紫外線硬化樹脂／（紫外線硬化樹脂＋赤色顔料））を表１に示すように３段階に変化させた以外は、実施例１と同様にしてＲフィルタ膜の修復を行った。修復後、各体積比の試験について、それぞれ膜厚分布を測定した。測定結果を合わせて表１に示す。
【０１０４】
前述の実施例１と全く同じ条件である試験番号３−２では、膜厚差が１μｍであった。また固化成分である紫外線硬化樹脂の体積比が５０％の試験番号３−３でも、膜厚差は１．２μｍ程度に抑制されたけれども、体積比が２５％と小さい試験番号３−１では、膜厚差が４μｍと大きく、膜厚むらが充分に抑制されなかった。
【０１０５】
【表１】
2006350295.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】液晶パネル用カラーフィルタ１０の構成を示す平面図である。
【図２】カラーフィルタ１０に生じた欠陥部分を除去した状態を示す平面図である。
【図３】本発明の薄膜の部分的形成方法の実施態様を示す断面図である。
【図４】本発明における薄膜の部分的形成方法のもう一つの実施態様を示す断面図である。
【図５】ＵＶ光による照射処理が行われた除去部分１４に対して薄膜の部分的形成が行われた状態を示す断面図である。
【図６】本発明における薄膜の部分的形成方法のさらにもう一つの実施態様を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の一形態である薄膜の欠陥修復装置２０の構成を簡略化して示す系統図である。
【図８】従来技術によって部分的に形成された薄膜１を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１０  液晶パネル用カラーフィルタ
１１  ガラス基板
１２  ブラックマトリックス
１３  フィルタ膜
１４  除去部分
１５  薄膜形成材料
２０  薄膜の欠陥修復装置
２１  基板
２２  薄膜
２３  欠陥除去手段
２４  滴下手段
２５  溶媒除去手段
２６  軟化手段
２７  移動手段
２８  制御部
【図１】
2006350295.tif 000004
【図２】
2006350295.tif 000005
【図３】
2006350295.tif 000006
【図４】
2006350295.tif 000007
【図５】
2006350295.tif 000008
【図６】
2006350295.tif 000009
【図７】
2006350295.tif 000010
【図８】
2006350295.tif 000011