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TWI399247B - 薄膜形成方法、彩色濾光器之製造方法 - Google Patents

薄膜形成方法、彩色濾光器之製造方法 Download PDF

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TWI399247B
TWI399247B TW098103031A TW98103031A TWI399247B TW I399247 B TWI399247 B TW I399247B TW 098103031 A TW098103031 A TW 098103031A TW 98103031 A TW98103031 A TW 98103031A TW I399247 B TWI399247 B TW I399247B
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TW098103031A
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Hirotaka Ishizuka
Satoru Katagami
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Description

薄膜形成方法、彩色濾光器之製造方法
本發明係關於一種使用液滴吐出法之薄膜形成方法、及使用該方法之彩色濾光器之製造方法。
近年來，使用液滴吐出法之薄膜之形成技術受到關注。液滴吐出法可根據所使用之液滴吐出頭之解析度而將微少之液狀體塗布於所需的位置上，故具有容易形成微細之圖案、或具有所需膜厚之薄膜的特長。利用該特長，吐出例如使著色層(薄膜)之形成材料溶解或分散於溶劑中而成之液狀體，藉此，用於需要微細之色彩區分塗布的彩色濾光器之製造中。
液滴吐出頭之液狀體的吐出特性(吐出量)中，由於成形誤差等，而使噴嘴間多少會存在偏差。該吐出量偏差會導致所成形之薄膜產生膜厚差(膜厚不均)，故提出有各種控制各個吐出噴嘴之吐出量而抑制偏差之方法。例如於專利文獻1中，提出有如下方案，即，於液滴之吐出量與特定值有較大不同之噴嘴中，限制液滴吐出，而成為整體上的吐出量之差較小的液滴吐出頭。
[專利文獻1]日本專利特開2003-159787號公報
然而，所形成之薄膜之膜厚不均亦會由吐出噴嘴間之吐出量偏差以外的原因引起。
例如，於使用液滴吐出法之薄膜的形成過程中，雖以高解析度吐出、塗布微少之液滴，但吐出至形成薄膜之基板上的液狀體之乾燥極為迅速。並且，於基板上之塗布區域的邊緣部，較之塗布區域之中央部，自液狀組合物所蒸發之溶劑分子的分壓更低，換言之，溶劑蒸氣濃度較低，故溶劑之蒸發更加迅速地進行。隨著溶劑之蒸發，於所配置之液狀體中，例如會導致液狀體自液狀體內部向表面流動，但因該流動之狀態於溶劑之蒸發活躍之區域與不太蒸發之區域中不同，故而，所形成之膜的狀態產生差異。
圖10係表示於溶劑之蒸發之狀況不同的環境下、於收容部200配置含有薄膜形成材料之液狀體L而形成薄膜的狀況之示意圖。圖10(a)係表示於溶劑不太蒸發之環境下之成膜的狀況的圖，與上述塗布區域之中央部之成膜的狀況相對應。圖10(b)係表示於溶劑之蒸發活躍之環境下之成膜的狀況的圖，與上述塗布區域之邊緣部之成膜的狀況相對應。
如圖10(a)所示，於溶劑不太蒸發之環境下，所配置之液狀體之內部不太會引起液狀體之流動，故而，所形成之薄膜F之形狀反映出所配置之液狀體的液滴形狀，中央部FC隆起為凸狀。
對此，如圖10(b)所示，於溶劑之蒸發活躍之環境下，於所配置之液狀體L之內部，例如活躍地產生自液狀體內部朝向表面的流動。另外，於所配置之液狀體中，亦因與上述同樣的理由，液狀體L之邊緣部之溶劑蒸發比液狀體L之中央部活躍。因此，於液狀體L之內部產生自中央部朝向邊緣部之流動，故而，於邊緣部蓄積有較多的薄膜F之形成材料，結果，形成邊緣部較厚而中央部FC凹陷為凹狀之薄膜F。
如此，根據溶劑之蒸發之狀況而使所形成之膜的狀態產生差異。並且，因膜之狀態之差異表現為由薄膜中央部之凹凸所引起的膜厚差(膜厚不均)，故而，成為顯示不良(顯示不均)之原因。
本發明係鑒於上述情況而成者，其目的在於提供一種薄膜形成方法，該方法係根據液狀體中所含有之溶劑之蒸發的容易程度來控制吐出液狀體之收容部之大小，藉此形成厚度均勻且品質高之薄膜。
為了解決上述課題，本發明之薄膜形成方法係一邊使複數個吐出噴嘴與基板相對地掃描，一邊自上述吐出噴嘴吐出使薄膜之形成材料溶解或分散於溶劑中而成之液狀體，針對設定於上述基板上之有效區域內所包含之複數個特定區域分別配置上述液狀體，而形成上述薄膜者，該薄膜形成方法之特徵在於包括以下步驟：於各個上述特定區域之周圍設置隔離壁，形成由上述隔離壁、與上述隔離壁所包圍之區域的底部所包圍之複數個收容部；自上述複數個吐出噴嘴向分別相對應之上述複數個收容部配置上述液狀體，從而形成上述薄膜；且，於形成上述收容部之步驟中，配置於上述有效區域之邊緣部的上述收容部係以上述收容部之俯視面積小於配置於上述有效區域之中央部的上述收容部之方式而形成。
根據該方法，於設置於有效區域之邊緣部的收容部中，所配置之液狀體露出於外部之表面的表面積小於有效區域之中央部。若露出表面變小，則液狀體所含之溶劑蒸發的面積會變小，因此，相應地，能抑制溶劑之蒸發。因此，於設置於有效區域之邊緣部與中央部之收容部中，溶劑之蒸發量之差減小，由乾燥速度之差所引起之膜厚不均消除，從而可形成厚度均勻且品質高之薄膜。
於本發明中，於上述形成收容部之步驟之前具有如下步驟，即，針對各個上述複數個特定區域，獲得於特定之吐出條件下吐出上述液狀體時所形成的上述薄膜的膜厚之測定值，於上述形成收容部之步驟中，期望基於所獲得的上述測定值而形成上述收容部。
根據該方法，依據收容部形成之前所獲得之測定值，可知各特定區域中成膜之薄膜的狀況，故而，可確實地改變與產生膜厚不均之特定區域相對應的收容部之大小，且能夠確實地消除膜厚不均。再者，於本發明中，所謂「膜厚之測定值」，係指除了實測值以外，亦包括根據由計算或模擬之結果所獲得的計算結果而推斷之推斷值者。
本發明中，期望於上述形成收容部之步驟之前具有如下步驟，即，針對各個上述複數個吐出噴嘴，測定於上述特定之吐出條件下的上述液狀體之吐出量。
根據該方法，可考慮到吐出噴嘴間之吐出量偏差而設計並形成收容部，故而，可形成精度更加良好而消除了膜厚不均之薄膜。
本發明中，期望於上述測定吐出量之步驟中，於對上述液狀體之接觸角受到控制的測定基板上吐出上述液狀體，使用光干涉法測定所吐出之上述液狀體的量。
根據該方法，於接觸角受到控制之條件下利用光干涉法進行測定，藉此，可準確地測定液狀體之吐出量，藉由基於所獲得之測定量而形成收容部，從而可形成厚度均勻之薄膜。
本發明中，期望上述光干涉法為白色光干涉法。
於使用單色光作為測定光之情形時，因於在光路差達到測定光之波長之整數倍的複數個位置上干涉光之強度達到最大，故而，無法將干涉光之強度達到最大之位置唯一地規定為薄膜之厚度。然而，因白色光係複數種波長之單色光集合而成者，故不會如單色光般，干涉光之強度週期性地達到最大，而僅於無光路差之情形時干涉光之強度達到最大。因此，可唯一地規定為薄膜之厚度並準確地測定薄膜之厚度，且可準確地求出吐出量，故而可形成均勻的薄膜。
本發明中，期望於上述測定吐出量之步驟中，使吐出之上述液狀體中所含之溶劑蒸發而使上述形成材料之薄膜成膜，根據所測定之該薄膜之體積而算出上述吐出量。
根據該方法，於吐出量之測定中，並無因液狀體之溶劑蒸發所產生之體積變化而引起的測定誤差，可容易地進行可靠性較高之測定。
本發明中，期望上述隔離壁係使用光硬化性樹脂而形成。
通常，光硬化性樹脂之硬化收縮較小而成形精度較高，故可進行隔離壁之微妙的大小以及位置之調整，可形成大小以良好的精度受到控制之收容部。
本發明之彩色濾光器之製造方法係製造於光電裝置中平面重疊地安裝有上述光電元件與上述像素區域者，上述光電裝置包括：由基板及配置於預先設定於上述基板上之像素區域的周圍之隔離壁所包圍之複數個收容部、配置有上述複數個收容部之有效區域、形成於上述收容部內之上述像素區域中之著色層、及藉由電性作用而發光或者使光之狀態發生變化之光電元件，該製造方法之特徵在於：上述收容部之上述隔離壁之側壁的深度方向上之一端部的俯視面積係上述光電元件所具備之像素電極之俯視面積以上、且係上述深度方向之另一端部之俯視面積以下，配置於上述有效區域之邊緣部之上述著色層係使用上述薄膜形成方法，將使上述著色層之形成材料溶解或分散於溶劑中而成之液狀體配置於上述收容部而形成者。
根據該方法，於設置於有效區域之邊緣部與中央部之收容部中，溶劑的蒸發量之差減小，而由乾燥速度之差所引起之膜厚不均消除，從而可製造具有厚度均勻且品質高之著色層之彩色濾光器。
以下，參照圖1~圖8，對本發明之一實施形態之薄膜形成方法加以說明。以下之說明中，對將本發明之薄膜形成方法應用於彩色濾光器之製造方法中之情形時的示例加以說明。再者，以下所有圖式中，為了便於觀察構成要素，而適當改變各構成要素之膜厚或尺寸之比率等。
圖1係說明具有使用本實施形態之薄膜製造方法所製造之彩色濾光器70的液晶顯示裝置(光電裝置)100之構成的概略剖面圖。再者，以下圖式中，R、G、B各字母係表示紅、綠、藍。
圖中所示之液晶顯示裝置100包括：具備像素電極60及驅動元件等之元件基板30，與元件基板30對向配置之對向基板40，夾持於元件基板30與元件基板40之間的液晶層50，以及，以包圍液晶層50之周圍的方式設置於元件基板30與對向基板40之間且使元件基板30與對向基板40貼合之片材80。於對向基板40之液晶層50側，配置有彩色濾光器層71，於其上配置有共通電極62。由像素電極60、共通電極62及夾持於兩者間之液晶層50構成液晶元件(光電元件)90。該液晶顯示裝置100形成自元件基板30照射照明光之結構。
元件基板30包括具有透光性之基板本體31。作為形成基板本體31之材料，例如可使用玻璃、石英玻璃、氮化矽等無機物，或丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂等有機高分子(樹脂)。
於元件基板30之裝置內面側(液晶層50側)形成有元件層32。元件層32具備用以驅動液晶顯示裝置100之驅動元件、及各種配線、進而是積層為層狀之無機物或有機物之絕緣膜等。驅動元件及各種配線可藉由利用光微影法圖案化後進行蝕刻而適當形成，另外，絕緣膜可藉由蒸鍍法或濺鍍法等通常已知之方法而適當形成。
進而，於元件基板30之裝置內面側之面上形成有像素電極60。像素電極60係由ITO(銦錫氧化物)等透明導電材料而形成。像素電極60與未圖示之驅動元件相連接，控制液晶之驅動。
另一方面，對向基板40具備：基板本體(基板)41、設置於基板本體41之液晶層50側之彩色濾光器層71、以覆蓋彩色濾光器層71之方式而設之保護層42、以及形成於保護層42上之共通電極62。由基板本體41與彩色濾光器層71構成使用本實施形態之薄膜製造方法所製造之彩色濾光器70。
作為形成基板本體41之材料，可使用與基板本體31同樣之材料，例如可使用玻璃、石英玻璃、氮化矽等無機物，或丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂等有機高分子(樹脂)。
基板本體41上設置有彩色濾光器層71。彩色濾光器層71具備：配置有著色層之像素部72、設置於像素部72之周圍的隔離壁73。像素部72以與像素電極60平面地重疊之方式配置，像素部72之俯視之大小(俯視面積)具有像素電極60以上之俯視面積。圖中，如虛線所示，像素部72形成為大於像素電極60之結構。
圖中，隔離壁73之剖面形狀成為矩形，隔離壁73之側壁之一端部與另一端部的俯視面積相同。然而，如圖2(a)、圖2(b)所示，當隔離壁73之剖面形狀為正錐狀或倒錐狀之類的錐狀時，隔離壁73之側壁之一端部或另一端部的俯視面積不同。於如此之情形時，隔離壁73之側壁之一端部或另一端部的俯視面積中、較小者之俯視面積具有像素電極60以上之俯視面積。由於此種結構，透過重疊於像素電極60上之液晶層50的光會毫不殘留地透過像素部72。關於彩色濾光器70之結構，於下文中加以敘述。
設置有保護層42，其覆蓋彩色濾光器層71之表面而保護彩色濾光器層71之表面。保護層42例如可使用環氧樹脂或丙烯酸樹脂等具有透明性之樹脂材料而形成。
進而，保護層42之表面上形成有共通電極62。共通電極62由ITO等具有透光性之導電性材料形成。
此外，於元件基板30以及對向基板40上，設有使液晶層50中所含之液晶分子配向於特定方向上之配向膜、控制入射光及透過光的偏光之偏光板、及視需要而使各層接著之接著層等，但省略圖示。
(彩色濾光器)
其次，對於彩色濾光器加以詳細敘述。圖3所示之彩色濾光器70係用於液晶顯示裝置100之彩色顯示者，圖3(a)表示平面圖，圖3(b)表示邊緣部之概略剖面圖。
如圖3(a)所示，彩色濾光器係於基板本體41之表面上具備彩色濾光器層71而構成，該彩色濾光器層71具有：具備對應於R、G、B各色而著色之著色層75的像素部72、以及形成於像素部72之間的隔離壁73。另外，彩色濾光器70係由矩形之像素部72排列為矩陣狀而形成。關於該矩陣之排列係成為，圖中之縱列由同色之像素部72形成、橫列以R、G、B之順序排列有像素部72之所謂條型的像素排列。再者，本發明中，亦可為例如含有R、G、B以外之色要素者。
彩色濾光器70之配置有像素部72之有效區域AR大致可畫分為中央部AR1與邊緣部AR2。圖3(a)中，圖示為於邊緣部AR2包含配置於彩色濾光器70之最外部的複數個像素部72。
如圖3(b)所示，隔離壁73係設置於基板本體41上、劃分形成俯視矩形之像素部72者，由遮光之遮光部(黑色矩陣)76與設置於遮光部76上之隔離壁部77構成。遮光部76係例如藉由鉻等遮光材料而於基板本體41上圖案化而成者，隔離壁部77係形成於該遮光部76上之由樹脂製造者。像素部72係形成於由隔離壁部77所劃分而成之像素區域(特定區域78)中者，於該特定區域78上配置有包含R、G、B各色之彩色濾光器材料的著色層75(75R、75G、75B)，構成圖3(a)所示之包含R、G、B之彩色濾光器70。
如下所述，著色層75係，將使著色層75之形成材料溶解或分散於溶劑中而成之液狀體配置於將以隔離壁部77劃分之特定區域78作為底部的收容部79中而形成。此處，為了將液狀體準確地配置於收容部79內，而於配置液狀體之前，對形成特定區域78之基板本體41的露出面進行O2 電漿處理而實施親液化處理，另外，較好的是預先對隔離壁部77之表面進行CF4 等氟化碳之電漿處理而實施疏液化處理。
關於所形成之收容部79之大小，於中央部AR1與邊緣部AR2不同。圖3(b)中，表現出於邊緣部AR2配置有3個收容部79之狀態，以隨著遠離中央部AR1而收容部79逐漸變小之方式形成。圖中，因隔離壁73之寬度發生變化，收容部79之大小發生。
基於此種結構，彩色濾光器70藉由使光選擇性地通過著色成R、G、B之像素部72中的1個或複數個，而進行全彩顯示。
繼而，圖4中表示本實施形態之薄膜形成方法中所使用的液滴吐出頭之概略圖。圖4(a)表示概略剖面圖，圖4(b)為表示吐出液滴之面(下表面)的結構之說明圖。
圖4(a)所示之液滴吐出頭151係具有複數個吐出噴嘴160之多噴嘴型液滴吐出頭。複數個吐出噴嘴沿一個方向並以固定間隔而排列於液滴吐出頭151之下表面。自液滴吐出頭151之吐出噴嘴160吐出液狀體的液滴。所吐出之液滴的一滴之量例如為1~300奈克。
本實施形態中，作為液滴吐出頭151係使用採用電氣機械轉換式之吐出技術者。本方式中，鄰接於收容液狀體之液體室161而設置有壓電元件162。經由包含收容液狀體之材料槽(tank)的液狀體供給系163，而向液體室161供給液狀體。壓電元件162連接於驅動電路164，經由該驅動電路164而對壓電元件162施加電壓，而使壓電元件162變形，藉此，液體室161發生變形而使內壓升高，自吐出噴嘴160吐出液狀體之液滴。於此情形時，藉由改變施加電壓之值，而控制壓電元件162之應變量，從而控制液狀體之吐出量。
如圖4(b)所示，液滴吐出頭151之下表面，具備由吐出噴嘴160排列配置而成之例如由180個吐出噴嘴160構成的的噴嘴行170。此處，吐出噴嘴160與俯視大致為矩形之液滴吐出頭151之下表面的長軸方向平行地排列。再者，圖中係吐出噴嘴160排列為1行，但例如亦可為呈鋸齒狀排列2行而成者，亦可為排列3行以上而成者。另外，對於構成噴嘴行170之吐出噴嘴160的數量並無特別限定。
通常，以於相同施加電壓下、自液滴吐出頭151所具備之複數個吐出噴嘴160可吐出等量之液滴之方式設計，但由於成形時之加工誤差等所引起之噴嘴特性，而於多數情形時，自各吐出噴嘴160所吐出之液滴量不會成為等量。因此，若對所有噴嘴施加相同之施加電壓而進行液滴之吐出，則會由於各個噴嘴特性之差異而使吐出量產生差異，從而，導致所形成之薄膜產生厚度不均。該問題係由液滴吐出頭151自身所具有之特性而引起者，若使液滴吐出法中採用電荷控制方式、加壓振動方式、電氣熱轉換方式、靜電吸引方式等吐出技術來代替上述電氣機械轉換式，亦同樣會產生該問題。
本實施形態中，亦考慮到如上所述之吐出噴嘴160所具有之吐出量偏差，而形成著色層。因此，首先測定各吐出噴嘴160之準確的吐出量。因此，首先就吐出噴嘴160之吐出量的測定方法加以說明，並對彩色濾光器70之製造步驟加以說明。
圖5係說明本實施形態中之吐出量測定中所使用的垂直掃描方式的白色光干涉法(或白色干涉法)之原理的概略圖，且係吐出量之測定裝置所具有的光干涉儀之概略圖。光干涉法中，使用白色光作為光源之白色干涉法中，由於可干涉距離較短之白色光的性質，故可獲得準確的值，因此較好。圖中所示之光干涉儀為一例，係稱為米勞(Mirau)型之方式的光干涉儀，但亦可使用稱為邁克生(Michaelson)型、林尼克(Linnik)型之方式的光干涉儀。
如圖所示，於白色干涉法中，使用包括如下元件之光干涉儀來進行測量：使來自白色光源之平行光彙聚之物鏡21、用以使藉由物鏡21所彙聚的光分離之分光鏡22、以及用以反射來自該分光鏡22的光之反射鏡23。另外，該分光鏡22與反射鏡23作為一體而構成光干涉透鏡24，具備可於光軸方向上微小移動、而使其與測定基板TP上之檢查對象物10間的距離(W1)變化之位置調節機構。
測定基板TP對液狀體之接觸角小於90度。例如，亦可使用對於液狀體之接觸角與測定基板TP相同的虛設基板而測定液狀體之接觸角，根據接觸角之測定結果來選擇測定基板TP。關於接觸角之測定方法，可使用先前公知之測定方法。例如，可將θ/2法或切線法作為測定原理而求得接觸角，上述θ/2法係將液滴假設為球之一部份，將連接液體配置面上的液滴之輪廓與液滴之頂點所連成的直線相對於配置面的角度擴大2倍，將所得角度作為接觸角；上述切線法係將平行於液體配置面之法線的液滴之剖面的形狀假設為圓之一部份，將所求得之圓之切線與液滴配置面所成之角度作為接觸角而求出。此外，亦可使用圓擬合法、橢圓擬合法等擬合法。
疏液性不同之測定基板TP，係藉由於作為基礎之基板的表層部上使用不同種類之疏液材料而形成疏液膜(未圖示)而準備。例如，當利用氟矽烷化合物對基板表面進行疏液處理時，使用側鏈之長度、及分子中所含之氟原子個數不同之氟矽烷化合物來形成疏液膜，藉此，可容易地實現不同之疏液性。此外，亦會因縮短疏液處理之處理時間、或減少所使用之疏液材料的量等、減少疏液膜之形成量，而使疏液性發生變化，但若疏液膜較少，則有時會存在疏液性不同之虞，故而，改變疏液材料種類之方法容易且準確，因此較好。
此種光干涉透鏡24中，首先對物鏡21照射自白色光源射出之入射光，而使其成為彙聚光。該彙聚光藉由配置於物鏡21下方之分光鏡22而分離為反射至光之入射側即分光鏡22之上側的參照光L1、及透過至檢查對象物10之配置側即分光鏡22之下側的測定光L2。
參照光L1由配置於分光鏡22之上側的反射鏡23向分光鏡22之方向反射，進而，由分光鏡22之上表面反射，藉此，沿著參照光路，朝物鏡21之方向照射。另一方面，測定光L2由檢查對象物10之表面反射，進而透過分光鏡22，藉此，沿著測定光路，同樣朝物鏡21方向照射。該參照光L1與測定光L2，分別沿著有一部分不同的光路之後，於同一光路上重合，相互干涉而形成干涉光。
白色干涉法中使用可干涉距離較短之白色光，故而，於參照光路與測定光路間之光路差消失而光路之長度一致之情形時，干涉光之亮度達到最大。並且，該光路差對應於分光鏡22與檢查對象物10之間之距離(W1)、和反射鏡23與分光鏡22之間之距離(W2)的距離差ΔW(=W1-W2)，當距離差ΔW成為0時干涉光之亮度達到最大。根據距離差ΔW為0之位置計算距離W2，測定檢查對象物10之形狀。
使用此種測定原理的吐出量之測定裝置，測定各個吐出噴嘴之吐出量。圖6係表示各個吐出噴嘴之吐出量的測定之示意圖。首先，自吐出噴嘴160向測定基板TP吐出液狀體，使其乾燥而形成薄膜形成材料之檢查對象物10。其後，以白色干涉法為測定原理來測定檢查對象物10之形狀。
此處，作為測定基板TP，若選擇對於液狀體之接觸角表現為50度以上、70度以下的範圍內之值的基板，則所形成之檢查對象物10的端部形狀適於利用白色干涉法的測定。其原因在於，所形成之檢查對象物10之端部形狀係反映所配置之液滴的端部形狀者，另外，於垂直掃描方式之白色干涉法中，液滴之端部形狀成為與測定之準確度相關之重要要素。
例如，如圖7(a)所示，若使用對於液狀體之接觸角小於50度之測定基板TP1，則所塗布之液狀體較薄地濡濕擴散。於此情形時，所形成之檢查對象物10較薄地濡濕擴散，故輪廓不明確，並且，於檢查對象物10之表面的各測定部位之間，厚度之差變小，故難以測定。另外，如圖7(b)所示，若使用對於液狀體之接觸角大於70度、小於90度之測定基板TP2，則所形成之檢查對象物10之端部急遽地峭立，故於所測定之形狀中，檢查對象物10之表面容易不連續，容易出現測定誤差。如圖7(c)所示，當使用接觸角表現為90度以上之疏液性的測定基板TP3時，則有所形成之檢查對象物10之端部峭立、自垂直於端部之方向產生光照射不到之影子的部分SA(以圖中之虛線以圓形包圍之部位)之虞。因此，使用白色干涉法之測定結果會產生錯誤。
如此，藉由使用具有適於測定之表面性的測定基板TP，可使用白色干涉法來準確地測定檢查對象物10之形狀。根據由檢查對象物10之形狀便可知的檢查對象物10之體積、與所測定之液狀體之濃度，可算出液狀體之吐出量，從而獲得準確之吐出量。
繼而，圖8表示使用本實施形態之薄膜形成方法所製造的彩色濾光器70之製造步驟圖。本實施形態中，基於上述吐出量之測定方法，實施以下步驟：首先測定各個吐出噴嘴160之準確的吐出量(測定吐出量之步驟)、測定特定之成膜條件下的著色層之膜厚(獲得測定值之步驟)、基於測定量而形成隔離壁來設置液狀體之收容部(形成收容部之步驟)、向各收容部吐出液狀體而形成著色層(形成薄膜之步驟)。結果，可實現有效區域之邊緣部與中央部無著色層75無厚度差(膜厚不均)的彩色濾光器70之製造。以下，適當地參照圖，對各步驟依序加以說明。
(測定吐出量之步驟)
首先，如圖8(a)所示，自具有彩色濾光器70之製造中所使用之液滴吐出頭151所具有之各個吐出噴嘴160，向測定基板TP吐出使著色層75之形成材料溶解或分散於溶劑中而成之液狀體L，以吐出量測定裝置131測定出每個吐出噴嘴160之吐出量，從而獲得測定量。基於該測定，可明確液滴吐出頭151所具有之吐出噴嘴160間之吐出量偏差，瞭解液滴吐出頭151之吐出特性。
(獲得測定值之步驟)
其次，對在特定之成膜條件下形成著色層時的著色層之膜厚加以測定。具體而言，對在相同條件下於圖3所示之中央部AR1與邊緣部AR2成膜著色層時之、著色層之膜厚加以測定，而獲得測定值。
此處，測定值可由如下方式獲得：例如預先於由與形成著色層之基板本體相同的素材所構成之基板上，設定與特定區域對應之複數個檢查區域，以隔離壁包圍檢查區域之周邊而設置大小均勻的檢查收容部，對於如此所獲得之虛設基板，可實際形成著色層而實測出中央部與邊緣部之膜厚之差。此種膜厚可藉由以上述光干涉法作為測定原理而測定。另外，亦可於使溶劑蒸發之特定乾燥條件下，根據計算並模擬所成膜之膜形狀之結果而算出上述膜厚。
(形成收容部之步驟)
其次，設置如圖8(b)所示之隔離壁73而形成收容部79。收容部79之大小係基於步驟中獲得之測定值而設定，為了使後續步驟中所形成之著色層的厚度變得均勻，而以邊緣部AR2之收容部79之俯視面積小於中央部AR1之收容部79的方式形成。圖中，配置於邊緣部AR2之隔離壁73的寬度大於配置於中央部AR1之隔離壁73的寬度，較小地形成收容部79。另外，於邊緣部AR2配置有3個收容部79，以隨著遠離中央部AR1而收容部79逐漸變小之方式形成。形成此種收容部79之隔離壁部77係例如可藉由使用光硬化性樹脂之光微影法技術而形成。光硬化性樹脂之形成時間較短，並且硬化收縮較小而可提高位置精度，故而適合作為隔離壁之形成材料。
(形成薄膜之步驟)
其次，同樣如圖8(b)所示，一邊使液滴吐出頭151對於基板本體41相對地掃描，一邊於相同之吐出條件下自吐出噴嘴160吐出液狀體L，配置於所形成之收容部79。亦可對收容部79自複數個吐出噴嘴160配置液狀體L。根據收容部79之大小，所配置之液狀體L之液面的隆起情況不同。相較於形成於中央部AR1之收容部79，形成於邊緣部AR2之收容部79內所配置之液狀體L的液面隆起更明顯。
其次，如圖8(c)所示，於例如使用陶瓷加熱器或加熱板之類的溫度控制裝置對吐出有液狀體之基板本體41進行加熱等的特定乾燥條件下，使含有液狀體之溶劑蒸發而形成著色層75。於各收容部中，所配置之液狀體L之液面的隆起情況、及露出至外部之液面的表面積不同，於以俯視面積變小之方式所形成的邊緣部AR2之收容部79中，與不變小之情形相比，溶劑之蒸發速度變慢。結果，中央部AR1與邊緣部AR2處之溶劑之蒸發速度差消除，所形成之著色層75均同樣為中央呈凸狀隆起。因此，可形成厚度均勻之著色層75。以如上方式，使用本實施形態之薄膜形成方法而進行彩色濾光器70之製造。
藉由使用如上所述之構成的薄膜形成方法的彩色濾光器之製造方法，於設置於有效區域之中央部AR1與邊緣部AR2的收容部79中，溶劑之蒸發量之差減小，由乾燥速度之差所引起之膜厚不均消除，可形成厚度均勻且品質高之著色層75。
另外，本實施形態中，係對預先於特定之成膜條件下形成著色層75時的著色層75之膜厚加以測定。根據所獲得之測定值可知於各特定區域78成膜之著色層75的狀況，因此，可確實地改變與產生膜厚不均之特定區域78相對應的收容部79之大小，可確實地消除膜厚不均。
另外，本實施形態中，係針對各個複數個吐出噴嘴160，測定特定之吐出條件下的液狀體L之吐出量。因此，可考慮到吐出噴嘴160間之吐出量偏差而設計並形成收容部79，可形成精度更高而消除了膜厚不均之著色層75。
另外，本實施形態中，係向對於液狀體L之接觸角受到控制的測定基板TP上自吐出噴嘴160吐出液狀體L，使用白色光干涉法測定吐出量。藉由於控制接觸角之條件下使用光干涉法進行測定，從而，可準確地測定液狀體之吐出量。另外，白色光為複數個波長之單色光彙聚而成者，故不會如單色光般干涉光之強度週期性地達到最大，而僅於無光路差之情形時干涉光之強度達到最大。可唯一地規定並測定測定量，可準確地求得吐出量，故可基於精細之測定而形成均勻之著色層75。
另外，本實施形態中，係於測定吐出量之步驟中，使吐出之液狀體L中所含之溶劑蒸發而使形成材料之薄膜(檢查對象物10)成膜，測定該薄膜之體積而算出吐出量。因此，於吐出量之測定中，並無由液狀體L之溶劑蒸發所產生之體積變化而引起的測定誤差，可容易進行可靠性較高之測定。
另外，本實施形態中，隔離壁73係使用光硬化性樹脂而形成。通常，光硬化性樹脂之硬化收縮較小而成形精度較高，故而，可進行隔離壁73之微妙的大小以及位置之調整，可形成精度良好且大小受到控制之收容部。
再者，本實施形態中，係使用白色干涉法測定吐出噴嘴160之吐出量，但並不限定於此。例如，亦可使用能稱量微少量之電子天平，根據於特定之吐出條件下吐出之液滴的例如50滴之吐出重量而算出平均吐出量。
另外，本實施形態中，係將本發明之薄膜形成方法應用於彩色濾光器之製造方法中，但本發明並不限定於此，亦可應用於在由隔離壁包圍之特定區域中配置含有薄膜形成材料的液狀體者。具體而言，將有機EL裝置中之有機機能材料、即發光材料或電洞佈植輸送材料等配置於特定區域時，可應用本發明之薄膜形成方法。
[電子設備]
其次，就使用本發明之薄膜形成方法而形成的電子設備之實施形態加以說明。圖9係表示具備使用本發明之薄膜形成方法而形成之彩色濾光器的電子設備之一例的立體圖。圖9所示之行動電話1300具備本發明之液晶顯示裝置作為小尺寸之顯示部1301，且具備複數個操作按鈕1302、受話孔1303、及送話孔1304而構成。藉此，可提供行動電話1300，其具備具有藉由本發明之薄膜形成方法所形成的無濃淡不均之彩色濾光器、且顯示品質優異之顯示部。
上述各實施之形態之液晶顯示裝置並不限定於上述行動電話，亦可可較好地用作電子書、投影儀、個人電腦、數位靜態相機、電視接收器、取景器型或者螢幕監控型之錄影機、汽車導航裝置、呼叫器、個人數位助理、計算器、文字處理器、工作站、電視電話、銷售點(Point Of Sale，POS)終端、具有觸摸面板之設備等各種使用彩色濾光器進行彩色顯示之圖像顯示機構。藉由該構成，可提供具有顯示品質較高之顯示部的電子設備。
以上，參照附加圖式，就本發明之較佳實施形態例加以說明，當然本發明並不限定於上述例子。上述例子中所示之各構成部件之各種形狀及組合僅為一例，可於不脫離本發明之主旨之範圍內基於設計要求等而進行各種變更。
41．．．基板本體(基板)
60．．．像素電極
70．．．彩色濾光器
73．．．隔離壁
75．．．著色層(薄膜)
78．．．特定區域(像素區域)
79．．．收容部
90．．．液晶元件(光電元件)
100．．．液晶顯示裝置(光電裝置)
160．．．吐出噴嘴
AR．．．有效區域
AR1．．．中央部
AR2．．．邊緣部
L．．．液狀體
TP．．．測定基板
圖1係說明具備彩色濾光器之液晶顯示裝置的構成之概略剖面圖；
圖2(a)、圖2(b)係說明具備彩色濾光器之液晶顯示裝置的變形例之概略剖面圖；
圖3(a)、圖3(b)係使用本實施形態之薄膜形成方法製造的彩色濾光器之概略圖；
圖4(a)、圖4(b)係本實施形態之薄膜形成裝置的液滴吐出頭之概略圖；
圖5係吐出量測定裝置131所具備之光干涉儀之概略圖；
圖6係表示各吐出噴嘴的吐出量之測定的示意圖；
圖7(a)至圖7(d)係用以說明接觸角並不佳之情形的狀況之示意圖；
圖8(a)至圖8(c)係使用本實施形態之薄膜形成方法的彩色濾光器之製造步驟圖；
圖9係表示具有使用本發明所形成之構件的電子設備之一例的立體圖；及
圖10(a)、圖10(b)係表示於溶劑之蒸發速度不同的環境下所形成的薄膜之狀況之示意圖。
10．．．檢查對象物
41．．．基板本體(基板)
70．．．彩色濾光器
72．．．像素部
73．．．隔離壁
75．．．著色層(薄膜)
76．．．遮光部(黑色矩陣)
77．．．隔離壁部
78．．．特定區域(像素區域)
79．．．收容部
131．．．吐出量測定裝置
151．．．液滴吐出頭
160．．．吐出噴嘴
AR1．．．中央部
AR2．．．邊緣部
L．．．液狀體
TP．．．測定基板

Claims (11)

  1. 一種薄膜形成方法，其係一邊使複數個吐出噴嘴與基板相對地掃描，一邊自上述吐出噴嘴吐出使薄膜之形成材料溶解或分散於溶劑中而成之液狀體，針對設定於上述基板上之有效區域內所包含之複數個特定區域分別配置上述液狀體，而形成上述薄膜者，該薄膜形成方法之特徵在於包括以下步驟：於各個上述特定區域之周圍設置隔離壁，而形成由上述隔離壁、及上述隔離壁所包圍之區域的底部所包圍之複數個收容部；自上述複數個吐出噴嘴，向分別對應之上述複數個收容部配置上述液狀體，從而形成上述薄膜；於形成上述收容部之步驟中，配置於上述有效區域之邊緣部之上述收容部，係以上述收容部之俯視面積小於配置於上述有效區域之中央部的上述收容部之方式而形成。
  2. 如請求項1之薄膜形成方法，其包括以下步驟：於形成上述收容部之步驟之前，針對各個上述複數個特定區域，獲得於特定之吐出條件下吐出上述液狀體時所形成之上述薄膜的膜厚之測定值；於形成上述收容部之步驟中，基於所獲得之上述測定值而形成上述收容部。
  3. 如請求項1之薄膜形成方法，其包括以下步驟：於形成上述收容部之步驟之前，針對各個上述複數個吐出噴 嘴，測定於上述特定之吐出條件下的上述液狀體之吐出量。
  4. 如請求項2之薄膜形成方法，其包括以下步驟：於形成上述收容部之步驟之前，針對各個上述複數個吐出噴嘴，測定於上述特定之吐出條件下的上述液狀體之吐出量。
  5. 如請求項3之薄膜形成方法，其中於測定上述吐出量之步驟中，於對於上述液狀體之接觸角受到控制之測定基板上吐出上述液狀體，使用光干涉法測定所吐出之上述液狀體之量。
  6. 如請求項4之薄膜形成方法，其中於測定上述吐出量之步驟中，於對於上述液狀體之接觸角受到控制之測定基板上吐出上述液狀體，使用光干涉法測定所吐出之上述液狀體之量。
  7. 如請求項5之薄膜形成方法，其中上述光干涉法為白色光干涉法。
  8. 如請求項6之薄膜形成方法，其中上述光干涉法為白色光干涉法。
  9. 如請求項3至8中任一項之薄膜形成方法，其中於測定上述吐出量之步驟中，使吐出之上述液狀體中所含之溶劑蒸發，而使上述形成材料之薄膜成膜，根據測定之該薄膜之體積而算出上述吐出量。
  10. 如請求項1至8中任一項之薄膜形成方法，其中上述隔離壁係使用光硬化性樹脂而形成者。
  11. 一種彩色濾光器之製造方法，其係製造於光電裝置中平面重疊地安裝有上述光電元件與上述像素區域者，上述光電裝置包括：由基板及配置於預先設定於上述基板上之像素區域的周圍之隔離壁所包圍之複數個收容部、配置有上述複數個收容部之有效區域、形成於上述收容部內之上述像素區域中之著色層、及藉由電性作用而發光或者使光之狀態發生變化之光電元件，該製造方法之特徵在於：上述收容部之上述隔離壁之側壁的深度方向上之一端部的俯視面積，係上述光電元件所具備之像素電極之俯視面積以上，且係上述深度方向之另一端部之俯視面積以下，配置於上述有效區域之邊緣部之上述著色層，係使用如請求項1至10中任一項所述之薄膜形成方法，將使上述著色層之形成材料溶解或分散於溶劑中而成之液狀體配置於上述收容部而形成者。
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