JPH09213497A - 表面処理方法及び装置、カラーフィルタ及びその製造方法、並びに液晶パネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 電極３と被処理材１１との間にマスク１
０を、被処理材表面の処理したい領域１１Ａが電極側に
他の領域から仕切られるように配設する。マスクは、被
処理材表面に接触させ、または該表面との間に僅かなギ
ャップを画定するように配置する。大気圧及びその近傍
の圧力下でにおいて電極と被処理材との間に所定のガス
を供給しつつ気体放電を発生させ、この気体放電中に作
られるプラズマにより該ガスの励起活性種を生成し、マ
スクで仕切られた処理領域だけを励起活性種に曝露して
表面処理する。 【効果】 大気圧近傍の圧力下では励起活性種の移動が
マスク手段により容易に制限され、被処理材表面の所望
の領域だけを選択的にかつ高精度に処理できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大気圧近傍の圧力
下で作られるプラズマを利用して被処理材の表面をエッ
チング、アッシング、改質又は成膜等することにより処
理する方法及びそのための装置に関する。また、本発明
は、特に液晶表示装置に使用されるカラーフィルタ及び
その製造方法、並びに配向膜を備えた液晶パネル及びそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー液晶表示装置には、液晶パネルを
構成する透明電極基板の各画素電極上にＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の３原色のマイクロカラーフィルタを
１つ１つ形成し、液晶を光スイッチとして前記カラーフ
ィルタを透過した色光を混合することによって多色表示
又はフルカラー表示を実現する方式が多く採用されてい
る。一般にカラーフィルタは、顔料粒子を堆積させて、
又は顔料粒子と樹脂との混合物により形成されるので、
その表面には大きな凹凸がある。特にＳＴＮ方式の液晶
パネルは、カラーフィルタの上にＩＴＯ（Indium Tin O
xide）を成膜しかつパターニングして、透明電極を形成
する必要がある。このため、カラーフィルタを透明保護
層で被覆してその保護及び平坦化を図るのが通例であ
る。

【０００３】例えば図２１に示す構造のカラーフィルタ
１００は、透明なガラス板からなる支持体１０１上に３
原色の画素の集合からなる着色層１０２を有し、かつそ
の上に透明保護層１０３が形成されている。透明保護層
１０３上には、ＩＴＯ膜からなる透明電極１０４が液晶
の駆動電極として形成されている。透明保護層１０３
は、有機樹脂材料をスピンコートしたり印刷する等によ
り支持体１０１及び着色層１０２の全面に形成される。
透明電極１０４の端子部１０５には、液晶パネルを完成
した後に別個のテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）や
基板に搭載された液晶の駆動回路を異方性導電膜や異方
性接着剤等で電気的に接続する。ところが、端子部１０
５は、その下に比較的軟らかい有機樹脂層があるため、
駆動回路を接続する際の圧力で割れ易いという問題があ
る。また、実装した駆動回路を補修のために取り外す際
に、透明保護層１０３が剥がれ易いという問題がある。

【０００４】これらの問題を解消するために、図２２に
示すカラーフィルタ１００は、透明保護層１０３が、透
明な支持体１０１上の着色層１０２のみを被覆するよう
に部分的に形成され、かつその上に透明電極１０４が形
成される。従って、透明電極１０４の端子部１０５は支
持体１０１上に直接形成されている。また、図２３に示
す構造のカラーフィルタ１００は、透明な支持体１０１
上に透明電極１０４を直接形成して、ＩＴＯ膜のパター
ニングを容易にしている。この型式のカラーフィルタ
は、透明電極１０４の上に形成される着色層１０２の表
面に凹凸があるため、その上に同様に透明保護層１０３
を被覆して平坦化し、液晶を入り易くしかつ液晶の配向
不良が起こらないようにしている。透明保護層１０３
は、透明電極１０４の端子部１０５を露出させるように
部分的に形成される。

【０００５】図２２及び図２３のように透明保護層１０
３を部分的に形成する場合は、支持体１０１及び着色層
１０２の全面に有機樹脂材料をスピンコート、印刷等に
より成膜した後に端子部１０５の部分を部分的に除去す
る方法、又は最初から端子部１０５の部分を除いて有機
樹脂材料をオフセット印刷等により部分的に成膜する方
法がある。有機樹脂膜の部分的除去には、一般にホトリ
ソグラフィ技術又はレーザが使用される。

【０００６】また、液晶パネルの電極パターンを形成し
た透明電極基板の表面には、配向膜が形成される。一般
に配向膜は、上述したカラーフィルタの透明保護層と同
様に、ポリイミド等の有機樹脂材料を基板全面に塗布し
た後、透明電極の端子部から部分的に除去することによ
って、又は印刷法で有機樹脂材料を基板の前記端子部を
除いて部分的に印刷することによって形成される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ホトリ
ソグラフィ技術で透明保護層１０３を形成する場合、感
光性材料を用いる必要があるために、その中に含まれる
光反応開始材が成膜後に透明保護層１０３の中に残存
し、その耐熱性を低下させる虞がある。そのため、透明
保護層に使用し得る樹脂材料が制限されるという問題が
ある。更に透明保護層１０３のエッジ部１０６が、図２
２に示すように垂直であるため、その上に成膜されるＩ
ＴＯのカバレッジが悪くなり、パターニング後に透明電
極が断線する虞が生じる。

【０００８】レーザにより有機樹脂材料を部分除去する
方法は、透明保護層１０３のエッジ部が損傷を受けて剥
がれ易くなり、耐久性が低下する虞がある。更に透明電
極１０４の上に透明保護層１０３を成膜する構造の場
合、下層のＩＴＯ膜を残して上層の有機樹脂材料だけを
選択的に除去することが困難であり、端子部１０５が損
傷を受け易いという問題がある。特にエキシマレーザの
場合には、装置が高価であり、かつ安全性の確保にコス
トがかかるという問題もある。

【０００９】また、部分的な印刷で透明保護層１０３を
形成する場合は、そのようなパターン印刷に適した材料
が必要であり、揮発性の少ない溶剤を用いること、最適
な粘性を有するなどの条件が要求されるため、使用し得
る材料が制限されるという問題がある。特にこのパター
ン印刷では、図２４に示すように、透明保護層１０４の
エッジ部１０６が樹脂材料の表面張力により盛り上が
り、その膜厚が他の部分と比較して２倍以上に厚くなる
ことがある。盛り上がった部分の厚さｔが液晶パネルの
セルギャップより大きい場合には、透明保護層１０３の
研磨が必要になる。厚さａがセルギャップより小さい場
合でも、この部分にはシール印刷ができないから、ガラ
ス基板全体の寸法が大きくなり、液晶表示装置の小型化
が図れない。しかも、部分的な印刷法では、透明保護層
１０４の平坦度を確実かつ十分に確保することが困難で
あり、また、樹脂材料が熱硬化する際に放出する有機物
によって基板表面が汚れる虞がある。

【００１０】特に、顔料粒子をコロイド分散させたミセ
ル水溶液の電解によって着色層を形成した所謂ミセルカ
ラーフィルタの場合には、着色層が導電性を有するた
め、その上に形成する透明保護層を、通常のカラーフィ
ルタの膜厚（１μｍ以上）よりも薄く、好適には０．１
〜０．４μｍ程度の膜厚に成膜する必要があるから、部
分的な印刷法を採用することは技術的に困難である。

【００１１】他方、プラズマを用いて被処理材の表面を
様々に処理するための技術が、従来より様々な分野で利
用されている。このようなプラズマ表面処理によって
も、上記透明保護層に使用するような有機樹脂材料の被
膜をアッシングして除去することができる。しかし、従
来のプラズマ表面処理方法は、一般に真空中又は減圧さ
れた環境下でプラズマ放電させ、それにより生成される
活性種を用いるため、真空チャンバ等の特別な装置・設
備が必要であり、処理能力が低くかつ大面積の処理が困
難で、製造コストが高くなるという問題があった。更
に、真空中では、生成されたラジカルの平均自由工程が
長く、拡散が大きいため、上述したカラーフィルタの透
明保護層を形成する場合のように、制限された領域だけ
の局部的な表面処理には不向きである。

【００１２】最近では、大気圧付近の圧力下でプラズマ
放電させることにより生成される励起活性種を用いて、
被処理材の表面を処理する技術が開発されている。大気
圧下でのプラズマ表面処理は、真空設備を必要とせず、
装置を簡単かつ小型化することができ、インライン化や
連続処理が可能で、生産性の向上を図りかつ低コストを
実現できる等の利点がある。例えば特開平６−２１４９
号公報に記載される表面処理装置は、一定の離隔距離を
もって対向配置された１対の円板状の電極間で放電さ
せ、放電ガスを多孔質誘電体を通して放電領域全体に分
散させ、前記電極間に配置された被処理物の広い表面を
一度に処理するものである。特願平７−１０７１０７号
明細書に記載される別の従来の表面処理装置は、細長い
直線状の電極を有する所謂ラインタイプで、そのすぐ下
側を相対的に移動する被処理材の表面を走査しながら処
理する。異常放電を防止するべく誘電体で包囲した前記
電極と被処理材との間で放電を発生させ、該電極の下面
開口から放電ガスを放電領域に噴出させ、その励起活性
種により被処理材表面を連続的に処理する。

【００１３】しかしながら、従来の大気圧プラズマ表面
処理方法及び装置は、上述したように主に比較的大きな
面積を短時間で表面処理することを目的としており、被
処理物の表面を部分的にかつ選択的に処理することはで
きなかった。このため、従来の大気圧プラズマによる表
面処理をカラーフィルタの透明保護層の形成に適用した
場合には、ガラス板の全面が表面処理されてしまい、透
明保護層全体がアッシングされて除去されることにな
る。

【００１４】また、液晶パネルの配向膜を形成する場合
に、液晶パネル全面に配向膜を形成すると、配向膜とシ
ール剤との密着性があまり良くないので、液晶パネルの
信頼性を損なう虞がある。また、液晶パネルのシール部
から配向膜を部分的に除去する場合、ホトリソグラフィ
技術を用いると、使用し得る感光性材料が限定される問
題があり、レーザを用いると、配向膜だけでなく透明電
極まで除去する虞がある。液晶パネルを組み立てた後に
上記プラズマ処理を行い、外部に露出している配向膜の
部分をアッシングして除去する別の方法もあるが、一般
にスループットが悪く、液晶パネルの他の部分をプラズ
マにより損傷する虞がある。また、配向膜の部分的印刷
は、使用し得る材料が限定されるという問題がある。

【００１５】そこで、本発明は、上述した従来技術の問
題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、大気圧
付近の圧力下で発生させたプラズマを用いて、被処理物
の表面を部分的にかつ選択的に処理することができる表
面処理方法及びそのための装置を提供することにある。

【００１６】また、本発明の別の目的は、大気圧プラズ
マによる部分的な表面処理を利用して、透明保護層が透
明電極の端子部から部分的に除去され、かつ高い平坦性
を有し、その上に透明電極が形成し易くかつ断線し難い
信頼性の高いカラーフィルタ、及びそのようなカラーフ
ィルタを透明保護層の材料を限定することなく低コスト
でかつ簡単に製造し得る方法を提供することにある。

【００１７】更に、本発明の目的は、大気圧プラズマに
よる部分的な表面処理を利用して、配向膜が透明電極の
端子部から部分的に除去され、かつ高い平坦性を有し、
液晶の配向性の均一さを確保し得る液晶パネル、及びそ
のような液晶パネルを配向膜の材料を限定することなく
低コストでかつ簡単に製造し得る方法を提供することに
ある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の表面処理方法
は、上述した目的を達成するためのものであり、大気圧
及びその近傍の圧力下において電極と被処理材との間で
気体放電を発生させ、この気体放電により所定のガスの
励起活性種を生成し、該励起活性種に被処理材表面を曝
露して表面処理する工程からなり、この被処理材表面上
にマスク手段を配設してその処理領域を制限する工程を
含むことを特徴とする。

【００１９】大気圧近傍の圧力下では、真空中又は減圧
環境下に比して電子の平均自由工程が短く、しかも前記
所定のガスの気体分子によって励起活性種の運動が妨げ
られ易い。このため、励起活性種の移動がマスク手段に
よって容易に制限され、被処理材表面の所望の領域だけ
を選択的に処理することができる。前記所定のガスを適
当に選択しかつ放電条件を適当に設定することによっ
て、エッチング、アッシング、ぬれ性改善等の表面改
質、被膜形成などの様々な表面処理が可能である。ここ
で、エッチングとは金属や無機物を除去することをいう
ものとし、アッシングとは有機物を酸化等により除去す
ることをいうものとする。

【００２０】或る実施例では、前記マスク手段を被処理
材の表面に接触させて配置する。これによって、被処理
材表面は、マスク手段が接触している領域及びそれより
外側の領域が前記ガスの励起活性種から完全に遮断され
るので、処理したい領域だけを高い精度で選択的に表面
処理することができる。別の実施例では、マスク手段
を、被処理材の表面との間に僅かなギャップを画定する
ように配置する。このギャップを、励起活性種が侵入し
たりその中を通って外部に拡散しない程度に設定するこ
とによって、被処理材表面の選択的な部分処理を可能に
すると同時に、マスク手段から汚れが転写したり被処理
材表面が損傷する等の虞が解消され、様々な材質の被処
理材に対応することができる。

【００２１】被処理材表面とマスク手段との間にギャッ
プを設ける場合、このギャップ内に前記所定のガスを噴
出させて気体放電の発生領域に供給することができる。
これにより、単に放電領域への大気の混入だけでなく、
ギャップへの励起活性種の侵入及び外部への拡散を確実
に阻止することができる。従って、被処理材表面の所望
の領域をより高精度にかつ高効率に安定して処理するこ
とができる。

【００２２】前記ギャップは、或る実施例によれば、被
処理材を載せるステージに対するマスク手段の高さ位置
を予め決定しておき、これに合わせてマスク手段を機械
的に位置決めすることにより形成される。この場合、複
雑な位置決め機構を必要とせず、ギャップを簡単に形成
することができる。別の実施例では、マスク手段と被処
理材表面との距離を光学的に検出することによって、前
記ギャップを決定することができる。これによって、被
処理材の厚さ・形状のばらつきに左右されることなく、
常に一定のギャップを形成して、均一な表面処理を確保
することができる。更に、上述したようにギャップを介
して前記所定のガスを供給する場合は、ギャップ内に噴
出させるガスの圧力を検出することによって、ギャップ
の大きさを決定することができる。これにより、励起活
性種のギャップへの侵入阻止と同時に、被処理材の厚さ
や形状のばらつきに対応して常に一定のギャップが形成
される。

【００２３】また、本発明の別の側面によれば、大気圧
及びその近傍の圧力下において被処理材との間で気体放
電を発生させるための電極と、前記気体放電の発生領域
に所定のガスを供給する手段とを備え、前記気体放電に
より生成される前記ガスの励起活性種に曝露される前記
被処理材表面の領域を制限するマスク手段を更に有する
ことを特徴とする表面処理装置が提供される。前記マス
ク手段によって、大気圧近傍の圧力下で発生させたプラ
ズマによる表面処理を被処理材表面の制限された領域だ
け選択的に行うことができる。

【００２４】マスク手段は、被処理材の表面に接触させ
て、又は被処理材表面との間に僅かなギャップを画定す
るように配置する。マスク手段を接触させる場合には、
その先端部を例えばくさび状に形成して細くし、被処理
材表面との接触面積を小さくすると、マスク手段から被
処理材表面に汚れが転写する虞を少なくすることができ
る。マスク手段は、通常絶縁体材料で例えばシリコンゴ
ム、テフロン、ガラス等の誘電体で形成し、気体放電の
発生に影響を与えないようにする。

【００２５】これに対し、別の実施例では、マスク手段
の全体又は一部分を金属等の導電体で形成し、接地電極
として機能させることができる。これにより、気体放電
の範囲をマスク付近の領域に制御できるので、局所的な
表面処理能力の向上を図ることができる。特に非接触型
のマスク手段の場合には、気体放電がマスク手段と被処
理材とのギャップにまで広がらないように制御すること
ができる。

【００２６】また、非接触型のマスク手段は、ギャップ
に向けて開口するガス噴出口を設けることによって、前
記ガス供給手段から所定のガスが前記ギャップを通して
放電領域に供給されるようにすることができる。これに
より、ガス噴出口が放電領域に開口する構造に比して、
励起活性種のギャップ内への侵入をより効果的に阻止で
きることに加えて、放電領域に面して露出する角の部分
が無くなるので、放電によるパーティクルの発生及びそ
れによる被処理材の汚染が減少し、局所的な表面処理能
力の向上が図られる。

【００２７】別の実施例では、被処理材を載せるステー
ジに対してマスク手段を相対的に接近・離反させる駆動
機構を備えることができる。マスク手段の高さ位置を予
め設定しておき、これに合わせてマスク手段を動かせ
ば、被処理材表面とのギャップを機械的に決定できるの
で再現性が良く、かつ構造及び操作が簡単でコストの低
減を図れるので好都合である。更に光センサを設けて、
マスク手段と被処理材表面との間隔を測定すると、被処
理材の厚さや形状のばらつきに左右されることなく、常
にギャップを一定に維持し、均一な表面処理を確保でき
るので、有利である。また、上述したガス供給手段を一
体化した前記非接触型のマスク手段では、前記光センサ
に代えて、ギャップ内に噴射するガスの圧力を検出する
圧力センサを設けることができる。この圧力センサは、
ギャップの大きさに対応して変化する前記ガスの圧力に
よって、所望のギャップを決定する。この場合には、放
電領域へのガスの供給と適正なギャップの形成とを１つ
の構成で同時に行うことができるので、好都合である。

【００２８】前記電極を細長い直線状に形成し、かつマ
スク手段を該電極に沿って延長するように、好適にはそ
の全長に亘って設けると、被処理材表面を直線状に仕切
って所望の処理を行うことができる。更に、このような
マスク手段を電極の両側に沿って設けると、被処理材表
面を細長い直線状の領域に限定して処理することができ
る。

【００２９】また前記電極は、その外面を誘電体で覆う
ことによって、異常放電の発生やそれによる被処理材又
はステージの破壊又は損傷を防止することができる。前
記マスク手段をこの誘電体と一体的に形成すると、前記
電極と一体化されて、被処理材に関する電極及びマスク
手段の位置を同時にかつ一義的に適正な位置に設定する
ことができる。また、気体放電の発生領域に面する前記
誘電体の部分を多孔質体で形成し、かつ該多孔質体を介
して所定のガスを導入すると、前記ガスが放電領域に均
一に分配されるので、励起活性種の分布及びそれによる
表面処理がより均一になる。

【００３０】更に、前記電極を挟んでマスク手段と反対
側に排気口を開設すると、放電領域から使用済みのガス
を強制的に排出することができ、被処理材表面から除去
した物質等の再付着や汚染を防止し、放電によるオゾン
等を適切に処理できるので好都合である。

【００３１】更に、本発明の別の側面によれば、透明な
支持体と、該支持体上に形成された着色層、透明保護層
及び透明電極とからなる液晶パネルのカラーフィルタの
製造において、前記透明電極の端子部の位置に対応する
透明保護層の周辺部分を該透明保護層の他の部分から仕
切るようにマスク手段を配置し、大気圧及びその近傍の
圧力下において電極と前記透明保護層との間で気体放電
を発生させ、この気体放電により所定のガスの励起活性
種を生成し、該励起活性種に透明保護層の前記周辺部分
を選択的に曝露して除去する工程からなることを特徴と
するカラーフィルタの製造方法が提供される。

【００３２】このように構成することによって、使用す
る材料に制限を受けることなく透明保護層をスピンコー
ト、ロールコート、印刷法等により支持体の全面に成膜
できるので、上述した従来の問題点を解消して透明保護
層を平坦に形成でき、かつ透明保護層を高精度に部分除
去できると共に、工程全体を簡単化、低コスト化するこ
とができる。しかも、透明保護層の上に透明電極を形成
する構造のカラーフィルタでは、大気圧プラズマによる
表面処理によって透明保護層のエッジ部が丸く形成され
るので、透明電極が形成し易く、そのカバレッジが良い
ためにパターニング後にも断線し難い信頼性の高いカラ
ーフィルタが得られる。

【００３３】従って本発明によれば、透明な支持体と、
該支持体上に形成された着色層、透明保護層及び透明電
極とを有し、該透明保護層が、その透明電極の端子部に
対応する周辺部分を他の部分から仕切るようにマスク手
段を配置し、かつ大気圧及びその近傍の圧力下において
電極と前記透明保護層との間で気体放電を発生させ、こ
の気体放電により生成される所定のガスの励起活性種に
選択的に曝露させて除去することにより、透明電極の端
子部を除くように部分的に形成されていることを特徴と
するカラーフィルタが提供される。

【００３４】従って、支持体上に形成した着色層の上に
透明保護層が形成されかつその上に透明電極が形成され
る構造のカラーフィルタでは、透明電極の端子部のみが
支持体上に直接成膜される。透明電極が支持体上に直接
形成されかつその上に形成した着色層の上に透明保護層
が形成される構造のカラーフィルタでは、支持体上に直
接成膜された透明電極の端子部のみが露出している。い
ずれの場合にも、液晶パネルへの駆動回路の実装及び取
外しを容易に行うことができる。

【００３５】更に本発明によれば、透明電極を形成した
透明基板の上にその全面に亘って配向膜を形成し、前記
透明電極の端子部の位置に対応する配向膜の部分を該配
向膜の他の部分から仕切るようにマスク手段を配置し、
大気圧及びその近傍の圧力下において電極と前記配向膜
との間で気体放電を発生させ、この気体放電により所定
のガスの励起活性種を生成し、該励起活性種に配向膜の
前記部分を選択的に曝露して除去する工程からなること
を特徴とする液晶パネルの製造方法が提供される。

【００３６】このように構成することによって、使用す
る材料に制限を受けることなく配向膜をスピンコート、
ロールコート、印刷法等により透明基板の全面に平坦に
成膜し、かつ透明電極の端子部から配向膜を高い精度で
部分的に、液晶パネルの他の部分を損傷することなく容
易に除去できる。従って、液晶の配向性の均一さを確保
し得る液晶パネルを簡単かつ低コストで製造することが
できる。

【００３７】また本発明によれば、透明基板と、その上
に形成された透明電極と配向膜とを有し、配向膜が、そ
の透明電極の端子部に対応する周辺部分を他の部分から
仕切るようにマスク手段を配置し、かつ大気圧及びその
近傍の圧力下において電極と前記配向膜との間で気体放
電を発生させ、この気体放電により生成される所定のガ
スの励起活性種に前記周辺部分を選択的に曝露させて除
去することにより、透明電極の端子部を露出させるよう
に部分的に形成されていることを特徴とする液晶パネル
が提供される。

【００３８】

【発明の実施の形態】図１には、本発明による表面処理
装置の好適な実施例が示されている。表面処理装置１
は、交流電源２に接続された概ね直方体の細長い電極３
を有する。電極３下面には、長手方向に全長に亘って同
一形状・寸法の２本の放電発生部４、５が、一定の離隔
距離をもって平行に下向きに突設されている。電極３の
下部には、全長に亘って誘電体６が装着されている。両
放電発生部４、５間には、前記誘電体によって中間チャ
ンバ７が画定され、電極３上面に開口するガス導入口８
に連通している。誘電体６の中央には、中間チャンバ７
から下向きに開口する細い直線状のガス噴出口９が、電
極３の全長に亘って形成されている。

【００３９】誘電体６の下面には、ガス噴出口９に沿っ
て電極３の全長に亘って直線状に延長するマスク１０が
突設されている。本実施例のマスク１０は、その下面が
誘電体下面と平行な矩形の断面形状を有し、石英ガラス
で形成されている。マスク１０は誘電体６と一体に形成
することができ、または別個に形成したものを一体的に
結合してもよい。マスク１０には、目的とする表面処理
に応じて放電時に生成される励起活性種に対する耐久性
の高いものであれば、石英ガラス以外のガラス材料や絶
縁体材料、例えばシリコンゴム、フッ素樹脂、セラミッ
ク材料等の誘電体を用いることができる。

【００４０】表面処理装置１の下方には、被処理材例え
ば回路基板やウエハが配置される。電極３は、図２に示
すように、マスク１０下面が被処理材１１の表面に接触
し、該マスクを境として被処理材表面の処理したい領域
１１Ａが電極側に、他の領域から完全に遮断されるよう
に配置する。この状態で、所望の表面処理に適した所定
のガスを外部ガス供給源からガス導入口８を介して中間
チャンバ７内に供給し、ガス噴出口９から被処理材表面
に向けて噴出させる。これと同時に、交流電源２から電
極３に所定の電圧を印加して、前記両放電発生部と被処
理材１１との間で気体放電を発生させる。誘電体６下面
と被処理材表面との間隙には、前記放電で発生したプラ
ズマによる前記所定のガスの励起活性種が生成される。
被処理材表面は、前記励起活性種がマスク１０に妨げら
れて外側に流れ出ず、その内側の領域１１ａのみが選択
的に曝露されて処理される。ここで、電極３または放電
発生部４に対するマスク１０の位置は、使用するガス
種、その流量、電圧などの放電条件によって放電領域の
範囲や処理能力が異なるので、これらの条件に応じて適
当に設定する。

【００４１】図３に示す変形例では、マスク１０がくさ
び形の断面形状に形成され、かつその先端１０Ａを下向
きにして誘電体６下面に設けられている。マスク１０
は、領域１１Ａを他の領域から仕切るように、先端１０
Ａを被処理材１１表面に接触させて配置する。この場
合、マスク１０と被処理材表面との接触面積が図２の場
合に比して大幅に小さくなる。従って、マスクに付着し
ているごみや汚れが被処理材表面に転写される可能性が
非常に少なくなる。このように被処理材表面との接触面
積を小さくできるマスクの形状は、上述したくさび形に
限定されず、薄い板状の仕切壁に形成したり、被処理材
表面を傷つけないようにマスク先端を丸くしたり多少の
幅を持たせることもできる。

【００４２】図１の表面処理装置を用いて被処理材の表
面からアクリル樹脂の被膜を部分アッシングする実験を
行った。被処理材には、ソーダガラスの表面にアクリル
樹脂（日本合成ゴム株式会社製 ＳＳ１１２１）を０．
２μｍの厚さで成膜したものを用いた。マスク１０はシ
リコンゴムで形成し、図４に示すように、被処理材１１
のアクリル樹脂膜１２表面に接触させた。前記外部ガス
供給源から放電ガスとしてヘリウムを毎分２０リット
ル、酸素を毎分２００ミリリットルの割合で導入し、気
体放電を発生させた。

【００４３】この結果、僅か３０秒で被処理材１１表面
の領域１１Ａからアクリル樹脂膜１２を部分アッシング
することができた。アクリル樹脂膜１２は、マスク１０
より内側の部分が完全に除去されると共に、マスク１０
直下の部分が、図４に示すように角部が凸状に湾曲した
テーパ状をなすように、部分的にアッシングされた。本
発明では、大気圧またはその近傍の圧力下で気体放電さ
せるため、真空中または減圧下に比して電子の平均自由
工程が短く、しかも前記励起活性種の運動が気体分子に
よって妨げられ易い。このテーパ状部分は、励起活性種
の運動が真空または減圧の場合よりも緩やかなことによ
って形成されたものと考えられる。テーパ状部分１２Ａ
の幅は約４００μｍであり、充分に高い精度でアッシン
グすることができた。

【００４４】第１実施例の表面処理装置を用いた別の実
施例では、図５に示すように、マスク１０下面を被処理
材１１の表面に接触させず、該表面との間に僅かなギャ
ップ１３を画定するように、かつ所望の領域１１Ａが電
極側に、他の領域から仕切られるように電極３を配置す
る。所定のガスをガス噴出口９から被処理材１１表面に
向けて噴出させつつ、電極３に所定の電圧を印加して、
放電発生部４、５と被処理材１１との間で気体放電を発
生させ、前記所定のガスの励起活性種を生成する。

【００４５】上述したように本発明では、大気圧または
その近傍の圧力下での気体放電により、真空中または減
圧下に比して電子の平均自由工程が短く、かつプラズマ
の密度が低く、しかも励起活性種の運動が気体分子によ
って妨げられる。従って本実施例では、前記ギャップの
大きさａを適当に狭く設定することによって、励起活性
種のギャップ１３への侵入及び該ギャップから外部への
拡散を有効に阻止できる。被処理材１１表面は、マスク
１０の下側部分まで不必要に処理されることなく、また
処理レートを低下させることなく、所望の領域１１Ａの
みが選択的にかつ効率的に処理される。

【００４６】図５において、マスク１０と被処理材１１
表面とのギャップ量ａ、マスク１０の高さｂ、誘電体６
下面と被処理材１１との距離ｃを様々に設定して、第１
実施例の表面処理装置を用いて部分アッシングの実験を
行った。放電ガスは、図３の場合と同様に、ヘリウムを
毎分２０リットル、酸素を毎分２００ミリリットルの割
合で用いた。その結果を以下の表１に示す。同表におい
て、テーパ部１２Ａの幅が７００μｍ以下でアッシング
の直線性が３００μｍ以下のもの、即ち部分アッシング
の精度が１mm以下の状態のものを○印を付して表した。
ここでアッシングの直線性とは、アッシングした部分の
長さ１５cmの範囲に生じたうねりの大きさをもって示し
た。部分アッシングの精度が１mm以下ということは、液
晶パネルの製造においてパネルの組立に必要な精度２mm
を十分に満足する値で、実用上高い精度を意味する。

【００４７】

【表１】

【００４８】表１の結果から分かるように、マスク１０
の高さｂ、誘電体下面と被処理材との距離ｃを放電可能
な適当な大きさである場合、マスクと被処理材表面との
ギャップ１３の大きさａを０．６mm以下に設定すること
によって、ガスの励起活性種の移動がマスク１０によっ
て有効に阻止され、被処理材表面の所望の領域だけが前
記ガスの励起活性種に曝露され、その結果高精度な部分
アッシングが可能であることが分かる。

【００４９】図６には、本発明による表面処理装置の第
２実施例が示されている。この表面処理装置１４は、金
属板を垂直に立てた電極１５と、その下部を包むように
装着された誘電体１６とを有する。誘電体１６の電極１
５を挟んで対向する一方の部分１７には、その下面にマ
スク１８が前記電極と平行にかつその全長に亘って突設
されている。本実施例のマスク１８は、第１実施例のマ
スク１０と同様に矩形の断面形状を有し、例えば石英ガ
ラスで誘電体１６と一体に形成されている。前記一方の
対向部分１７及びマスク１８の略中央には、前記電極に
沿って下向きに開口する細い直線状のガス噴出口１９が
形成されている。対向部分１７の上部には、その全長に
亘って前記ガス噴出口に連通する中間チャンバ２０を画
定するように金属ブロック２１が取り付けられている。
金属ブロック２１の上面には、所定のガスを外部ガス供
給源から中間チャンバ２０に導入するためのガス導入口
２２が開設されている。

【００５０】表面処理装置１４は、図７に示すように、
その直ぐ下方に配置される被処理材１１の表面とマスク
１８下面との間に僅かなギャップ２３が画定されるよう
に、かつマスク１８によって前記被処理材の所望の処理
領域１１Ａが電極側に、他の領域から仕切られるように
位置決めする。ギャップ２３の大きさは、図５の場合と
同様に０．６mm以下に設定すると好都合である。前記外
部ガス供給源から供給された所定のガスは、ガス噴出口
１９からギャップ２３を通過して、前記マスクにより仕
切られた電極１５と被処理材の領域１１Ａとの間の空間
に導入される。一部の前記ガスは、ギャップ２３から電
極１５と反対側に流出する。

【００５１】電極１５に所定の電圧を印加して被処理材
１１との間で気体放電を発生させると、放電領域２４内
でプラズマにより前記ガスの励起活性種が生成される。
本実施例では、前記励起活性種がギャップ２３内に噴出
する前記ガスに妨げられて、前記ギャップへ侵入しまた
は該ギャップから外部へ拡散するのを、図５の場合より
もより確実に阻止できる。従って、前記被処理材は、所
望の領域１１Ａのみが選択的に処理される。また、本実
施例の誘電体１６は、ギャップ２３を介してガスを導入
するようにしたから、第１実施例のガス噴出口９のよう
に放電領域２４に面して直接開口したり尖った角を構成
する部分が無く、放電によるパーティクルの発生が減少
するので、それによる被処理材の汚染や表面処理装置の
汚れが大幅に少なくなる。

【００５２】図８には、第２実施例の表面処理装置１４
の変形例が示されている。この変形例では、ガス噴出口
１９と中間チャンバ２０とを連通するガス通路２５が、
少なくともガス噴出口付近において電極側に斜めに形成
されている。これにより、ギャップ２３から放電領域２
４へのガスの導入が、よりスムーズに効率よく行われ
る。また、ギャップから外部に流出するガスの量が減少
する。従って、放電に使用されるガスの流量がより高精
度にかつ簡単に制御できるようになる。

【００５３】図９に示す別の変形例では、誘電体１６の
マスク１８と反対側の対向部分２６に、その下面に開口
する排気通路２７が内設されている。ガス噴出口１９か
らギャップ２３を通過して放電領域２４に導入されたガ
スは、該放電領域を出た後大気中に拡散することなく、
排気通路２７から強制的に排出される。排気通路２７
は、例えば図７に示す誘電体１６のマスク１８と反対側
の側面に沿って、或る間隔をもって誘電体の仕切板を配
設することによって、容易に形成することができる。

【００５４】本実施例によれば、排気構造をこのように
表面処理装置に一体化しかつ放電領域の近傍から排気す
ることによって、装置全体を小型化でき、かつ放電時に
発生するオゾンの大気中への放出を防止することができ
る。また、大気がマスク１８と反対側から放電領域２４
に侵入するのを防止できるので、放電の安定性が高めら
れる。

【００５５】図１０には、図６及び図７に示す第２実施
例の表面処理装置の更に別の変形例が示されている。こ
の実施例の誘電体１６は、電極１５を挟んで反対側の対
向部分２６にも、対向部分１７のマスク１８と同様のマ
スク２８が突設されている。前記両マスクは、同一の形
状にかつ一定の離隔距離ｄをもって平行に形成されてい
る。更にマスク２８には、その下面にマスク１８と同様
のガス噴出口２９が設けられ、被処理材１１表面との間
のギャップ３０に開口している。前記両ガス噴出口に
は、前記外部ガス供給源からそれぞれ所定のガスが供給
される。

【００５６】本実施例では、図１０に示すように被処理
材１１表面の所望の領域１１Ａをマスク１８、２８によ
り両側から規制するように、電極１５を配置する。電極
１５に所定の電圧を印加して気体放電させ、かつ同時に
前記各ガス噴出口からギャップ２３、３０を介して前記
ガスを放電領域２４に導入する。本実施例では、各ガス
噴出口から噴出する一部のガスが前記ギャップから外部
に流出するにも拘わらず、放電領域２４が外部から前記
両マスクにより両側から遮断されているので、領域１１
Ａを距離ｄで決定される所望の幅の直線状に高精度にか
つ効率的に表面処理することができる。

【００５７】両マスク１８、２８間の距離ｄは、表面処
理したい領域１１Ａの幅に応じて適当に設定することが
できる。また、本実施例と図９の実施例とを組み合わせ
て、一方のガス噴出口（例えば１９）をそのままガス導
入用に使用し、かつ他方のガス噴出口（例えば２９）を
ガス排出用に変更して使用することもできる。その場
合、図９の実施例に比して排気側がマスクで外部と遮断
されているので、排気による大気の汚染及び大気の放電
領域への混入がより確実に防止される。

【００５８】この実施例では、一定幅の直線状の領域１
１Ａを処理するために、該領域の両側にのみマスクを配
置されるように構成したが、別の実施例では、マスクを
処理領域の全周を包囲するように設けることができる。
更に、マスク及び必要に応じて電極の平面形状を処理領
域の外周形状に合わせて変更すると、上述した直線状の
表面処理だけでなく、広い面積を処理する場合にもより
効果的な表面処理が可能になる。

【００５９】図１１には、本発明による表面処理装置の
第３実施例を概略的に示している。第３実施例の表面処
理装置３１は、図６の第２実施例の構成と比較して、電
極３２の下部に誘電体３３が装着され、かつその一方の
対向部分３４の下面にマスク３５が設けられている点で
同じであるが、マスク３５が接地された導電体で形成さ
れ、電源電極３２に対する接地電極の機能を有する点に
おいて異なる。マスク３５の下面にはガス噴出口３６が
開口し、誘電体の対向部分３４及びマスクに内設された
通路を介して供給される所定のガスを、マスク３５と被
処理材１１とのギャップ３７に噴出させるようになって
いる。

【００６０】本実施例において、前記電源電極に所定の
電圧を印加すると、気体放電は、電源電極３２と被処理
材１１表面との間において特に該電極とマスク３５との
間に集中して起こり、放電領域３８が図６の第２実施例
の場合よりも狭い空間に制限される。従って、前記気体
放電がギャップ３７内にまで広がるのを抑制することが
でき、部分的表面処理の精度をより一層高めることがで
きる。特に被処理材１１表面の非常に狭い領域を処理す
る場合に有利である。

【００６１】図１２は、上述した第３実施例の変形例を
示している。この実施例では、マスク３５の一部分３９
が接地電極として導電体で形成され、他の部分が誘電体
３３と同じ絶縁体で形成されている。導電体部分３９は
放電領域３８に直接面しない位置に設けられるので、図
１１の場合よりも気体放電の範囲が広がる。

【００６２】図１３は、本発明による表面処理装置の第
４実施例を概略的に示している。本実施例の表面処理装
置４０は、電極４１の下部に装着された誘電体４２の内
面と該電極の先端部との間に画定される空隙によって、
前記誘電体内部にガス導入通路４３が形成されている。
ガス導入通路４３は、前記電極の全長に亘って設けら
れ、誘電体４２上部に開設したガス導入口４４から所定
のガスが供給される。誘電体４２の下面は、ガス導入通
路４３と外部とを仕切る誘電体からなる多孔質板４５で
形成されている。従って、ガス導入通路４３内に供給さ
れた前記ガスは、多孔質板４５を通過して前記誘電体下
面から放電領域４６全体に略均一に供給される。誘電体
４２の一方の対向部分４７の下面には、上述した各実施
例と同様にマスク４８が突設されており、該マスクによ
って被処理材１１表面の領域１１Ａを他の領域から分離
して表面処理が行われる。

【００６３】このようにガスが均一に供給されることに
よって、放電領域４６内に生成される前記ガスの励起活
性種の分布がより均一になるので、領域１１Ａをより均
一に表面処理することができる。また、第２実施例の表
面処理装置と同様に、第１実施例のように放電領域に面
して直接開口したり尖った角を構成する部分が無いの
で、放電によるパーティクルの発生及びそれによる被処
理材の汚染や表面処理装置の汚れが大幅に減少する。本
実施例は、特に広い面積を表面処理する場合に有利であ
る。尚、図１３では、マスク４８と被処理材１１表面と
の間にギャップを設けたが、図２の実施例のように、マ
スク４８の下面を被処理材表面に接触させて処理するこ
ともできる。

【００６４】図１４には、上述した本発明の表面処理装
置を被処理材に対して位置決めするための駆動機構４９
が示されている。駆動機構４９は、被処理材１１を載せ
るステージ５０と、表面処理装置５１を支持するための
ハウジング５２とを備える。ハウジング５２は、ステー
ジ５０の四隅に垂設された４本のコラム５３と、該コラ
ムの各上端を互いに結合する水平な４本のビーム５４と
により箱形のフレーム構造に構成されている。ハウジン
グ５２には、水平な支持フレーム５５がコラム５３に沿
って上下に移動可能に取り付けられている。表面処理装
置５１は、その上部が支持フレーム５５の中央に固定さ
れている。各コラム５３の外周面にはねじ部５６が形設
され、これに歯合するギア機構５７及び該ギア機構に駆
動連結された電動モータ５８がそれぞれ支持フレーム５
５上に配設されている。表面処理装置５１の下端には、
電源電極とその下部に装着された誘電体とからなる電極
部５９が設けられている。

【００６５】電極部５９は、各電動モータ５８を駆動し
て支持フレーム５５を昇降させることによって、被処理
材１１に対して接近または離反させる。電動モータ５８
は、電極部５９に下向きに突設されたマスク６０を被処
理材１１表面の所定位置に接触させ、または該表面との
間に適当なギャップを設けるように、前記支持フレーム
の移動を制御することができる。本実施例によれば、上
述した簡単な構成により、ステージ５０に対する支持フ
レーム５５の高さ位置を予め決定しておくことによっ
て、電極部５９即ちマスク６０を常に同じ高さに位置決
めすることができる。電動モータ５８の駆動制御は、手
動により、またはマイクロコンピュータなどの自動制御
により行われる。自動制御の場合には、支持フレーム５
５の高さ位置をマイクロコンピュータに予め設定してお
くことによって、より正確な位置決めが可能となる。

【００６６】被処理材１１表面に対する電極部５９即ち
マスク６０の位置決めは、図１５または図１６に示すギ
ャップ検出機構を用いることによって、より正確かつ確
実に行うことができる。図１５のギャップ検出機構は、
電極部５９のマスク６０側の側面に装着された光センサ
６１を備える。光センサ６１は、例えば半導体レーザな
どの発光素子から発射して被処理材１１表面で反射され
た光を検出して、該表面までの距離を測定する公知のセ
ンサである。光センサ６１は、ケーブル６２を介して電
動モータ５８の駆動制御部に接続されている。前記駆動
制御部は、光センサ６１から入力する信号に基づいて電
動モータ５８を制御し、マスク６０と被処理材１１との
実際のギャップを正確に調整する。この光センサによる
ギャップ検出機構は、マスクを被処理材表面に接触させ
る場合も含めて、上述した全ての実施例の表面処理装置
に適用することができる。

【００６７】これに対し、図１６のギャップ検出機構
は、電極部５９が、マスク６０と被処理材１１表面との
間にギャップ６０Ａを形成しかつ該ギャップ内にガスを
噴出させる構造を有する、上述した第２実施例のような
表面処理装置に使用するものである。即ち、電極部５９
は、電極６３の下部に装着された誘電体６４の一方の対
向部分６５に、ガス噴出口６６に連通するガス導入通路
６７が内設されている。対向部分６４の側面には、例え
ばダイヤフラムを用いた半導体圧力センサのような公知
の圧力センサ６８が取り付けられている。圧力センサ６
８は、前記ガス導入通路内を流れるガスの圧力をガス噴
出口６６に比較的近い位置で通孔６９を介して測定す
る。

【００６８】前記ガス導入通路内のガス圧力は、ギャッ
プ６２の大きさによって変動する。圧力センサ６８は、
前記ガス圧力の変動を検出し、或る一定以上の圧力にな
るとケーブル７０を介して電動モータ５８の駆動制御部
に信号を出力する。前記駆動制御部は、圧力センサ６８
からの入力信号に基づいて電動モータ５８を制御し、マ
スク６０と被処理材１１との実際のギャップを正確に調
整する。この実施例によれば、放電領域へのガスの供給
と正確なギャップの形成とを１つの構成で同時に行うこ
とができる。このように被処理材表面との距離を計測す
るセンサを使用することによって、個々の被処理材の厚
さの相違や、反り・傾斜などによる被処理材表面の高さ
の変動に対応して、常に実際のギャップを所望の大きさ
に正確に設定することができる。

【００６９】本発明による表面処理方法及び装置は、使
用するガス種を適当に選択することによってぬれ性の向
上などの表面改質やエッチング、アッシング等の様々な
部分表面処理を行うことが可能である。この部分表面処
理技術は、様々な技術分野に適用することができ、特に
高精度で微細な表面処理加工を必要とする半導体、電子
機器の分野において有利である。本発明によれば、上述
した部分表面処理技術を用いて液晶パネルを製造するこ
とができる。

【００７０】図１７には、本発明による液晶パネル用カ
ラーフィルタの製造方法が工程順に示されている。先
ず、図１７Ａに示すように、透明なガラス基板７１の表
面に着色層７２を形成する。着色層７２は、Ｒ（赤）、
Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色を順に配置した多数の画素
７３とそれらの間を仕切るブラックマトリクス（以下、
ＢＭと称す）７４とからなる。画素７３及びＢＭ７４
は、公知の方法例えば顔料分散法により、色素を分散さ
せたフォトレジスト液をガラス基板７１表面に塗布し、
パターン露光し、現像する工程を各色毎に繰り返すこと
によって形成される。着色層７２は、染色法、印刷法な
どの他の方法によっても同様に形成することができる。

【００７１】次に、ガラス基板７１の全面に透明保護膜
７５を形成する。図１７Ｂは、図１７Ａの向きに関して
直角の方向からガラス基板を見たものである。透明保護
膜７５は、公知の有機材料、例えばエポキシ、シリコー
ン、ポリイミド系など耐熱性の熱硬化性樹脂を用いて、
スピンコート、ロールコート、印刷法などの方法により
平坦に成膜する。前記ガラス基板は後の工程で、図１７
Ｂにおいて着色層７２より外側の端縁の領域７１Ａに透
明電極の端子部が形成される。このため、次に領域７１
Ａにある前記透明保護膜の部分７５Ａを除去する。

【００７２】本実施例では、上述した本発明の第１実施
例による表面処理装置７６を使用する。表面処理装置７
６は、図１７Ｃに示すように、透明保護膜の部分７５Ａ
がマスク７７によって電極側に仕切られるように、該マ
スクを透明保護膜７５上面に接触させて配置する。電極
７８に所定の電圧を印加して前記ガラス基板との間で気
体放電を発生させ、大気圧またはその近傍の圧力下で放
電領域７９にヘリウムと酸素との混合ガスを供給する。
放電領域７９には前記混合ガスの励起活性種が生成さ
れ、これに曝露された透明保護膜の部分７５Ａがアッシ
ングされて、図１８に示すように前記ガラス基板表面の
領域７１Ａから完全に除去される。アッシングした後の
透明保護膜７５の縁端には、図４の場合と同様に緩やか
に湾曲するテーパ部７５Ｂが形成されている。

【００７３】次に、前記ガラス基板全体にＳiＯ₂膜８０
をスパッタリングで形成し、かつその上にＩＴＯ膜８１
を同じくスパッタリングで成膜する。ＩＴＯ膜８１をホ
トリソグラフィ技術でパターニングすることによって、
図１７Ｅに示すように、着色層７２の各画素に対応させ
て透明電極８２が形成される。尚、図１７Ｅは、ガラス
基板７１を図１７Ａと同じ向きから見たものである。こ
のようにして、無機材料からなる透明電極８２の端子部
が、比較的軟質の有機材料からなる透明保護層上でなく
ガラス基板表面に形成され、上述した従来の問題点を解
消した液晶パネルのカラーフィルタが得られる。

【００７４】図１９は、本発明による部分表面処理技術
を適用した所謂ミセルカラーフィルタの製造方法が工程
順に示されている。先ず従来と同様に、透明なガラス基
板８２の表面にＩＴＯをスパッタリングで膜厚例えば２
０００Åに成膜し、かつホトリソグラフィ技術を用いて
パターニングし、透明電極８３を形成する。透明電極８
３の間にはＢＭ８４が、色素を分散させたフォトレジス
トを塗布し、パターン露光及び現像することによって形
成される（図１９Ａ）。

【００７５】他方、導電化した着色層を形成するための
ミセル電解液を準備する。ミセル電解液の作成方法は、
例えば本願出願人による国際出願（国際公開番号ＷＯ９
４／２７１７３）の明細書に記載されており、その表面
を疎水化した透明導電粒子例えばＩＴＯ粒子と、顔料粒
子とを界面活性剤で取り囲んだ顔料ミセルコロイド水溶
液を、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色についてそれぞれ調整する。

【００７６】図１９Ｂに示すように、透明電極８３を形
成した前記ガラス基板の全面にフォトレジスト８５を塗
布し、パターニングして一部の透明電極８３の上面を露
出させる。本実施例では、最初にＲ着色層を形成する透
明電極の部分のフォトレジストを除去した。このガラス
基板をアノードとして、かつステンレス基板をカソード
として、Ｒの前記顔料ミセルコロイド水溶液中に浸漬
し、例えば＋０．４Ｖの定電位で２０分間電解すること
によって、前記透明電極の露出面にＲの前記顔料粒子及
び透明導電粒子を析出させ、赤色の顔料膜８６を０．８
μｍの厚さに形成する。同様の工程を繰り返して緑色及
び青色の顔料膜をそれぞれ形成することによって、図１
９Ｃのように透明電極８３上にＲ、Ｇ、Ｂ３原色の着色
層８７が形成される。

【００７７】次に、ガラス基板８２全面にスピンコート
によりアクリル樹脂を０．２μｍの厚さに成膜して透明
保護層８８を形成する（図１９Ｄ）。図１９Ｄは、図１
９Ａの向きに関して直角の方向からガラス基板を見たも
のである。透明保護層８８の成膜後にＲ、Ｇ、Ｂ着色層
の各抵抗値を測定したところ、それぞれ１×１０^6.5オ
ームcm以下であり、透明電極８３が着色層８７の下側に
存在しても、液晶駆動に何ら問題の無い抵抗値レベルで
あることが分かる。次に、ガラス基板８２は、図１９Ｄ
において着色層８７より外側の端縁の領域８２Ａにある
前記透明保護膜の部分８８Ａを除去する。

【００７８】図１７の実施例と同じ本発明の第１実施例
による表面処理装置７６を使用し、図１９Ｅに示すよう
に、透明保護膜の部分８８Ａをマスク７７によって電極
側に仕切るように、かつ該マスクと透明保護膜８８との
間にギャップを画定するように配置する。電極７８に所
定の電圧を印加して前記ガラス基板との間で気体放電を
発生させ、大気圧またはその近傍の圧力下で放電領域８
９にヘリウムと酸素との混合ガスを供給する。透明保護
膜の部分８８Ａは、放電領域８９に生成される前記混合
ガスの励起活性種に曝露されてアッシングされ、前記ガ
ラス基板表面から完全に除去される。これにより、透明
電極８３の端子部８３Ａが、図１９Ｆに示すようにガラ
ス基板８２上に露出する。

【００７９】本実施例では、図５における前記ギャップ
量、マスク高さなどの各寸法をａ＝０．４mm、ｂ＝２．
０mm、ｃ＝２．４mmとし、前記混合ガスとしてヘリウム
を毎分２０リットル、酸素を毎分２００ミリリットルの
割合で導入した。部分８８Ａをアッシングした後の透明
保護膜８８は、図１８と同様に、その縁端に緩やかに湾
曲したテーパ部が形成され、その幅は０．５０mm、直線
性は０．１５mm／１５cmであり、液晶パネルの組立に何
ら問題の無い高いアッシング精度であった。

【００８０】図２０には、本発明による配向膜を有する
液晶パネルの製造方法が工程順に示されている。図２０
Ａに示すように、透明なガラス基板９０の表面にＩＴＯ
をスパッタリングで成膜しかつパターニングして、透明
電極９１を形成する。このガラス基板の全面に、ポリイ
ミド膜９２をスピンコート、ロールコートまたは印刷法
などの方法で２００〜５００Åの厚さに成膜する（図２
０Ｂ）。次に、前記ガラス基板は、透明電極９１より外
側の端縁の領域９０Ａにあるポリイミド膜の部分９２Ａ
を除去する。

【００８１】本実施例では、図１７及び図１９の各実施
例と同じ本発明の第１実施例による表面処理装置７６を
使用する。表面処理装置７６は、図２０Ｃに示すよう
に、ポリイミド膜の部分９２Ａをマスク７７によって電
極側に仕切るように、該マスクを前記ポリイミド膜表面
に接触させて配置する。電極７８に所定の電圧を印加し
て前記ガラス基板との間で気体放電を発生させ、大気圧
またはその近傍の圧力下で放電領域９３にヘリウムと酸
素との混合ガスを供給する。ポリイミド膜の部分９２Ａ
は、放電領域９３に生成される前記混合ガスの励起活性
種に曝露されてアッシングされ、前記ガラス基板表面か
ら完全に除去される（図２０Ｄ）。

【００８２】次に、ポリイミド膜９２を例えば一定方向
にラビングすることによって配向膜を形成した後、図２
０Ｅに示すように、ポリイミド膜を除去したガラス基板
周縁の領域９０Ａにシール接着剤を印刷してシール部９
４を形設する。このシール部９４を介して前記ガラス基
板に、電極パターン及びその上に配向膜を形成した別の
ガラス基板９５を重ね合わせ、一体的に結合する（図２
０Ｆ）。更に、前記ガラス基板間の空隙９６に液晶を注
入し、かつ両面に偏光板を貼着することによって、液晶
パネルが完成する。

【００８３】以上、本発明について好適な実施例を用い
て詳細に説明したが、本発明はその議樹的範囲内におい
て上記実施例に様々な変形・変更を加えて実施すること
ができる。例えば、図１〜図１６の各実施例は、それぞ
れ適当に組み合わせて実施することができる。また、図
１７では、ガラス基板上に着色層、透明保護層を形成
し、その上に透明電極を形成する構造のカラーフィルタ
製造方法について説明したが、本発明の部分表面処理
は、ガラス基板表面に透明電極を形成しかつその上に着
色層を形成する構造のカラーフィルタにも同様に適用す
ることができる。また、上述した本発明のカラーフィル
タ及び液晶パネルは、ＳＴＮ型、ＴＦＴ型、ＭＩＭ型な
ど、全ての型式の液晶パネルに同様に適用することがで
きる。

【００８４】

【発明の効果】本発明は、上述した構成を採用すること
によって以下に記載するような格別の効果を奏する。本
発明の表面処理方法によれば、大気圧近傍の圧力下で生
成されるガスの励起活性種は、マスク手段を設けること
によって移動が制限されるので、被処理材表面の所望の
領域だけを部分的に選択して前記励起活性種に曝露する
ことができ、高い精度で良好に表面処理することができ
る。特にマスク手段と被処理材表面との間に適当なギャ
ップを設けた場合には、マスク手段からの汚染が防止さ
れるだけでなく、被処理材または被膜の材質、用途、表
面の状態などの処理条件に左右されないので、広範な分
野で所望の部分表面処理が可能となる。更に、前記ギャ
ップからガスを噴出させて放電領域に供給することによ
り、ギャップへの励起活性種の侵入及び外部への拡散が
確実に阻止され、より高精度にかつ効率的に安定して被
処理材を部分表面処理することができる。

【００８５】本発明の表面処理装置によれば、上述した
部分的な表面処理方法を比較的簡単な構成により低コス
トで実現することができ、特にマスク手段が電極に沿っ
て配設されることによって、より高精度な部分表面処理
が可能となる。

【００８６】また、本発明の液晶パネルのカラーフィル
タ製造方法によれば、従来の製造工程に対して複雑な工
程を加えたり高価な装置・設備を用いることなく、透明
保護層を使用する材料に制限を受けることなく支持体の
全面に成膜できかつ平坦に形成することができ、その上
にＩＴＯを成膜して透明電極を形成するのが容易にな
る。このようにして製造されたカラーフィルタは、表面
処理後の透明保護層のエッジ部分が丸くテーパ状に形成
されているので、その上に成膜されたＩＴＯ膜のカバレ
ッジが良く、そのため透明電極に断線等の不具合を生じ
る虞が無い。従って、高品質で信頼性の高いカラーフィ
ルタが簡単にかつ低コストで得られる。

【００８７】また、本発明の液晶パネルの製造方法によ
れば、同様に従来の製造工程に対して複雑な工程を加え
たり高価な装置・設備を用いることなく、配向膜を使用
する材料に制限を受けることなく透明基板の全面に平坦
に成膜できるので、液晶の配向性の均一さを確保するこ
とができ、高品質の液晶パネルを簡単かつ低コストで製
造することができる。また、このように製造された液晶
パネルは、配向膜が高い精度で部分的に除去されている
ので、この部分にシール部を設けた場合、シール剤との
密着性が改善され、液晶パネルの信頼性の向上が図られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による表面処理装置の第１実施例を示す
部分断面斜視図である。

【図２】マスクを被処理材表面に接触させた表面処理装
置の部分断面図である。

【図３】図２と異なる形状のマスクを有する表面処理装
置の部分断面図である。

【図４】図２の状態で部分アッシングした被処理材を示
す拡大断面図である。

【図５】被処理材表面との間にギャップを画定するよう
にマスクを配置した表面処理装置の部分断面図である。

【図６】本発明による表面処理装置の第２実施例を示す
部分断面斜視図である。

【図７】図６の表面処理装置の部分断面図である。

【図８】図７のマスクの変形例を示す部分断面図であ
る。

【図９】排気構造を一体化した第２実施例の表面処理装
置を示す部分断面図である。

【図１０】第２実施例の表面処理装置の更に別の変形例
を示す部分断面図である。

【図１１】本発明による表面処理装置の第３実施例をを
示す部分断面図である。

【図１２】図１１の変形例を示す部分断面図である。

【図１３】本発明による表面処理装置の第４実施例を示
す部分断面図である。

【図１４】マスク及び電極を位置決めする表面処理装置
の駆動機構を概略的に示す正面図である。

【図１５】光センサを用いたギャップ検出機構を有する
表面処理装置の断面図である。

【図１６】圧力センサを用いたギャップ検出機構を有す
る表面処理装置の断面図である。

【図１７】本発明による液晶パネルのカラーフィルタの
製造方法を示すＡ図〜Ｅ図からなる工程図である。

【図１８】図１７の方法により製造されたカラーフィル
タを示す部分拡大断面図である。

【図１９】本発明によるミセルカラーフィルタの製造方
法を示すＡ図〜Ｅ図からなる工程図である。

【図２０】本発明による液晶パネルの製造方法を示すＡ
図〜Ｆ図からなる工程図である。

【図２１】従来の液晶パネル用カラーフィルタの構造を
示す断面図である。

【図２２】図２１と異なるカラーフィルタの構造を示す
断面図である。

【図２３】従来のカラーフィルタの更に別の構造を示す
断面図である。

【図２４】従来の部分印刷による透明保護層を示す部分
拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 表面処理装置 ２ 交流電源 ３ 電極 ４、５ 放電発生部 ６ 誘電体 ７ 中間チャンバ ８ ガス導入口 ９ ガス噴出口 １０ マスク １１ 被処理材 １１Ａ 処理領域 １２ アクリル樹脂膜 １２Ａ テーパー部 １３ ギャップ １４ 表面処理装置 １５ 電極 １６ 誘電体 １７ 部分 １８ マスク １９ ガス噴出口 ２０ 中間チャンバ ２１ 金属ブロック ２２ ガス導入口 ２３ ギャップ ２４ 放電領域 ２５ ガス通路 ２６ 対向部分 ２７ 排気通路 ２８ マスク ２９ ガス噴出口 ３０ ギャップ ３１ 表面処理装置 ３２ 電極 ３３ 誘電体 ３４ 対向部分 ３５ マスク ３６ ガス噴出口 ３７ ギャップ ３８ 放電領域 ３９ 導電体部分 ４０ 表面処理装置 ４１ 電極 ４２ 誘電体 ４３ ガス導入通路 ４４ ガス導入口 ４５ 多孔質板 ４６ 放電領域 ４７ 対向部分 ４８ マスク ４９ 駆動機構 ５０ ステージ ５１ 表面処理装置 ５２ ハウジング ５３ コラム ５４ ビーム ５５ フレーム ５６ はねじ部 ５７ ギア機構 ５８ 電動モータ ５９ 電極部 ６０ マスク ６０Ａ ギャップ ６１ 光センサ ６２ ケーブル ６３ 電極 ６４ 誘電体 ６５ 対向部分 ６６ ガス噴出口 ６７ ガス導入通路 ６８ 圧力センサ ６９ 通孔 ７０ ケーブル ７１ ガラス基板 ７１Ａ 領域 ７２ 着色層 ７３ 画素 ７４ ＢＭ ７５ 透明保護膜 ７５Ａ 部分 ７５Ｂ テーパ部 ７６ 表面処理装置 ７７ マスク ７８ 電極 ７９ 放電領域 ８０ ＳiＯ₂膜 ８１ ＩＴＯ膜 ８２ 透明電極 ８２Ａ 領域 ８３ 透明電極 ８３Ａ 端子部 ８４ ＢＭ ８５ フォトレジスト ８６ 顔料膜 ８７ 着色層 ８８ 透明保護層 ８８Ａ 部分 ８９ 放電領域 ９０ ガラス基板 ９０Ａ 領域 ９１ 透明電極 ９２ ポリイミド膜 ９２Ａ 部分 ９３ 放電領域 ９４ シール部 ９５ ガラス基板 ９６ 空隙 １００ カラーフィルタ １０１ 支持体 １０２ 着色層 １０３ 透明保護層 １０４ 透明電極 １０５ 端子部 １０６ エッジ部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年４月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１９】本発明によるミセルカラーフィルタの製造方
法を示すＡ図〜Ｆ図からなる工程図である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１９】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 好弘 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 松島 文明 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 依田 剛 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大気圧及びその近傍の圧力下において電
   極と被処理材との間で気体放電を発生させ、前記気体放
   電により所定のガスの励起活性種を生成し、前記励起活
   性種に前記被処理材の表面を曝露する工程からなる表面
   処理方法であって、 前記被処理材表面上にマスク手段を配設して、その処理
   領域を制限する工程を含むことを特徴とする表面処理方
   法。
2. 【請求項２】 前記マスク手段を前記被処理材の表面に
   接触させて配置することを特徴とする請求項１記載の表
   面処理方法。
3. 【請求項３】 前記マスク手段を、被処理材の表面との
   間に僅かなギャップを画定するように配置することを特
   徴とする請求項１記載の表面処理方法。
4. 【請求項４】 前記所定のガスを前記ギャップを介して
   前記気体放電の発生領域に供給することを特徴とする請
   求項３記載の表面処理方法。
5. 【請求項５】 前記被処理材を載せるステージに対して
   予め決定した高さ位置に合わせて前記マスク手段を機械
   的に位置決めすることによって、前記ギャップを決定す
   ることを特徴とする請求項３記載の表面処理方法。
6. 【請求項６】 前記マスク手段と前記被処理材表面との
   距離を光学的に検出することによって、前記ギャップを
   決定することを特徴とする請求項３記載の表面処理方
   法。
7. 【請求項７】 前記所定のガスを前記ギャップ内に噴出
   させかつ前記ガスの圧力を検出することによって、前記
   ギャップを決定することを特徴とする請求項３記載の表
   面処理方法。
8. 【請求項８】 大気圧及びその近傍の圧力下において被
   処理材との間で気体放電を発生させるための電極と、前
   記気体放電の発生領域に所定のガスを供給する手段とを
   備える表面処理装置であって、 前記気体放電により生成される前記ガスの励起活性種に
   曝露する前記被処理材表面の領域を制限するマスク手段
   を更に有することを特徴とする表面処理装置。
9. 【請求項９】 前記被処理材表面に接触する前記マスク
   手段の先端部が細く形成されていることを特徴とする請
   求項８記載の表面処理装置。
10. 【請求項１０】 前記マスク手段が絶縁体で形成されて
    いることを特徴とする請求項８記載の表面処理装置。
11. 【請求項１１】 前記マスク手段が少なくとも部分的に
    導電体で形成されていることを特徴とする請求項８記載
    の表面処理装置。
12. 【請求項１２】 前記ガス供給手段が、前記マスク手段
    と前記被処理材表面との間に画定されるギャップを通し
    て、前記所定のガスを前記気体放電の発生領域に供給す
    ることを特徴とする請求項８、１０または１１のいずれ
    か記載の表面処理装置。
13. 【請求項１３】 前記マスク手段が、前記ガス供給手段
    から前記所定のガスを前記気体放電の発生領域に供給す
    るために、前記ギャップに開口するガス噴出口を有する
    ことを特徴とする請求項１２記載の表面処理装置。
14. 【請求項１４】 前記被処理材を載せるステージに対し
    て前記マスク手段を相対的に接近・離反させる駆動機構
    を備えることを特徴とする請求項８記載の表面処理装
    置。
15. 【請求項１５】 前記マスク手段と前記被処理材表面と
    の間隔を測定する光センサを更に有することを特徴とす
    る請求項８又は１４記載の表面処理装置。
16. 【請求項１６】 前記ガス噴出口から前記ギャップ内に
    噴射するガスの圧力を検出する圧力センサを更に有する
    ことを特徴とする請求項１３又は１４記載の表面処理装
    置。
17. 【請求項１７】 前記電極が細長い直線状をなし、かつ
    該電極に沿って前記マスク手段が延長することを特徴と
    する請求項８記載の表面処理装置。
18. 【請求項１８】 前記マスク手段が前記電極の両側に沿
    って設けられていることを特徴とする請求項１７記載の
    表面処理装置。
19. 【請求項１９】 前記電極の外面が誘電体で覆われてい
    ることを特徴とする請求項８記載の表面処理装置。
20. 【請求項２０】 前記マスク手段と前記誘電体とが一体
    的に形成されていることを特徴とする請求項１９記載の
    表面処理装置。
21. 【請求項２１】 前記気体放電の発生領域に面する前記
    誘電体の部分が多孔質体で形成され、かつ前記所定のガ
    スが前記多孔質体を介して前記気体放電の発生領域に導
    入されることを特徴とする請求項１９記載の表面処理装
    置。
22. 【請求項２２】 前記気体放電の発生領域に供給された
    前記所定のガスを強制的に排出するための排気口が、前
    記電極を挟んで前記マスク手段と反対側に開設されてい
    ることを特徴とする請求項８記載の表面処理装置。
23. 【請求項２３】 透明な支持体と、前記支持体の上に形
    成された着色層、透明保護層及び透明電極とからなる液
    晶パネルのカラーフィルタを製造する方法であって、 前記透明電極の端子部に対応する前記透明保護層の周辺
    部分を該透明保護層の他の部分から仕切るようにマスク
    手段を配置し、大気圧及びその近傍の圧力下において電
    極と前記透明保護層との間で気体放電を発生させ、この
    気体放電により所定のガスの励起活性種を生成し、前記
    励起活性種に透明保護層の前記周辺部分を選択的に曝露
    して除去する工程からなることを特徴とするカラーフィ
    ルタの製造方法。
24. 【請求項２４】 透明な支持体と、前記支持体の上に形
    成された着色層、透明保護層及び透明電極とを有する液
    晶パネルのカラーフィルタであって、 前記透明保護層が、その前記透明電極の端子部に対応す
    る周辺部分を他の部分から仕切るようにマスク手段を配
    置し、かつ大気圧及びその近傍の圧力下において電極と
    前記透明保護層との間で気体放電を発生させ、この気体
    放電により生成される所定のガスの励起活性種に前記周
    辺部分を選択的に曝露させて除去することにより、前記
    透明電極の端子部を除くように部分的に形成されている
    ことを特徴とするカラーフィルタ。
25. 【請求項２５】 前記着色層がミセル電解法により形成
    されていることを特徴とする請求項２４記載のカラーフ
    ィルタ。
26. 【請求項２６】 前記透明保護層が前記支持体上に形成
    した前記着色層の上に形成され、前記透明電極が前記透
    明保護層の上に形成されていることを特徴とする請求項
    ２４又は２５記載のカラーフィルタ。
27. 【請求項２７】 前記透明電極が前記支持体上に直接形
    成され、かつその上に形成した前記着色層の上に前記透
    明保護層が形成されていることを特徴とする請求項２４
    又は２５記載のカラーフィルタ。
28. 【請求項２８】 透明電極を形成した透明基板の上にそ
    の全面に亘って配向膜を形成し、前記透明電極の端子部
    の位置に対応する前記配向膜の周辺部分を該配向膜の他
    の部分から仕切るようにマスク手段を配置し、大気圧及
    びその近傍の圧力下において電極と前記配向膜との間で
    気体放電を発生させ、前記気体放電により所定のガスの
    励起活性種を生成し、前記励起活性種に前記配向膜の周
    辺部分を選択的に曝露して除去する工程からなることを
    特徴とする液晶パネルの製造方法。
29. 【請求項２９】 透明基板と、その上に形成された透明
    電極と配向膜とを有する液晶パネルであって、 前記配向膜が、その前記透明電極の端子部に対応する周
    辺部分を他の部分から仕切るようにマスク手段を配置
    し、大気圧及びその近傍の圧力下において電極と前記配
    向膜との間で気体放電を発生させ、前記気体放電により
    生成される所定のガスの励起活性種に前記周辺部分を選
    択的に曝露させて除去することにより、前記透明電極の
    端子部を露出させるように部分的に形成されていること
    を特徴とする液晶パネル。