(57)【要約】【課題】特性の異なる薄膜を同一基板上に精度よくパターニング成膜することと、液体材料を平坦かつ均一に塗布させることを可能とする表示体製造プロセスにおける成膜方法および表示体を提供すること。【解決手段】液体材料１１，１２，１３を塗布する際に、パターニングされた被処理基板１を純水にオゾンガスを溶解させた水４に接触させて、基板１の液体材料に対する濡れ性を向上させる濡れ性向上処理ＳＴ５，ＳＴ７と、濡れ性向上処理後に液体材料を成膜する成膜処理ＳＴ６，ＳＴ８とを有する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体材料を塗布する際に、パターニングされた被処理基板を純水にオゾンガスを溶解させた水に接触させて、前記被処理基板の液体材料に対する濡れ性を向上させる濡れ性向上処理と、
前記濡れ性向上処理後に前記液体材料を成膜する成膜処理と、を有することを特徴とする表示体製造プロセスにおける成膜方法。
【請求項２】
前記被処理基板と、前記純水にオゾンガスを溶解させた水との接触方法を、ディップ法、スピンコート法、シャワーのいづれかの方法で行うことを特徴とする請求項１に記載した表示体製造プロセスにおける成膜方法。
【請求項３】
前記被処理基板の前記液体材料の成膜方法を、インクジェット法、スピンコート法、ディップ法のいづれかの方法で行うことを特徴とする請求項１に記載した表示体製造プロセスにおける成膜方法。
【請求項４】
液体材料を塗布する際に、パターニングされた被処理基板を純水にオゾンガスを溶解させた水に接触させて、前記被処理基板の液体材料に対する濡れ性を向上させた後に前記液体材料を成膜することで得られたことを特徴とする表示体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば液晶表示体のような表示体の製造プロセスにおける成膜方法および表示体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、同一基板に特性の異なる薄膜を塗布により、所定のパターンで膜を形成する技術が開発されている。その有力な方法としては、たとえばインクジェット方式により同一基板上に異なる薄膜パターンの形成が行われることがある。
具体的には、インクジェット方式を利用してＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子などの表示装置における有機半導体材料や、カラーフィルタにおける色樹脂などの薄膜材料を選択的に塗布する技術が用いられている。
【０００３】
インクジェット方式の成膜方法では、異なる薄膜領域を仕切る凸状の仕切部材（「バンク」または「凸部」とも呼ばれる）を設けて、この仕切部材で囲まれた領域に異なる薄膜となる液体材料を充填する方法が採られている。
上記カラーフィルタの例では、各色素領域を仕切る仕切部材を設け、各仕切領域で囲まれた領域に画素を構成する材料を充填する方法が採られ、バンクは色樹脂を正確に充填させるためにフッ素系樹脂を用い、バンク形成後に撥液処理が施されている。
【０００４】
インクジェット方式を利用して液体材料を充填し薄膜のパターンを形成後、この薄膜の上には保護膜を積層させる必要があるが、塗布する液体材料が下地の撥液性と親液性の影響を受けて、その液体材料を均一に塗布できないと、保護膜上に成膜したたとえばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）パターンが断線するなどの問題が生じる。
【０００５】
また、液体材料を仕切り部材に囲まれた画素領域となる凹部に充填する際、凹部に残ったフッ素系樹脂の残渣が液体材料の充填を阻害し、液体材料の凹部での濡れ広がり不足や膜ムラを生じさせる。
このような問題に対して、基板の表面の濡れ性の改質方法として、基板の表面に対してプラズマ処理を行うことがよく知られている（たとえば特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６３−３０８９２０号公報（第２頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この公報に記載された表面改質方法は、フッ素系ガスと酸素ガスを使ったガスプラズマを用いて基板の表面を処理して、表面の濡れ性を制御するものである。また、ガラスやＩＴＯなどの無機物表面を親水化するために、ＵＶ（紫外線）照射や酸素プラズマ処理をする方法も良く知られた手法である。
しかしながら、プラズマ処理では下地、すなわち基板の表面にダメージが入り、歩留まりを悪くする場合があり、また有機物のアッシングがおきるため色樹脂の膜厚が減り、色目が出ないなどの問題がある。
そこで本発明は上記課題を解消し、特性の異なる薄膜を同一基板上に精度よくパターニング成膜することと、液体材料を平坦かつ均一に塗布させることを可能とする表示体製造プロセスにおける成膜方法および表示体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の表示体製造プロセスにおける成膜方法は、液体材料を塗布する際に、パターニングされた被処理基板を純水にオゾンガスを溶解させた水に接触させて、前記被処理基板の液体材料に対する濡れ性を向上させる濡れ性向上処理と、前記濡れ性向上処理後に前記液体材料を成膜する成膜処理と、を有することを特徴とする。
この発明では、被処理基板の液体材料に対する濡れ性を向上させており、しかもその後に液体材料が成膜されることから、特性の異なる薄膜を同一の被処理基板上に精度よくパターニング成膜することができるとともに、この液体材料は平坦かつ均一に塗布できる。このために、表示体の被処理基板に液体材料を成膜する際に、段差のない均一な成膜が可能である。
【０００９】
上記構成において、前記被処理基板と、前記純水にオゾンガスを溶解させた水との接触方法を、ディップ法、スピンコート法、シャワーのいづれかの方法で行うことを特徴とするのが望ましい。
このような構成によれば、ディップ法、スピンコート法、シャワーのいづれかの方法を用いることにより、液体材料は段差が生じないように均一に形成することができる。
【００１０】
上記構成において、前記被処理基板の前記液体材料の成膜方法を、インクジェット法、スピンコート法、ディップ法のいづれかの方法で行うことを特徴とするのが望ましい。
このような構成によれば、インクジェット法、スピンコート法、ディップ法のいづれかの方法を用いることにより、液体材料は段差が生じないように均一に形成することができる。
【００１１】
本発明の表示体は、液体材料を塗布する際に、パターニングされた被処理基板を純水にオゾンガスを溶解させた水に接触させて、前記被処理基板の液体材料に対する濡れ性を向上させた後に前記液体材料を成膜することで得られたことを特徴とする。
この発明では、被処理基板の液体材料に対する濡れ性を向上させており、しかもその後に液体材料が成膜されることから、特性の異なる薄膜を同一基板上に精度よくパターニング成膜することができるとともに、この液体材料は平坦かつ均一に塗布できる。このために、表示体の被処理基板に液体材料を成膜する際に、段差のない均一な成膜が可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
図１と図２は、たとえば液晶表示装置に用いられているカラーフィルタ形成工程の一例を示している。図１と図２では、液体材料塗布工程の前に、オゾン水を、バンク３Ａを形成した基板１に対して接触させる濡れ性向上処理が採用されている。
上述したように図１と図２は、本発明の表示体の一例である液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの製造工程の一例を示している。
図３は、図１と図２に示す製造工程を示すフロー図である。
【００１３】
図１（Ａ）では、基板１が用意される。この基板１は、板状の基板であり、たとえばガラス基板である。
ガラス基板１の一方の面１Ａには、クロム膜２Ａが全面にわたって形成されている。基板１の他方の面１Ｂには何も形成されていない。
このクロム膜２Ａは、下地膜としてたとえばスパッタ法により成膜されている。図３に示すステップＳＴ１では、図１（Ａ）に示す上述したクロム膜２Ａを有する基板１が用意される。
【００１４】
次に、図３のステップＳＴ２と図１（Ｂ）に示すように、クロム膜２Ａがエッチング処理されることにより、クロム部分２が形成される。このクロム部分２は、所定のパターンに沿ってエッチングすることにより形成されていて、ブラックマトリックスとなる部分である。
図３のステップＳＴ３では、図１（Ｃ）に示すように、クロム部分２の上を覆うようにして、基板１の一方の面１Ａ側に所定の厚みで撥水性のフッ素系樹脂３を塗布する。
【００１５】
図３のステップＳＴ４では、このフッ素系樹脂３は、仮焼成、露光、現像、本焼成をすることにより、バンク３Ａが形成される。各バンク３Ａは、クロム部分２の上に突出するようにして形成されている。
図３のステップＳＴ１乃至ステップＳＴ４においてパターニング形成された基板１は、図３のステップＳＴ５および図１（Ｅ）に示すように、スピンコーター５の上に着脱可能に搭載される。
この際に、スピンコーター５の搭載面５Ａには、基板１の他方の面１Ｂが搭載される。このスピンコーター５は、モータ５ＢによりＲ方向に中心軸ＣＬを中心として連続回転するようになっている。
【００１６】
図３のステップＳＴ５は、基板の第１の濡れ性向上処理ステップである。
この第１の濡れ性向上処理ステップＳＴ５では、スピンコーター５により基板１が連続回転されるとともに、オゾン水４が基板１の一方の面１Ａ側とバンク３Ａに供給される。
このオゾン水４の供給が、たとえば数秒乃至数分間程度供給されることにより、基板１の一方の面１Ａとバンク３Ａの後で述べる液体材料に対する濡れ性を向上させる濡れ性向上処理を行う。
このオゾン水は、純水にオゾンガスを溶解させた水である。
【００１７】
このようにして、オゾン水４が供給もしくは流出されて、一方の面１Ａの濡れ性の向上処理を行った後に、オゾン水４の供給もしくは流出をとめる。その後スピンコーター５の回転数を上げて一方の面１Ａのオゾン水を飛ばして一方の面１Ａとバンク３Ａを乾燥させる。
このようにすることで、図１（Ｅ）に示すように、隣接するバンク３Ａ，３Ａの間で囲まれる凹部分３Ｂにおける一方の面１Ａの部分は、後で説明する液体材料に対する濡れ性が向上した状態になっている。
【００１８】
次に、上述した図３の濡れ性向上処理ステップＳＴ５が終了すると、図３と図２（Ｆ）に示す第１の液体材料成膜処理ステップＳＴ６に移る。
図３のステップＳＴ６および図２（Ｆ）を参照すると、上述のようにして作られた複数のバンク３Ａ，３Ａの間の凹部分３Ｂには、それぞれ赤色の着色樹脂材料の液体材料１１、緑色の着色樹脂材料の液体材料１２、および青色の着色樹脂材料の液体材料１３が、図示しないインクジェット方式の液体吐出手段を用いて充填される。その後、充填された液体材料１１，１２，１３は、焼成される。この液体材料は色樹脂ともいう。
【００１９】
次に、図３の第２の濡れ性向上処理ステップＳＴ７および図２（Ｇ）を参照すると、基板１はもう１度スピンコーター５の搭載面５Ａの上に搭載される。この場合も、基板１の他方の面１Ｂが搭載面５Ａに載る。図２（Ｇ）では、凹部分３Ｂには、液体材料１１，１２，１３がそれぞれ充填された状態を示している。
そして、スピンコーター５のモータ５Ｂが作動すると、スピンコーター５がＲ方向に回転するとともに、オゾン水４が再びバンク３Ａと液体材料１１，１２，１３側に供給されることにより、液体材料１１，１２，１３の表面処理およびバンク３Ａの表面処理が行われる。つまり、バンク３Ａと液体材料１１，１２，１３は、次に形成されるカラーフィルタの保護膜７との濡れ性を向上させるためにオゾン水を用いて濡れ性向上処理が行われる。
その後、オゾン水４は、ヒータにより乾燥して除去される。
【００２０】
次に、図３の第２の液体材料成膜処理ステップＳＴ８および図２（Ｈ）を参照する。
この工程では、カラーフィルタの保護膜７が、バンク３Ａと液体材料１１，１２，１３の上に供給されるとともに、スピンコーター５はＲ方向に回転する。この保護膜７は液体材料の一種である。
これにより、カラーフィルタの保護膜７が、基板１の一方の面１Ａ側であってしかもバンク３Ａと液体材料１１，１２，１３を覆うようにして所定の厚みに成膜されることになる。
【００２１】
バンク３Ａのパターニングにより、基板１の一方の面１Ａに凹部３Ｂが形成されている。この凹部３Ｂを有する基板１の表面の接触角は、オゾン水接触前では約４０°〜７０°となり、オゾン水接触後では約３゜〜８°となった。
これにより、インクジェット法で液体材料１１，１２，１３を凹部３Ｂに充填したが、液体材料１１，１２，１３の濡れ広がりの不足がなく、凹部３Ｂの画素領域内での均一で平坦な成膜ができた。
【００２２】
フッ素系樹脂表面、つまりバンク３Ａの表面に対する保護膜７などの液体材料の接触角は、オゾン水の接触前では約４５°となり、オゾン水の接触後においては約２０°となり、オゾン水との接触により、接触角が大幅に小さくなった。
これにより、バンク３Ａに囲まれた凹部３Ｂにインクジェット法などで液体材料が充填された基板には、保護膜は均一で平坦であり、平滑性よく塗布できた。
【００２３】
本発明では、オゾン水と被処理物を接触させて、濡れ性を上げることができる。本発明では、たとえば図１（Ｄ）の第１の濡れ性向上処理ステップＳＴ５において、バンク３Ａを形成した被処理基板１をオゾン水で満たした槽内に投入し処理することもできる。
本発明では、図１（Ｄ）に示すように、バンク３Ａを形成した被処理基板１を回転させて、回転している被処理基板１に対し、オゾン水を供給してオゾン水と被処理基板１を接触させて処理することができる。
【００２４】
本発明では、バンク３Ａを形成した被処理基板１に対してオゾン水を接触させる処理と、この処理後の基板１に対して、成膜を目的とした液体材料を塗布する処理とを有する。
本発明では、バンク３Ａを形成した被処理基板１に対して、オゾン水を接触させる処理と、この処理後の基板１に対して成膜を目的とした液体材料塗布を、基板１を回転させて行うことができる。
本発明では、バンク３Ａを形成した被処理基板１に対して、オゾン水を接触させる処理と、この処理後の基板に対して、インクジェット方式による液体吐出手段により成膜を目的とした液体材料を充填することができる。
【００２５】
バンク形成した基板１に対して、オゾン水（オゾン濃度がたとえば０．１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ）を接触させることで、塗布する液体材料の濡れ性が向上する。また、基板上の有機汚れに対してオゾン水を接触させることで、有機汚れの除去と、濡れ性を上げることができ、色樹脂などの液体材料の着液性が大幅に向上する。
【００２６】
被処理基板にオゾン水を接触させる方法としては、ディップ法、スピンコート法、シャワー法のいずれかが採用できる。
これにより、スピンコート法や、ディップ法、インクジェット法などのいずれかの方法で液体材料を成膜する際、バンク３Ａやバンク３Ａに囲まれた凹部３Ｂに対して、ムラ・段差のない均一な液体材料の成膜が可能となる。また、基板１を大型化した場合でも、基板１に対する膜厚ムラの発生を防ぐことができる。
【００２７】
バンク形成した基板１で、バンク３Ａに囲まれた凹部３Ｂのみの接触角を小さくするには、オゾン水の濃度と、接触させる時間とを制御することで、バンク３Ａに囲まれた凹部３Ｂのみ濡れ性を上げることが可能である。
バンク３Ａに囲まれた凹部３Ｂに対して、インクジェット法、スピンコート法、ディップ法で液体材料を充填した基板上に保護膜となるオーバーコートを塗布する場合には、塗布前にオゾン水と前記基板を接触させることで、液体材料とバンクの接触角は低下する。
これにより、平滑で段差のない保護膜７を形成することができる。接触角は、オゾン水の濃度と接触させる時間により制御が可能である。
【００２８】
本発明により、親液性と撥液性や凹凸のあるパターンがある基板表面に対し、前記基板のバンクに囲まれた画素領域またはバンクを構成する樹脂材料にオゾン水を接触させることにより、基板の有機汚れの除去、凹部基板表面を親液化することができ、液体材料に対する接触角を小さくできる。
これにより、液体材料の充填時にバンク画素領域内での膜厚バラツキや、濡れ広がり不足もなく、液体材料は均一にしかも平坦に塗布して成膜することが可能となった。
【００２９】
さらに、バンクの凹部に色樹脂を充填後の基板の全面をオゾン水と接触させることで、保護膜の液体材料を成膜する際、段差のない均一な成膜が可能になった。
液体材料を成膜することを目的とし、バンクが形成された基板をオゾン濃度と接触時間を制御してオゾン水と接触させることで、バンク表面またはバンクに囲まれた凹部の濡れ性を上げることができる。
【００３０】
本発明の成膜方法は、有機半導体膜を用いたＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子や、液晶表示素子などの表示体、あるいはカラーフィルタの製造に適した薄膜形成技術に関し、特に、フルカラー有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子、カラーフィルタなど、特性の異なる薄膜を同一基板上にパターニング成膜することに有効である。
【００３１】
また、本発明は、インクジェット方式によって薄膜層を形成しやすく、かつ平坦な薄膜層が形成可能であり、微細パターニングを必要とする薄膜形成方法である。
さらに、本発明は、基板上に形成したバンクで囲まれた溝に薄膜材料液をインクジェット法あるいはスピンコート法などで高精細にパターニング充填する表面処理方法、及びこの表面処理方法を利用して薄膜を形成する方法、並びにこの薄膜を備えた表示体および表示体製造プロセスにおける成膜方法でもある。
【００３２】
ところで本発明の表示体は、カラーフィルタを有する液晶表示装置を例に挙げている。しかしこれに限らず、本発明の表示体は、他の種類の表示装置、たとえば有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子やその他の種類の表示装置であっても勿論構わない。
本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表示体製造プロセスにおける成膜方法において、基板に対してバンクを形成してオゾン水を供給する様子を示す図。
【図２】バンクとバンクの間の凹部分に液体材料を供給して保護膜を形成する状態を示す図。
【図３】本発明の表示体製造プロセスにおける成膜方法の一例を示すフロー図。
【符号の説明】
１・・・基板、２Ａ・・・クロム膜、４・・・オゾン水、５・・・スピンコーター、１１，１２，１３・・・液体材料、ＳＴ５，ＳＴ７・・・濡れ性向上処理ステップ（濡れ性向上処理）、ＳＴ６，ＳＴ８・・・液体材料成膜処理ステップ（成膜処理）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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