薄膜形成方法及び薄膜形成装置
【課題】液滴の吐出量をリアルタイムで調整することができ、不良の発生を防ぐことができる薄膜形成方法及び薄膜形成装置を提供する。
【解決手段】インクジェットヘッド２０により吐出されるインクを基板３１上に着弾させて薄膜を形成する薄膜形成方法であって、基板３１の重量を測定し、この基板３１の重量変化に基づいてインクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量を制御する。
【解決手段】インクジェットヘッド２０により吐出されるインクを基板３１上に着弾させて薄膜を形成する薄膜形成方法であって、基板３１の重量を測定し、この基板３１の重量変化に基づいてインクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基体上に機能液の液滴を着弾させて薄膜を形成する薄膜形成方法及び薄膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液滴吐出ヘッドにより機能液のインク（液滴）を吐出する液滴吐出法、いわゆるインクジェット法を用いて、機能膜（薄膜）を形成することが提案されている（例えば、特許文献１，２を参照。）。このインクジェット法は、一般に、基板と液滴吐出ヘッドとを相対的に移動させながら、液滴吐出ヘッドに設けられた複数のノズルから吐出されたインクを基板上に繰り返し着弾させて薄膜を形成するものである。このインクジェット法は、微小なインクをドット状に吐出するため、インクの大きさやピッチの均一性の面で極めて精度が高く、また、スピンコート法などの従来の塗布技術に比べて、液の消費に無駄が少ない。さらに、フォトリソグラフィーなどのパターニング技術を用いずに、任意のパターンを直接形成することができる。このため、例えば、液晶装置のカラーフィルタや、有機ＥＬ装置の発光層などの薄膜形成に応用されている。
【特許文献１】特開平９−１１８０２４号公報
【特許文献２】特開平１１−２４８９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述したインクジェット法を用いて基板上に機能膜を形成する場合には、通常、インクの広がりを防止するために、バンクと呼ばれる隔壁を形成し、このバンクにより区画されたドット領域内にインクをインクジェット法により塗布することが行われる。この場合、機能膜の膜厚は、液滴吐出ヘッドのノズルから吐出されるインクの吐出量に依存するため、このインクの吐出量を正確に把握し、機能膜の膜厚が均一となるようにインクの吐出量を管理する必要がある。
【０００４】
しかしながら、上述した液晶装置や有機ＥＬ装置などの表示装置では、大型ディスプレイになるほど、ドットマトリックス状に配置された各ドット領域間でのインク管理が難しくなり、各ドット領域間でのインクの吐出量にばらつきが生じやすくなる。
【０００５】
そこで、インクジェット法を用いた薄膜の形成方法では、液滴吐出ヘッドから吐出されるインクの重量を測定し、この測定されたインクの重量に基づいて、インクの吐出量を調整することが行われている。具体的に、例えば１０枚や２０枚といった単位で基板の薄膜形成を行った後に、別途に設けられた電子天秤の受け皿にインクを吐出させて、このインクの重量を測定し、測定されたインクの重量からインクの吐出量を求め、その値が規格から外れた場合には、液滴吐出ヘッドの駆動素子に印加される駆動電圧を所定の吐出量が得られるまで調整する。
【０００６】
しかしながら、この薄膜形成方法では、測定と測定との間でインクの吐出不良が生じると、その間に作製された基板に不良が発生してしまう可能性があった。また、実際の描画中の欠落や、ヘッドの経時変化に対して検出する方法はなく、完成後の検査で初めて不良が発見されることが多かった。
【０００７】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、液滴の吐出量をリアルタイムで調整することができ、不良の発生を防ぐことができる薄膜形成方法及び薄膜形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明に係る薄膜形成方法は、液滴吐出手段により吐出される機能液の液滴を基体上に着弾させて薄膜を形成する薄膜形成方法であって、基体の重量を測定し、基体の重量変化に基づいて液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量を制御することを特徴とする。
このような薄膜形成方法によれば、基体の重量変化から液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量を求めることができるため、基体上に薄膜を形成しながら、液滴の吐出量をリアルタイムで調整することができ、不良の発生を防ぐことができる。
【０００９】
また、本発明に係る薄膜形成方法は、液滴が着弾される基体の重量変化を常時測定することによって、液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量を常時モニタリングすることができる。これにより、液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量のばらつきを抑えて、基体上に薄膜を均一な膜厚で形成することができる。
【００１０】
また、本発明に係る薄膜形成方法は、薄膜の形成前と形成後の基体の重量変化を測定することによって、薄膜が形成される基体毎に液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量を管理することができる。これにより、液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量のばらつきを抑えて、基体上に薄膜を均一な膜厚で形成することができる。
【００１１】
一方、本発明に係る薄膜形成装置は、基体上に機能液の液滴を着弾させて薄膜を形成する薄膜形成装置であって、機能液の液滴を吐出する液滴吐出手段と、基体の重量を測定する重量測定手段と、重量測定手段により測定された基体の重量変化に基づいて、液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
このような薄膜形成装置によれば、重量測定手段が測定する基体の重量変化に基づいて、制御手段が液滴吐出手段を制御し、液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量を調整することから、基体上に薄膜を形成しながら、液滴の吐出量をリアルタイムで調整することができ、不良の発生を防ぐことができる。
【００１２】
また、本発明に係る薄膜形成装置は、液滴が着弾される基体の重量を重量測定手段が常時測定することによって、液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量を常時モニタリングすることができる。これにより、液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量のばらつきを抑えて、基体上に薄膜を均一な膜厚で形成することができる。
【００１３】
また、本発明に係る薄膜形成装置は、薄膜の形成前と形成後の基体の重量を重量測定手段が測定することによって、薄膜が形成される基体毎に液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量を管理することができる。これにより、液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量のばらつきを抑えて、基体上に薄膜を均一な膜厚で形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降の説明では図面を用いて各種の構造を例示するが、これらの図面に示される構造は特徴的な部分を分かり易く示すために実際の構造に対して寸法を異ならせて示す場合がある。
【００１５】
（薄膜形成装置）
先ず、本発明の実施形態に係る薄膜形成装置について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る薄膜形成装置の外観を示す斜視図である。
この薄膜形成装置は、図１に示すように、ベース９上に設置された液体吐出装置１０と、ベース９の近傍に配置された基板搬送装置１１と、ベース９の脇に配置されたコントロールユニット１２とを主として備えている。なお、ベース９の上に設置された液滴吐出装置１０は、必要に応じてカバー１３により覆うことが可能となっている。
【００１６】
液滴吐出装置１０は、図２に示すように、機能膜を形成すべき基板３１が載置されるテーブル４６と、このテーブル４６に載置された基板３１に対して機能液のインク（液滴）を吐出する液滴吐出手段であるインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）２０とを主として備えている。
【００１７】
このうち、テーブル４６は、第１の移動機構１４によりＹ方向に移動および位置決め可能とされ、モータ４４によりθｚ方向に揺動および位置決め可能とされている。一方、インクジェットヘッド２０は、第２の移動機構１６によりＸ方向に移動および位置決め可能とされ、リニアモータ６２によりＺ方向に移動および位置決め可能とされている。またインクジェットヘッド２０は、モータ６４，６６，６８により、それぞれα，β，γ方向に揺動および位置決め可能とされている。これにより、液滴吐出装置１０では、テーブル４６に載置される基板３１と、ヘッド２０のインク吐出面２０Ｐとの相対的な位置および姿勢を、正確にコントロールすることができるようになっている。
【００１８】
なお、液滴吐出装置には、ヘッド２０におけるノズルの乾燥を防止するため、液滴吐出装置１０の待機時にインク吐出面２０Ｐをキャッピングするキャッピングユニット２２が設けられている。またヘッド２０におけるノズルの目詰まりを取り除くため、ノズルの内部を吸引するクリーニングユニット２４が設けられている。なおクリーニングユニット２４は、ヘッド２０におけるインク吐出面２０Ｐの汚れを取り除くため、インク吐出面２０Ｐのワイピングを行うこともできるようになっている。
【００１９】
インクジェットヘッド２０は、図３に示すように、ヘッド本体９０と、ヘッド本体９０の一方面に装着されたノズルプレート９２と、ヘッド本体９０の多方面に装着されたピエゾ素子９８とを主として備えている。
【００２０】
インク吐出面を構成するノズルプレート９２には、液滴を吐出するための複数のノズル９１が整列配置されている。またヘッド本体９０には、各ノズル９１と連通する複数の圧力室９３が形成されている。各圧力室９３はリザーバ９５に接続され、リザーバ９５はインク導入口９６に接続されている。そしてインク２１は、インク導入口９６からリザーバ９５を通って各圧力室９３に供給されるようになっている。一方、ヘッド本体９０の上端面には、可撓性を有する振動板９４が装着されている。その振動板９４を挟んで各圧力室９３の反対側には、それぞれピエゾ素子９８が設けられている。ピエゾ素子９８は、ＰＺＴ等の圧電材料を電極で挟持したものである。その電極は、後述する制御部７０に接続されている。
【００２１】
そして、制御部７０からピエゾ素子９８に駆動電圧が印加されると、ピエゾ素子９８が膨張変形又は収縮変形する。ピエゾ素子９８が収縮変形すると、圧力室９３内の圧力が低下して、リザーバ９５から圧力室９３にインク２１が流入する。またピエゾ素子９８が膨張変形すると、圧力室９３内の圧力が増加して、ノズル９１からインク２１の液滴が吐出される。なお、ピエゾ素子９８に印加する駆動電圧を制御することにより、液滴の吐出条件を制御しうるようになっている。
【００２２】
なお、液滴吐出方式として、ピエゾ素子の変形により圧力室内の圧力を変化させる上記ピエゾ方式の他に、インクを加熱して気泡（バブル）を発生させることにより圧力室内の圧力を変化させる方式など、公知の種々の技術を適用することができる。このうちピエゾ方式は、インクを加熱しないので材料の組成に悪影響を与えないなどの点で優れている。
【００２３】
基板搬送装置１１は、図１に示すように、基板３１を収容する基板収容部５０と、上述した液滴吐出装置１０のテーブル４６との間で基板３１の搬送を行うロボット５１を備えている。このロボット５１は、設置面に置かれた基台５２と、この基台５２に対して昇降移動する昇降軸５３と、昇降軸５３を中心として回転する第１のアーム５４と、第１のアーム５４に対して回転する第２のアーム５５と、第２のアーム５５の先端下面に設けられた吸着パッド５６とを有している。そして、このロボット５１は、基板３１を吸着パッド６４に吸着させて基板３１の搬送を行うことが可能となっている。
【００２４】
コントロールユニット１２は、図１に示すように、装置内の各部の制御を行うコンピュータ６０と、各種操作を行うキーボードやマウスなどの入力装置６１と、各種操作に応じた画面の表示を行うＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）やＬＣＤ(Liquid Crystal Display)などの表示装置６２とを備えて構成されている。コンピュータ６０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)や、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)などを備え、ＲＯＭに格納されている制御プログラムをＲＡＭ(Random Access Memory)に展開し、その制御プログラムに従ってＣＰＵが各部の制御を行う。また、入力部６１は、各種操作に応じた信号をＣＰＵに出力し、表示部６２は、ＣＰＵから供給される信号に従って画面の表示を行う。
【００２５】
ところで、コンピュータ６０は、図４に示すように、基板３１の重量変化に基づいて、インクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量を制御する制御部７０を備えている。この制御部７０は、基板３１の重量を測定する重量測定部７１と接続されており、この重量測定部７１が測定した基板３１の重量変化からインクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量を算出し、この算出結果に基づいてインクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量をフィードバック制御する。
【００２６】
具体的に、制御部７０は、図４に示すように、Ａ／Ｄ変換器７２と、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)７３と、Ｄ／Ａ変換器７４とを主として備えている。このうち、Ａ／Ｄ変換器７２は、重量測定部７１が測定した測定データをデジタル信号に変換する。ＤＳＰ７２は、Ａ／Ｄ変換器７１から測定データが供給されると、内部に記録された制御プログラムに従って、インクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量を算出し、この算出結果とインクの基準吐出量とを比較し、インクの吐出量が基準範囲から外れた場合には、インクの吐出量が基準範囲内となるようにインクジェットヘッド２０の駆動電圧を調整する駆動信号をＤ／Ａ変換器７４に出力する。Ｄ／Ａ変換器７４は、ＤＳＰ７３から供給された駆動信号をアナログ信号に変換し、インクジェットヘッド２０に出力する。
【００２７】
重量測定部７１は、例えば図２に示すように、テーブル４６に載置された基板３１の重量を測定する重量測定手段として、テーブル４６の底部に配置されたロードセル７１ａを備えている。このロードセル７１ａは、インクが着弾される基板３１の重量を常時測定することが可能である。
【００２８】
これにより、制御部７０は、ロードセル７１ａが基板３１の重量変化を常時測定することによって、インクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量を常時モニタリングすることが可能である。すなわち、インクが着弾される基板３１の重量変化を測定すれば、この基板３１の重量の増加分をインクの総吐出量として換算することができる。このため、例えばノズルの目詰まりや、ノズル間でインク吐出量のばらつきが短期間に生じた場合でも、インクの吐出量を求めて駆動電圧を瞬時に補正することが可能である。
したがって、この薄膜形成装置では、インクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量のばらつきを抑えて、基板３１上に機能膜を均一な膜厚で安定して形成することが可能である。
【００２９】
また、本発明を適用した薄膜形成装置では、上述したロードセル７１ａに限らず、例えば図１に示すように、液滴吐出装置１０の近傍に配置された電子天秤７１ｂを用いて、基板３１の重量を測定する構成とすることも可能である。
【００３０】
この場合、機能膜の形成前と形成後の基板３１の重量変化を電子天秤７１ｂで測定することによって、基板３１毎にインクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量を管理することができる。これにより、インクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量のばらつきを抑えて、基板３１上に機能膜を均一な膜厚で安定して形成することができる。なお、このような電子天秤７１ｂを備える重量測定部７１は、機能膜の形成後に基板３１が搬送される乾燥工程との搬送途中に設置することが好ましい。また、基板３１の重量は、機能膜の形成前に予め測定しておくことが好ましい。
【００３１】
以上のように、本発明を適用した薄膜形成装置では、基板３１の重量変化からインクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量を求めることによって、基板３１上に機能膜を形成しながら、インクの吐出量をリアルタイムで調整することができ、不良の発生を未然に防ぐことが可能である。
【００３２】
（薄膜形成方法）
次に、本発明の実施形態に係る薄膜形成方法について説明する。
本実施形態では、電気光学装置の一つである有機ＥＬ装置を製造する場合を例に挙げて説明する。この有機ＥＬ装置は、アクティブマトリックス型の表示装置をなすものである。図５乃至図７は、ＥＬ表示素子を用いたアクティブマトリックス型の表示装置をなす有機ＥＬ装置の製造工程の手順を示す製造工程断面図である。
【００３３】
先ず、図５（Ａ）に示すように、透明の表示基板５０２に対して、必要に応じて、テトラエトキシシラン（tetraethoxysilane：ＴＥＯＳ）や酸素ガスなどを原料ガスとしてプラズマＣＶＤ（Chemical VaporDeposition）法により、厚さ寸法が約２０００〜５０００オングストロームのシリコン酸化膜である図示しない下地保護膜を形成する。次に、表示基板５０２の温度を約３５０℃に設定し、下地保護膜の表面にプラズマＣＶＤ法により厚さ寸法が約３００〜７００オングストロームの非晶質のシリコン膜である半導体膜５２０ａを形成する。この後、半導体膜５２０ａに対して、レーザアニールまたは固相成長法などの結晶化工程を実施し、半導体膜５２０ａをポリシリコン膜に結晶化する。ここで、レーザアニール法では、例えばエキシマレーザでビームの長寸が約４００ｎｍのラインビームを用い、出力強度が約２００ｍＪ／ｃｍ2である。ラインビームについては、その短寸方向におけるレーザ強度のピーク値の約９０％に相当する部分が各領域毎に重なるようにラインビームが走査される。
【００３４】
次に、図５（Ｂ）に示すように、半導体膜５２０ａをパターニングして島状の半導体膜５２０ｂを形成する。この半導体膜５２０ｂが設けられた表示基板５０２の表面に、ＴＥＯＳや酸素ガスなどを原料ガスとしてプラズマＣＶＤ法により厚さ寸法が約６００〜１５００オングストロームのシリコン酸化膜あるいは窒化膜であるゲート絶縁膜５２１ａを形成する。なお、半導体膜５２０ｂは、カレント薄膜トランジスタ５１０のチャネル領域およびソース・ドレイン領域となるものであるが、異なる断面位置においてはスイッチング薄膜トランジスタ５０９のチャネル領域およびソース・ドレイン領域となる図示しない半導体膜も形成されている。すなわち、図５乃至図７に示す製造工程では、二種類のスイッチング薄膜トランジスタ５０９及びカレント薄膜トランジスタ５１０が同時に形成されるが、同じ手順で形成されるため、以下の説明では、カレント薄膜トランジスタ５１０についてのみ説明し、スイッチング薄膜トランジスタ５０９については説明を省略する。
【００３５】
次に、図５（Ｃ）に示すように、アルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属膜である導電膜をスパッタ法により形成した後にパターニングし、ゲート電極５１０Ａを形成する。この状態で、高温度のリンイオンを打ち込み、半導体膜５２０ｂにゲート電極５１０Ａに対して自己整合的にソース・ドレイン領域５１０ａ，５１０ｂを形成する。なお、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域５１０ｃとなる。
【００３６】
次に、図５（Ｄ）に示すように、層間絶縁膜５２２を形成した後、コンタクトホール５２３，５２４を形成し、これらコンタクトホール５２３，５２４内に中継電極５２６，５２７を埋め込み形成する。
【００３７】
次に、図５（Ｅ）に示すように、層間絶縁膜５２２上に、信号線５０４、共通給電線５０５および走査線（図５中には図示しない）を形成する。このとき、信号線５０４、共通給電線５０５および走査線の各配線は、配線として必要な厚さ寸法にとらわれることなく、十分に厚く形成する。具体的には、各配線を例えば１〜２μｍ程度の厚さ寸法に形成するとよい。ここで、中継電極５２７と各配線とは、同一工程で形成されていてもよい。
このとき、中継電極５２６は、後述するＩＴＯ膜により形成される。
【００３８】
そして、各配線の上面を覆うように層間絶縁膜５３０を形成し、中継電極５２６に対応する位置にコンタクトホール５３２を形成する。このコンタクトホール５３２内を埋めるようにＩＴＯ膜を形成し、このＩＴＯ膜をパターニングして、信号線５０４、共通給電線５０５および走査線に囲まれた所定位置に、ソース・ドレイン領域５１０ａに電気的に接続する画素電極５１１を形成する。
【００３９】
ここで、図５（Ｅ）では、信号線５０４および共通給電線５０５に挟まれた部分が、光学材料が選択的に配置される所定位置に相当するものである。そして、その所定位置とその周囲との間には、信号線５０４や共通給電線５０５によって段差５３５が形成される。
具体的には、所定位置の方がその周囲よりも低く、凹型の段差５３５が形成される。
【００４０】
次に、図１に示す薄膜形成装置を用いて、上述の前処理が実施された表示基板５０２に、機能性液状体であるＥＬ発光材料を吐出する。すなわち、図６（Ａ）に示すように、前処理が実施された表示基板５０２の上面を上方に向けた状態で、発光素子１４０の下層部分に当たる正孔注入層５１３Ａを形成するための機能性液状体としての溶媒に溶かされた溶液状の前駆体である光学材料５４０Ａを、上述した液滴吐出装置１０を用いて吐出し、段差５３５で囲まれた所定位置の領域内に選択的に塗布する。
【００４１】
この吐出により正孔注入層５１３Ａを形成するための光学材料５４０Ａとしては、ポリマー前駆体がポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンであるポリフェニレンビニレン、１，１−ビス−（４−Ｎ，Ｎ−ジトリルアミノフェニル）シクロヘキサン、トリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウムなどが用いられる。
【００４２】
なお、この吐出の際、流動性を有した液状体の光学材料５４０Ａは、流動性が高いので平面方向に広がろうとするが、塗布された位置を取り囲むように段差５３５が形成されているため、光学材料５４０Ａの１回当たりの吐出量を極端に大量にしなければ、光学材料５４０Ａは段差５３５を越えて所定位置の外側に広がることは防止される。
【００４３】
次に、図６（Ｂ）に示すように、加熱又は光照射などにより液状の光学材料５４０Ａの溶媒を蒸発させ、画素電極５１１上に固形の薄い正孔注入層５１３Ａを形成する。この図６（Ａ），（Ｂ）を必要回数繰り返し、最終的に、図６（Ｃ）に示すように、十分な厚さ寸法の正孔注入層５１３Ａを形成する。
【００４４】
次に、図７（Ａ）に示すように、表示基板５０２の上面を上に向けた状態で、発光素子５１３の上層部分に有機半導体膜５１３Ｂを形成するための機能性液状体としての溶媒に溶かされた溶液状の有機蛍光材料である光学材料５４０Ｂを、上述した図１に示す薄膜形成装置を用いて吐出し、これを段差５３５で囲まれた所定位置である領域内に選択的に塗布する。なお、この光学材料５４０Ｂについても、上述した光学材料５４０Ａの吐出と同様に、段差５３５を越えて所定位置の外側に広がることは防止される。
【００４５】
この吐出により有機半導体膜５１３Ｂを形成するための光学材料５４０Ｂとしては、シアノポリフェニレンビニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアルキルフェニレン、２，３，６，７−テトラヒドロ−１１−オキソ−１Ｈ・５Ｈ・１１Ｈ（１）ペンゾビラノ［６，７，８−ｉｊ］−キノリジン−１０−カルボン酸、１，１−ビス−（４−Ｎ，Ｎ−ジトリルアミノフェニル）シクロヘキサン、２−１３・４'−ジヒドロキシフェニル）−３，５，７−トリヒドロキシー１―ベンゾピリリウムパークロレート、トリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウム、２，３・６・７−テトラヒドロ−９−メチル−１１−オキソ−１Ｈ・５Ｈ・１１Ｈ（１）ベンゾピラノ［６，７，８−ｉｊ］−キノリジン、アロマティックジアミン誘導体（ＴＤＰ）、オキシジアゾールダイマ（ＯＸＤ）、オキシジアゾール誘導体（ＰＢＤ）、ジスチルアリーレン誘導体（ＤＳＡ）、キノリノール系金属錯体、ベリリウムーベンゾキノリノール錯体（Ｂｅｂｑ）、トリフェニルアミン誘導体（ＭＴＤＡＴＡ）、ジスチリル誘導体、ピラゾリンダイマ、ルブレン、キナクリドン、トリアゾール誘導体、ポリフェニレン、ポリアルキルフルオレン、ポリアルキルチオフェン、アゾメチン亜鉛錯体、ポリフイリン亜鉛錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、フェナントロリンユウロピウム錯体などが用いられる。
【００４６】
次に、図７（Ｂ）に示すように、加熱又は光照射などにより、光学材料５４０Ｂの溶媒を蒸発させ、正孔注入層５１３Ａ上に、固形の薄い有機半導体膜５１３Ｂを形成する。
この図７（Ａ），（Ｂ）を必要回数繰り返し、最終的に、図７（Ｃ）に示すように、十分な厚さ寸法の有機半導体膜５１３Ｂを形成する。正孔注入層５１３Ａおよび有機半導体膜５１３Ｂによって、発光素子５１３が構成される。最後に、図７（Ｄ）に示すように、表示基板５０２の表面全体、若しくはストライプ状に反射電極５１２を形成し、表示装置５０１を製造する。
【００４７】
以上のように、本実施形態では、上述した図１に示す薄膜形成装置を用いているので、有機ＥＬ装置の製造工程において無駄となる材料を低減することができ、低コストで高品質な有機ＥＬ装置を製造することができる。また、本実施形態によれば、上述したインクジェットヘッド２０を備えた液滴吐出装置１０を用いて製造するので、大画面の表示装置をなす有機ＥＬ装置（基板）について、より迅速にかつ高解像度に製造することができる。そして、液滴吐出装置１０は、インクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量のばらつきを抑えて、均一な膜厚で安定した成膜を行うことができる。したがって、不良の発生を防ぎつつ、大画面の有機ＥＬ装置を高品質且つ低コストで製造することができる。
【００４８】
なお、本実施形態の薄膜形成装置及び薄膜形成方法は、上述した有機ＥＬ装置の製造に限らず、金属配線の形成や、液晶装置のカラーフィルタの形成など、機能膜を形成する際に広く適用することが可能である。そして、何れも場合にも、機能膜を精度良く形成することができる。
【００４９】
（電子機器）
次に、上記有機ＥＬ装置を備えた電子機器について説明する。
図８（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図８（ａ）において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記実施形態の有機ＥＬ装置からなる表示部を示している。図８（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図８（ｂ）において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記実施形態の有機ＥＬ装置からなる表示部を示している。図８（ｃ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図８（ｃ）において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上記実施形態の有機ＥＬ装置からなる表示部を示している。
【００５０】
図８に示す電子機器の有機ＥＬ装置は、上記実施形態の薄膜形成装置及び薄膜形成方法を用いて製造されているので、高品質な画像を表示でき不具合が発生しないなど高性能としながら、低価格で提供することができる。
【００５１】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】薄膜形成装置を示す斜視図である。
【図２】液滴吐出装置を示す斜視図である。
【図３】インクジェットヘッドを示す断面図である。
【図４】制御部を示すブロック図である。
【図５】有機ＥＬ装置の製造工程の手順を示す断面図である。
【図６】有機ＥＬ装置の製造工程の手順を示す断面図である。
【図７】有機ＥＬ装置の製造工程の手順を示す断面図である。
【図８】電子機器を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…液滴吐出装置、１１…基板搬送装置、１２…コンピュータ、２０…インクジェットヘッド（液滴吐出手段）、７０…制御部、７１…重量測定部、７１ａ…ロードセル（重量測定手段）、７１ｂ…電子天秤（重量測定手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基体上に機能液の液滴を着弾させて薄膜を形成する薄膜形成方法及び薄膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液滴吐出ヘッドにより機能液のインク（液滴）を吐出する液滴吐出法、いわゆるインクジェット法を用いて、機能膜（薄膜）を形成することが提案されている（例えば、特許文献１，２を参照。）。このインクジェット法は、一般に、基板と液滴吐出ヘッドとを相対的に移動させながら、液滴吐出ヘッドに設けられた複数のノズルから吐出されたインクを基板上に繰り返し着弾させて薄膜を形成するものである。このインクジェット法は、微小なインクをドット状に吐出するため、インクの大きさやピッチの均一性の面で極めて精度が高く、また、スピンコート法などの従来の塗布技術に比べて、液の消費に無駄が少ない。さらに、フォトリソグラフィーなどのパターニング技術を用いずに、任意のパターンを直接形成することができる。このため、例えば、液晶装置のカラーフィルタや、有機ＥＬ装置の発光層などの薄膜形成に応用されている。
【特許文献１】特開平９−１１８０２４号公報
【特許文献２】特開平１１−２４８９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述したインクジェット法を用いて基板上に機能膜を形成する場合には、通常、インクの広がりを防止するために、バンクと呼ばれる隔壁を形成し、このバンクにより区画されたドット領域内にインクをインクジェット法により塗布することが行われる。この場合、機能膜の膜厚は、液滴吐出ヘッドのノズルから吐出されるインクの吐出量に依存するため、このインクの吐出量を正確に把握し、機能膜の膜厚が均一となるようにインクの吐出量を管理する必要がある。
【０００４】
しかしながら、上述した液晶装置や有機ＥＬ装置などの表示装置では、大型ディスプレイになるほど、ドットマトリックス状に配置された各ドット領域間でのインク管理が難しくなり、各ドット領域間でのインクの吐出量にばらつきが生じやすくなる。
【０００５】
そこで、インクジェット法を用いた薄膜の形成方法では、液滴吐出ヘッドから吐出されるインクの重量を測定し、この測定されたインクの重量に基づいて、インクの吐出量を調整することが行われている。具体的に、例えば１０枚や２０枚といった単位で基板の薄膜形成を行った後に、別途に設けられた電子天秤の受け皿にインクを吐出させて、このインクの重量を測定し、測定されたインクの重量からインクの吐出量を求め、その値が規格から外れた場合には、液滴吐出ヘッドの駆動素子に印加される駆動電圧を所定の吐出量が得られるまで調整する。
【０００６】
しかしながら、この薄膜形成方法では、測定と測定との間でインクの吐出不良が生じると、その間に作製された基板に不良が発生してしまう可能性があった。また、実際の描画中の欠落や、ヘッドの経時変化に対して検出する方法はなく、完成後の検査で初めて不良が発見されることが多かった。
【０００７】
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、液滴の吐出量をリアルタイムで調整することができ、不良の発生を防ぐことができる薄膜形成方法及び薄膜形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明に係る薄膜形成方法は、液滴吐出手段により吐出される機能液の液滴を基体上に着弾させて薄膜を形成する薄膜形成方法であって、基体の重量を測定し、基体の重量変化に基づいて液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量を制御することを特徴とする。
このような薄膜形成方法によれば、基体の重量変化から液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量を求めることができるため、基体上に薄膜を形成しながら、液滴の吐出量をリアルタイムで調整することができ、不良の発生を防ぐことができる。
【０００９】
また、本発明に係る薄膜形成方法は、液滴が着弾される基体の重量変化を常時測定することによって、液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量を常時モニタリングすることができる。これにより、液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量のばらつきを抑えて、基体上に薄膜を均一な膜厚で形成することができる。
【００１０】
また、本発明に係る薄膜形成方法は、薄膜の形成前と形成後の基体の重量変化を測定することによって、薄膜が形成される基体毎に液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量を管理することができる。これにより、液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量のばらつきを抑えて、基体上に薄膜を均一な膜厚で形成することができる。
【００１１】
一方、本発明に係る薄膜形成装置は、基体上に機能液の液滴を着弾させて薄膜を形成する薄膜形成装置であって、機能液の液滴を吐出する液滴吐出手段と、基体の重量を測定する重量測定手段と、重量測定手段により測定された基体の重量変化に基づいて、液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
このような薄膜形成装置によれば、重量測定手段が測定する基体の重量変化に基づいて、制御手段が液滴吐出手段を制御し、液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量を調整することから、基体上に薄膜を形成しながら、液滴の吐出量をリアルタイムで調整することができ、不良の発生を防ぐことができる。
【００１２】
また、本発明に係る薄膜形成装置は、液滴が着弾される基体の重量を重量測定手段が常時測定することによって、液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量を常時モニタリングすることができる。これにより、液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量のばらつきを抑えて、基体上に薄膜を均一な膜厚で形成することができる。
【００１３】
また、本発明に係る薄膜形成装置は、薄膜の形成前と形成後の基体の重量を重量測定手段が測定することによって、薄膜が形成される基体毎に液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量を管理することができる。これにより、液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量のばらつきを抑えて、基体上に薄膜を均一な膜厚で形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降の説明では図面を用いて各種の構造を例示するが、これらの図面に示される構造は特徴的な部分を分かり易く示すために実際の構造に対して寸法を異ならせて示す場合がある。
【００１５】
（薄膜形成装置）
先ず、本発明の実施形態に係る薄膜形成装置について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る薄膜形成装置の外観を示す斜視図である。
この薄膜形成装置は、図１に示すように、ベース９上に設置された液体吐出装置１０と、ベース９の近傍に配置された基板搬送装置１１と、ベース９の脇に配置されたコントロールユニット１２とを主として備えている。なお、ベース９の上に設置された液滴吐出装置１０は、必要に応じてカバー１３により覆うことが可能となっている。
【００１６】
液滴吐出装置１０は、図２に示すように、機能膜を形成すべき基板３１が載置されるテーブル４６と、このテーブル４６に載置された基板３１に対して機能液のインク（液滴）を吐出する液滴吐出手段であるインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）２０とを主として備えている。
【００１７】
このうち、テーブル４６は、第１の移動機構１４によりＹ方向に移動および位置決め可能とされ、モータ４４によりθｚ方向に揺動および位置決め可能とされている。一方、インクジェットヘッド２０は、第２の移動機構１６によりＸ方向に移動および位置決め可能とされ、リニアモータ６２によりＺ方向に移動および位置決め可能とされている。またインクジェットヘッド２０は、モータ６４，６６，６８により、それぞれα，β，γ方向に揺動および位置決め可能とされている。これにより、液滴吐出装置１０では、テーブル４６に載置される基板３１と、ヘッド２０のインク吐出面２０Ｐとの相対的な位置および姿勢を、正確にコントロールすることができるようになっている。
【００１８】
なお、液滴吐出装置には、ヘッド２０におけるノズルの乾燥を防止するため、液滴吐出装置１０の待機時にインク吐出面２０Ｐをキャッピングするキャッピングユニット２２が設けられている。またヘッド２０におけるノズルの目詰まりを取り除くため、ノズルの内部を吸引するクリーニングユニット２４が設けられている。なおクリーニングユニット２４は、ヘッド２０におけるインク吐出面２０Ｐの汚れを取り除くため、インク吐出面２０Ｐのワイピングを行うこともできるようになっている。
【００１９】
インクジェットヘッド２０は、図３に示すように、ヘッド本体９０と、ヘッド本体９０の一方面に装着されたノズルプレート９２と、ヘッド本体９０の多方面に装着されたピエゾ素子９８とを主として備えている。
【００２０】
インク吐出面を構成するノズルプレート９２には、液滴を吐出するための複数のノズル９１が整列配置されている。またヘッド本体９０には、各ノズル９１と連通する複数の圧力室９３が形成されている。各圧力室９３はリザーバ９５に接続され、リザーバ９５はインク導入口９６に接続されている。そしてインク２１は、インク導入口９６からリザーバ９５を通って各圧力室９３に供給されるようになっている。一方、ヘッド本体９０の上端面には、可撓性を有する振動板９４が装着されている。その振動板９４を挟んで各圧力室９３の反対側には、それぞれピエゾ素子９８が設けられている。ピエゾ素子９８は、ＰＺＴ等の圧電材料を電極で挟持したものである。その電極は、後述する制御部７０に接続されている。
【００２１】
そして、制御部７０からピエゾ素子９８に駆動電圧が印加されると、ピエゾ素子９８が膨張変形又は収縮変形する。ピエゾ素子９８が収縮変形すると、圧力室９３内の圧力が低下して、リザーバ９５から圧力室９３にインク２１が流入する。またピエゾ素子９８が膨張変形すると、圧力室９３内の圧力が増加して、ノズル９１からインク２１の液滴が吐出される。なお、ピエゾ素子９８に印加する駆動電圧を制御することにより、液滴の吐出条件を制御しうるようになっている。
【００２２】
なお、液滴吐出方式として、ピエゾ素子の変形により圧力室内の圧力を変化させる上記ピエゾ方式の他に、インクを加熱して気泡（バブル）を発生させることにより圧力室内の圧力を変化させる方式など、公知の種々の技術を適用することができる。このうちピエゾ方式は、インクを加熱しないので材料の組成に悪影響を与えないなどの点で優れている。
【００２３】
基板搬送装置１１は、図１に示すように、基板３１を収容する基板収容部５０と、上述した液滴吐出装置１０のテーブル４６との間で基板３１の搬送を行うロボット５１を備えている。このロボット５１は、設置面に置かれた基台５２と、この基台５２に対して昇降移動する昇降軸５３と、昇降軸５３を中心として回転する第１のアーム５４と、第１のアーム５４に対して回転する第２のアーム５５と、第２のアーム５５の先端下面に設けられた吸着パッド５６とを有している。そして、このロボット５１は、基板３１を吸着パッド６４に吸着させて基板３１の搬送を行うことが可能となっている。
【００２４】
コントロールユニット１２は、図１に示すように、装置内の各部の制御を行うコンピュータ６０と、各種操作を行うキーボードやマウスなどの入力装置６１と、各種操作に応じた画面の表示を行うＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）やＬＣＤ(Liquid Crystal Display)などの表示装置６２とを備えて構成されている。コンピュータ６０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)や、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)などを備え、ＲＯＭに格納されている制御プログラムをＲＡＭ(Random Access Memory)に展開し、その制御プログラムに従ってＣＰＵが各部の制御を行う。また、入力部６１は、各種操作に応じた信号をＣＰＵに出力し、表示部６２は、ＣＰＵから供給される信号に従って画面の表示を行う。
【００２５】
ところで、コンピュータ６０は、図４に示すように、基板３１の重量変化に基づいて、インクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量を制御する制御部７０を備えている。この制御部７０は、基板３１の重量を測定する重量測定部７１と接続されており、この重量測定部７１が測定した基板３１の重量変化からインクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量を算出し、この算出結果に基づいてインクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量をフィードバック制御する。
【００２６】
具体的に、制御部７０は、図４に示すように、Ａ／Ｄ変換器７２と、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)７３と、Ｄ／Ａ変換器７４とを主として備えている。このうち、Ａ／Ｄ変換器７２は、重量測定部７１が測定した測定データをデジタル信号に変換する。ＤＳＰ７２は、Ａ／Ｄ変換器７１から測定データが供給されると、内部に記録された制御プログラムに従って、インクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量を算出し、この算出結果とインクの基準吐出量とを比較し、インクの吐出量が基準範囲から外れた場合には、インクの吐出量が基準範囲内となるようにインクジェットヘッド２０の駆動電圧を調整する駆動信号をＤ／Ａ変換器７４に出力する。Ｄ／Ａ変換器７４は、ＤＳＰ７３から供給された駆動信号をアナログ信号に変換し、インクジェットヘッド２０に出力する。
【００２７】
重量測定部７１は、例えば図２に示すように、テーブル４６に載置された基板３１の重量を測定する重量測定手段として、テーブル４６の底部に配置されたロードセル７１ａを備えている。このロードセル７１ａは、インクが着弾される基板３１の重量を常時測定することが可能である。
【００２８】
これにより、制御部７０は、ロードセル７１ａが基板３１の重量変化を常時測定することによって、インクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量を常時モニタリングすることが可能である。すなわち、インクが着弾される基板３１の重量変化を測定すれば、この基板３１の重量の増加分をインクの総吐出量として換算することができる。このため、例えばノズルの目詰まりや、ノズル間でインク吐出量のばらつきが短期間に生じた場合でも、インクの吐出量を求めて駆動電圧を瞬時に補正することが可能である。
したがって、この薄膜形成装置では、インクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量のばらつきを抑えて、基板３１上に機能膜を均一な膜厚で安定して形成することが可能である。
【００２９】
また、本発明を適用した薄膜形成装置では、上述したロードセル７１ａに限らず、例えば図１に示すように、液滴吐出装置１０の近傍に配置された電子天秤７１ｂを用いて、基板３１の重量を測定する構成とすることも可能である。
【００３０】
この場合、機能膜の形成前と形成後の基板３１の重量変化を電子天秤７１ｂで測定することによって、基板３１毎にインクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量を管理することができる。これにより、インクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量のばらつきを抑えて、基板３１上に機能膜を均一な膜厚で安定して形成することができる。なお、このような電子天秤７１ｂを備える重量測定部７１は、機能膜の形成後に基板３１が搬送される乾燥工程との搬送途中に設置することが好ましい。また、基板３１の重量は、機能膜の形成前に予め測定しておくことが好ましい。
【００３１】
以上のように、本発明を適用した薄膜形成装置では、基板３１の重量変化からインクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量を求めることによって、基板３１上に機能膜を形成しながら、インクの吐出量をリアルタイムで調整することができ、不良の発生を未然に防ぐことが可能である。
【００３２】
（薄膜形成方法）
次に、本発明の実施形態に係る薄膜形成方法について説明する。
本実施形態では、電気光学装置の一つである有機ＥＬ装置を製造する場合を例に挙げて説明する。この有機ＥＬ装置は、アクティブマトリックス型の表示装置をなすものである。図５乃至図７は、ＥＬ表示素子を用いたアクティブマトリックス型の表示装置をなす有機ＥＬ装置の製造工程の手順を示す製造工程断面図である。
【００３３】
先ず、図５（Ａ）に示すように、透明の表示基板５０２に対して、必要に応じて、テトラエトキシシラン（tetraethoxysilane：ＴＥＯＳ）や酸素ガスなどを原料ガスとしてプラズマＣＶＤ（Chemical VaporDeposition）法により、厚さ寸法が約２０００〜５０００オングストロームのシリコン酸化膜である図示しない下地保護膜を形成する。次に、表示基板５０２の温度を約３５０℃に設定し、下地保護膜の表面にプラズマＣＶＤ法により厚さ寸法が約３００〜７００オングストロームの非晶質のシリコン膜である半導体膜５２０ａを形成する。この後、半導体膜５２０ａに対して、レーザアニールまたは固相成長法などの結晶化工程を実施し、半導体膜５２０ａをポリシリコン膜に結晶化する。ここで、レーザアニール法では、例えばエキシマレーザでビームの長寸が約４００ｎｍのラインビームを用い、出力強度が約２００ｍＪ／ｃｍ2である。ラインビームについては、その短寸方向におけるレーザ強度のピーク値の約９０％に相当する部分が各領域毎に重なるようにラインビームが走査される。
【００３４】
次に、図５（Ｂ）に示すように、半導体膜５２０ａをパターニングして島状の半導体膜５２０ｂを形成する。この半導体膜５２０ｂが設けられた表示基板５０２の表面に、ＴＥＯＳや酸素ガスなどを原料ガスとしてプラズマＣＶＤ法により厚さ寸法が約６００〜１５００オングストロームのシリコン酸化膜あるいは窒化膜であるゲート絶縁膜５２１ａを形成する。なお、半導体膜５２０ｂは、カレント薄膜トランジスタ５１０のチャネル領域およびソース・ドレイン領域となるものであるが、異なる断面位置においてはスイッチング薄膜トランジスタ５０９のチャネル領域およびソース・ドレイン領域となる図示しない半導体膜も形成されている。すなわち、図５乃至図７に示す製造工程では、二種類のスイッチング薄膜トランジスタ５０９及びカレント薄膜トランジスタ５１０が同時に形成されるが、同じ手順で形成されるため、以下の説明では、カレント薄膜トランジスタ５１０についてのみ説明し、スイッチング薄膜トランジスタ５０９については説明を省略する。
【００３５】
次に、図５（Ｃ）に示すように、アルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属膜である導電膜をスパッタ法により形成した後にパターニングし、ゲート電極５１０Ａを形成する。この状態で、高温度のリンイオンを打ち込み、半導体膜５２０ｂにゲート電極５１０Ａに対して自己整合的にソース・ドレイン領域５１０ａ，５１０ｂを形成する。なお、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域５１０ｃとなる。
【００３６】
次に、図５（Ｄ）に示すように、層間絶縁膜５２２を形成した後、コンタクトホール５２３，５２４を形成し、これらコンタクトホール５２３，５２４内に中継電極５２６，５２７を埋め込み形成する。
【００３７】
次に、図５（Ｅ）に示すように、層間絶縁膜５２２上に、信号線５０４、共通給電線５０５および走査線（図５中には図示しない）を形成する。このとき、信号線５０４、共通給電線５０５および走査線の各配線は、配線として必要な厚さ寸法にとらわれることなく、十分に厚く形成する。具体的には、各配線を例えば１〜２μｍ程度の厚さ寸法に形成するとよい。ここで、中継電極５２７と各配線とは、同一工程で形成されていてもよい。
このとき、中継電極５２６は、後述するＩＴＯ膜により形成される。
【００３８】
そして、各配線の上面を覆うように層間絶縁膜５３０を形成し、中継電極５２６に対応する位置にコンタクトホール５３２を形成する。このコンタクトホール５３２内を埋めるようにＩＴＯ膜を形成し、このＩＴＯ膜をパターニングして、信号線５０４、共通給電線５０５および走査線に囲まれた所定位置に、ソース・ドレイン領域５１０ａに電気的に接続する画素電極５１１を形成する。
【００３９】
ここで、図５（Ｅ）では、信号線５０４および共通給電線５０５に挟まれた部分が、光学材料が選択的に配置される所定位置に相当するものである。そして、その所定位置とその周囲との間には、信号線５０４や共通給電線５０５によって段差５３５が形成される。
具体的には、所定位置の方がその周囲よりも低く、凹型の段差５３５が形成される。
【００４０】
次に、図１に示す薄膜形成装置を用いて、上述の前処理が実施された表示基板５０２に、機能性液状体であるＥＬ発光材料を吐出する。すなわち、図６（Ａ）に示すように、前処理が実施された表示基板５０２の上面を上方に向けた状態で、発光素子１４０の下層部分に当たる正孔注入層５１３Ａを形成するための機能性液状体としての溶媒に溶かされた溶液状の前駆体である光学材料５４０Ａを、上述した液滴吐出装置１０を用いて吐出し、段差５３５で囲まれた所定位置の領域内に選択的に塗布する。
【００４１】
この吐出により正孔注入層５１３Ａを形成するための光学材料５４０Ａとしては、ポリマー前駆体がポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンであるポリフェニレンビニレン、１，１−ビス−（４−Ｎ，Ｎ−ジトリルアミノフェニル）シクロヘキサン、トリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウムなどが用いられる。
【００４２】
なお、この吐出の際、流動性を有した液状体の光学材料５４０Ａは、流動性が高いので平面方向に広がろうとするが、塗布された位置を取り囲むように段差５３５が形成されているため、光学材料５４０Ａの１回当たりの吐出量を極端に大量にしなければ、光学材料５４０Ａは段差５３５を越えて所定位置の外側に広がることは防止される。
【００４３】
次に、図６（Ｂ）に示すように、加熱又は光照射などにより液状の光学材料５４０Ａの溶媒を蒸発させ、画素電極５１１上に固形の薄い正孔注入層５１３Ａを形成する。この図６（Ａ），（Ｂ）を必要回数繰り返し、最終的に、図６（Ｃ）に示すように、十分な厚さ寸法の正孔注入層５１３Ａを形成する。
【００４４】
次に、図７（Ａ）に示すように、表示基板５０２の上面を上に向けた状態で、発光素子５１３の上層部分に有機半導体膜５１３Ｂを形成するための機能性液状体としての溶媒に溶かされた溶液状の有機蛍光材料である光学材料５４０Ｂを、上述した図１に示す薄膜形成装置を用いて吐出し、これを段差５３５で囲まれた所定位置である領域内に選択的に塗布する。なお、この光学材料５４０Ｂについても、上述した光学材料５４０Ａの吐出と同様に、段差５３５を越えて所定位置の外側に広がることは防止される。
【００４５】
この吐出により有機半導体膜５１３Ｂを形成するための光学材料５４０Ｂとしては、シアノポリフェニレンビニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアルキルフェニレン、２，３，６，７−テトラヒドロ−１１−オキソ−１Ｈ・５Ｈ・１１Ｈ（１）ペンゾビラノ［６，７，８−ｉｊ］−キノリジン−１０−カルボン酸、１，１−ビス−（４−Ｎ，Ｎ−ジトリルアミノフェニル）シクロヘキサン、２−１３・４'−ジヒドロキシフェニル）−３，５，７−トリヒドロキシー１―ベンゾピリリウムパークロレート、トリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウム、２，３・６・７−テトラヒドロ−９−メチル−１１−オキソ−１Ｈ・５Ｈ・１１Ｈ（１）ベンゾピラノ［６，７，８−ｉｊ］−キノリジン、アロマティックジアミン誘導体（ＴＤＰ）、オキシジアゾールダイマ（ＯＸＤ）、オキシジアゾール誘導体（ＰＢＤ）、ジスチルアリーレン誘導体（ＤＳＡ）、キノリノール系金属錯体、ベリリウムーベンゾキノリノール錯体（Ｂｅｂｑ）、トリフェニルアミン誘導体（ＭＴＤＡＴＡ）、ジスチリル誘導体、ピラゾリンダイマ、ルブレン、キナクリドン、トリアゾール誘導体、ポリフェニレン、ポリアルキルフルオレン、ポリアルキルチオフェン、アゾメチン亜鉛錯体、ポリフイリン亜鉛錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、フェナントロリンユウロピウム錯体などが用いられる。
【００４６】
次に、図７（Ｂ）に示すように、加熱又は光照射などにより、光学材料５４０Ｂの溶媒を蒸発させ、正孔注入層５１３Ａ上に、固形の薄い有機半導体膜５１３Ｂを形成する。
この図７（Ａ），（Ｂ）を必要回数繰り返し、最終的に、図７（Ｃ）に示すように、十分な厚さ寸法の有機半導体膜５１３Ｂを形成する。正孔注入層５１３Ａおよび有機半導体膜５１３Ｂによって、発光素子５１３が構成される。最後に、図７（Ｄ）に示すように、表示基板５０２の表面全体、若しくはストライプ状に反射電極５１２を形成し、表示装置５０１を製造する。
【００４７】
以上のように、本実施形態では、上述した図１に示す薄膜形成装置を用いているので、有機ＥＬ装置の製造工程において無駄となる材料を低減することができ、低コストで高品質な有機ＥＬ装置を製造することができる。また、本実施形態によれば、上述したインクジェットヘッド２０を備えた液滴吐出装置１０を用いて製造するので、大画面の表示装置をなす有機ＥＬ装置（基板）について、より迅速にかつ高解像度に製造することができる。そして、液滴吐出装置１０は、インクジェットヘッド２０が吐出するインクの吐出量のばらつきを抑えて、均一な膜厚で安定した成膜を行うことができる。したがって、不良の発生を防ぎつつ、大画面の有機ＥＬ装置を高品質且つ低コストで製造することができる。
【００４８】
なお、本実施形態の薄膜形成装置及び薄膜形成方法は、上述した有機ＥＬ装置の製造に限らず、金属配線の形成や、液晶装置のカラーフィルタの形成など、機能膜を形成する際に広く適用することが可能である。そして、何れも場合にも、機能膜を精度良く形成することができる。
【００４９】
（電子機器）
次に、上記有機ＥＬ装置を備えた電子機器について説明する。
図８（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図８（ａ）において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記実施形態の有機ＥＬ装置からなる表示部を示している。図８（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図８（ｂ）において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記実施形態の有機ＥＬ装置からなる表示部を示している。図８（ｃ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図８（ｃ）において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上記実施形態の有機ＥＬ装置からなる表示部を示している。
【００５０】
図８に示す電子機器の有機ＥＬ装置は、上記実施形態の薄膜形成装置及び薄膜形成方法を用いて製造されているので、高品質な画像を表示でき不具合が発生しないなど高性能としながら、低価格で提供することができる。
【００５１】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】薄膜形成装置を示す斜視図である。
【図２】液滴吐出装置を示す斜視図である。
【図３】インクジェットヘッドを示す断面図である。
【図４】制御部を示すブロック図である。
【図５】有機ＥＬ装置の製造工程の手順を示す断面図である。
【図６】有機ＥＬ装置の製造工程の手順を示す断面図である。
【図７】有機ＥＬ装置の製造工程の手順を示す断面図である。
【図８】電子機器を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…液滴吐出装置、１１…基板搬送装置、１２…コンピュータ、２０…インクジェットヘッド（液滴吐出手段）、７０…制御部、７１…重量測定部、７１ａ…ロードセル（重量測定手段）、７１ｂ…電子天秤（重量測定手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴吐出手段により吐出される機能液の液滴を基体上に着弾させて薄膜を形成する薄膜形成方法であって、
前記基体の重量を測定し、前記基体の重量変化に基づいて前記液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量を制御することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２】
前記液滴が着弾される前記基体の重量変化を常時測定することを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成方法。
【請求項３】
前記薄膜の形成前と形成後の前記基体の重量変化を測定することを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成方法。
【請求項４】
基体上に機能液の液滴を着弾させて薄膜を形成する薄膜形成装置であって、
前記機能液の液滴を吐出する液滴吐出手段と、
前記基体の重量を測定する重量測定手段と、
前記重量測定手段により測定された前記基体の重量変化に基づいて、前記液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項５】
前記重量測定手段は、前記液滴が着弾される前記基体の重量変化を常時測定することを特徴とする請求項４に記載の薄膜形成装置。
【請求項６】
前記重量測定手段は、前記薄膜の形成前と形成後の前記基体の重量変化を測定することを特徴とする請求項４に記載の薄膜形成装置。
【請求項１】
液滴吐出手段により吐出される機能液の液滴を基体上に着弾させて薄膜を形成する薄膜形成方法であって、
前記基体の重量を測定し、前記基体の重量変化に基づいて前記液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量を制御することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２】
前記液滴が着弾される前記基体の重量変化を常時測定することを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成方法。
【請求項３】
前記薄膜の形成前と形成後の前記基体の重量変化を測定することを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成方法。
【請求項４】
基体上に機能液の液滴を着弾させて薄膜を形成する薄膜形成装置であって、
前記機能液の液滴を吐出する液滴吐出手段と、
前記基体の重量を測定する重量測定手段と、
前記重量測定手段により測定された前記基体の重量変化に基づいて、前記液滴吐出手段が吐出する液滴の吐出量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項５】
前記重量測定手段は、前記液滴が着弾される前記基体の重量変化を常時測定することを特徴とする請求項４に記載の薄膜形成装置。
【請求項６】
前記重量測定手段は、前記薄膜の形成前と形成後の前記基体の重量変化を測定することを特徴とする請求項４に記載の薄膜形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１１７８３１（Ｐ２００７−１１７８３１Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１１１９６（Ｐ２００５−３１１１９６）
【出願日】平成１７年１０月２６日（２００５．１０．２６）
【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１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２６日（２００５．１０．２６）
【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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