成膜方法
【課題】基板上に膜の材料液を塗布する際に材料液の膜厚変動を防止して、基板上に均一な膜厚の膜を形成することができる成膜方法を提供する。
【解決手段】基板Ｐに材料液Ｌを塗布する塗布工程を少なくとも二回有し、最初の塗布工程において塗布する材料液Ｌの塗布量が、次の塗布工程において塗布する材料液Ｌの塗布量よりも少ないことを特徴とする。
【解決手段】基板Ｐに材料液Ｌを塗布する塗布工程を少なくとも二回有し、最初の塗布工程において塗布する材料液Ｌの塗布量が、次の塗布工程において塗布する材料液Ｌの塗布量よりも少ないことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、成膜方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板の表面に均一な膜厚の薄膜を形成できる成膜方法が知られている。この成膜方法は、ヘッドに並設された複数のノズルから溶液を噴射して、その下側を搬送される基板の表面に上記溶液を塗布する塗布方法において、上記基板を搬送し、その表面に上記ノズルから溶液を噴射塗布する第１の塗布工程と、上記第１の塗布工程終了後、上記基板を所定の角度だけ回転し、その向きを上記ノズルの並設方向に対して相対的に変える回転工程と、上記回転工程終了後、上記基板を再び搬送し、その表面に上記ノズルから溶液を噴射塗布する第２の塗布工程と、を具備するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、各ノズルから基板に溶液をドットで噴射する工程と、ヘッドと基板とを所定方向に相対的に移動させて所定間隔の一対のノズルから最初に基板に噴射された一対のドット間の部分を複数のドットによって塗り潰す工程とを具備し、最初に基板に所定間隔で噴射された一対のドット間の部分は、最初に噴射塗布されたドットに最後に噴射塗布されるドットが隣接することのない順序で、複数のドットによって塗り潰すものが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−１９３２３２号公報
【特許文献２】特開２００５−７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の成膜方法では、例えば、液晶装置に用いられる配向膜を成膜するために、ポリイミドが溶解した溶液等、比較的粘度の高い材料液を塗布する場合には、塗布された材料液の膜厚が不均一になるという課題がある。
例えば、基板上に塗布された材料液の膜厚を均一化させるためのレベリング時間が不十分であると、材料液の塗布時の液滴吐出ヘッドの重なり等により、材料液にスジ状の膜厚ムラが発生する。一方、レベリング時間を長くすると、スジ上の膜厚ムラは低減されるが、塗布された材料液の周縁部が乾燥し、材料液が周縁部に移動して膜厚が増加する、いわゆる「しみ上がり」が発生する。
【０００５】
そこで、この発明は、基板上に膜の材料液を塗布する際に材料液の膜厚変動を防止して、基板上に均一な膜厚の膜を形成することができる成膜方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の成膜方法は、溶媒に膜の材料を溶解させた材料液を液滴吐出法により基板上に塗布して成膜する成膜方法であって、前記基板に前記材料液を塗布する塗布工程を有し、前記塗布工程は、複数回行い、最初の塗布工程において塗布する前記材料液の塗布量が、その他の塗布工程において塗布する前記材料液の塗布量よりも少ないことを特徴とする。
【０００７】
このように成膜することで、最初の塗布工程において基板上に塗布される一層目の材料液の膜厚が、材料液を一度に塗布する場合の膜厚や、最初の塗布工程における材料液の塗布量を次の塗布工程の塗布量以上とする場合の膜厚と比較して薄くなる。そのため、一層目の材料液の膜にスジ状の膜厚ムラが発生し難くなり、レベリング時間を短縮できる。また、一層目の材料液の膜厚が薄くなることで膜全体が乾燥しやすくなり、膜全体が均一に乾燥することで、材料液の移動による周縁部の膜厚の増加（いわゆる「しみ上がり」）を防止できる。
また、次の塗布工程において基板上に液滴を吐出する際には、基板上には一層目の材料液の膜が塗布され、材料液の溶媒が蒸発してその蒸気に覆われた状態となっている。これにより、基板上に吐出された材料液の液滴の乾燥が防止され、基板上で液滴が容易に濡れ拡がる。そのため、二層目の材料液の膜において、スジ状の膜厚ムラや周縁部の膜厚の増加が防止されて膜厚が均一になり、レベリング時間を短縮、あるいは省略することができる。
したがって、本発明の成膜方法によれば、基板上に膜の材料液を塗布する際に、材料液の膜厚変動を防止して均一な膜厚で塗布し、基板上に均一な膜厚の膜を形成することができる。
【０００８】
また、本発明の成膜方法は、前記最初の塗布工程において、前記基板に吐出する前記材料液の液滴の中心間の間隔が、前記基板に前記液滴が着弾して拡がったときの径以下となるように、前記液滴を吐出することを特徴とする。
【０００９】
このように成膜することで、最初の塗布工程によって基板上に塗布される液滴同士が基板上で繋がって連続的な膜を形成することができ、基板上に一層目の材料液の膜を均一な膜厚で形成することができる。
【００１０】
また、本発明の成膜方法は、前記最初の塗布工程において、前記液滴の中心間の間隔が、前記基板に前記液滴が着弾して拡がったときの径と等しくなるように、前記液滴を吐出することを特徴とする。
【００１１】
このように成膜することで、基板上に塗布される一層目の材料液の膜厚を、材料液の液滴同士が辛うじて繋がる程度に薄くして、スジ状の膜厚ムラの発生や周縁部の膜厚増加をより効果的に防止でき、レベリング時間を短縮、あるいは省略することができる。
【００１２】
また、本発明の成膜方法は、前記最初の塗布工程において前記材料液を塗布する第一塗布領域を、前記その他の塗布工程において前記材料液を塗布する第二塗布領域と等しいか該第二塗布領域内とすることを特徴とする。
【００１３】
このように成膜することで、二回目の塗布工程において基板上に塗布される材料液が第二塗布領域の外側へ濡れ拡がることを防止できる。
【００１４】
また、本発明の成膜方法は、前記その他の前記塗布工程において塗布される前記材料液の膜厚変動を想定し、前記膜厚変動に応じて前記最初の塗布工程における前記材料液の塗布量を前記膜の膜厚が均一となるように調整することを特徴とする。
【００１５】
このように成膜することで、二層目の材料液の膜厚変動を一層目の材料液によって吸収し、基板上に材料液の膜を均一な膜厚で形成して、基板上に均一な膜厚の膜を形成することができる。
【００１６】
また、本発明の成膜方法は、前記膜は、液晶分子の配向方向を規定する配向膜であることを特徴とする。
【００１７】
このように成膜することで、配向膜の膜厚を均一にして、液晶装置の表示性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１９】
（成膜装置）
図１は、液滴吐出法により基板Ｐ上に膜を成膜する成膜装置１０の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、成膜装置１０は、ベース３１と、基板移動手段３２と、ヘッド移動手段３３と、液滴吐出ヘッド３４と、液体供給部３５と、制御装置４０とを備えて構成されている。ベース３１の上には、基板移動手段３２と、ヘッド移動手段３３とが設置されている。また、成膜装置１０は、不図示のクリーニングユニットと、キャッピングユニットとを備えている。
【００２０】
基板移動手段３２はベース３１上に設けられ、Ｙ軸方向に沿って配置されたガイドレール３６を有している。この基板移動手段３２は、例えばリニアモータ（図示せず）により、スライダ３７をガイドレール３６に沿って移動させるよう構成されている。
スライダ３７上にはステージ３９が固定されており、このステージ３９は、基板Ｐを位置決めして保持するためのものである。即ち、このステージ３９は、公知の吸着保持手段（図示せず）を有し、この吸着保持手段を作動させることにより、基板Ｐをステージ３９の上に吸着保持するように構成されている。基板Ｐは、例えばステージ３９の位置決めピン（図示せず）により、ステージ３９上の所定位置に正確に位置決めされ、保持されるようになっている。
【００２１】
ヘッド移動手段３３は、ベース３１の後部側に立てられた一対の架台３３ａ、３３ａと、これら架台３３ａ、３３ａ上に設けられた走行路３３ｂを備え、この走行路３３ｂをＸ軸方向、即ち前記の基板移動手段３２のＹ軸方向と直交する方向に沿って配置したものである。走行路３３ｂは、架台３３ａ、３３ａ間に渡された保持板３３ｃと、この保持板３３ｃ上に設けられた一対のガイドレール３３ｄ、３３ｄとを備え、ガイドレール３３ｄ、３３ｄの長さ方向に液滴吐出ヘッド３４を搭載するキャリッジ４２を移動可能に保持している。キャリッジ４２は、リニアモータ（図示せず）等の作動によってガイドレール３３ｄ、３３ｄ上を走行し、これにより液滴吐出ヘッド３４をＸ軸方向に移動させるように構成されている。
【００２２】
キャリッジ４２は、ガイドレール３３ｄ、３３ｄの長さ方向、即ちＸ軸方向に、例えば、１μｍ単位で移動可能になっている。キャリッジ４２のこのような移動はコンピュータ等からなる制御装置４０によって制御可能に構成されている。
制御装置４０は、液滴吐出ヘッド３４の位置情報、即ち液滴吐出ヘッド３４のガイドレール３３ｄ、３３ｄ上での位置（Ｘ座標）とそのときの各ノズルの位置（Ｘ座標）とを検知して記憶するものである。
【００２３】
液滴吐出ヘッド３４は、キャリッジ４２に取付部４３を介して回動可能に取り付けられたものである。取付部４３にはモータ４４が設けられており、液滴吐出ヘッド３４はその支持軸（図示せず）がモータ４４に連結している。このような構成のもとに、液滴吐出ヘッド３４はその周方向に回動可能となっている。また、モータ４４も制御装置４０に接続されており、これによって液滴吐出ヘッド３４はその周方向への回動が、制御装置４０に制御されるようになっている。
【００２４】
液体供給部３５は、インク（材料液）Ｌが充填されたインク供給容器４５と、インク供給容器４５から液滴吐出ヘッド３４にインクＬを送るためのインク供給チューブ４６とを備えたものである。
【００２５】
ここで、この実施の形態では、インクＬとして、例えば、溶媒に液晶分子の配向を規制する配向膜の材料を溶解させたものを用いている。配向膜の材料としては、例えば、ポリイミドが用いられ、この配向膜の材料を溶解可能な溶媒として、例えば、ブチルセロソルブ等の有機溶剤を用いることができる。
【００２６】
図２は液滴吐出ヘッド３４の構成を説明する断面図、図３は液滴吐出ヘッド３４の要部断面図である。
この実施の形態における液滴吐出ヘッド３４は、導入針ユニット１１７、ヘッドケース１１８、流路ユニット１１９及びアクチュエータユニット１２０を主な構成要素としている。
導入針ユニット１１７の上面にはフィルタ１２１を介在させた状態で２本の液体導入針１２２が横並びで取り付けられている。これらの液体導入針１２２には、サブタンク１０２がそれぞれ装着される。また、導入針ユニット１１７の内部には、各液体導入針１２２に対応した液体導入路１２３が形成されている。
この液体導入路１２３の上端はフィルタ１２１を介して液体導入針１２２に連通し、下端はパッキン１２４を介してヘッドケース１１８内部に形成されたケース流路１２５と連通する。
【００２７】
フィルタ１２１は、インクＬに含まれる異物を除去するために配設され、その材質は、例えば、ステンレス鋼であって、メッシュ状に形成されている。
【００２８】
サブタンク１０２は、ポリプロピレン等の樹脂製材料によって成型されている。このサブタンク１０２には、液室１２７となる凹部が形成され、この凹部の開口面に弾性シート１２６を貼設して液室１２７が区画されている。
また、サブタンク１０２の下部には液体導入針１２２が挿入される針接続部１２８が下方に向けて突設されている。サブタンク１０２における液室１２７は、底の浅いすり鉢形状をしている。液室１２７の側面における上下中央よりも少し下の位置には、針接続部１２８との間を連通する接続流路１２９の上流側開口が臨んでおり、この上流側開口にはインクＬを濾過するタンク部フィルタ１３０がそれぞれ取り付けられている。
【００２９】
針接続部１２８の内部空間には液体導入針１２２が液密に嵌入されるシール部材１３１が嵌め込まれている。このサブタンク１０２には、インク供給チューブ４６が接続される。インク供給チューブ４６は、液体供給部３５のインク供給容器４５に貯留されたインクＬを供給する。したがって、インク供給チューブ４６を通ってきたインクＬは、この液室１２７に流入する。
【００３０】
上記の弾性シート１２６は、液室１２７を収縮させる方向と膨張させる方向とに変形可能である。そして、この弾性シート１２６の変形によるダンパ機能によって、インクＬの圧力変動が吸収される。即ち、弾性シート１２６の作用によってサブタンク１０２が圧力ダンパとして機能する。従って、インクＬは、サブタンク１０２内で圧力変動が吸収された状態で液滴吐出ヘッド３４側に供給される。
【００３１】
ヘッドケース１１８は、合成樹脂製の中空箱体状部材であり、下端面に接着剤を介して流路ユニット１１９を接合し、内部に形成された収容空部１３７内にアクチュエータユニット１２０を収容し、流路ユニット１１９側とは反対側の上端面にパッキン１２４を介在した状態で導入針ユニット１１７を取り付けるようになっている。
このヘッドケース１１８の内部には、高さ方向を貫通してケース流路１２５が設けられている。このケース流路１２５の上端は、パッキン１２４を介して導入針ユニット１１７の液体導入路１２３とそれぞれ連通するようになっている。
また、ケース流路１２５の下端は、流路ユニット１１９内の共通インク室１４４に連通するようになっている。従って、液体導入針１２２から導入されたインクＬは、液体導入路１２３及びケース流路１２５を通じて共通インク室１４４側にそれぞれ供給される。
【００３２】
ヘッドケース１１８の収容空部１３７内に収容されるアクチュエータユニット１２０は、図３に示すように、櫛歯状に列設された複数の圧電振動子１３８と、この圧電振動子１３８が接合される固定板１３９と、制御装置４０からの駆動信号を圧電振動子１３８供給する配線部材としてのフレキシブルケーブル１４０とから構成される。各圧電振動子１３８は、固定端部側が固定板１３９上に接合され、自由端部側が固定板１３９の先端面よりも外側に突出している。即ち、各圧電振動子１３８は、所謂片持ち梁の状態で固定板１３９上にそれぞれ取り付けられている。
【００３３】
また、各圧電振動子１３８を支持する固定板１３９は、例えば、厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼によって構成されている。そして、アクチュエータユニット１２０は、固定板１３９の背面を、収容空部１３７を区画するケース内壁面に接着することで収容空部１３７内にそれぞれ収納・固定されている。
【００３４】
流路ユニット１１９は、振動板１４１、流路基板１４２及びノズル基板１４３からなる流路ユニット構成部材を積層した状態で接着剤を介して接合して一体化することにより作製されている。これらは、共通インク室１４４からインク供給口１４５及び圧力室１４６を通りノズル１４７に至るまでの一連のインク流路を形成する部材である。
【００３５】
圧力室１４６は、ノズル１４７の列設方向に対して直交する方向に細長い室として形成されている。
また、共通インク室１４４は、ケース流路１２５と連通し、液体導入針１２２側からのインクＬが導入される室である。そして、この共通インク室１４４に導入されたインクＬは、インク供給口１４５を通じて圧力室１４６に分配供給される。
【００３６】
流路ユニット１１９の底部に配置されるノズル基板１４３は、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で複数のノズル１４７を列状に開設した金属製の薄い板材である。この実施の形態のノズル基板１４３は、ステンレス鋼の板材によって作製され、この実施の形態においてはノズル１４７の列が、それぞれサブタンク１０２に対応して形成されている。
ノズル基板１４３と振動板１４１との間に配置される流路基板１４２は、インク流路及び処理液流路となる流路部、具体的には、共通インク室１４４、インク供給口１４５及び圧力室１４６となる空部が区画形成された板状の部材である。
【００３７】
この実施の形態において、流路基板１４２は、結晶性を有する基材であるＳｉウェハーを異方性エッチング処理することによって作製されている。振動板１４１は、ステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工した二重構造の複合板材である。この振動板１４１の圧力室１４６に対応する部分には、エッチングなどによって支持板を環状に除去することで、圧電振動子１３８の先端面が接合される島部１４８が形成されており、この部分はダイヤフラム部として機能する。即ち、この振動板１４１は、圧電振動子１３８の作動に応じて島部１４８の周囲の弾性フィルムが弾性変形するように構成されている。また、振動板１４１は、流路基板１４２の一方の開口面を封止し、コンプライアンス部１４９としても機能する。このコンプライアンス部１４９に相当する部分についてはダイヤフラム部と同様にエッチングなどにより支持板を除去して弾性フィルムだけにしている。
【００３８】
そして、上記の液滴吐出ヘッド３４において、フレキシブルケーブル１４０を通じて駆動信号が圧電振動子１３８に供給されると、この圧電振動子１３８が素子長手方向に伸縮し、これに伴い島部１４８が圧力室１４６に近接する方向或いは離隔する方向に移動する。これにより、圧力室１４６の容積が変化し、圧力室１４６内のインクＬに圧力変動が生じる。この圧力変動によってノズル１４７から液滴状となったインクＬが吐出される。
【００３９】
（配向膜の成膜方法）
次に、この実施の形態の成膜方法について説明する。この実施の形態では、基板Ｐとして透明基板上に絶縁膜、ＴＦＴ、電極及び配線等が形成された液晶装置の素子基板を用い、成膜装置１０を用いて基板Ｐ上に配向膜を成膜する方法について説明する。
【００４０】
まず、図１に示すように、ステージ３９上に基板Ｐを位置決めピンにより位置決めして配置し、吸着保持手段に吸着保持する。これにより、基板Ｐは、ステージ３９上に正確に位置決めされた状態で保持される。
次に、基板移動手段３２及びヘッド移動手段３３により液滴吐出ヘッド３４を移動させると共に、取付部４３のモータ４４を作動させて、図４に示すように、液滴吐出ヘッド３４を基板Ｐに対する初期位置に配置する。
【００４１】
次に、基板移動手段３２によりステージ３９をＹ軸正方向に移動させることで、液滴吐出ヘッド３４を基板Ｐに対してＹ軸負方向に移動させながら、液滴吐出ヘッド３４のノズル１４７から基板Ｐ上に、図５（ａ）に示すように、インクＬを液滴として吐出して塗布する。ここで、インクＬの液滴の中心間の間隔Ｃは、インクＬの液滴が、図５（ｂ）に示すように基板Ｐ上に着弾して、図５（ｃ）に示すように基板Ｐ上で拡張したときの径Ｄと等しくなるように調整する。また、インクＬは、図４に示すように、基板Ｐ上の配向膜の形成領域Ａと等しい領域（第一塗布領域）に塗布する。
【００４２】
配向膜の形成領域Ａの初期位置側の縁から初期位置とは反対側の縁までインクＬを塗布したら、ヘッド移動手段３３により、図４に示すように、液滴吐出ヘッド３４をＸ軸正方向に移動させて改行し、基板移動手段３２によりステージ３９をＹ軸負方向に移動させる。そして、液滴吐出ヘッド３４を基板Ｐに対してＹ軸正方向に移動させながら、液滴吐出ヘッド３４のノズル１４７から基板Ｐ上にインクＬを吐出して塗布する。このように、配向膜の形成領域Ａの外縁でＸ軸正方向に改行を繰り返しながら、液滴吐出ヘッド３４をＹ軸方向に往復させ、配向膜の形成領域Ａの全域にインクＬを塗布する（最初の塗布工程）。
これにより、基板Ｐ上の配向膜の形成領域Ａに、図５（ｃ）に示すようにインクＬの液滴同士が辛うじて繋がる程度にインクＬが薄く塗布された状態となる。そして、基板Ｐ上でインクＬの溶媒が蒸発してその蒸気が発生し、基板Ｐ上がインクＬの溶媒の蒸気によって覆われた状態となる。
【００４３】
次に、液滴吐出ヘッド３４を再び初期位置に移動させる。そして、上述のように、液滴吐出ヘッド３４を基板Ｐに対してＹ軸負方向に移動させながら、液滴吐出ヘッド３４のノズル１４７から基板Ｐ上に塗布された一層目のインクＬ上に、インクＬの液滴を吐出して塗布する。そして、最初の塗布工程と同様に、配向膜の形成領域Ａの外縁でＸ軸正方向に改行を繰り返しながら、液滴吐出ヘッド３４をＹ軸方向に往復させ、配向膜の形成領域（第二塗布領域）Ａの全域にインクＬを塗布する（次の塗布工程）。
【００４４】
ここで、二回目の塗布工程におけるインクＬの吐出量は、最初の塗布工程におけるインクＬの吐出量よりも多くする。この実施の形態では、最初の塗布工程におけるインクＬの塗布量は、次の塗布工程におけるインクＬの塗布量の約５％前後となっている。また、成膜される配向膜の膜厚は、例えば、約５０ｎｍ〜約１００ｎｍ程度である。
【００４５】
このとき、図６（ａ）に示すように、基板Ｐ上には最初の塗布工程で一層目のインクＬの膜が均一な膜厚で塗布されて、インクＬの溶媒の蒸気によって覆われた状態となっている。そのため、次の塗布工程で吐出されたインクＬの液滴は、基板Ｐ上に着弾した後に乾燥が防止され、図６（ｂ）に示すように基板Ｐ上で容易に濡れ拡がり、均一な膜厚のインクＬの膜が形成される。
次いで、基板Ｐ上に塗布されたインクＬを、例えば、加熱乾燥させることで、基板Ｐ上に配向膜が成膜される。
【００４６】
以上説明したように、この実施の形態によれば、最初の塗布工程のインクＬの塗布量を次の塗布工程のインクの塗布量よりも少なくすることで、基板Ｐ上に塗布される一層目のインクＬの膜厚が、インクＬを一度に塗布する場合の膜厚や、最初の塗布工程におけるインクＬの塗布量を次の塗布工程の塗布量以上とする場合の膜厚と比較して小さくなる。そのため、一層目のインクＬの膜にスジ状の膜厚ムラが発生し難くなる。また、膜厚が薄くなることで、一層目のインクＬの膜全体が乾燥しやすくなり、周縁部の乾燥による膜厚の増加を防止でき、均一な膜厚のインクＬの膜を形成できる。これにより、レベリング時間を短縮、あるいは省略できる。
【００４７】
また、最初の塗布工程においてインクＬの液滴の中心間の間隔Ｃを、インクＬの液滴が基板Ｐ上に着弾して、基板Ｐ上で拡張したときの径Ｄと等しくなるように調整することで、一層目のインクＬの膜厚を、基板Ｐ上に着弾して拡張したインクＬの液滴同士が辛うじて繋がる程度の薄い膜厚とすることができる。これにより、一層目のインクＬの膜にスジ状の膜厚ムラが発生することをより効果的に防止できる。また、一層目のインクＬの膜全体がより乾燥しやすくなり、周縁部の乾燥による膜厚の増加をより効果的に防止でき、より均一な膜厚のインクＬの膜を形成できる。これにより、レベリング時間を省略することが可能になる。
【００４８】
また、次の塗布工程において基板Ｐ上に液滴を吐出する際には、基板Ｐ上には一層目のインクＬの膜が塗布され、インクＬの溶媒が蒸発してその蒸気に覆われた状態となっている。これにより、基板Ｐ上に吐出されたインクＬの液滴の乾燥が防止され、基板Ｐ上で液滴が容易に濡れ拡がる。そのため、二層目のインクＬの膜においてもスジ状の膜厚ムラや周縁部のしみ上がりが防止され、二層目のインクＬの膜厚を均一にすることができる。これにより、レベリング時間を短縮、あるいは省略することができる。
【００４９】
したがって、この実施の形態の成膜方法によれば、基板Ｐ上に配向膜の材料液であるインクＬを塗布する際に、インクＬの膜厚変動を防止して均一な膜厚で塗布し、基板Ｐ上に均一な膜厚の配向膜を形成することができる。さらに、この基板Ｐを液晶装置の基板として用いることで、基板間に挟持された液晶層の層厚を均一にして、液晶装置の表示性能を向上させることができる。
【００５０】
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の実施形態では単一の液滴吐出ヘッドを備えた成膜装置について説明したが、液滴吐出ヘッドを複数備えた成膜装置を用いてもよい。
また、インクの液滴の中心間の間隔は、インクの液滴が基板上に着弾して拡張したときの径以下となるように調整してもよい。これにより、最初の塗布工程によって基板上に塗布される液滴同士が基板上で繋がって連続的な膜を形成することができ、基板上に一層目の材料液の膜を均一な膜厚で形成することができる。
また、最初の塗布工程において、次の塗布工程において塗布される材料液の膜厚変動を想定し、膜厚変動に応じてインクの塗布量を膜の膜厚が均一となるように調整してもよい。例えば、二回目の塗布工程で塗布するインクの周縁部において膜厚が増加する場合には、最初の塗布工程において塗布する材料液の周縁部の膜厚を他の部分よりも小さくしておくことで、最終的なインクの膜厚を均一にすることができ、均一な膜厚の配向膜を形成することができる。
また、上述の実施形態では、最初の塗布工程においてインクを塗布する第一塗布領域と、次の塗布工程においてインクを塗布する第二塗布領域とを、配向膜の形成領域と等しい領域としたが、第一塗布領域を第二塗布領域内としてもよい。この場合には、第二塗布領域の周縁部において一層目のインクが塗布されないため、インクの濡れ拡がりが押さえられ、二回目の塗布工程において塗布されたインクが第二塗布領域の外部に流出することを効果的に防止できる。
また、本発明の成膜方法は、配向膜以外の膜の成膜にも適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液滴吐出ヘッドの構成を説明する断面図である。
【図３】同液滴吐出ヘッドの要部断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る配向膜の成膜工程を説明する平面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、同、断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、同、断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
Ｌ インク（材料液）、Ｐ 基板、Ｃ 間隔、Ｄ 径、Ａ 形成領域（第一塗布領域、第二塗布領域）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、成膜方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板の表面に均一な膜厚の薄膜を形成できる成膜方法が知られている。この成膜方法は、ヘッドに並設された複数のノズルから溶液を噴射して、その下側を搬送される基板の表面に上記溶液を塗布する塗布方法において、上記基板を搬送し、その表面に上記ノズルから溶液を噴射塗布する第１の塗布工程と、上記第１の塗布工程終了後、上記基板を所定の角度だけ回転し、その向きを上記ノズルの並設方向に対して相対的に変える回転工程と、上記回転工程終了後、上記基板を再び搬送し、その表面に上記ノズルから溶液を噴射塗布する第２の塗布工程と、を具備するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、各ノズルから基板に溶液をドットで噴射する工程と、ヘッドと基板とを所定方向に相対的に移動させて所定間隔の一対のノズルから最初に基板に噴射された一対のドット間の部分を複数のドットによって塗り潰す工程とを具備し、最初に基板に所定間隔で噴射された一対のドット間の部分は、最初に噴射塗布されたドットに最後に噴射塗布されるドットが隣接することのない順序で、複数のドットによって塗り潰すものが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−１９３２３２号公報
【特許文献２】特開２００５−７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の成膜方法では、例えば、液晶装置に用いられる配向膜を成膜するために、ポリイミドが溶解した溶液等、比較的粘度の高い材料液を塗布する場合には、塗布された材料液の膜厚が不均一になるという課題がある。
例えば、基板上に塗布された材料液の膜厚を均一化させるためのレベリング時間が不十分であると、材料液の塗布時の液滴吐出ヘッドの重なり等により、材料液にスジ状の膜厚ムラが発生する。一方、レベリング時間を長くすると、スジ上の膜厚ムラは低減されるが、塗布された材料液の周縁部が乾燥し、材料液が周縁部に移動して膜厚が増加する、いわゆる「しみ上がり」が発生する。
【０００５】
そこで、この発明は、基板上に膜の材料液を塗布する際に材料液の膜厚変動を防止して、基板上に均一な膜厚の膜を形成することができる成膜方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の成膜方法は、溶媒に膜の材料を溶解させた材料液を液滴吐出法により基板上に塗布して成膜する成膜方法であって、前記基板に前記材料液を塗布する塗布工程を有し、前記塗布工程は、複数回行い、最初の塗布工程において塗布する前記材料液の塗布量が、その他の塗布工程において塗布する前記材料液の塗布量よりも少ないことを特徴とする。
【０００７】
このように成膜することで、最初の塗布工程において基板上に塗布される一層目の材料液の膜厚が、材料液を一度に塗布する場合の膜厚や、最初の塗布工程における材料液の塗布量を次の塗布工程の塗布量以上とする場合の膜厚と比較して薄くなる。そのため、一層目の材料液の膜にスジ状の膜厚ムラが発生し難くなり、レベリング時間を短縮できる。また、一層目の材料液の膜厚が薄くなることで膜全体が乾燥しやすくなり、膜全体が均一に乾燥することで、材料液の移動による周縁部の膜厚の増加（いわゆる「しみ上がり」）を防止できる。
また、次の塗布工程において基板上に液滴を吐出する際には、基板上には一層目の材料液の膜が塗布され、材料液の溶媒が蒸発してその蒸気に覆われた状態となっている。これにより、基板上に吐出された材料液の液滴の乾燥が防止され、基板上で液滴が容易に濡れ拡がる。そのため、二層目の材料液の膜において、スジ状の膜厚ムラや周縁部の膜厚の増加が防止されて膜厚が均一になり、レベリング時間を短縮、あるいは省略することができる。
したがって、本発明の成膜方法によれば、基板上に膜の材料液を塗布する際に、材料液の膜厚変動を防止して均一な膜厚で塗布し、基板上に均一な膜厚の膜を形成することができる。
【０００８】
また、本発明の成膜方法は、前記最初の塗布工程において、前記基板に吐出する前記材料液の液滴の中心間の間隔が、前記基板に前記液滴が着弾して拡がったときの径以下となるように、前記液滴を吐出することを特徴とする。
【０００９】
このように成膜することで、最初の塗布工程によって基板上に塗布される液滴同士が基板上で繋がって連続的な膜を形成することができ、基板上に一層目の材料液の膜を均一な膜厚で形成することができる。
【００１０】
また、本発明の成膜方法は、前記最初の塗布工程において、前記液滴の中心間の間隔が、前記基板に前記液滴が着弾して拡がったときの径と等しくなるように、前記液滴を吐出することを特徴とする。
【００１１】
このように成膜することで、基板上に塗布される一層目の材料液の膜厚を、材料液の液滴同士が辛うじて繋がる程度に薄くして、スジ状の膜厚ムラの発生や周縁部の膜厚増加をより効果的に防止でき、レベリング時間を短縮、あるいは省略することができる。
【００１２】
また、本発明の成膜方法は、前記最初の塗布工程において前記材料液を塗布する第一塗布領域を、前記その他の塗布工程において前記材料液を塗布する第二塗布領域と等しいか該第二塗布領域内とすることを特徴とする。
【００１３】
このように成膜することで、二回目の塗布工程において基板上に塗布される材料液が第二塗布領域の外側へ濡れ拡がることを防止できる。
【００１４】
また、本発明の成膜方法は、前記その他の前記塗布工程において塗布される前記材料液の膜厚変動を想定し、前記膜厚変動に応じて前記最初の塗布工程における前記材料液の塗布量を前記膜の膜厚が均一となるように調整することを特徴とする。
【００１５】
このように成膜することで、二層目の材料液の膜厚変動を一層目の材料液によって吸収し、基板上に材料液の膜を均一な膜厚で形成して、基板上に均一な膜厚の膜を形成することができる。
【００１６】
また、本発明の成膜方法は、前記膜は、液晶分子の配向方向を規定する配向膜であることを特徴とする。
【００１７】
このように成膜することで、配向膜の膜厚を均一にして、液晶装置の表示性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１９】
（成膜装置）
図１は、液滴吐出法により基板Ｐ上に膜を成膜する成膜装置１０の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、成膜装置１０は、ベース３１と、基板移動手段３２と、ヘッド移動手段３３と、液滴吐出ヘッド３４と、液体供給部３５と、制御装置４０とを備えて構成されている。ベース３１の上には、基板移動手段３２と、ヘッド移動手段３３とが設置されている。また、成膜装置１０は、不図示のクリーニングユニットと、キャッピングユニットとを備えている。
【００２０】
基板移動手段３２はベース３１上に設けられ、Ｙ軸方向に沿って配置されたガイドレール３６を有している。この基板移動手段３２は、例えばリニアモータ（図示せず）により、スライダ３７をガイドレール３６に沿って移動させるよう構成されている。
スライダ３７上にはステージ３９が固定されており、このステージ３９は、基板Ｐを位置決めして保持するためのものである。即ち、このステージ３９は、公知の吸着保持手段（図示せず）を有し、この吸着保持手段を作動させることにより、基板Ｐをステージ３９の上に吸着保持するように構成されている。基板Ｐは、例えばステージ３９の位置決めピン（図示せず）により、ステージ３９上の所定位置に正確に位置決めされ、保持されるようになっている。
【００２１】
ヘッド移動手段３３は、ベース３１の後部側に立てられた一対の架台３３ａ、３３ａと、これら架台３３ａ、３３ａ上に設けられた走行路３３ｂを備え、この走行路３３ｂをＸ軸方向、即ち前記の基板移動手段３２のＹ軸方向と直交する方向に沿って配置したものである。走行路３３ｂは、架台３３ａ、３３ａ間に渡された保持板３３ｃと、この保持板３３ｃ上に設けられた一対のガイドレール３３ｄ、３３ｄとを備え、ガイドレール３３ｄ、３３ｄの長さ方向に液滴吐出ヘッド３４を搭載するキャリッジ４２を移動可能に保持している。キャリッジ４２は、リニアモータ（図示せず）等の作動によってガイドレール３３ｄ、３３ｄ上を走行し、これにより液滴吐出ヘッド３４をＸ軸方向に移動させるように構成されている。
【００２２】
キャリッジ４２は、ガイドレール３３ｄ、３３ｄの長さ方向、即ちＸ軸方向に、例えば、１μｍ単位で移動可能になっている。キャリッジ４２のこのような移動はコンピュータ等からなる制御装置４０によって制御可能に構成されている。
制御装置４０は、液滴吐出ヘッド３４の位置情報、即ち液滴吐出ヘッド３４のガイドレール３３ｄ、３３ｄ上での位置（Ｘ座標）とそのときの各ノズルの位置（Ｘ座標）とを検知して記憶するものである。
【００２３】
液滴吐出ヘッド３４は、キャリッジ４２に取付部４３を介して回動可能に取り付けられたものである。取付部４３にはモータ４４が設けられており、液滴吐出ヘッド３４はその支持軸（図示せず）がモータ４４に連結している。このような構成のもとに、液滴吐出ヘッド３４はその周方向に回動可能となっている。また、モータ４４も制御装置４０に接続されており、これによって液滴吐出ヘッド３４はその周方向への回動が、制御装置４０に制御されるようになっている。
【００２４】
液体供給部３５は、インク（材料液）Ｌが充填されたインク供給容器４５と、インク供給容器４５から液滴吐出ヘッド３４にインクＬを送るためのインク供給チューブ４６とを備えたものである。
【００２５】
ここで、この実施の形態では、インクＬとして、例えば、溶媒に液晶分子の配向を規制する配向膜の材料を溶解させたものを用いている。配向膜の材料としては、例えば、ポリイミドが用いられ、この配向膜の材料を溶解可能な溶媒として、例えば、ブチルセロソルブ等の有機溶剤を用いることができる。
【００２６】
図２は液滴吐出ヘッド３４の構成を説明する断面図、図３は液滴吐出ヘッド３４の要部断面図である。
この実施の形態における液滴吐出ヘッド３４は、導入針ユニット１１７、ヘッドケース１１８、流路ユニット１１９及びアクチュエータユニット１２０を主な構成要素としている。
導入針ユニット１１７の上面にはフィルタ１２１を介在させた状態で２本の液体導入針１２２が横並びで取り付けられている。これらの液体導入針１２２には、サブタンク１０２がそれぞれ装着される。また、導入針ユニット１１７の内部には、各液体導入針１２２に対応した液体導入路１２３が形成されている。
この液体導入路１２３の上端はフィルタ１２１を介して液体導入針１２２に連通し、下端はパッキン１２４を介してヘッドケース１１８内部に形成されたケース流路１２５と連通する。
【００２７】
フィルタ１２１は、インクＬに含まれる異物を除去するために配設され、その材質は、例えば、ステンレス鋼であって、メッシュ状に形成されている。
【００２８】
サブタンク１０２は、ポリプロピレン等の樹脂製材料によって成型されている。このサブタンク１０２には、液室１２７となる凹部が形成され、この凹部の開口面に弾性シート１２６を貼設して液室１２７が区画されている。
また、サブタンク１０２の下部には液体導入針１２２が挿入される針接続部１２８が下方に向けて突設されている。サブタンク１０２における液室１２７は、底の浅いすり鉢形状をしている。液室１２７の側面における上下中央よりも少し下の位置には、針接続部１２８との間を連通する接続流路１２９の上流側開口が臨んでおり、この上流側開口にはインクＬを濾過するタンク部フィルタ１３０がそれぞれ取り付けられている。
【００２９】
針接続部１２８の内部空間には液体導入針１２２が液密に嵌入されるシール部材１３１が嵌め込まれている。このサブタンク１０２には、インク供給チューブ４６が接続される。インク供給チューブ４６は、液体供給部３５のインク供給容器４５に貯留されたインクＬを供給する。したがって、インク供給チューブ４６を通ってきたインクＬは、この液室１２７に流入する。
【００３０】
上記の弾性シート１２６は、液室１２７を収縮させる方向と膨張させる方向とに変形可能である。そして、この弾性シート１２６の変形によるダンパ機能によって、インクＬの圧力変動が吸収される。即ち、弾性シート１２６の作用によってサブタンク１０２が圧力ダンパとして機能する。従って、インクＬは、サブタンク１０２内で圧力変動が吸収された状態で液滴吐出ヘッド３４側に供給される。
【００３１】
ヘッドケース１１８は、合成樹脂製の中空箱体状部材であり、下端面に接着剤を介して流路ユニット１１９を接合し、内部に形成された収容空部１３７内にアクチュエータユニット１２０を収容し、流路ユニット１１９側とは反対側の上端面にパッキン１２４を介在した状態で導入針ユニット１１７を取り付けるようになっている。
このヘッドケース１１８の内部には、高さ方向を貫通してケース流路１２５が設けられている。このケース流路１２５の上端は、パッキン１２４を介して導入針ユニット１１７の液体導入路１２３とそれぞれ連通するようになっている。
また、ケース流路１２５の下端は、流路ユニット１１９内の共通インク室１４４に連通するようになっている。従って、液体導入針１２２から導入されたインクＬは、液体導入路１２３及びケース流路１２５を通じて共通インク室１４４側にそれぞれ供給される。
【００３２】
ヘッドケース１１８の収容空部１３７内に収容されるアクチュエータユニット１２０は、図３に示すように、櫛歯状に列設された複数の圧電振動子１３８と、この圧電振動子１３８が接合される固定板１３９と、制御装置４０からの駆動信号を圧電振動子１３８供給する配線部材としてのフレキシブルケーブル１４０とから構成される。各圧電振動子１３８は、固定端部側が固定板１３９上に接合され、自由端部側が固定板１３９の先端面よりも外側に突出している。即ち、各圧電振動子１３８は、所謂片持ち梁の状態で固定板１３９上にそれぞれ取り付けられている。
【００３３】
また、各圧電振動子１３８を支持する固定板１３９は、例えば、厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼によって構成されている。そして、アクチュエータユニット１２０は、固定板１３９の背面を、収容空部１３７を区画するケース内壁面に接着することで収容空部１３７内にそれぞれ収納・固定されている。
【００３４】
流路ユニット１１９は、振動板１４１、流路基板１４２及びノズル基板１４３からなる流路ユニット構成部材を積層した状態で接着剤を介して接合して一体化することにより作製されている。これらは、共通インク室１４４からインク供給口１４５及び圧力室１４６を通りノズル１４７に至るまでの一連のインク流路を形成する部材である。
【００３５】
圧力室１４６は、ノズル１４７の列設方向に対して直交する方向に細長い室として形成されている。
また、共通インク室１４４は、ケース流路１２５と連通し、液体導入針１２２側からのインクＬが導入される室である。そして、この共通インク室１４４に導入されたインクＬは、インク供給口１４５を通じて圧力室１４６に分配供給される。
【００３６】
流路ユニット１１９の底部に配置されるノズル基板１４３は、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で複数のノズル１４７を列状に開設した金属製の薄い板材である。この実施の形態のノズル基板１４３は、ステンレス鋼の板材によって作製され、この実施の形態においてはノズル１４７の列が、それぞれサブタンク１０２に対応して形成されている。
ノズル基板１４３と振動板１４１との間に配置される流路基板１４２は、インク流路及び処理液流路となる流路部、具体的には、共通インク室１４４、インク供給口１４５及び圧力室１４６となる空部が区画形成された板状の部材である。
【００３７】
この実施の形態において、流路基板１４２は、結晶性を有する基材であるＳｉウェハーを異方性エッチング処理することによって作製されている。振動板１４１は、ステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工した二重構造の複合板材である。この振動板１４１の圧力室１４６に対応する部分には、エッチングなどによって支持板を環状に除去することで、圧電振動子１３８の先端面が接合される島部１４８が形成されており、この部分はダイヤフラム部として機能する。即ち、この振動板１４１は、圧電振動子１３８の作動に応じて島部１４８の周囲の弾性フィルムが弾性変形するように構成されている。また、振動板１４１は、流路基板１４２の一方の開口面を封止し、コンプライアンス部１４９としても機能する。このコンプライアンス部１４９に相当する部分についてはダイヤフラム部と同様にエッチングなどにより支持板を除去して弾性フィルムだけにしている。
【００３８】
そして、上記の液滴吐出ヘッド３４において、フレキシブルケーブル１４０を通じて駆動信号が圧電振動子１３８に供給されると、この圧電振動子１３８が素子長手方向に伸縮し、これに伴い島部１４８が圧力室１４６に近接する方向或いは離隔する方向に移動する。これにより、圧力室１４６の容積が変化し、圧力室１４６内のインクＬに圧力変動が生じる。この圧力変動によってノズル１４７から液滴状となったインクＬが吐出される。
【００３９】
（配向膜の成膜方法）
次に、この実施の形態の成膜方法について説明する。この実施の形態では、基板Ｐとして透明基板上に絶縁膜、ＴＦＴ、電極及び配線等が形成された液晶装置の素子基板を用い、成膜装置１０を用いて基板Ｐ上に配向膜を成膜する方法について説明する。
【００４０】
まず、図１に示すように、ステージ３９上に基板Ｐを位置決めピンにより位置決めして配置し、吸着保持手段に吸着保持する。これにより、基板Ｐは、ステージ３９上に正確に位置決めされた状態で保持される。
次に、基板移動手段３２及びヘッド移動手段３３により液滴吐出ヘッド３４を移動させると共に、取付部４３のモータ４４を作動させて、図４に示すように、液滴吐出ヘッド３４を基板Ｐに対する初期位置に配置する。
【００４１】
次に、基板移動手段３２によりステージ３９をＹ軸正方向に移動させることで、液滴吐出ヘッド３４を基板Ｐに対してＹ軸負方向に移動させながら、液滴吐出ヘッド３４のノズル１４７から基板Ｐ上に、図５（ａ）に示すように、インクＬを液滴として吐出して塗布する。ここで、インクＬの液滴の中心間の間隔Ｃは、インクＬの液滴が、図５（ｂ）に示すように基板Ｐ上に着弾して、図５（ｃ）に示すように基板Ｐ上で拡張したときの径Ｄと等しくなるように調整する。また、インクＬは、図４に示すように、基板Ｐ上の配向膜の形成領域Ａと等しい領域（第一塗布領域）に塗布する。
【００４２】
配向膜の形成領域Ａの初期位置側の縁から初期位置とは反対側の縁までインクＬを塗布したら、ヘッド移動手段３３により、図４に示すように、液滴吐出ヘッド３４をＸ軸正方向に移動させて改行し、基板移動手段３２によりステージ３９をＹ軸負方向に移動させる。そして、液滴吐出ヘッド３４を基板Ｐに対してＹ軸正方向に移動させながら、液滴吐出ヘッド３４のノズル１４７から基板Ｐ上にインクＬを吐出して塗布する。このように、配向膜の形成領域Ａの外縁でＸ軸正方向に改行を繰り返しながら、液滴吐出ヘッド３４をＹ軸方向に往復させ、配向膜の形成領域Ａの全域にインクＬを塗布する（最初の塗布工程）。
これにより、基板Ｐ上の配向膜の形成領域Ａに、図５（ｃ）に示すようにインクＬの液滴同士が辛うじて繋がる程度にインクＬが薄く塗布された状態となる。そして、基板Ｐ上でインクＬの溶媒が蒸発してその蒸気が発生し、基板Ｐ上がインクＬの溶媒の蒸気によって覆われた状態となる。
【００４３】
次に、液滴吐出ヘッド３４を再び初期位置に移動させる。そして、上述のように、液滴吐出ヘッド３４を基板Ｐに対してＹ軸負方向に移動させながら、液滴吐出ヘッド３４のノズル１４７から基板Ｐ上に塗布された一層目のインクＬ上に、インクＬの液滴を吐出して塗布する。そして、最初の塗布工程と同様に、配向膜の形成領域Ａの外縁でＸ軸正方向に改行を繰り返しながら、液滴吐出ヘッド３４をＹ軸方向に往復させ、配向膜の形成領域（第二塗布領域）Ａの全域にインクＬを塗布する（次の塗布工程）。
【００４４】
ここで、二回目の塗布工程におけるインクＬの吐出量は、最初の塗布工程におけるインクＬの吐出量よりも多くする。この実施の形態では、最初の塗布工程におけるインクＬの塗布量は、次の塗布工程におけるインクＬの塗布量の約５％前後となっている。また、成膜される配向膜の膜厚は、例えば、約５０ｎｍ〜約１００ｎｍ程度である。
【００４５】
このとき、図６（ａ）に示すように、基板Ｐ上には最初の塗布工程で一層目のインクＬの膜が均一な膜厚で塗布されて、インクＬの溶媒の蒸気によって覆われた状態となっている。そのため、次の塗布工程で吐出されたインクＬの液滴は、基板Ｐ上に着弾した後に乾燥が防止され、図６（ｂ）に示すように基板Ｐ上で容易に濡れ拡がり、均一な膜厚のインクＬの膜が形成される。
次いで、基板Ｐ上に塗布されたインクＬを、例えば、加熱乾燥させることで、基板Ｐ上に配向膜が成膜される。
【００４６】
以上説明したように、この実施の形態によれば、最初の塗布工程のインクＬの塗布量を次の塗布工程のインクの塗布量よりも少なくすることで、基板Ｐ上に塗布される一層目のインクＬの膜厚が、インクＬを一度に塗布する場合の膜厚や、最初の塗布工程におけるインクＬの塗布量を次の塗布工程の塗布量以上とする場合の膜厚と比較して小さくなる。そのため、一層目のインクＬの膜にスジ状の膜厚ムラが発生し難くなる。また、膜厚が薄くなることで、一層目のインクＬの膜全体が乾燥しやすくなり、周縁部の乾燥による膜厚の増加を防止でき、均一な膜厚のインクＬの膜を形成できる。これにより、レベリング時間を短縮、あるいは省略できる。
【００４７】
また、最初の塗布工程においてインクＬの液滴の中心間の間隔Ｃを、インクＬの液滴が基板Ｐ上に着弾して、基板Ｐ上で拡張したときの径Ｄと等しくなるように調整することで、一層目のインクＬの膜厚を、基板Ｐ上に着弾して拡張したインクＬの液滴同士が辛うじて繋がる程度の薄い膜厚とすることができる。これにより、一層目のインクＬの膜にスジ状の膜厚ムラが発生することをより効果的に防止できる。また、一層目のインクＬの膜全体がより乾燥しやすくなり、周縁部の乾燥による膜厚の増加をより効果的に防止でき、より均一な膜厚のインクＬの膜を形成できる。これにより、レベリング時間を省略することが可能になる。
【００４８】
また、次の塗布工程において基板Ｐ上に液滴を吐出する際には、基板Ｐ上には一層目のインクＬの膜が塗布され、インクＬの溶媒が蒸発してその蒸気に覆われた状態となっている。これにより、基板Ｐ上に吐出されたインクＬの液滴の乾燥が防止され、基板Ｐ上で液滴が容易に濡れ拡がる。そのため、二層目のインクＬの膜においてもスジ状の膜厚ムラや周縁部のしみ上がりが防止され、二層目のインクＬの膜厚を均一にすることができる。これにより、レベリング時間を短縮、あるいは省略することができる。
【００４９】
したがって、この実施の形態の成膜方法によれば、基板Ｐ上に配向膜の材料液であるインクＬを塗布する際に、インクＬの膜厚変動を防止して均一な膜厚で塗布し、基板Ｐ上に均一な膜厚の配向膜を形成することができる。さらに、この基板Ｐを液晶装置の基板として用いることで、基板間に挟持された液晶層の層厚を均一にして、液晶装置の表示性能を向上させることができる。
【００５０】
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の実施形態では単一の液滴吐出ヘッドを備えた成膜装置について説明したが、液滴吐出ヘッドを複数備えた成膜装置を用いてもよい。
また、インクの液滴の中心間の間隔は、インクの液滴が基板上に着弾して拡張したときの径以下となるように調整してもよい。これにより、最初の塗布工程によって基板上に塗布される液滴同士が基板上で繋がって連続的な膜を形成することができ、基板上に一層目の材料液の膜を均一な膜厚で形成することができる。
また、最初の塗布工程において、次の塗布工程において塗布される材料液の膜厚変動を想定し、膜厚変動に応じてインクの塗布量を膜の膜厚が均一となるように調整してもよい。例えば、二回目の塗布工程で塗布するインクの周縁部において膜厚が増加する場合には、最初の塗布工程において塗布する材料液の周縁部の膜厚を他の部分よりも小さくしておくことで、最終的なインクの膜厚を均一にすることができ、均一な膜厚の配向膜を形成することができる。
また、上述の実施形態では、最初の塗布工程においてインクを塗布する第一塗布領域と、次の塗布工程においてインクを塗布する第二塗布領域とを、配向膜の形成領域と等しい領域としたが、第一塗布領域を第二塗布領域内としてもよい。この場合には、第二塗布領域の周縁部において一層目のインクが塗布されないため、インクの濡れ拡がりが押さえられ、二回目の塗布工程において塗布されたインクが第二塗布領域の外部に流出することを効果的に防止できる。
また、本発明の成膜方法は、配向膜以外の膜の成膜にも適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液滴吐出ヘッドの構成を説明する断面図である。
【図３】同液滴吐出ヘッドの要部断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る配向膜の成膜工程を説明する平面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、同、断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、同、断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
Ｌ インク（材料液）、Ｐ 基板、Ｃ 間隔、Ｄ 径、Ａ 形成領域（第一塗布領域、第二塗布領域）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶媒に膜の材料を溶解させた材料液を液滴吐出法により基板上に塗布して成膜する成膜方法であって、
前記基板に前記材料液を塗布する塗布工程を有し、
前記塗布工程は、複数回行い、最初の塗布工程において塗布する前記材料液の塗布量が、その他の塗布工程において塗布する前記材料液の塗布量よりも少ないことを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記最初の塗布工程において、前記基板に吐出する前記材料液の液滴の中心間の間隔が、前記基板に前記液滴が着弾して拡がったときの径以下となるように、前記液滴を吐出することを特徴とする請求項１記載の成膜方法。
【請求項３】
前記最初の塗布工程において、前記液滴の中心間の間隔が、前記基板に前記液滴が着弾して拡がったときの径と等しくなるように、前記液滴を吐出することを特徴とする請求項２記載の成膜方法。
【請求項４】
前記最初の塗布工程において前記材料液を塗布する第一塗布領域を、前記その他の塗布工程において前記材料液を塗布する第二塗布領域と等しいか該第二塗布領域内とすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記その他の塗布工程において塗布される前記材料液の膜厚変動を想定し、前記膜厚変動に応じて前記最初の塗布工程における前記材料液の塗布量を前記膜の膜厚が均一となるように調整することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記膜は、液晶分子の配向方向を規定する配向膜であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項１】
溶媒に膜の材料を溶解させた材料液を液滴吐出法により基板上に塗布して成膜する成膜方法であって、
前記基板に前記材料液を塗布する塗布工程を有し、
前記塗布工程は、複数回行い、最初の塗布工程において塗布する前記材料液の塗布量が、その他の塗布工程において塗布する前記材料液の塗布量よりも少ないことを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記最初の塗布工程において、前記基板に吐出する前記材料液の液滴の中心間の間隔が、前記基板に前記液滴が着弾して拡がったときの径以下となるように、前記液滴を吐出することを特徴とする請求項１記載の成膜方法。
【請求項３】
前記最初の塗布工程において、前記液滴の中心間の間隔が、前記基板に前記液滴が着弾して拡がったときの径と等しくなるように、前記液滴を吐出することを特徴とする請求項２記載の成膜方法。
【請求項４】
前記最初の塗布工程において前記材料液を塗布する第一塗布領域を、前記その他の塗布工程において前記材料液を塗布する第二塗布領域と等しいか該第二塗布領域内とすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記その他の塗布工程において塗布される前記材料液の膜厚変動を想定し、前記膜厚変動に応じて前記最初の塗布工程における前記材料液の塗布量を前記膜の膜厚が均一となるように調整することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記膜は、液晶分子の配向方向を規定する配向膜であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の成膜方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１４２７９６（Ｐ２００９−１４２７９６Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２５５９３（Ｐ２００７−３２５５９３）
【出願日】平成１９年１２月１８日（２００７．１２．１８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１８日（２００７．１２．１８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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