JP2005319354A - 液相成膜装置および液相成膜方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板のような対象物の被処理面に液材を液相状態で成膜して必要な部位を簡単に作成することができ、必要に応じて被処理面の部分ごとに異なる種類の液材を成膜できる液相成膜装置および液相成膜方法を提供すること。
【解決手段】液材Ｍを液相状態で被処理面２６に成膜する液相成膜装置１０であり、対象物２５を搭載する搭載部４０と、吐出ユニット先端部６０を有し搭載部４０の対象物２５の被処理面２６に対して相対的に移動することで対象物２５の被処理面２６に各吐出ユニット先端部６０から液材Ｍを連続的に付着させる吐出ユニット２０を複数配列して構成される吐出ユニット装置５００と、液材Ｍを収容する液材収容部３０と液材Ｍを液材収容部３０から吐出ユニット装置５００の各吐出ユニット先端部６０に導くために、吐出ユニット２０の位置に対して液材収容部３０の高さ位置を変更するための高さ位置変更操作部３１とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、１種類または複数種類の液材を液相状態で対象物の被処理面に成膜するための液相成膜装置および液相成膜方法に関するものである。

たとえば表示装置の一例として、有機エレクトロルミネッセンス表示装置では、隔壁を作るために、フォトリソグラフィー技術を用いている（たとえば特許文献１）。

特開平８−３１５９８１号公報（第５頁、図５）

フォトリソグラフィーを用いる場合には、たとえばＳｉＯ_２膜の上にスピンコートによりフォトレジストを成膜して、フォトレジストブリッジを残すようにフォトリソグラフィーを用いてフォトレジストパターンを形成する必要がある。そして、このフォトレジストブリッジをマスクとして用いて、エッチングによりＳｉＯ_２膜をエッチングするといった複雑な手順と工数が必要となる。

そこで本発明は上記課題を解消し、基板のような対象物の被処理面に液材を液相状態で成膜して必要な部位を簡単に形成することができ、必要に応じて被処理面の部分ごとに異なる種類の液材を成膜できる液相成膜装置および液相成膜方法を提供することを目的としている。

第１の発明は、液材を液相状態で対象物の被処理面に成膜するための液相成膜装置であり、前記対象物の前記被処理面に前記液材を成膜するために前記対象物を搭載する搭載部と、吐出ユニット先端部を有しており、前記搭載部の前記対象物の前記被処理面に対して相対的に移動することで、前記対象物の前記被処理面に各前記吐出ユニット先端部から前記液材を連続的に付着させる吐出ユニットを、複数配列して構成されている吐出ユニット装置と、前記液材を収容する液材収容部と、前記液材を前記液材収容部から前記吐出ユニット装置の各前記吐出ユニット先端部に導くために、前記吐出ユニットの位置に対して前記液材収容部の高さ位置を変更するための高さ位置変更操作部と、を備えることを特徴とする液相成膜装置である。

上記構成によれば、搭載部は、対象物を搭載する。
吐出ユニット装置は、複数の吐出ユニットを配列して構成されている。この吐出ユニット装置の各吐出ユニットは、吐出ユニット先端部を有している。吐出ユニット装置は、搭載部の対象物の被処理面に対して相対的に移動することで、対象物の被処理面に各吐出ユニット先端部から液材を連続的に付着させることができる。
液材収容部は、液材を収容する。
高さ位置変更操作部は、液材を液材収容部から吐出ユニット装置の各吐出ユニット先端部に導くために、吐出ユニットの位置に対して液材収容部の高さ位置を変更するためのものである。

これにより、搭載部は、対象物を搭載していることから、対象物の製造工程において、被処理面に液材を液相状態で成膜して必要な部位を簡単に形成することができる。
高さ位置変更操作部が、液材収容部の高さ位置を変更することにより、各吐出ユニットの吐出ユニット先端部は、液材を被処理面に対して液材の粘弾性および液材と被処理面の付着力により連続的に付着させることができる。
吐出ユニット装置の各吐出ユニットに対して液材を供給することにより、たとえば各吐出ユニット先端部に供給する液材の種類を変えることにより、被処理面の部分ごとに異なる種類の液材を成膜することも可能である。

第２の発明は、第１の発明の構成において、前記搭載部は、搭載されている前記対象物を直線移動させる対象物移動操作部と、前記対象物移動操作部において前記対象物の前記被処理面の反対面を吸着して着脱自在に固定するための吸着部と、を有することを特徴とする。

上記構成によれば、搭載部の対象物移動操作部は、搭載されている対象物を直線移動させる。吸着部は、対象物移動操作部において対象物の被処理面の反対面を吸着して着脱可能に固定する。
これによって、対象物の反対面は吸着部により搭載部において吸着して固定でき、被処理面はたとえば上側に向けた状態で各吐出ユニット先端部に対して相対的に移動することができる。

第３の発明は、第１の発明の構成において、前記吐出ユニット装置を、前記搭載部に搭載されている前記対象物の前記被処理面に平行して移動可能な吐出ユニット移動操作部と前記搭載部において前記対象物の前記被処理面の反対面を吸着して着脱自在に固定するための吸着部と、を有することを特徴とする。
これにより、吐出ユニット移動操作部が各吐出ユニットを被処理面に対して平行に移動させる。吸着部は、搭載部において被処理面の反対面を吸着して固定する。したがって、各吐出ユニット先端部は、固定側の上側に向けた状態の被処理面に対して平行に移動して液材を連続的に供給することができる。

第４の発明は、第１ないし第３の発明の構成のいずれかにおいて、前記吐出ユニット装置の前記吐出ユニットを前記被処理面に近づく方向と離れる方向に移動する吐出ユニット位置移動操作部を有することを特徴とする。
上記構成によれば、吐出ユニット位置移動操作部は、各吐出ユニットを被処理面に近づく方向と離れる方向に移動することができる。
これによって、各吐出ユニット先端部と被処理面との間隔を適切に設定することができる。

第５の発明は、第４の発明の構成において、前記液材収容部は、外部から閉鎖されたタンクと、前記タンク内に収容されている前記液材の液面に圧力を与える圧力付与部と、を有することを特徴とする。
上記構成によれば、液材収容部のタンクは、外部から閉鎖することも可能である。圧力付与部は、タンク内に収容されている液材の液面に圧力を与える。
これによって、圧力付与部が液材の液面に圧力を与えるだけで、外部と閉鎖した液材収容部のタンクから各吐出ユニット先端部側へ液材を供給することができる。また、各吐出ユニット先端部では、被処理面に対する液体の接液と離液がタンク内の圧力を正圧力または負圧力とすることで確実に行える。

第６の発明は、第５の発明の構成において、前記対象物の前記被処理面には、撥液部と親液部を有する形成パターンがあらかじめ形成されており、複数の前記親液部は複数の親液部列を構成し、各前記吐出ユニットは、対応する位置にある前記親液部列に前記液材を供給することを特徴とする。
上記構成によれば、対象物の被処理面には、撥液部と親液部を有する形成パターンがあらかじめ形成されている。複数の親液部は複数の親液部列を構成している。
各吐出ユニットは、対応する位置にある親液部列に液材を供給するようになっている。
これにより、各吐出ユニットは、対応する位置にある親液部列の親液部に対してたとえば異なる種類の液材を供給することができる。つまり異なる親液部列ごとに異なる液材の供給が可能である。供給された液材は、親液部のみに選択的に成膜することができるので、液材の使用効率を上げて液材の使用量を削減できる。

第７の発明は、第６の発明の構成において、前記液材収容部は、異なる種類の前記液体を収容している複数のタンクを有しており、各前記タンクの異なる種類の前記液体は、各前記吐出ユニットに別々に供給されることを特徴とする。
液体収容部は複数のタンクを有している。複数のタンクは、それぞれ異なる種類の液体を収容している。各タンクの異なる種類の液体は、各吐出ユニットに別々に供給することができる。
これによって、各吐出ユニットに対応する位置にある親液部の列には、各吐出ユニットから異なる種類の液材を確実に供給することができる。供給された液材は、各親液部列の親液部において選択的に成膜される。

第８の発明は、液材を液相状態で対象物の被処理面に成膜するための液相成膜方法であり、前記対象物の前記被処理面に前記液材を成膜するために前記対象物を搭載部に搭載する対象物搭載ステップと、吐出ユニット装置を構成するように配列された複数の吐出ユニットの位置に対して、高さ位置変更操作部により、液材収容部の高さ位置を変更して、各前記吐出ユニットの吐出ユニット先端部と前記搭載部の前記対象物の前記被処理面とを相対的に移動することで、前記対象物の前記被処理面に前記吐出ユニット先端部から前記液材を連続的に付着させる液材付着ステップと、を有することを特徴とする液相成膜方法である。

高さ位置変更操作部が、液材収容部の高さ位置を変更することにより、各吐出ユニットの吐出ユニット先端部は、液材を被処理面に対して液材の粘弾性および液材と被処理面の付着力により連続的に付着させることができる。
吐出ユニット装置の各吐出ユニットに対して液材を供給することにより、たとえば各吐出ユニット先端部に供給する液材の種類を変えることにより、被処理面の部分ごとに異なる種類の液材を成膜することも可能である。
この場合に、たとえば液体収容部のタンクは、外部に対して開放系とし、タンク内には圧力を加えないのがよい。タンク内の液材の液面が一定になるように制御が可能である。液材の粘弾性により、液材は、設定パラメータに応じて吐出ユニットから一定量が引き出されるので、液材は被処理面に均一に成膜できる。搭載部に載せて対象物を移動させる速度が速いほうが、液材の成膜は厚膜になる。

第９の発明は、第８の発明の構成において、前記対象物の前記被処理面には、撥液部と親液部を有する形成パターンがあらかじめ形成されており、複数の前記親液部は複数の親液部列を構成し、各前記吐出ユニットは、対応する位置にある前記親液部列に前記液材を供給することを特徴とする。
これにより、各吐出ユニットは、対応する位置にある親液部列の親液部に対してたとえば異なる種類の液材を供給することができる。つまり異なる親液部列ごとに異なる液材の供給が可能である。供給された液材は、親液部のみに選択的に成膜することができるので、液材の使用効率を上げて液材の使用量を削減できる。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の液相成膜装置の好ましい実施形態を示している。
図１に示す液相成膜装置１０は、搭載部４０、吐出ユニット装置５００、液材収容部３０、高さ位置変更操作部３１、吐出ユニット位置移動操作部３３、圧力付与部３６、メインタンク３７、そして制御部１００を有している。
図１に示す液相成膜装置１０は、たとえば液晶表示装置を製造する際の工程の途中に設けられており、本発明の液相成膜方法を実施するための装置である。図２は、中工程１２と前工程１１および後工程１３の一例を示している。

図１に示す液相成膜装置１０は、図２に示す前工程１１と後工程１３の間の中工程１２において、基板２５に液材Ｍを成膜するために用いる。
図２に示す前工程１１、液相成膜装置１０による中工程１２および後工程１３は、たとえば液晶表示装置を製造する製造工程の一部である。
図２（Ａ）に示す前工程１１では、基板２５の被処理面２６に対して形成パターン２７が形成される。この形成パターン２７は、後で説明するように撥液部１５０と親液部１５１を有する所定の形成パターンである。

図２（Ｂ）に示す中工程１２は、液相成膜装置１０を用いて液材Ｍを基板２５の形成パターン２７に成膜する工程である。
この液材Ｍは、親液部１５１の領域にのみ付着し、成膜時のパラメータ、液材の物性によって付着量を変化させることが可能である。

図２（Ｃ）に示す後工程１３では、たとえば親液部１５１のみに成膜された液材Ｍが乾燥して焼成される乾燥焼成工程である。
図１に戻って液相成膜装置１０の各構成要素について説明する。
図１に示す搭載部４０の構造について説明する。

搭載部４０は、対象物移動操作部５０と、吸着部５１を有している。
図１の対象物移動操作部５０は、ステージ５３とモータ５４Ａを備えている。モータ５４Ａが作動すると、ステージ５３はたとえばＴ方向に直線移動可能である。そしてモータ５４が逆転動作することにより、ステージ５３はＴ方向と反対方向にも直線移動可能である。このＴ方向は、上下方向であるＺ方向に平行である。

図１のステージ５３は、対象物の一例である液晶表示装置の基板２５を着脱可能に搭載する。基板２５の被処理面２６は、吐出ユニット位置移動操作部３３と吐出ユニット２０に対面していて、基板２５の反対面２９がステージ５３の上に着脱可能に搭載される。モータ５４Ａは、制御部１００の指令により動作する。
吸着部５１は、真空吸引部５４と複数の吸引用の孔５５を有している。真空吸引部５４は、制御部１００の指令により作動することにより、孔５５を通じて基板２５の反対面２９を吸引してステージ５３の上に着脱可能に固定できる。この反対面２９は被処理面２６の反対の面である。
上述した対象物移動操作部５０は、基板２５をＴ方向に直線移動することにより、吐出ユニット２０に対して相対的に移動させることができる。

次に、図１と図３に示す吐出ユニット装置５００の構造および図１に示す吐出ユニット位置移動操作部３３について説明する。
吐出ユニット装置５００は、複数の吐出ユニット、たとえば図３に示すように３つの吐出ユニット２０を有している。これらの吐出ユニット２０は同じ構造のもので、図３の例では、Ｘ方向に沿って等しい間隔をおいて配列されている。このＸ方向は基板２５のたとえば短辺方向と平行である。各吐出ユニット２０は互いに位置がずれないように連結されている。

図１に示すように吐出ユニット２０は、サポート部５７と部材５８，５９を有している。部材５８，５９は、たとえば平板状の部材であり、所定の間隔をおいて平行に対向して配置されている。部材５８，５９の先端部は各吐出ユニット先端部６０を構成している。サポート部５７は、これらの部材５８，５９を保持している。
図３に示すように各吐出ユニット先端部６０は、被処理面２６の対応する位置のたとえば３つの親液部列５８０に対面する位置にある。各親液部列５８０は複数の親液部１５１から構成され、Ｔ方向に平行である。

図１の吐出ユニット装置５００の各吐出ユニット２０の部材５８，５９は、予備室６１を通じて、チューブ６２に接続されている。このチューブ６２は、液材Ｍを供給するための液材供給部材の一種であり、たとえばフレキシブルチューブを採用することができる。
予備室６１は、チューブ６２から供給されてくる液材Ｍを各吐出ユニット２０の板状の部材５８，５９の間に均一に供給するための予備的な空間である。この予備室６１が設けられていることにより、各吐出ユニット２０は、部材５８，５９の間であって、図１の紙面垂直方向（図３のＸ方向）の長さ方向に沿って均一に液材Ｍを供給することができる。

図３は、各吐出ユニット２０の部材５８，５９および吐出ユニット先端部６０の付近の構造例と、基板２５等を示している。基板の反対面２９は、ステージ５３の搭載面５３Ａに搭載されている。
各吐出ユニット２０の部材５８，５９の間には、液材Ｍが供給できる。図１に示す予備室６１が設けられていることにより、各吐出ユニット２０は、部材５８，５９の幅Ｗの間において液材Ｍを均一に途切れることなく供給できる。

次に、図１に示す吐出ユニット位置移動操作部３３の構造について説明する。
吐出ユニット位置移動操作部３３は、吐出ユニット装置５００の各吐出ユニット２０の吐出ユニット先端部６０を、同時にＹ１方向およびＹ２方向に移動して位置決めできるものである。つまり各吐出ユニット先端部６０は、吐出ユニット位置移動操作部３３の作動により、基板２５の被処理面２６に近づく方向および離れる方向に移動して位置決め可能である。

吐出ユニット位置移動操作部３３は、モータ７０とガイド部材７１を有している。送りネジ７４はモータ７０により回転可能になっている。送りネジ７４はサポート部５７のナット７３にかみ合っている。
これによって、モータ７０が制御部１００により移動すると、送りネジ７４が回転することにより、各吐出ユニット２０はＹ１方向あるいはＹ２方向に移動して位置決め可能である。このような吐出ユニット位置移動操作部３３の構造は一例であり、他の構造を採用することも勿論可能である。

次に、図１に示す液材収容部３０について説明する。
液材収容部３０は、１つのタンク８０と、蓋部材８１およびバルブ８２，８３，８４を有している。
液材収容部３０のタンク８０は上部開口を有しているが、この上部開口は、蓋部材８１により閉じた構造になっている。これによりタンク８０は外部から閉ざされた密閉構造のタンクである。

タンク８０の底部８５は、チューブ６２の端部６２Ａに接続されている。チューブ６２のもう１つの端部６２Ｂは、各吐出ユニット２０の予備室６１に接続されている。タンク８０の中には、液材Ｍが収容できる。タンク８０は、メインタンク３７に接続されていて、メインタンク３７のバルブ３７Ａを開くことにより、メインタンク３７からタンク８０へ液材Ｍを供給することができる。メインタンク３７からタンク８０への液材Ｍの供給は、液面センサ９２による液体Ｍの液面の位置の信号に基づいて、制御部１００からの指令により、タンク８０内の液材Ｍの液面の位置が所定の値より少なくなった場合に行う。
蓋部材８１は、ガス通路８７に接続されている。このガス通路８７には、バルブ８２，８３が設けられている。バルブ８２，８３を開くことにより、液体塗布時にタンク８０内は大気開放することができる。

圧力付与部３６は、ポンプ８８とバルブ８９を有している。バルブ８９とバルブ８４，８２を開けることにより、ポンプ８８は、タンク８０内の液材Ｍの液面９０に与える圧力を加圧したり減圧することができる。
図１に示す蓋部材８１は、光を通す部分９１を有している。この光を通す部分９１には、液面センサ９２の検出用の光が通って液面９０に到達できるようになっている。液面センサ９２は、上述したようにたとえば光を用いた非接触のセンサであり、タンク８０内の液面９０のＺ方向に関する高さ位置を検出することができる。液面センサ９２は、ガイド部材１０１の上端部に設けられている。液面センサ９２の液面９０の位置の情報は、制御部１００に送られる。

次に、高さ位置変更操作部３１について説明する。
高さ位置変更操作部３１は、液材収容部３０のタンク８０のＺ方向に関する高さ位置を移動して位置決めする機能を有している。これにより、吐出ユニット先端部６０のＺ方向に関する高さ位置に対するタンク８０の液面９０の位置を液体Ｍの成膜作業に応じて変更できる。
高さ位置変更操作部３１は、モータ１０３とガイド部材１０１を有している。ガイド部材１０１の送りネジ１０４は、タンク８０のナット部１０５にかみ合っている。

モータ１０３が制御部１００の指令により動作して、送りネジ１０４が回転することにより、ナット１０５とともにタンク８０は、Ｚ方向のＺ１方向およびＺ２方向に沿って上下動して位置決め可能である。つまり高さ位置変更操作部３１は、タンク８０の液面９０のＺ方向の位置と吐出ユニット２０の吐出ユニット先端部６０のＺ方向に関する位置を、相対的に変更する装置である。

次に、図１に示す液相成膜装置１０を用いて、基板２５の被処理面２６に対して液材Ｍを液相状態で成膜する液相成膜方法の一例について説明する。
図４は、液相成膜方法の一例を示すフロー図である。
撥液部と親液部の形成パターンの成膜ステップＳＴ０
図３に例示する形成パターン２７は、撥液部１５０と親液部１５１を有している。この形成パターン２７は、図２（Ａ）に示す前工程１１において、基板２５の被処理面２６に対して形成される。

図３では、形成パターン２７の形状例を示している。撥液部１５０は、基板２５の被処理面２６の全面にわたってあらかじめ形成されている。複数の親液部１５１は、撥液部１５０の中においてたとえば正方形状に形成されている。この親液部１５１の形状は特に限定されないが、親液部１５１に形成する液材が、導電性の液体材料、たとえばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）スラリーであり透明電極として機能する場合には、たとえば正方形や長方形状が望ましい。しかし、親液部１５１の形状は特に限定されるものではない。

基板２５は、たとえば透明のガラス基板を採用することができる。撥液部１５０は、たとえば大気圧プラズマ処理装置によりＣＦ_４プラズマを用いて作られている。親液部１５１は、たとえば大気圧プラズマ処理装置によりＯ_２プラズマを用いて作られている。あるいは親液部１５１は、基板２５のガラス表面である。親液部１５１は撥液部１５０の領域内に形成された凹部形状の部分である。
図２に示すように、このような前工程１１では、搭載部２００の搭載面２００Ａの上に、基板２５の反対面２９が搭載されている。すなわち、基板２５の被処理面２６は、Ｚ２方向に向いて上側に向けた状態になっている。

対象物搭載ステップＳＴ１
次に、図４の対象物搭載ステップＳＴ１では、図２（Ｂ）に示すように、基板２５は、図２（Ａ）の前工程１１の搭載面２００Ａから図２（Ｂ）の搭載部４０の上に搭載される。前工程１１から中工程１２に移る際には、基板２５は上下面を反転して搭載する必要が無く、単純に基板２５は被処理面２６を上側に向けた状態で移せば良い。

液材付着ステップＳＴ２
次に、図４の液材付着ステップＳＴ２に移る。
図５（Ａ）に示すように、吐出ユニット装置５００の各吐出ユニット２０の吐出ユニット先端部６０は、ステージ５３の基板２５からは離れた待機位置Ｅに位置決めされている。つまり各吐出ユニット２０は、図１に示す吐出ユニット位置移動操作部３３によりＹ２方向に離れた位置にあり、しかも各吐出ユニット先端部６０は基板２５の被処理面２６には対面して位置していない。

図５（Ａ）の液材収容部３０のタンク８０内には、液材Ｍが収容されている。タンク８０は、図１に示す高さ位置変更操作部３１によりある高さに保持されている。図５（Ａ）では、液面９０の高さＨは、各吐出ユニット先端部６０の高さ位置よりも低くなっている。液面９０の高さＨは基準面Ｆからの値である。このために、タンク８０内の液面９０は、吐出ユニット先端部６０には達していない。

タンク８０に対しては、圧力付与部３６のポンプ８８が加圧することにより、タンク８０内の液材Ｍを各吐出ユニット２０側へ供給し易くする。
すなわち、タンク８０は蓋部材８１により外から密閉するようになっている。このために、ポンプ８８によりタンク８０内の圧力を加圧したり減圧したりできないと、タンク８０内の圧力の変動がおこりにくくなり、タンク８０内の液材Ｍが各吐出ユニット先端部６０側へ供給しにくくなる。

このようにタンク８０内が蓋部材８１により密閉された構造にすることにより、外部からタンク８０内の液材Ｍに埃などの異物が混入するのを確実に防ぐことができる。
制御部１００は、タンク８０内の液面９０の高さ位置を液面センサ９２により認識し、一定高さになるようにモータ１０３により制御することができる。

次に、各吐出ユニット先端部６０がＹ１方向に進んで図６（Ｃ）のように各吐出ユニット先端部６０の塗布ギャップが設定される。タンク８０を密閉状態にして、ポンプ８８で圧力をかけると、図５（Ｂ）と図６（Ｃ）に示すように液材Ｍが吐出ユニット先端部６０の付近まで到達する。この場合に、吐出ユニット先端部６０と液面９０の各々の基準面Ｆからの高さはほぼ同じである。
図６（Ｃ）に示すように、さらに圧力を加えることで液材Ｍは各吐出ユニット先端部６０から少し突出して、液材の突出部１８０が形成される。

次に図６（Ｄ）に示すように、タンク８０の位置をやや上げて、液材の突出部１８０の突出量は各吐出ユニット先端部６０と基板２５の間の塗布ギャップに変更する。
各吐出ユニット先端部６０から出ている液材の突出部１８０の状態が静止したら、吐出ユニット２０をＹ１方向に進めて、液材Ｍの突出部１８０を基板２５の被処理面２６と接液させる。
次に、タンク８０の液面９０は基板２５の表面（吐出ユニット２０の先端）よりやや低い位置にして、タンク８０を大気開放する。そして、搭載部のステージ５３がＴ方向に移動して、吐出ユニット先端部６０と基板２５が相対的に移動することにより、各液材の突出部１８０が基板２５の被処理面２６の親液部列５８０に対して接触して連続的に付着をしていく。この液材Ｍが被処理面２６に対して連続的に付着していく様子は図７（Ｅ）と図７（Ｆ）に示している。

つまり、液材Ｍの突出部１８０と基板２５の被処理面２６との付着力と、液材の粘弾性により、液材Ｍは自己給液作用によって、基板２５の形成パターン上には液相状態で液材Ｍの薄膜４００を形成していくことができる。
液材Ｍは、吐出ユニット２０の部材５８，５９により形成されているスリット状の液材通路６９を通過することにより、たとえば図３に示すように形成パターン２７の親液部１５１にわたって液材Ｍを薄膜形成することができる。
液材Ｍの塗布終了位置まで吐出ユニット先端部６０が移動したらステージ５３の移動をとめる。

次に、図７（Ｆ）では、タンク８０がたとえば高さＨ１までＺ１方向に下がることにより、液材Ｍの先端は吐出ユニット先端部６０から内側に下がった位置にもどることになる。
このようにして液材Ｍの塗布作業が終了する。

図８（Ａ）は、このような液材Ｍの選択付着ステップＳＴ２、そして図８（Ｂ）は、焼成ステップＳＴ３の例を示している。

図４と図８（Ａ）に示す選択付着ステップＳＴ２では、液材Ｍは、撥液部１５０の領域には付着しないため、液材Ｍは親液部１５１のみに付着して薄膜形成されることになる。
このように図３に示す吐出ユニット装置５００の各吐出ユニット２０は、対応する親液部列５８０に沿って同じ種類の液材Ｍを供給して、各親液部１５１内のみに液材Ｍを付着させることができる。

焼成ステップＳＴ３
その後、図４と図８（Ｂ）に示すように焼成ステップＳＴ３では、図２（Ｂ）の中工程１２から後工程１３に移る。この場合にも、基板２５の被処理面２６は、上側に向いた状態で移されることになる。

図２（Ｃ）の後工程１３では、図４と図８（Ｂ）に示す焼成ステップＳＴ３を行う。焼成ステップＳＴ３では、液材Ｍが乾燥焼成して固化される。これにより、親液部１５１内においてはたとえばＩＴＯの透明の電極３０１もしくは３０２が形成される。
図４のステップＳＴ４では、被処理面が上向きのままで、基板はさらに後工程へ移される。

図９は、液晶表示装置の一画素分の構造例を示している。基板２５Ａの内面には電極３０２が表示電極として形成されている。もう１つの基板２５Ｂの内側には、透明電極である電極３０１が形成されている。たとえばこれらの電極３０１，３０２は、それぞれ基板２５Ｂ，２５Ａの形成パターンの親液部に対して液材Ｍを塗布することにより作られているものである。

電極３０１は共通電極であり、電極３０２は表示電極であるが、これらの電極３０１，３０２の間には、液晶層４５０が配置されている。電極３０１はたとえば基板２５Ｂの内面側に形成された保護膜１４６の上に形成されている。したがってこの保護膜１４６が基板２５Ｂの被処理面に相当する。これに対して基板２５Ａの内面は、電極３０２を形成するための被処理面２６に相当する。

図１０は、本発明の液相成膜装置１０の別の実施形態を示している。
図１０の液相成膜装置１０が図１の液相成膜装置１０と異なるのは、吐出ユニット移動操作部６００が追加して設けられていることである。このために、搭載部４０側には、図１に示す対象物移動操作部５０は設けられていない。
吐出ユニット移動操作部６００は、吐出ユニット２０をＴ１方向とＴ方向に直線移動可能になっている。吐出ユニット移動操作部６００は、モータ６０１と送りネジ６０２とナット部６０３を有している。モータ６０１が作動すると送りネジ６０２が回転して、ナット部６０３とともに吐出ユニット２０がＴ１方向またはＴ方向に直線移動可能である。Ｔ１方向とＴ方向はＺ方向と平行である。

ナット部６０３は、モータ７０とガイド部材７１を支持している。このように吐出ユニット移動操作部６００が、吐出ユニット２０をＴ１方向あるいはＴ方向に移動することにより、吐出ユニット２０と基板２５の被処理面２６とは相対的に移動させることができる。
図１０に示す液相成膜装置１０の各構成要素は、吐出ユニット移動操作部６００以外は、図１の液相成膜装置１０の対応する構成要素と同じであるので、その説明を用いることにする。

図１１は、図１の吐出ユニット装置２０の吐出ユニット先端部６０の形状例を示している。図１１（Ａ）の吐出ユニット先端部６０は、たとえば長方形状の開口６０Ａを有している。図１１（Ｂ）に示す吐出ユニット先端部６０は、たとえば複数の円形状の開口６０Ｂを有している。
図１１（Ｃ）の吐出ユニット先端部６０は、複数の円形状の開口６０Ｃがたとえば２列形成されている。

図１２ないし図１４は、本発明の液相成膜装置１０の別の実施形態を示している。
図１２に示す液相成膜装置１０は、吐出ユニット装置５００を有しているが、この吐出ユニット装置５００は複数の吐出ユニット２０を有している。
図１２の例では吐出ユニット２０は一例として３つである。各吐出ユニット２０は、チューブ６２を介して、それぞれ別々のタンク８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃに接続されている。各タンク８０Ａないし８０Ｃ内には、それぞれ異なる種類の液材が収容されている。タンク８０Ａには液材Ｍ１が収容され、タンク８０Ｂには液材Ｍ２が収容され、そしてタンク８０Ｃには液材Ｍ３が収容されている。

図１２の基板２５の被処理面２６の上には、形成パターン２７が形成されている。この形成パターン２７は、親液部１５１Ａ，１５１Ｂ，１５１Ｃを有している。複数の親液部１５１Ａは親液部列５８０Ａを構成し、複数の親液部１５１Ｂは親液部列５８０Ｂを構成している。複数の親液部１５１Ｃは、親液部列５８０Ｃを構成している。

親液部列５８０Ａないし５８０Ｃは、各吐出ユニット２０に対応した位置にある。
したがって、基板２５がたとえばＴ方向に移動することで、基板２５の被処理面２６の形成パターン２７が、各吐出ユニット２０と相対的な移動を行うことで、各吐出ユニット２０は、対応する親液部５８０Ａ，５８０Ｂ，５８０Ｃにそれぞれ異なる液材Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を付着することができる。

したがって、親液部１５１Ａには液材Ｍ１が成膜され、親液部１５１Ｂには液材Ｍ２が成膜され、そして親液部１５１Ｃには液材Ｍ３が成膜される。
液材Ｍ１、液材Ｍ２および液材Ｍ３は、それぞれ異なる種類のたとえばカラーフィルタ用の液材である。一例として液材Ｍ１は赤色（Ｒ）用の液材であり、液材Ｍ２は緑色（Ｇ）用の液材であり、そして液材Ｍ３は青色（Ｂ）用の液材である。
このようにすることで、親液部１５１Ａ，１５１Ｂおよび１５１Ｃには、それぞれ異なる種類の色のカラーフィルタを同時に形成することができる。

図１３の液相成膜装置１０では、吐出ユニット装置５００およびタンク８０Ａないし８０Ｃを有していることは同じである。しかし、形成パターン２７の親液部１５１Ａ，１５１Ｂ，１５１Ｃの形成パターンがやや異なる。
親液部列５８０Ａと５８０ＣはＴ方向に関して同じ位置に形成されている。これに対して、中央の親液部列５８０Ｂは、親液部列５８０Ａ，５８０Ｃに比べて位置をずらして形成されている。
このような形成パターン２７の構造であっても、各親液部列５８０Ａ，５８０Ｂ，５８０Ｃが平行に形成されていれば、各吐出ユニット２０は、液材Ｍ１を親液部１５１Ａに成膜し、液材Ｍ２は親液部１５１Ｂに成膜し、そして液材Ｍ３は親液部１５１Ｃに確実に成膜することができるのである。

図１４は、本発明の液相成膜装置１０のさらに別の実施形態を示している。
図１４に示す吐出ユニット装置５００は、円柱状でありかつ下方に向けて先細りになっている複数の吐出ユニット２０を有している。図１４（Ｂ）に示すように、吐出ユニット先端部６０の開口６０Ｐの形状は、たとえば円形状である。しかしこの開口６０Ｐの形状は円形に限らず他の形状を採用することもできる。
また図１４に示す形成パターン２７は、図１３に示すような形成パターン２７であっても勿論構わない。

ところで、上述した実施形態では、本発明の液相成膜装置および液相成膜方法を用いることにより、液材と基板の被処理面の付着力による液材の自己給液作用により、液材は、液相状態で被処理面の全面に対して薄膜形成をして、必要な部位を簡単に作成することができる。
また本発明では、必要に応じて被処理面の異なる位置にある親液部に対して異なる種類の液材を供給して成膜することもできる。

本発明の液相成膜装置は、たとえば複数の吐出ユニットを有するパターニング塗布装置などとも呼ぶことができる。
本発明の液相成膜装置は、従来用いられているスリットコーターのような塗布装置とは異なり、直接大型ポンプの圧力により液材を供給する構造ではない。図１に設けられている圧力付与部３６は、強制的に直接液材Ｍを吐出ユニット２０側に供給するためのものではない。タンク８０は蓋部材８１により閉じることにより外から見て密閉された構造になっている。
このことから、圧力付与部３６が閉鎖型のタンク８０内の圧力を加圧したり減圧したりして調整することにより、タンク８０内の液材Ｍがスムーズに吐出ユニット２０側に送ることができる。

もし、この圧力付与部３６がないと、閉鎖型のタンク８０内から液材Ｍを吐出ユニット先端部６０を通じて出たり、吐出ユニット先端部６０の中へ液材Ｍをもどすことが困難になる。
圧力付与部３６がタンク８０内を加圧することで、吐出ユニット先端部６０から液材Ｍの突出部１８０を出やすくして、基板への液材の接液を容易にする。また、圧力付与部３６がタンク８０内を減圧されることで、吐出ユニット先端部６０の中へ液材Ｍをもどして、基板から液材の離液を容易にする。
実際に吐出ユニットから被処理面へ液材を供給するときには、タンク内は開放系として、圧力は加えない。タンク内の液面の位置はセンサによる検知により、液面が一定になるように制御できる。
液材の粘弾性により、液材は設定パラメータに応じて一定量が吐出ユニットから引き出されるので、被処理面には、均一に液材が成膜される。搭載部の移動速度が速いほうが、液材は厚膜になる。

図８に示したように、本発明の実施形態では、基板２５の表面の形成パターン２７においては、液材Ｍは、撥液部１５０からは撥液されて親液部１５１のみに成膜される所謂セルフパターニング処理が可能である。
このために、製造工程の大幅な省エネルギー化が図れ、材料の使用量を減らすことができる。

本発明の液相成膜装置１０は、特に機械的な給液系統を持たずに、吐出ユニット先端部６０において盛り上がった液材を表面張力で保持させた状態で基板２５の被処理面２６に対して連続して付着させることができる。つまり液材Ｍの粘弾性を利用しながら、吐出ユニット２０と基板２５を相対的に移動することにより、液材の付着力で親液部のみに液材の成膜を行うことができ、親液部のみに液材が選択的に成膜できるのである。

液材の膜厚の制御は、図１の実施形態ではステージ５３のＴ方向に関する移動速度、タンク８０の液面９０の高さ、吐出ユニット先端部６０と基板２５の被処理面２６の形成パターンとの距離などで制御することができる。
タンク８０内は外部から閉鎖された閉鎖系になっていて、タンク８０内の内部圧力は、圧力付与部３６により加圧したり減圧したりすることで制御する。
これによって、吐出ユニット先端部６０から突出する液材Ｍにより被処理面２６に接液させたり、あるいは吐出ユニット先端部６０の他の突出している液材Ｍを被処理面２６から離液を確実に行うことができる。

本発明の実施形態においては、吐出ユニット２０の吐出ユニット先端部６０が吐出ユニット位置移動操作部３３により進退操作もしくは近付いたり遠ざかる操作をすることができる。このことから、吐出ユニット先端部６０と被処理面２６の間の液材の塗布ギャップを任意の値に変更したり設定したりすることができる。
吐出ユニット先端部６０から突出している液材Ｍの状態が静止してから、たとえば図１の例ではステージ５３はＴ方向にある設定速度で移動させて液材Ｍを付着させるのが望ましい。

本発明の実施形態では、ポンプなどのような強制的な給液系が不要であり、液材の塗布時の安定性が向上する。液材は、基板の親液パターンのみに成膜されるために、事前に撥液部と親液部の形成パターンをパターニングしておけば、液材Ｍは親液部のみのセルフパターニングすることが可能である。
したがって、余分な部分の液材を除去するためにエッチングなどの真空プロセスを用いる必要が無くなり、液材の使用量を少なくすることができる。

基板の被処理面を下向きにして搬送しながら毛細管現象を用いて吐出ユニットから液材を塗布する従来の方式に比べて、基板の被処理面を上側に向いた状態から下側に向いた状態に反転させる基板反転機構装置が不要になる。
このことから、液晶表示装置のような製品の製造時におけるサイクルタイムを短縮できるとともに、液材の塗布工程と液材の塗布工程の前工程および後工程との基板のやり取り時のマッチングが改善できる。

図１のステージ５３は、搬送方向Ｔに沿った移動速度を変化させることができるようにすれば、同じ基板２５の被処理面２６において、異なる膜厚の液材Ｍの塗布による成膜が可能である。
本発明の液相成膜装置１０は、１つの吐出ユニット２０を図示しているが、これに限らず複数の吐出ユニットを配置することも勿論可能である。吐出ユニット２０の形状はスリット状の液材通路を有するものに限らず他の形状のものであっても勿論構わない。
図示例では、基板２５の被処理面２６は上下方向に沿った状態で搭載部４０の上に載っている。しかし、これに限らず、基板２５の被処理面２６が斜めに向けた状態で、搭載部４０に保持してもよい。

ところで本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
上述した実施形態では、液材を塗布する対象物としては、液晶表示装置の基板を例に挙げているが、しかしこれに限らず、対象物としては、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置や、その他の表示装置に用いる要素であっても構わない。

本発明の実施形態では、吐出ユニット装置の吐出ユニット数が３つである。しかしこれに限らず吐出ユニット装置の吐出ユニット数は２つあるいは４つ以上であっても勿論構わない。
半導体のような電子デバイスを製造する際に、基板に対して液材を塗布する場合にも、本発明の液相成膜装置および液相成膜方法が適用できる。
本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。

本発明の液相成膜装置の好ましい実施形態を示す図。 図１の液相成膜装置による工程とその前後の工程の例を示す図。 吐出ユニットの先端部と基板および形成パターンの例を示す斜視図。 本発明の液相成膜方法の一例を示すフロー図。 液材が被処理面に対して成膜される前の状態から成膜を開始しようとする状態を示す図。 液材が被処理面に塗布される前の直前から塗布開始状態を示す図。 液材が被処理面に塗布されている途中の状態および塗布後の状態を示す図。 液材が塗布して付着された状態と、液材が親液部に選択して付着される状態および焼成される状態を示す図。 本発明の液相成膜装置により形成された電極を含む電子デバイスの例である液晶表示装置の一例を示す図。 本発明の液相成膜装置の別の実施形態を示す図。 吐出ユニットの吐出ユニット先端部の開口の形状例を示す図。 本発明の液相成膜装置の別の実施形態を示す斜視図。 本発明の液相成膜装置のさらに別の実施形態を示す斜視図。 本発明の液相成膜装置のさらに別の実施形態を示す斜視図。

符号の説明

１０・・・液相成膜装置、２０・・・吐出ユニット、２５・・・基板（対象物の一例）、２６・・・被処理面、３０・・・液材収容部、３１・・・高さ位置変更操作部、３３・・・吐出ユニット位置移動操作部、３６・・・圧力付与部、４０・・・搭載部、５０・・・対象物移動操作部、５１・・・吸着部、６０・・・吐出ユニット先端部、８０・・・タンク、９０・・・液面、Ｍ・・・液材、５００・・・吐出ユニット装置

Claims (9)

1. 液材を液相状態で対象物の被処理面に成膜するための液相成膜装置であり、
   前記対象物の前記被処理面に前記液材を成膜するために前記対象物を搭載する搭載部と、
   吐出ユニット先端部を有しており、前記搭載部の前記対象物の前記被処理面に対して相対的に移動することで、前記対象物の前記被処理面に各前記吐出ユニット先端部から前記液材を連続的に付着させる吐出ユニットを、複数配列して構成されている吐出ユニット装置と、
   前記液材を収容する液材収容部と、
   前記液材を前記液材収容部から前記吐出ユニット装置の各前記吐出ユニット先端部に導くために、前記吐出ユニットの位置に対して前記液材収容部の高さ位置を変更するための高さ位置変更操作部と、を備えることを特徴とする液相成膜装置。
2. 前記搭載部は、
   搭載されている前記対象物を直線移動させる対象物移動操作部と、
   前記対象物移動操作部において前記対象物の前記被処理面の反対面を吸着して着脱自在に固定するための吸着部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の液相成膜装置。
3. 前記吐出ユニット装置を、前記搭載部に搭載されている前記対象物の前記被処理面に平行して移動可能な吐出ユニット移動操作部と、
   前記搭載部において前記対象物の前記被処理面の反対面を吸着して着脱自在に固定するための吸着部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の液相成膜装置。
4. 前記吐出ユニット装置の前記吐出ユニットを前記被処理面に近づく方向と離れる方向に移動する吐出ユニット位置移動操作部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の液相成膜装置。
5. 前記液材収容部は、
   外部から閉鎖されたタンクと、
   前記タンク内に収容されている前記液材の液面に圧力を与える圧力付与部と、を有することを特徴とする請求項４に記載の液相成膜装置。
6. 前記対象物の前記被処理面には、撥液部と親液部を有する形成パターンがあらかじめ形成されており、複数の前記親液部は複数の親液部列を構成し、
   各前記吐出ユニットは、対応する位置にある前記親液部列に前記液材を供給することを特徴とする請求項５に記載の液相成膜装置。
7. 前記液材収容部は、異なる種類の前記液体を収容している複数のタンクを有しており、各前記タンクの異なる種類の前記液体は、各前記吐出ユニットに別々に供給されることを特徴とする請求項６に記載の液相成膜装置。
8. 液材を液相状態で対象物の被処理面に成膜するための液相成膜方法であり、
   前記対象物の前記被処理面に前記液材を成膜するために前記対象物を搭載部に搭載する対象物搭載ステップと、
   吐出ユニット装置を構成するように配列された複数の吐出ユニットの位置に対して、高さ位置変更操作部により、液材収容部の高さ位置を変更して、各前記吐出ユニットの吐出ユニット先端部と前記搭載部の前記対象物の前記被処理面とを相対的に移動することで、前記対象物の前記被処理面に前記吐出ユニット先端部から前記液材を連続的に付着させる液材付着ステップと、を有することを特徴とする液相成膜方法。
9. 前記対象物の前記被処理面には、撥液部と親液部を有する形成パターンがあらかじめ形成されており、複数の前記親液部は複数の親液部列を構成し、
   各前記吐出ユニットは、対応する位置にある前記親液部列に前記液材を供給することを特徴とする請求項８に記載の液相成膜方法。

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