CN1778476A - 成膜装置及成膜方法 - Google Patents

Abstract

一种成膜装置及成膜方法，用于在提高基板上的润湿性的处理后，在规定时间内在基板上涂布形成膜的材料，形成均匀膜厚的膜。成膜生产线由表面改质处理装置、成膜溶液涂布装置、干燥装置、时间管理装置、传送带、驱动装置及控制装置构成。表面改质处理装置，在由传送带输送的基板上实施表面改质处理。时间管理装置判定实施了表面改质处理的基板是否经过预定的可成膜处理的时间，当在上述时间内时由传送带向成膜溶液涂布装置输送基板，在经过上述时间时由传送带向表面改质处理装置输送基板。成膜溶液涂布装置，在由传送带输送的基板上涂布成膜溶液。然后，干燥装置，对由传送带输送的基板实施干燥处理，干燥涂布在基板上的成膜溶液，形成规定的膜。

Description

成膜装置及成膜方法

技术领域

本发明涉及一种成膜装置及成膜方法，能够按均匀的膜厚度在基板上形成滤色片或取向膜等规定的膜。

背景技术

以往，在基板上涂布用于形成滤色片或取向膜等膜的材料(成膜材料)的时候，为提高成膜材料在基板表面上的润湿扩展(润湿性、亲液性)，对基板表面实施规定的处理(表面改质处理，例如，亲液处理等)。通过实施该规定的处理，改善基板的润湿性，例如，能够按均匀的膜厚度，在基板上稳定地形成液晶显示装置的取向膜。

另外，作为稳定地形成液晶显示装置的取向膜的方法，有液晶光电元件的制造方法(参照专利文献1)。在该专利文献1记载的方法中，通过在利用含氧的气体环境形成的等离子中暴露形成在基板上的液晶显示元件的图像电极的表面，实施等离子处理，在规定的范围内降低与液晶显示元件的图像电极的表面的纯水的接触角，利用旋转涂布法在电极上稳定地形成取向膜。

专利文献1：特开平9-90365号公报

可是，为了提高基板上的润湿性，已知当在基板表面上实施上述的规定的处理的时候，在刚实施处理后具有足够的润湿性，但是随着时间的经过润湿性下降。这里，例如，在制造生产线等上，在发生某种异常时，到实施了规定的处理的基板被输送到涂布成膜材料的装置之前，有可能需要通常处理所需时间以上的时间。在需要通常处理所需时间以上的时间输送基板的情况下，由于在不具有足够的润湿性的基板上涂布成膜材料，所以例如产生液晶显示装置上的显示不良等现象。而且，以前，对直至将实施了规定的处理的基板输送到涂布成膜材料的装置的时间不进行管理，不能判断基板是否具有足够润湿性。

此外，近年来，作为有效削减成膜材料的墨的使用量、或削减成膜工序中的工序数的方法，多是采用喷墨式的液滴喷出装置，形成取向膜等规定的膜。在采用该喷墨式的液滴喷出装置形成膜的时候，例如与利用分配器或旋转涂布法等形成膜时相比，对基板的形成润湿性的膜的膜厚度影响较大。即，如果基板不具有足够的润湿性，难形成均匀的膜。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种成膜装置及成膜方法，其通过在进行了提高基板上的润湿性的处理后，在规定的时间内在基板上涂布用于形成膜的材料，能够形成具有均匀膜厚度的膜。

本发明的成膜装置，在基板上形成规定的膜，其中，具备：表面改质处理装置，在所述基板上实施表面改质处理；成膜溶液涂布装置，在通过所述表面改质处理装置实施了表面改质处理的基板上，涂布用于形成规定的膜的成膜溶液；时间管理装置，管理从所述表面改质处理装置实施了表面改质处理时开始的时间。

此外，本发明的成膜装置，其特征在于：所述表面改质处理装置，对所述基板实施亲液处理。

根据上述成膜装置，管理在对基板实施了表面改质处理后，到将基板输送到成膜溶液涂布装置的时间。即，由于已知实施了表面改质处理如亲液处理的基板的润湿性随着时间的经过而下降，因此通过管理从表面改质处理装置输送到成膜溶液涂布装置的时间，能够在具有适当的润湿性的基板上涂布成膜溶液。此外，本发明的成膜装置，其中，所述时间管理装置，具备：判定装置，判定是否从在所述表面改质处理装置中实施了表面改质处理时开始经过了规定时间；输送停止装置，在所述判定装置判定经过了规定的时间的情况下，停止向所述成膜溶液涂布装置输送实施了所述表面改质处理的所述基板。

根据该成膜装置，能够防止将在进行了表面改质处理后，经过了预定的规定时间(可成膜处理时间)的基板输送到成膜溶液涂布装置。即，能够防止在实施了表面改质处理后，在经过了规定的时间，润湿性降低的基板上涂布成膜溶液。因此，能够只在具有足够的润湿性的基板上涂布成膜溶液，能够高精度地形成具有均匀膜厚度的膜。

此外，本发明的成膜装置，其特征在于：所述成膜溶液涂布装置，是向所述基板上喷出所述成膜溶液的喷墨式的液滴喷出装置。

根据该成膜装置，利用喷墨式的液滴喷出装置在基板上涂布成膜溶液。即，由于只对具有足够的润湿性的基板涂布成膜溶液，所以即使在采用喷墨式的液滴喷出装置在基板上涂布成膜溶液的情况下，也能够高精度地形成具有均匀膜厚度的膜。因此，通过采用喷墨式的液滴喷出装置，能够在适当的位置涂布适当量的成膜溶液，能够实现适当降低成膜溶液的使用量等，例如能够降低液晶显示装置等的制造成本。

此外，本发明的成膜方法，在基板上形成规定的膜，其中，包括：表面改质处理工序，在所述基板上实施表面改质处理；收容工序，在基板保持用的盒内收容在所述表面改质处理工序实施了表面改质处理的基板；判定工序，判定是否从在所述表面改质处理工序，对收容在所述盒内的基板实施了表面改质处理时开始，经过了规定时间；输送工序，在所述判定工序，在判定未经过所述规定的时间的情况下，将收容在所述盒内的所述基板输送给对所述基板涂布用于形成规定的膜的成膜溶液的成膜溶液涂布装置；成膜溶液涂布工序，在由所述输送工序输送的所述基板上涂布所述成膜溶液。

此外，本发明的成膜方法，其特征在于：所述表面改质处理工序包括对所述基板实施亲液处理的工序。

根据上述的成膜方法，判定是否在实施了表面改质处理后经过了规定时间，在未经过所述规定的时间的情况下，将基板输送给成膜溶液涂布装置，涂布成膜溶液。因而，由于能够在实施表面改质处理如亲液处理后，在规定时间内的基板上，即在具有足够润湿性的基板上涂布成膜溶液，所以能够高精度地形成具有均匀膜厚度的膜。

此外，本发明的成膜方法，其特征在于：还包括输送停止工序，在所述判定工序，在判定经过所述规定的时间的情况下，停止向所述成膜溶液涂布装置输送所述基板。

根据本发明的成膜方法，能够防止向成膜溶液涂布装置输送在实施了表面改质处理后，经过了规定时间的基板。因此，能够防止在不具有足够的润湿性的基板上涂布成膜溶液，能够适当防止形成不均匀的膜。

此外，本发明的成膜方法，其特征在于：在所述成膜溶液涂布工序中，采用喷墨式的液滴喷出装置。

根据该成膜方法，作为成膜溶液涂布装置，采用喷墨式的液滴喷出装置。即，在采用喷墨式的液滴喷出装置在基板上涂布成膜溶液的情况下，要求基板具有适当的润湿性，但在该成膜方法中，只输送具有足够润湿性的基板。所以，能够采用喷墨式的液滴喷出装置，高精度地形成具有均匀膜厚度的膜，能够有效地实现成膜溶液的使用量削减等。

附图说明

图1是表示根据实施方式的一例成膜生产线的图示。

图2是根据实施方式的喷墨式的液滴喷出装置的简图。

图3是在实施方式中用于说明可成膜处理的时间的图示。

图中：2-成膜生产线，4-表面改质处理装置，6-成膜溶液涂布装置，8-干燥装置，10-控制装置，12-驱动装置，14-时间管理装置。

具体实施方式

以下，参照附图说明根据本发明的实施方式的成膜装置。图1是表示根据本发明的实施方式的一例成膜装置(成膜生产线)的图示。如图1所示，成膜生产线2，由表面改质处理装置4、成膜溶液涂布装置6、干燥装置8、连接各装置的传送带BC1、时间管理装置14、连接时间管理装置14和表面改质处理装置4的传送带BC2、驱动传送带BC1及传送带BC2的驱动装置12及控制成膜生产线2整体的控制装置10构成。此外，表面改质处理装置4、成膜溶液涂布装置6及干燥装置8，沿着传送带BC1按规定的间隔配置成一列，时间管理装置14在改质处理装置和成膜溶液涂布装置6的之间，配置在成膜溶液涂布装置6的附近。控制装置10与表面改质处理装置4、成膜溶液涂布装置6及干燥装置8、驱动装置12及时间管理装置14连接。驱动装置12，基于来自控制装置10的控制信号驱动传送带BC1，将处理对象的基板输送给表面改质处理装置4、时间管理装置14、成膜溶液涂布装置6及干燥装置8。在表面改质处理装置4中，进行表面改质处理例如亲液处理，以提高基板表面上的成膜溶液的润湿扩展性。此外，在成膜溶液涂布装置6中，进行在基板上涂布用于形成规定的膜的成膜材料(成膜溶液)的处理，在干燥装置8中进行使成膜溶液干燥的处理。另外，在成膜生产线2上，作为成膜溶液涂布装置6，采用喷墨式的液滴喷出装置。

此外，在时间管理装置14中进行判定处理，判定由传送带BC1从表面改质处理装置4输送的基板，从实施了表面改质处理时开始是否经过了规定的时间。此外，基于来自控制装置10的控制信号，利用驱动装置12驱动传送带BC2，通过传送带BC2，将在表面改质处理装置4中实施了表面改质处理后，经过了规定时间的基板，从时间管理装置14输送到表面改质处理装置4。然后，基于来自控制装置10的控制信号，利用驱动装置12驱动传送带BC1，通过传送带BC1，将处理对象的基板从时间管理装置14输送到成膜溶液涂布装置6。然后，在成膜生产线2上，将在表面改质处理装置4实施了表面改质处理的基板，收容在未图示的带定时器的盒内，由传送带BC1输送到时间管理装置14。

图2是表示用作根据本发明的实施方式的成膜溶液涂布装置6的喷墨式的液滴喷出装置的简要构成图。该成膜溶液涂布装置(液滴喷出装置)6，具有向基板P喷出喷出物的喷墨头22。该喷墨头22，具有喷头主体24及形成多个用于喷出喷出物的喷嘴的喷嘴形成面26。从该喷嘴形成面26的喷嘴喷出喷出物，即成膜材料的成膜溶液的液滴。此外，成膜溶液涂布装置(液滴喷出装置)6具有载置基板P的载物台28。该载物台28，以可向规定方向例如X轴方向、Y轴方向及Z轴方向移动的方式构成。此外，载物台28，如图中箭头所示，通过向沿着X轴的方向移动，能够将由传送带BC1输送的基板P载置在载物台28上，装入成膜溶液涂布装置(液滴喷出装置)6内。

此外，喷墨头22与存储罐30连接，在存储罐30中收容从形成在喷嘴形成面26上的喷嘴喷出的喷出物即成膜溶液。即，存储罐30和喷墨头22通过输送喷出物的喷出物输送管32连接。此外，该喷出物输送管32具有用于防止喷出物输送管32的流路内带电的喷出物流路部接地接头32a和喷头部气泡排除阀32b。该喷头部气泡排除阀32b用于通过吸引罩40吸引喷墨头22内的喷出物。即，在通过吸引罩40吸引喷墨头22内的喷出物时，将该喷头部气泡排除阀32b形成关闭状态，形成不从存储罐30侧流入喷出物的状态。然后，如果用吸引罩40吸引，被吸引的喷出物的流速就提高，从而能够快速喷出喷墨头22内的气泡。

此外，成膜溶液涂布装置(液滴喷出装置)6具有液面控制传感器36，用于控制收容在存储罐30内的喷出物的收容量，即控制收容在存储罐30内的成膜溶液的液面34a的高度。该液面控制传感器36进行控制，使具有喷墨头22的喷嘴形成面26的前端部26a和存储罐30内的液面34a的高度差h(以下，称为水位值)保持在规定的范围内。通过控制液面34a的高度，能够用规定范围内的压力向喷墨头22输送存储罐30内的喷出物34。而且，通过用规定范围内的压力输送喷出物34，能够从喷墨头22稳定地喷出喷出物34。

此外，与喷墨头22的喷嘴形成面26对向地间隔一定的距离地配置吸引喷墨头22的喷嘴内的喷出物的吸引罩40。该吸引罩40，以能够向图2中箭头所示的Z轴的方向移动的方式构成，以围住形成在喷嘴形成面26上的多个喷嘴的方式与喷嘴形成面26紧密连接，在与喷嘴形成面26的之间形成密封空间，形成能够使喷嘴与外气隔断的构成。另外，利用吸引罩40吸引喷墨头22的喷嘴内的喷出物的操作，在喷墨头22不喷出喷出物34的状态下，例如在喷墨头22退避到退避位置等，载物台28退避到虚线所示的位置时进行。

此外，在该吸引罩40的下方设置流路，在该流路上配置吸引阀42、检测吸引异常的吸引压检测传感器44及由管形泵等构成的吸引泵46。此外，用该吸引泵46等吸引的、沿流路输送的喷出物34被收容在废液罐48内。

以下，说明在构成成膜生产线2的各装置中对基板P进行的处理。首先，在表面改质处理装置4中在基板P上实施表面改质处理。即，将由传送带BC1输送来的基板P装入表面改质处理装置4内，实施提高基板P的表面上的成膜溶液的润湿扩展性的处理，例如实施亲液处理。例如，在作为表面改质处理装置4采用电晕发生装置的情况下，对基板P实施大气压等离子处理(亲液处理)。此外，作为表面改质处理装置4，也可以采用利用紫外线(UV)产生臭氧的装置，通过实施UV臭氧处理，提高基板P的润湿性。另外，在表面改质处理装置4中实施了表面改质处理的基板P，被收容在未图示的带定时器的盒内，由传送带BC1输送到时间管理装置14。

此处，在带定时器的盒中，与收容基板P同时开始定时器工作。即，实施了表面改质处理如大气压等离子处理等亲液处理的基板P的润湿性，随着时间的经过而下降。因而，当在表面改质处理装置4中实施了表面改质处理后，在对于涂布成膜溶液形成膜，维持足够的润湿性的期间，需要向成膜溶液涂布装置6输送实施了表面改质处理的基板。因此，通过设在盒上的定时器，能够计测从实施了表面改质处理后开始的时间。另外，在能够在盒内收容多张基板例如5张基板的情况下，在收容了第1张基板时开始定时器工作。

图3是表示实施了大气压等离子处理的基板的伴随时间经过的接触角的变化的图示。在图3中，作为实施了大气压等离子处理的基板P的润湿性的变化，表示与实施表面改质处理后的经过时间(分钟)对应的接触角的值、和与基板具有接触角的值相符的条痕的有无。能够从接触角的值判断润湿性是否下降，表示接触角的值越小润湿性越高。此外，与基板具有接触角的值相符的条痕的有无，表示能否均匀地涂布成膜溶液。即，如图3所示，作为条痕表示“○”的时候，表示涂布的成膜溶液均匀润湿扩展，在表示“△”的时候，表示存在涂布的成膜溶液未均匀润湿扩展的部分。此外，作为条痕表示“×”的时候，表示涂布的成膜溶液未均匀润湿扩展。另外，该条痕的有无，在成膜生产线2中，能够通过预先进行试验等确认。

此外，从图3看出，作为表面改质处理，只要在实施大气压等离子处理后30分钟以内，就能维持足够形成膜的润湿性。因而，只要从在表面改质处理装置4中实施了表面改质处理时开始，在30分钟以内输送到成膜溶液涂布装置6，就能够在具有足够的润湿性的基板上涂布成膜溶液。为此，能够维持足够涂布成膜溶液的润湿性的时间为30分钟，该时间作为可成膜处理的时间预先设定在时间管理装置14中。另外，在图3中，由于表示作为表面改质处理实施大气等离子处理时的润湿性的时间变化，因此可成膜处理的时间定为30分钟，但是在作为表面改质处理实施其它处理的情况下，作为可成膜处理的时间设定与该处理相符的时间。例如在作为表面改质处理实施UV臭氧处理的情况下，已知从进行了处理时开始在大约经过1分钟的时间时，接触角增大，容易发生条痕。因而，在实施UV臭氧处理的情况下，作为可成膜处理的时间，例如设定45秒等时间。

然后，在时间管理装置14中，基于附在收容实施了表面改质处理的基板P的盒上的定时器，进行判定是否经过可成膜处理的时间的处理。例如，在时间管理装置14中，取得定时器所示的时间，判定取得的时间是否经过作为可成膜处理的时间预先设定在时间管理装置14中的时间。例如，在作为可成膜处理的时间设定30分钟的情况下，在定时器所示的时间低于30分钟的时候，判定未经过可成膜处理的时间。另外，在定时器所示的时间在30分钟以上的情况下，判定经过可成膜处理的时间。

在时间管理装置14中，在判定经过可成膜处理的时间的情况下，从时间管理装置14，通过传送带BC2向表面改质处理装置4输送收容基板P的盒。在时间管理装置14中，装入通过传送带BC2输送的收容基板P。然后，对装入的基板P实施表面改质处理，将实施了表面改质处理的基板P收容在未图示的带定时器的盒内，交接给传送带BC1。

另外，在时间管理装置14中，在判定未经过可成膜处理的时间的情况下，从时间管理装置14，通过传送带BC2将收容基板P的盒(带定时器的盒)输送到成膜溶液涂布装置6。另外，在时间管理装置14中，也可以从盒取出基板P，通过传送带BC1只将基板P输送到成膜溶液涂布装置6。在以下中，举例说明从时间管理装置14，通过传送带BC1只将基板P输送到时间管理装置14时的情况。

在成膜溶液涂布装置6中，在基板P上涂布例如用于形成液晶显示装置的取向膜的取向膜墨等。即，将由传送带BC1输送到成膜溶液涂布装置6的基板P载置在载物台28上，装在成膜溶液涂布装置6内。在成膜溶液涂布装置6中，通过形成在喷嘴形成面26上的喷嘴，将收容在存储罐30内的成膜溶液，例如用于形成取向膜的成膜溶液(取向膜墨)等，喷出到基板P的表面上，将取向膜墨等涂布在基板P上。另外，作为取向膜墨，例如能够采用将固形部分的聚酰亚胺溶解在γ-丁内酯等溶剂中的取向膜墨。此外，涂布了取向膜墨等的基板P，通过传送带BC1输送给干燥装置8。

然后，在干燥装置8中，进行干燥涂布在基板P的表面上的成膜溶液的处理。作为干燥装置8，例如通过采用减压干燥装置等，能够作为干燥处理进行减压干燥。此外，作为该干燥装置8，采用基于形成的膜的种类，例如利用热风干燥成膜溶液等的适当的装置。另外，作为规定的膜，例如在形成取向膜的情况下，在利用干燥装置进行干燥处理后，在未图示的烧成装置中进行烧成，在未图示的研磨装置中进行研磨，即采用布等进行研磨处理。

根据本发明的实施方式的成膜装置，管理从在表面改质处理装置中实施了表面改质处理时开始，到输送到成膜溶液涂布装置的时间。即，能够基于输送时间，管理作为表面改质处理例如实施了亲液处理的基板的伴随时间经过的润湿性的变化(润湿性的时间变化)。因而，能够在维持适当的润湿性的期间涂布成膜溶液，能够高精度地形成膜厚度均匀的膜。

此外，根据本发明的实施方式的成膜装置，将在预先设定的规定的时间(可成膜处理的时间)内实施了表面改质处理的基板输送到成膜溶液涂布装置。因而，例如，在因产生某种意外事故而停止成膜生产线的运转的情况下，能够防止将经过可成膜处理的时间的基板输送给成膜溶液涂布装置。因此，尽管发生意外事故等，一般也能够形成膜厚度均匀的膜。

此外，根据本发明的实施方式的成膜装置，只将在可成膜处理的时间内的基板输送给成膜溶液涂布装置，涂布用于形成膜的成膜溶液。因而，由于能够在对于形成均匀的膜具有足够的润湿性的基板上涂布成膜溶液，所以，例如在制作液晶显示装置的时候，能够稳定地形成膜厚度均匀的取向膜，能够削减显示不良的发生。

另外，根据本发明的实施方式的成膜装置，在可成膜处理的时间内，将实施了表面改质处理的基板输送给成膜溶液涂布装置，但也可以在表面改质处理后，只将经过规定时间的基板输送给成膜溶液涂布装置。即，通过实施表面改质处理，在基板的接触角过小的情况下，例如在接触角小于1度的情况下，基板的润湿性过好，难调整膜的膜厚度等。具体是，由于难在规定的位置上涂布规定量的成膜溶液，或涂布的成膜溶液过于润湿扩展，因此例如存在成膜溶液难向基板的背面渗入等问题。因此，也可以在实施表面改质处理后，经过规定时间，只将具有规定范围内的接触角的基板输送给成膜溶液涂布装置，能够确实调整膜厚度或涂布区域等。

Claims (8)

1.一种成膜装置，在基板上形成规定的膜，其中，具备：

表面改质处理装置，在所述基板上实施表面改质处理；

成膜溶液涂布装置，在通过所述表面改质处理装置实施了表面改质处理的基板上，涂布用于形成规定的膜的成膜溶液；

时间管理装置，管理从所述表面改质处理装置实施了表面改质处理时刻起的时间。

2.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于：

所述表面改质处理装置，对所述基板实施亲液处理。

3.如权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，所述时间管理装置，具备：

判定装置，判定从在所述表面改质处理装置中实施了表面改质处理时刻起是否经过了规定时间；

输送停止装置，在所述判定装置判定经过了规定时间的情况下，该输送停止装置停止向所述成膜溶液涂布装置输送实施了所述表面改质处理的所述基板。

4.如权利要求1～3中任何一项所述的成膜装置，其特征在于：

所述成膜溶液涂布装置，是向所述基板上喷出所述成膜溶液的喷墨式的液滴喷出装置。

5.一种成膜方法，用于在基板上形成规定的膜，其中，包括：

表面改质处理工序，在所述基板上实施表面改质处理；

收容工序，在基板保持用的盒内收容在所述表面改质处理工序实施了表面改质处理的基板；

判定工序，判定从在所述表面改质处理工序中对收容在所述盒内的基板实施了表面改质处理时刻起是否经过了规定时间；

输送工序，在所述判定工序，在判定未经过所述规定时间的情况下，将收容在所述盒内的所述基板输送给对所述基板涂布用于形成规定的膜的成膜溶液的成膜溶液涂布装置；

成膜溶液涂布工序，在由所述输送工序输送的所述基板上涂布所述成膜溶液。

6.如权利要求5所述的成膜方法，其特征在于：所述表面改质处理工序包括对所述基板实施亲液处理的工序。

7.如权利要求5或6所述的成膜方法，其特征在于：还包括输送停止工序，在所述判定工序中，在判定经过所述规定时间的情况下，该输送停止工序停止向所述成膜溶液涂布装置输送所述基板。

8.如权利要求5～7中任何一项所述的成膜方法，其特征在于：

在所述成膜溶液涂布工序中，作为所述成膜溶液涂布装置采用喷墨式的液滴喷出装置。

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