(57)【要約】【課題】液体材料を被処理基板に配置して液体材料を乾燥することにより基板上に構造物、特に微細構造物を形成するための構造物製造方法、構造物を有する電子機器および構造物製造装置を提供すること。【解決手段】液体材料７５を被処理基板２０に配置し液体材料７５を乾燥することで被処理基板２０上に構造物を形成する構造物製造方法であり、被処理基板２０に光吸収膜４４を形成する光吸収膜形成ステップＳＴ１と、光吸収膜４４と撥液膜５５の密着性保持のために光吸収膜４４の表面を改質する表面改質ステップＳＴ２と、表面改質後に光吸収膜４４に撥液膜５５を形成する撥液膜形成ステップＳＴ３と、光吸収膜４４と撥液膜５５からなる２層膜に電磁波５１，６０を照射して２層膜の一部を除去して、親液部のパターン部分７０を形成する電磁波照射ステップＳＴ４と、親液部のパターン部分７０に液体材料７５を充填する液体材料充填ステップＳＴ５とを有する。【選択図】  図３
2005010204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体材料を被処理基板に配置して前記液体材料を乾燥することにより前記被処理基板上に構造物を形成する構造物製造方法であり、
前記被処理基板に光吸収膜を形成する光吸収膜形成ステップと、
前記光吸収膜と撥液膜の密着性保持のために前記光吸収膜の表面を改質する表面改質ステップと、
前記表面改質後の前記光吸収膜に前記撥液膜を形成する撥液膜形成ステップと、
前記光吸収膜と前記撥液膜からなる２層膜に電磁波を照射して前記２層膜の一部を除去して、親液部のパターン部分を形成する電磁波照射ステップと、
前記親液部のパターン部分に前記液体材料を充填する液体材料充填ステップと、と有することを特徴とする構造物製造方法。
【請求項２】
充填された前記液体材料は、焼成されることを特徴とする請求項１に記載の構造物製造方法。
【請求項３】
前記光吸収膜は、ウェット処理により前記被処理基板の全面に形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の構造物製造方法。
【請求項４】
前記光吸収膜の表面の改質および前記２層膜の一部の除去は、紫外線照射により行われることを特徴とする請求項３に記載の構造物製造方法。
【請求項５】
液体材料を被処理基板に配置して前記液体材料を乾燥することにより前記基板上に構造物が形成されている電子機器であり、
前記被処理基板には、光吸収膜と撥液膜からなる２層膜が形成され、前記光吸収膜と前記撥液膜の密着性保持のために前記光吸収膜の表面には改質が施されており、前記２層膜に電磁波を照射して前記２層膜の一部を除去して親液部のパターン部分が形成されていて、前記親液部のパターン部分に前記液体材料が充填されていることを特徴とする構造物を有する電子機器。
【請求項６】
液体材料を被処理基板に配置して前記液体材料を乾燥することにより前記被処理基板上に構造物を形成する構造物製造装置であり、
前記被処理基板に光吸収膜を形成する光吸収膜形成部と、
前記光吸収膜と撥液膜の密着性保持のために前記光吸収膜の表面を改質する表面改質部と、
前記表面改質後の前記光吸収膜に前記撥液膜を形成する撥液膜形成部と、
前記光吸収膜と前記撥液膜からなる２層膜に電磁波を照射して前記２層膜の一部を除去して、親液部のパターン部分を形成する電磁波照射部と、
前記親液部のパターン部分に前記液体材料を充填する液体材料充填部と、を備えることを特徴とする構造物製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体材料を被処理基板に配置して液体材料を乾燥することにより基板上に構造物、特に微細構造物を形成するための構造物製造方法、構造物を有する電子機器および構造物製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
被処理基板の表面に対して、液体材料を配置して構造物を形成することが行われている。たとえば平面型のディスプレイ装置の一例としてカラー液晶表示装置を例に挙げる。カラー液晶表示装置は、カラーフィルタを備えている。
この種のカラーフィルタは、基板上にブラックマトリックスのパターンを形成し、ブラックマトリックスパターンの間に着色インクを塗布することで作られている（たとえば特許文献１。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１２３３１５号公報（第１頁乃至第５頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のカラーフィルタを製造する場合には、ブラックマトリックスの臨界表面張力の値を設定する必要があり、着色インクについては表面張力および粘度の値をそれぞれ設定する必要がある。
このために、カラーフィルタを製造する際に非常の各値の設定を正確に管理する必要があり、カラーフィルタの製造に時間がかかり、しかもコスト高になってしまうという問題がある。
そこで本発明は上記課題を解消し、短時間で確実に液体材料を被処理基板に配置して被処理基板上に構造物を形成することができる構造物製造方法および構造物製造装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、液体材料を被処理基板に配置して前記液体材料を乾燥することにより前記被処理基板上に構造物を形成する構造物製造方法であり、前記被処理基板に光吸収膜を形成する光吸収膜形成ステップと、前記光吸収膜と撥液膜の密着性保持のために前記光吸収膜の表面を改質する表面改質ステップと、前記表面改質後の前記光吸収膜に前記撥液膜を形成する撥液膜形成ステップと、前記光吸収膜と前記撥液膜からなる２層膜に電磁波を照射して前記２層膜の一部を除去して、親液部のパターン部分を形成する電磁波照射ステップと、前記親液部のパターン部分に前記液体材料を充填する液体材料充填ステップと、を有することを特徴とする構造物製造方法である。
【０００６】
上記構成によれば、光吸収膜形成ステップでは、被処理基板に対して光吸収膜が形成される。表面改質ステップでは、光吸収膜と撥液膜の密着性保持のために光吸収膜の表面を改質する。
撥液膜形成ステップでは、表面改質後の光吸収膜に撥液膜を形成する。
電磁波照射ステップでは、光吸収膜と撥液膜からなる２層膜に電磁波を照射して、２層膜の一部を除去して親液部のパターン部分を形成する。液体材料充填ステップでは、親液部のパターン部分に液体材料を充填する。
【０００７】
これにより、表面改質ステップにおいて、撥液膜を形成するのに先立って、光吸収膜の表面を改質することにより、撥液膜形成ステップにおいて、撥液膜を光吸収膜に形成する際に、光吸収膜と撥液膜の密着性が向上して、撥液膜を光吸収膜に対して確実にしかも均一に成膜することができる。
電磁波照射ステップでは、光吸収膜と撥液膜からなる２層膜に対して電磁波を照射して２層膜の一部を除去することにより、液体材料を充填する領域である親液部のパターン部分を形成する。液体材料は、この親液部のパターン部分に対して充填することができる。
光吸収膜の上に撥液膜を形成しており、電磁波を照射する際には光吸収膜が電磁波の吸収を行う。つまり光吸収膜を導入することで、２層膜の一部を除去して親液部のパターン部分を形成する際に必要とする時間が短時間になり、省エネルギー化が図れる。このことから、被処理基板上には、液体材料の構造物を短時間で確実に形成できる。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明の構成において、充填された前記液体材料は、焼成されることを特徴とする。
上記構成によれば、充填された液体材料は焼成されることにより、親液部のパターン部分に対して確実に保持されることになる。
【０００９】
第３の発明は、第１の発明の構成または第２の発明の構成において、前記光吸収膜は、ウェット処理により前記被処理基板の全面に形成されることを特徴とする。
上記構成によれば、光吸収膜は、ウェット処理により被処理基板の全面に形成されている。これにより、光吸収膜は被処理基板の全面に対して簡単な装置により確実に形成することができる。
【００１０】
第４の発明は、第３の発明の構成において、前記光吸収膜の表面の改質および前記２層膜の一部の除去は、紫外線照射により行われることを特徴とする。
上記構成によれば、光吸収膜の表面の改質および２層膜の一部の除去は、紫外線を用いることにより簡単に作業が行える。
【００１１】
第５の発明は、液体材料を被処理基板に配置して前記液体材料を乾燥することにより前記基板上に構造物が形成されている電子機器であり、前記被処理基板には、光吸収膜と撥液膜からなる２層膜が形成され、前記光吸収膜と前記撥液膜の密着性保持のために前記光吸収膜の表面には改質が施されており、前記２層膜に電磁波を照射して前記２層膜の一部を除去して親液部のパターン部分が形成されていて、前記親液部のパターン部分に前記液体材料が充填されていることを特徴とする構造物を有する電子機器である。
【００１２】
上記構成によれば、被処理基板には、光吸収膜と撥液膜からなる２層膜が形成されている。光吸収膜と撥液膜の密着性の保持のために光吸収膜の表面には改質が施されており、電磁波を照射して２層膜の一部を除去して親液部のパターン部分が形成されている。この親液部のパターン部分には、液体材料が充填されている。
これにより、表面改質ステップにおいて、撥液膜を形成するのに先立って、光吸収膜の表面を改質することにより、撥液膜形成ステップにおいて、撥液膜を光吸収膜に形成する際に、光吸収膜と撥液膜の密着性が向上して、撥液膜を光吸収膜に対して確実にしかも均一に成膜することができる。
【００１３】
電磁波照射することで、光吸収膜と撥液膜からなる２層膜に対して電磁波を照射して２層膜の一部を除去して、液体材料を充填する領域である親液部のパターン部分を形成する。液体材料は、この親液部のパターン部分に対して充填することができる。
光吸収膜の上に撥液膜を形成しており、電磁波を照射する際には光吸収膜が電磁波の吸収を行う。つまり光吸収膜を導入することで、２層膜の一部を除去して親液部のパターン部分を形成する際に必要とする時間が短時間になり、省エネルギー化が図れる。このことから、被処理基板上には、液体材料の構造物を短時間で確実に形成できる。
【００１４】
第６の発明は、液体材料を被処理基板に配置して前記液体材料を乾燥することにより前記被処理基板上に構造物を形成する構造物製造装置であり、前記被処理基板に光吸収膜を形成する光吸収膜形成部と、前記光吸収膜と撥液膜の密着性保持のために前記光吸収膜の表面を改質する表面改質部と、前記表面改質後の前記光吸収膜に前記撥液膜を形成する撥液膜形成部と、前記光吸収膜と前記撥液膜からなる２層膜に電磁波を照射して前記２層膜の一部を除去して、親液部のパターン部分を形成する電磁波照射部と、前記親液部のパターン部分に前記液体材料を充填する液体材料充填部と、を備えることを特徴とする構造物製造装置である。
【００１５】
上記構成によれば、光吸収膜形成部は、被処理基板に光吸収膜を形成する。表面改質は、光吸収膜と撥液膜の密着性保持のために光吸収膜の表面を改質する。
撥液膜形成部は、表面改質後に光吸収膜に撥液膜を形成する。
電磁波照射部は、光吸収膜と撥液膜からなる２層膜に電磁波を照射して２層膜の一部を除去して親液部のパターン部分を形成する。液体材料充填部は、親液部のパターン部分に対して液体材料を充填する。
これにより表面改質ステップにおいて、撥液膜を形成するのに先立って、光吸収膜の表面を改質することにより、撥液膜形成ステップにおいて、撥液膜を光吸収膜に形成する際に、光吸収膜と撥液膜の密着性が向上して、撥液膜を光吸収膜に対して確実にしかも均一に成膜することができる。
【００１６】
電磁波照射部は、光吸収膜と撥液膜からなる２層膜に対して電磁波を照射して２層膜の一部を除去することにより、液体材料を充填する領域である親液部のパターン部分を形成する。液体材料は、この親液部のパターン部分に対して充填することができる。
光吸収膜の上に撥液膜を形成しており、電磁波を照射する際には光吸収膜が電磁波の吸収を行う。つまり光吸収膜を導入することで、２層膜の一部を除去して親液部のパターン部分を形成する際に必要とする時間が短時間になり、省エネルギー化が図れる。このことから、被処理基板上には、液体材料の構造物を短時間で確実に形成できる。
【００１７】
【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は本発明の構造物製造装置の好ましい実施形態を示している。
構造物製造装置１０は、液体材料を被処理対象物である被処理基板に配置して液体材料を乾燥することにより被処理基板上に構造物、より詳しくは微細構造物を形成するための装置である。
構造物製造装置１０は、たとえば図２に示すような液晶表示装置３００に用いられるカラーフィルタ３０１を形成するために用いられる。
【００１８】
図２に示す液晶表示装置３００は、本発明の構造物を有する電子機器の一例である。液晶表示装置３００は、構造物、特に微細構造物であるカラーフィルタ３０１を備えた被処理基板２０を有している。
図２に示す液晶表示装置３００は、一例として１画素分を示している。ここで、液晶表示装置３００の構造例についてここで簡単に説明しておく。
【００１９】
液晶表示装置３００は、ＴＦＴアレイ基板１５６と、カラーフィルタ基板としての被処理基板２０および液晶層１５０を有している。ＴＦＴアレイ基板１５６は、液晶駆動用スイッチング素子であるＴＦＴ１５８および表示電極１５２を、ガラス基板である被処理体１４の処理対象面１７に形成したものである。
被処理基板２０は、カラーフィルタ基板であるが、たとえばガラス基板である。被処理基板２０の上にカラーフィルタ３０１および保護膜１４６を形成することで構成されている。そして保護膜１４６の上には、共通電極１４８が形成されている。
【００２０】
図２の液晶層１５０は、ＴＦＴアレイ基板１５６と被処理基板２０をシール材を用いて貼り合わせた後に、両者の隙間に液晶を注入して形成される。表示電極１５２と共通電極１４８の間には電圧が印加される。これによって、液晶分子１５１の再配列が起こり、光を透過または遮断するようになる。この操作は、液晶表示装置３００の各画素について行うことにより、液晶表示装置３００はカラー画像を表示できる。
表示電極１５２および共通電極１４８は、透明導電膜であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）の被膜が用いられている。
【００２１】
図１に示す構造物製造装置１０は、たとえば被処理基板２０の上にカラーフィルタ３０１のような微細構造物を製造するための装置である。図１に示す構造物製造装置１０は、図３に示すような構造物製造方法を実施するための装置である。
図３に示す構造物製造方法は、光吸収膜形成ステップＳＴ１、表面改質ステップＳＴ２、撥液膜形成ステップＳＴ３、電磁波照射ステップＳＴ４、液体充填ステップＳＴ５、および焼成ステップＳＴ６を含んでいる。
【００２２】
図１に戻り、構造物製造装置１０の構成の一例について説明する。
構造物製造装置１０は、光吸収膜形成部３０、表面改質部３１、撥液膜形成部３２、電磁波照射部３３、液体材料充填部３４、および焼成部３５を備えている。
光吸収膜形成部３０、表面改質部３１、撥液膜形成部３２、電磁波照射部３３、液体材料充填部３４、および焼成部３５は、図１に示すようにたとえば搬送部３６に沿って配列されているライン状の配列形態を採用することができる。
【００２３】
図１に示す構造物製造装置１０は、被処理基板２０上に構造物、特に微細構造物もしくは機能性構造物とも呼んでいる構造物を形成するための装置である。被処理基板２０は、たとえば透明のガラス基板やその他の材質の基板を採用することができる。被処理基板２０は、板状の基板であり、図２に示す液晶表示装置の表示サイズに対応した大きさを有している。
【００２４】
図１に示す光吸収膜形成部３０は、図３に示す光吸収膜形成ステップＳＴ１を行うための構成要素である。光吸収膜形成部３０は、具体的にたとえば図１に示すウェット処理部４０を採用することができる。このウェット処理部４０は、容器４１の中にシランカップリング剤、界面活性剤などの処理用の液体４２を収容している。
被処理基板２０の一方の面は、このウェット処理部４０の処理用の液体４２に浸漬することでウェット処理を行い、図４（Ａ）に例示するように、被処理基板２０の面４３には光吸収膜４４が形成されるようになっている。この光吸収膜４４は、易露光膜あるいは電磁波吸収膜とも呼んでいる。
【００２５】
図１に示す表面改質部３１は、ＵＶ（紫外線）照射部５０を備えている。このＵＶ照射部５０は、電磁波の一種である図４（Ｂ）に示す紫外線５１を光吸収膜４４の全面にわたって照射して、光吸収膜４４の表面の改質を行う。
図１に示す撥液膜形成部３２は、撥液材料供給部５３を有している。撥液材料供給部５３は、撥液材料を図４（Ｃ）に示すように、光吸収膜４４の表面の全面にわたって撥液膜５５として形成する。この撥液膜５５の形成は、光吸収膜４４の表面改質を行った後に行われるのが特徴である。
【００２６】
図１に示す電磁波照射部３３は、電磁波の一種である、たとえば紫外線６０を撥液膜５５に向けて照射する。この場合に、図４に示すようにマスク６７が、撥液膜５５の上方に配置される。このマスク６７は、撥液膜５５に対応して配置されて、紫外線６０が撥液膜５５に照射される部分と照射されない部分を形成するためのものである。
【００２７】
この紫外線（ＵＶ）６０がマスク６７を介して照射されることにより、撥液部／親液部のパターン部が形成される。これによって、撥液膜５５の所定の位置には、図４（Ｄ）に示すように親液部のパターン部７０が形成されることになる。この親液部のパターン部７０は、紫外線６０が照射されて撥液膜５５と光吸収膜４４の２層膜７１の一部分が除去された部分である。この撥液膜５５と光吸収膜４４からなる２層膜７１の除去された部分が、親液部のパターン部７０である。この親液部のパターン部７０は、マスク６７の開口７３に対応した部分である。
【００２８】
図１に示す液体材料充填部３４は、液体材料７５を図５（Ｅ）と図５（Ｆ）に示すように、親液部のパターン部７０に対して充填する。液体材料７５は、撥液膜５５においてははじかれるので親液部のパターン部７０に導かれる。
図１に示す焼成部３５は、図５（Ｅ）に示すように、充填された液体材料７５を乾燥して焼成することにより、図５（Ｇ）に示すようにカラーフィルタを完成させる構成要素である。
【００２９】
図１に示す構造物製造装置１０の光吸収膜形成部３０としては、好ましくはウェット処理部４０を使用している。そして表面改質部３１と電磁波照射部３３は、ともに紫外線を照射するようになっている。このようにウェット処理部と紫外線を照射する構造を採用することにより、最も簡単な装置の構造を採用することができ、製造時間が短時間ですみ構造物を確実に作れるので最も好ましいものである。
【００３０】
次に、図３に示す構造物製造方法のフロー図と、図４乃至図６に示す構造物製造方法の具体的な例を参照しながら、構造物製造方法について説明する。
光吸収膜形成ステップＳＴ１
図３の光吸収膜形成ステップＳＴ１では、図１に示す光吸収膜形成部３０のウェット処理部４０が用いられる。被処理基板２０は、たとえば図４（Ａ）に示すように長方形状の板状の基板である。被処理基板２０は、たとえば透明のガラス基板であってもその他の材質、たとえばプラスチック基板であっても構わない。
【００３１】
被処理基板２０の一方の面は、図１においてウェット処理部４０の容器４１の処理液体４２の中に浸漬される。これによって、たとえば図４（Ａ）と図６（Ａ）におけるウェット処理における光吸収膜の形成において、光吸収膜４４が被処理基板２０の面４３の全面にわたって形成される。
この光吸収膜４４は、光吸収膜４４の光吸収波長が、図４（Ｃ）に示す撥液膜５５の光吸収波長に比べて高波長側に位置しており、光吸収膜４４は撥液膜５５に比べて紫外線の照射の際の紫外線吸収による分解性が良好な膜である。光吸収膜４４は、たとえば、ポリイミド（ＰＩ）有機剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤を採用できる。
【００３２】
次に、図１のウェット処理後の被処理基板２０は、搬送部３６により表面改質部３１に送られる。
表面改質ステップＳＴ２
図３に示す表面改質ステップＳＴ２では、図４（Ｂ）と図６（Ａ）から図６（Ｂ）に示すように、光吸収膜４４の表面を改質する。光吸収膜４４の表面の改質は、図１に示すＵＶ照射部５０が発生する紫外線５１により行う。
紫外線５１が図４（Ｂ）に示すように光吸収膜４４の表面に照射されると、光吸収膜４４は、図６（Ｂ）に示すように、表面官能基が“−ＯＨ”や“−Ｏ−”化される。この紫外線５１の照射時間は、極短時間で良く、この照射時間の例としてはたとえば波長が１７２ｎｍの場合１０秒程度である。
【００３３】
撥液膜形成ステップＳＴ３
上述したように光吸収膜４４の表面の改質が終了すると、図３の撥液膜形成ステップＳＴ３に移る。
撥液膜形成ステップＳＴ３では、図１に示す撥液膜形成部３２が用いられる。搬送部３６は、被処理基板２０を撥液材料供給部５３に対応する位置に搬送する。撥液材料供給部５３は、図４（Ｃ）と図６（Ｃ）に示すように撥液膜５５を光吸収膜４４の上の全面にわたって形成する。つまり、撥液膜５５は、表面改質の終了している光吸収膜４４の上に形成されることになる。
【００３４】
撥液膜５５が形成されると、図６（Ｃ）に示すように撥液膜５５と光吸収膜４４は、表面官能基−ＯＨや−Ｏ−（結合サイトと呼んでいる）により、密着性良く形成され、しかも撥液膜５５は光吸収膜４４の全面にわたって確実にしかも均一に成膜することが可能である。
【００３５】
この場合の図１に示す撥液材料供給部５３が、図４（Ｃ）に示すように撥液膜５５を光吸収膜４４の表面に成膜する成膜法としては、たとえばスピンコート法、Ｃａｐコート法、Ｄｉｐコート法などが採用できるが、特に成膜法の種類は限定されるものではない。
いずれにしても、撥液膜５５は、表面改質の終了した光吸収膜４４の全面にわたって均一に成膜されることになる。
【００３６】
電磁波照射ステップＳＴ４
次に、図３の電磁波照射ステップＳＴ４に移ると、図１に示すように被処理基板２０は電磁波照射部３３に対応する位置に搬送部３６により搬送される。
電磁波照射部３３は、電磁波の一種であるたとえば紫外線６０を照射する。この紫外線６０は、図６（Ｄ）と図４（Ｄ）に示すように、マスク６７の開口７３を通じて、撥液膜５５と光吸収膜４４からなる２層膜７１の一部分に照射される。これによって、開口７３に対応する領域の２層膜７１が図４（Ｄ）と図６（Ｄ）に示すように分解して気化することになる。
【００３７】
これによって、マスク６７の開口７３に対応する部分は、図４（Ｄ）に示すように親液部のパターン部７０となり、被処理基板２０の表面が親液部になる。
このように、紫外線６０が照射されることにより、開口７３に対応する２層膜７１の一部分が分解して気化するのである。
撥液膜５５の材質としては、たとえばフッ素系の材料、たとえばシランカップリング剤、界面活性剤、フッ素重合膜などを採用することができる。
この撥液膜５５は、分解性が十分でないために、撥液膜５５のみの形成であると、撥液膜５５をたとえば紫外線６０の照射により分解して気化するのには、長時間を要し、エネルギー量も多くなってしまうという問題がある。
そこで、短時間であり、少ないエネルギー照射により、撥液膜５５の一部分を分解して気化させて、撥液部／親液部のパターン部分を形成するために、光吸収膜４４を採用していることが特徴である。
【００３８】
図４（Ｄ）と図６（Ｄ）に示すように、光吸収膜４４が撥液膜５５の形成に先立って、被処理基板２０に対して形成されている。光吸収膜４４は、紫外線などの光エネルギーが少なくても、分解して気化する材質のものを採用する。光吸収膜４４が撥液膜５５の形成に先立って、被処理基板２０の表面に形成されていることにより、図４（Ｄ）に示すように紫外線６０を照射すると、光吸収膜４４は、その上層の撥液膜５５とともに分解して飛んでいくことになり、撥液部５５の分解して気化する作業を助けることができる。
【００３９】
したがって、このように撥液膜５５と光吸収膜４４の２層膜７１を有する構造を採用することにより、撥液膜５５の一部分を分解して気化させて、容易に撥液部／親液部のパターン部を短時間でかつ少ないエネルギーにより形成することができる。これによって、親液部のパターン部７０が形成できる。親液部パターン部７０は、マスク６７の予め設定された開口７３の形状に対応している。
【００４０】
しかし、光吸収膜４４の上に撥液膜５５を成膜する時には、密着性（結合性）を十分確保する必要がある。光吸収膜４４の上に単純に撥液膜５５を成膜するだけでは、十分な密着性を確保して、撥液膜を均一に成膜することができない場合がある。
そこで、光吸収膜４４が成膜された後に、既に述べたように図４（Ｂ）に示すように、光吸収膜４４の表面改質処理を行い、上述した図６（Ｃ）に示すような結合サイトを形成する。これによって、光吸収膜４４の全面にわたって撥液膜５５は、均一にかつ密着性を十分に確保して成膜することができるのである。
【００４１】
図６（Ｂ）における表面改質ステップでは、紫外線５１の波長は、たとえば１７２ｎｍのものを採用できるが、図６（Ｄ）における紫外線６０の波長は、たとえば２１５ｎｍのものを採用することができる。
図６（Ｄ）において紫外線照射部３３が紫外線６０を照射する場合に、光吸収膜４４が撥液膜５５の下面に形成されていると、光吸収膜４４が形成されていない場合に比べて、紫外線６０の露光時間がたとえば１／４乃至１／２まで減少したことから、省エネルギー化が図れる。
【００４２】
液体充填ステップＳＴ５
次に、図３に示す液体充填ステップＳＴ５に移る。
液体充填ステップＳＴ５では、図５（Ｄ）に示すように、親液部のパターン部７０内に向けて、図１に示す液体材料充填部３４が液体材料７５を充填する。液体材料７５は、図５（Ｅ）に示すように親液部のパターン部分７０内に充填もしくは塗布される。
この結果、撥液部５５と親液部のパターン部７０における表面エネルギーの差のために、液体材料７５は親液部のみに充填されることになる。
この液体材料７５としては、たとえばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色顔料インクを採用することができる。
【００４３】
焼成ステップＳＴ６
この後、図５（Ｅ）および図５（Ｆ）に示すように、親液部のパターン部７０に充填された液体材料７５は、図１に示す焼成部３５により乾燥して焼成される。これによって、図２に示すカラーフィルタ３０１が製造されることになる。このカラーフィルタ３０１は、構造物、特に微細構造物の一例である。
【００４４】
図１に示す構造物製造装置１０は、光吸収膜形成部３０においてウェット処理部４０を使用している。そして表面改質部３１と電磁波照射部３３では、紫外線５１，６０を照射するようになっている。このようにウェット処理部と紫外線を照射する装置を使用する構造物製造装置１０は、最も構造が簡単であり処理時間も早くなる。
【００４５】
別の実施形態
これに対して、図７は、本発明の構造物製造装置の別の実施形態を示している。図７に示す構造物製造装置４１０は、光吸収膜形成部４３０、表面改質部４３１、撥液膜形成部３２、電磁波照射部３３、液体材料充填部３４、および焼成部３５を備えている。
【００４６】
図７の構造物製造装置４１０が、図１の構造物製造装置１０と異なるのは、光吸収膜形成部４３０と表面改質部４３１である。図７に示すその他の構成要素である撥液膜形成部３２、電磁波照射部３３、液体材料充填部３４および焼成部３５は、図１に示す該当する構成要素と同じであるので同じ符号を記してその説明を用いることにする。
図７に示す光吸収膜形成部４３０と表面改質部４３１は、ともに大気圧プラズマ処理装置５００を採用している。大気圧プラズマ処理装置５００の構造例は、図８に示している。しかし大気圧プラズマ処理装置５００の構造は、図８の例に限らず他の構造のものを採用しても勿論構わない。
【００４７】
大気圧プラズマ処理装置は、大気圧または大気圧近傍の圧力下で、プラズマ放電領域を発生させる。このプラズマ放電領域では、処理ガス（反応ガスともいう）の励起活性種が生成されるので、この励起活性種により被処理基板の処理対象面に対して光吸収膜の形成処理を行ったり、光吸収膜の表面改質処理を行うことができる。
親液処理ユニット５３は、被処理体１４の下側にある処理対象面１７に対して親液処理するための装置である。
【００４８】
大気圧プラズマ処理装置は、第１電極９０と第２電極９１および誘電体９２を有している。第１電極９０は高周波交流電源９３に接続されている。高周波交流電源９３は接地されている。第２電極９１は接地されている。誘電体９２は第１電極９０と第２電極９１の間に配置されている。
第２電極９１は、開口部９４を有している。この開口部９４の内側には、第２電極９１の沿面放電によりプラズマ放電領域９５を破線で示すように形成できる。このプラズマ放電領域９５に対して、ガス供給部９６から混合ガスが供給される。混合ガスは、キャリアガスと反応ガスを混合したものである。
【００４９】
図７の光吸収膜形成部４３０に使用する大気圧プラズマ処理装置５００では、キャリアガスとして、たとえばＨｅガスを採用し、反応ガスとしてはポリイミド溶解液（たとえばＰＩ−１００（丸善石油化学製））中にＨｅガスをバブリングして装置内に導入する。
また、図７の表面改質部４３１に用いられる大気圧プラズマ処理装置５００では、キャリアガスとして、たとえばＨｅガスが採用でき、反応ガスとしては、Ｏ２ガスを採用する。
【００５０】
これによって、光吸収膜形成部４３０の大気圧プラズマ処理装置５００のプラズマ放電領域９５では、反応ガスの励起活性種が生成されて、この励起活性種により被処理基板２０の表面に光吸収膜が形成される。
表面改質部４３１の大気圧プラズマ処理装置５００が、プラズマ放電領域９５では、反応ガスの励起活性種が生成されて、その励起活性種により光吸収膜の表面に表面改質を行うことができる。
【００５１】
本発明では、液体材料は、被処理基板の所望の親水部のパターン部内に閉塞して、液体材料を乾燥して焼成することにより、機能性構造物である構造物、特に微細構造物を製造することができる。
光吸収膜は、被処理基板の表面の全体にわたって成膜される。その後光吸収膜の表面の改質は、短時間だけ紫外線を照射することにより行ったりあるいは大気圧プラズマ処理を用いて行うことができる。その後、被処理基板の表面全体に撥液膜の形成処理を行って、たとえば紫外線などの電磁波を照射することにより、撥液部／親液部のパターン部、すなわち親液部のパターン部を所望のパターン形状により撥液膜に形成することができる。
【００５２】
本発明の構造物製造装置では、光吸収膜形成部としてウェット処理部や大気圧プラズマ処理装置を用いることができる。また表面改質部３１は、ＵＶ照射部５０を用いたりあるいは大気圧プラズマ処理装置を用いることができる。
表面改質部３１は、この他にオゾン水やＨ２Ｏ２水による酸化処理を用いることにより光吸収膜の表面改質を行うことも可能である。表面改質部３１は、上述したいずれの処理方法を用いる場合であっても、光吸収膜の表面官能基を“−ＯＨ”や“−Ｏ−”化することができる。
【００５３】
光吸収膜形成部３０が採用するウェット処理部と大気圧プラズマ処理装置と、表面改質部３１で採用するＵＶ照射部、大気圧プラズマ処理装置およびＨ２Ｏ２酸化処理装置とは、任意に組み合わせることができる。しかし、最も好ましい組み合わせとしては、光吸収膜形成部３０はウェット処理部を用い、表面改質部３１はＵＶ照射部５０を用いる。
【００５４】
表面改質ステップにおいて、撥液膜を形成するのに先立って、光吸収膜の表面を改質することにより、撥液膜形成ステップにおいて、撥液膜を光吸収膜に形成する際に、光吸収膜と撥液膜の密着性を向上して、撥液膜を光吸収膜に対して均一に成膜することができる。
電磁波照射ステップでは、光吸収膜と撥液膜からなる２層膜に対して電磁波を照射して２層膜の一部を除去することにより、液体材料を充填する領域である親液部のパターン部分を形成する。液体材料は、この親液部のパターン部分に対して充填することができる。
【００５５】
光吸収膜の上に撥液膜を形成しており、電磁波を照射する際には光吸収膜が電磁波の吸収を行う。つまり光吸収膜を導入することで、２層膜の一部を除去して親液部のパターン部分を形成する際に必要とする時間が短時間になり、省エネルギー化が図れる。
【００５６】
充填された液体材料は焼成されることにより、親液部のパターン部分に対して確実に保持されることになる。
光吸収膜は、ウェット処理により被処理基板の全面に形成されている。これにより、光吸収膜は被処理基板の全面に対して簡単な装置により確実に形成することができる。
光吸収膜の表面の改質および２層膜の一部の除去は、紫外線を用いることにより簡単に作業が行える。
【００５７】
本発明において液体材料を用いた構造物、特に微細構造物は、各種の電子デバイスや各種の電子機器に採用することができる。この構造物としてはカラーフィルタに限らず、配線、電極、あるいは光学部品であっても良い。また図２に示す基板１５６に表示電極１５２を形成する場合に、本発明を用いても良い。
これらの構造物（微細構造物）を有する電子機器としては、液晶表示装置以外に、たとえば有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置、半導体デバイス、電気回路を含むものである。
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】本発明の構造物製造装置の好ましい実施形態を示す図。
【図２】本発明の構造物を有する電子機器の一例である液晶表示装置の一部分を示す断面図。
【図３】本発明の構造物製造方法の一例を示すフロー図。
【図４】本発明の構造物製造方法の一例を具体的に示す図。
【図５】図４について本発明の構造物の製造方法を具体的に示す図。
【図６】図４における構造物の製造方法において、光吸収膜と撥液膜および親液部のパターン部の形成例を示す図。
【図７】本発明の構造物製造装置の別の実施形態を示す図。
【図８】図７の構造物製造装置に用いられる大気圧プラズマ処理装置の構造例を示す図。
【符号の説明】
１０・・・構造物製造装置、２０・・・被処理基板、３０・・・光吸収膜形成部、３１・・・表面改質部、３２・・・撥液膜形成部、３３・・・電磁波照射部、３４・・・液体材料充填部、４４・・・光吸収膜、５１，６０・・・紫外線、５５・・・撥液膜、７０・・・親液部のパターン部、７５・・・液体材料、ＳＴ１・・・光吸収膜形成ステップ、ＳＴ２・・・表面改質ステップ、ＳＴ３・・・撥液膜形成ステップ、ＳＴ４・・・電磁波照射ステップ、ＳＴ５・・・液体充填ステップ、ＳＴ６・・・焼成ステップ
【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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