JP2006205078A - 基板乾燥装置、基板処理システム、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 基板の種別に応じて排気気流の流れ方を調整することができる基板乾燥装置、基板処理システム、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器を提供することを課題としている。
【解決手段】 成膜材料を溶媒に溶解した成膜溶液が塗着された基板Wを減圧乾燥する基板乾燥装置3であって、基板Wを気密に収容する処理室60と、処理室60に分散させるようにして形成した複数の排気口66と、複数の排気口66を介して処理室60内の雰囲気を排気する排気手段89と、複数の排気口66と排気手段89とを接続する排気流路91,92,93と、複数の排気口66に対応して排気流路91,92,93に介設され、複数の排気口66からの排気気流の流量をそれぞれ調節する複数の流量調節手段100と、を備える。
【選択図】 図3
【解決手段】 成膜材料を溶媒に溶解した成膜溶液が塗着された基板Wを減圧乾燥する基板乾燥装置3であって、基板Wを気密に収容する処理室60と、処理室60に分散させるようにして形成した複数の排気口66と、複数の排気口66を介して処理室60内の雰囲気を排気する排気手段89と、複数の排気口66と排気手段89とを接続する排気流路91,92,93と、複数の排気口66に対応して排気流路91,92,93に介設され、複数の排気口66からの排気気流の流量をそれぞれ調節する複数の流量調節手段100と、を備える。
【選択図】 図3
Description
本発明は、成膜溶液が塗着された基板を乾燥する基板乾燥装置、基板乾燥装置を備えた基板処理システム、基板処理システムを用いた電気光学装置の製造方法、基板処理システムを用いた電気光学装置、および電気光学装置を備えた電子機器に関するものである。
従来、この種の基板乾燥装置として、成膜溶液であるレジストが塗着された基板を処理室内に収容し、処理室内の雰囲気を排気し減圧乾燥して、均一なレジスト膜を形成するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
この場合、基板乾燥装置は、気密に閉鎖可能な処理室(チャンバ)と、処理室の天壁中央に貫通形成した排気口と、排気口を介して処理室内の雰囲気を吸引排気する吸引ポンプと、基板の上方に位置して基板表面の排気気流を整流する整流板と、を有している。基板を処理室内に収容し雰囲気を排気して減圧すると、処理室内は排気によって気流が生じる。この気流は、整流板によって基板の中心位置からその周囲に向かって流れるように整流され、基板表面の各部を同一の乾燥条件(特に温度条件)で乾燥させる。
特開2002−313709号公報
しかし、このような整流板を有する従来の基板乾燥装置では、成膜溶液が表面に均一に分布している(ベタ塗り)円形基板にあっては有効に機能するが、不均一に分布する基板や方形基板では、かえって各部の乾燥条件を均一化することができない問題がある。また、成膜溶液によっては、気流の整流化(温度分布の均一化)よりも、所定の真空度まで減圧する時間が短い方が有効な場合もあり、かかる場合には、整流板により処理室内自体の体積が大きくなる分、排気時間が長くなるという問題があった。
本発明は、基板の種別に応じて排気気流の流れ方を調整することができる基板乾燥装置、基板処理システム、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器を提供することを課題としている。
本発明の基板乾燥装置は、成膜材料を溶媒に溶解した成膜溶液が塗着された基板を減圧乾燥する基板乾燥装置であって、基板を気密に収容する処理室と、処理室に分散させるようにして形成した複数の排気口と、複数の排気口を介して処理室内の雰囲気を排気する排気手段と、複数の排気口と排気手段とを接続する排気流路と、複数の排気口に対応して排気流路に介設され、複数の排気口からの排気気流の流量をそれぞれ調節する複数の流量調節手段と、を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、複数の流量調節手段を個別に調節することにより、処理室に分散配置した複数の排気口からの排気気流の流量を適宜調節することができる。これにより、処理室内の雰囲気の流れ方を自在に調整することができる。すなわち、基板の種別に応じて、適切な雰囲気の流れ方を予め試験により求めておけば、常に適切な乾燥条件で基板を乾燥させることができる。したがって、複数種の基板を処理する場合にも、基板別に適切な成膜を為すことができる。また、従来のように整流板を必ずしも必要としないため、整流板を用いない場合には処理室の体積は大きくなることがない。なお、複数の排気口は、同一の径とすることが好ましい。
この場合、流量調節手段に代えて、複数の排気口に対応して排気流路に介設され、複数の排気口からの排気気流をそれぞれ断続させる複数の流路開閉手段を備えてもよい。
この構成によれば、上記の流量調節手段に代えて流路開閉手段を用いるため、流量調節手段ほどはきめ細かな調整はできないが(但し、排気口の数を増やせばこの限りではない)、全体として処理室内の雰囲気の流れ方を自在に調整することができる。したがって、複数種の基板を処理する場合にも、基板別に適切な成膜を為すことができる。
この場合、排気流路は、複数の排気口に接続される複数の個別排気管と、複数の個別排気管をその下流端で合流させる合流排気管と、を有することが、好ましい。
この構成によれば、各排気口から排気手段までの排気流路の経路が略同一の長さになるため、各排気口からの排気量について圧力損失を考慮する必要がない。
この場合、合流排気管に代えて、前記複数の個別排気管に接続された排気室と、前記排気室と前記排気手段とを接続する排気手段接続管と、を有してもよい。
この構成によれば、排気流路による圧力損失を抑制することができ、排気手段の負荷を軽減することができる。
この場合、複数の排気口は、処理室の底部全域に均等に分布されていることが、好ましい。
この構成によれば、複数の排気口を同一の条件で分布させることができ、雰囲気の流れ方を簡単に調整することができる。
この場合、複数の流量調節手段は、それぞれ制御バルブで構成されており、複数の制御バルブを個別に制御する制御手段を、更に備えたことが、好ましい。
同様に、複数の流路開閉手段は、それぞれ制御バルブで構成されており、複数の制御バルブを個別に制御する制御手段を、更に備えたことが、好ましい。
この構成によれば、複数の制御バルブを同時に操作することができると共に、手動調節により必要とされるスペースも確保しなくてよいため、基板乾燥装置自体を大きくするということもない。
この場合、乾燥処理対象として複数種の基板が存在し、制御手段は、基板別のバルブ制御情報テーブルに基づいて、複数の制御バルブをそれぞれ制御することが、好ましい。
この構成によれば、基板別に対応して処理室内の排気気流を適切且つ簡単に制御することができる。
この場合、複数のバルブ制御情報テーブルには、雰囲気の排気に伴う基板上の気流流速の均一化を優先するものと、雰囲気の排気時間の短縮を優先するものと、が含まれていることが、好ましい。
この構成によれば、基板によっては、処理室内の排気気流に影響されやすい基板と、影響されにくい基板とがあり、そのどちらにも対応することができる。
本発明の基板処理システムは、上記の基板乾燥装置と、基板に対し、インクジェット法により成膜溶液を塗着されて基板乾燥装置の処理対象となる基板を作製する描画装置と、基板を、描画装置から基板乾燥装置に搬送する搬送装置と、を備えたことを特徴とする。
本発明の電気光学装置の製造方法は、上記の基板処理システムを用い、基板上に成膜材料による成膜部を形成することを特徴とする。
本発明の電気光学装置は、上記の基板処理システムを用い、前記基板上に機能液滴による成膜部を形成したことを特徴とする。
この構成によれば、効率よく基板を処理することができると共に、成膜が良好な基板を安定して作製することができる。なお、電気光学装置(デバイス)としては、液晶表示装置、有機EL(Electro-Luminescence)装置、電子放出装置、PDP(Plasma Display Panel)装置および電気泳動表示装置等が考えられる。なお、電子放出装置は、いわゆるFED(Field Emission Display)装置またはSED(Surface-Conduction Electron-Emitter Display)装置を含む概念である。さらに、電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等を包含する装置が考えられる。
本発明の電子機器は、上記の電気光学装置の製造方法により製造した電気光学装置または上記の電気光学装置を、搭載したことを特徴とする。
この構成によれば、より信頼度の高い電子機器を提供することができる。この場合、電子機器としては、いわゆるフラットパネルディスプレイを搭載した携帯電話、パーソナルコンピュータの他、各種の電気製品がこれに該当する。
以下、添付の図面を参照して、本発明を適用した基板乾燥装置について説明する。本実施形態の基板乾燥装置は、液晶表示装置の製造ラインに組み込まれた基板処理システム内に、機能液滴吐出ヘッドを搭載した描画装置と共に設置されている。そして、基板乾燥装置は、描画装置により機能液(成膜溶液)が塗着された基板を減圧乾燥し、機能液滴による成膜部を形成するものである。そこで、まず、本基板乾燥装置を備えた基板処理システムについて簡単に説明する。
図1は、基板処理システムの平面模式図である。基板処理システムSは、導入された基板W上に、後述する保護膜509や配向膜524等を形成して、液晶表示装置(液晶装置520)を製造する工程のひとつである(図8参照)。
基板処理システムSは、基板Wに対し、保護膜509や配向膜524となる機能液(詳細は後述する)の液滴を吐出(描画)する液滴吐出装置1と、液滴吐出装置1に並設され、基板Wを搬出入する基板搬出入装置2と、機能液が吐出された基板Wを減圧乾燥するための基板乾燥装置3と、各装置に接続され、基板処理システムS全体を制御する上位コンピュータ4とを備えている。
また、液滴吐出装置1は、サーマルチャンバ装置5に収容されている。サーマルチャンバ装置5は、液滴吐出装置1全体を直接収容するボックス状のチャンバ本体6と、チャンバ本体6内の温度が一定となるように温度管理を行う空気調和機器7と、これを制御する制御盤(図示省略)とを備えている。
基板搬出入装置2は、基板Wを移載するロボットアーム8を備えており、このロボットアーム8により、チャンバ本体6に形成された開閉扉(図示省略)を介して、描画前の基板を液滴吐出装置1に導入すると共に、描画後の基板Wを液滴吐出装置1から回収してこれを基板乾燥装置3に導入する。
次に、図2を参照して、液滴吐出装置1について説明する。液滴吐出装置1は、機台11と、機台11上の全域に広く載置され、機能液滴吐出ヘッド28を搭載した描画装置12と、機能液滴吐出ヘッド28に機能液を供給する機能液供給機構13と、機台11上の端部に設置されたメンテナンス装置14と、メンテナンス装置14の各種ユニットを一括載置して機台11上を移動させるメンテナンス系移動テーブル15と、を備え、メンテナンス装置14により機能液滴吐出ヘッド28のメンテナンス処理を行うと共に、描画装置12により基板W上に機能液滴を吐出・着弾させる描画処理を行うようにしている。また、図示しないが、液滴吐出装置1には、上記の上位コンピュータ4に接続されると共に、液滴吐出装置1の各部を制御する描画制御部(コントローラ)等が組み込まれている。
描画装置12は、X軸テーブル22およびX軸テーブル22に直交するY軸テーブル23から成るXY移動機構21と、Y軸テーブル23に移動自在に取り付けられ、ヘッドθ軸テーブル25を有するメインキャリッジ24と、メインキャリッジ24に垂設したヘッドユニット26とを有している。そして、ヘッドユニット26には、サブキャリッジ27を介して、機能液滴吐出ヘッド28が搭載されている。一方、基板Wは、X軸テーブル22の端部に臨む一対の基板認識カメラ29,29により、X軸テーブル22に位置決めされた状態で搭載されている。
X軸テーブル22は、X軸方向の駆動系を構成するモータ駆動のX軸スライダ31を有し、これに吸着テーブル33および基板θ軸テーブル34等から成るセットテーブル32を移動自在に搭載して、構成されている。同様に、Y軸テーブル23は、Y軸方向の駆動系を構成するモータ駆動のY軸スライダ41を有し、これに上記のメインキャリッジ24を介してヘッドユニット26を移動自在に搭載して、構成されている。
X軸テーブル22は、機台11上に直接支持される一方、Y軸テーブル23は、機台11上に立設した左右の支柱46,46に支持されている。X軸テーブル22とメンテナンス系移動テーブル15とは、X軸方向に相互に平行に配設されており、Y軸テーブル23は、X軸テーブル22とメンテナンス系移動テーブル15とを跨ぐように延在している。
機能液滴吐出ヘッド28は、機能液供給機構13から導入された機能液をインクジェット方式で吐出するものであって、列設された複数のノズル51と、各ノズル51に連なり、ピエゾ素子等で構成されるポンプ部(図示省略)とを有し、ポンプ部に駆動波形を印加することにより、各ノズル51から機能液滴が吐出される。
メンテナンス系移動テーブル15は、機台11本体の長手方向(X軸方向)に延在しており、機能回復処理を行うメンテナンス装置14の各種ユニットを分散して載置する共通ベース56と、共通ベース56をX軸方向にスライド自在に支持する一対のガイドレール57と、モータ駆動のX軸移動機構(図示省略)とを備えており、共通ベース56上に分散して載置されたメンテナンス装置14の各種ユニットをX軸方向に移動してメンテナンスエリア72(後述する)に位置させる。
メンテナンス装置14は、上記のメンテナンス系移動テーブル15上に互いに隣接して載置され、液滴吐出装置1の稼動停止時に機能液滴吐出ヘッド28のノズル51の乾燥を防止すべくこれを封止する保管ユニット75と、機能液滴吐出ヘッド28内で増粘した機能液を除去するための吸引(クリーニング)を行う吸引ユニット76と、機能液滴吐出ヘッド28のノズル面52を払拭するワイピングユニット77とを備えている。
そして、Y軸テーブル23は、これに搭載したヘッドユニット26を、X軸テーブル22の直上部に位置する描画エリア71と、メンテナンス系移動テーブル15の直上部に位置するメンテナンスエリア72との相互間で、適宜移動させる。すなわち、Y軸テーブル23は、X軸テーブル22に導入した基板Wに描画を行う場合には、ヘッドユニット26を描画エリア71に臨ませ、機能液滴吐出ヘッド28のメンテナンス処理を行う場合には、ヘッドユニット26をメンテナンスエリア72に臨ませる。一方、X軸テーブル22の一方の端部は、上記の基板搬出入装置により基板WをX軸テーブル22にセットするための基板搬出入エリア73となっている。
このように構成された液滴吐出装置1は、メンテナンス装置14により機能液滴吐出ヘッド28に対し適宜メンテナンス処理を行うと共に、描画装置12により基板Wに描画処理を行うようにしている。すなわち、描画装置12は、描画制御部による制御を受けながら、基板WをX軸テーブル22によりX軸方向に往動させると共に、これに同期して機能液滴吐出ヘッド28を選択的に駆動させて、基板Wに対する機能液の主走査が行われる。そして、Y軸テーブル23によりヘッドユニット26をY軸方向に副走査させた後、基板WをX軸方向に復動させると共に、これに同期して機能液滴吐出ヘッド28を選択的に駆動させて、再度主走査が行われる。このような基板Wの往復動に伴う主走査およびヘッドユニット26の副走査を複数回繰り返すことで、基板Wの端から端まで描画が行われ、基板乾燥装置3の処理対象となる基板Wが作製される。
なお、液晶装置520の基板501(W)上に保護膜509や配向膜524を形成する場合には、機能液(成膜溶液)として、例えば、ポリイミド(成膜材料)をガンマブチロラクトン(溶媒)に溶解させたものを用いる。また、有機EL装置の表示領域を形成する場合には、機能液として、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)をジエチレングリコール(溶媒)に溶解させたものを用いる。これらの溶媒は、いずれも沸点が高いため、常温或いは比較的低い温度で加熱して気化させるためには、減圧乾燥処理が好ましい。
次に、図3を参照して、本実施形態である基板乾燥装置3について説明をする。基板乾燥装置3は、描画後の基板Wを収容する処理室60と、処理室60を載置すると共に構成装置の一部を収納するキャビネット61と、キャビネット61の外側面に設けた制御盤62と、を備えている。制御盤62は上記の上位コンピュータ4に接続されると共に、制御部110を有し、基板乾燥装置3の各部を制御する。
処理室60は、真空チャンバを構成すべくボックス状に且つ気密に構成され、基板搬出入装置2側の側面に基板Wを搬入出するための開閉扉65と、処理室60の底部に貫通形成され処理室60内の雰囲気を排気するための複数の排気口66と、基板Wを支持する複数本の支持ピン67と、基板Wの上方に配設され処理室60内および基板Wを加熱する複数のヒータ81と、を備えている。また、処理室60には、処理室60内の温度を検出する温度センサ82、および圧力(真空度)を検出する圧力センサ88が設けられている。
開閉扉65は上下2分割に構成され、モータ駆動により上下方向にスライドして開閉される。基板Wの搬入および搬出では、この開閉扉65を開放した状態で、基板搬出入装置2のロボットアーム8が処理室60内に導入され、処理済の基板Wを搬出すると共に、処理前の基板Wを搬入する。
開閉扉65は上下2分割に構成され、モータ駆動により上下方向にスライドして開閉される。基板Wの搬入および搬出では、この開閉扉65を開放した状態で、基板搬出入装置2のロボットアーム8が処理室60内に導入され、処理済の基板Wを搬出すると共に、処理前の基板Wを搬入する。
複数の排気口66は、処理室60の底部68の全域に均等分布しており、例えばマトリクス状或いは千鳥状に配置されている。そして、言うまでもないが、これら複数の排気口66は同一の径で形成されている。なお、排気口66の数は、対象となる複数種の基板Wの形態や、後述する排気形態の精度によって決定される。
複数のヒータ81は、上記の制御部110に接続されており、処理室60内に臨む温度センサ82の検出結果に基づいて、処理室60内が所望の温度(例えば60℃)になるように制御される。なお、処理室60内の温度分布が均一になるようにサーキュレータ等を設けることも、好ましい。
複数のヒータ81は、上記の制御部110に接続されており、処理室60内に臨む温度センサ82の検出結果に基づいて、処理室60内が所望の温度(例えば60℃)になるように制御される。なお、処理室60内の温度分布が均一になるようにサーキュレータ等を設けることも、好ましい。
一方、キャビネット61には、処理室60内の雰囲気を排気(吸引)する真空ポンプ(排気手段)89と、真空ポンプ89の上流側にポンプ接続管93を介して接続した排気チャンバ(排気室)92と、排気チャンバ92と複数の排気口66を接続する複数の個別排気管91と、ポンプ接続管93に三方弁98を介して接続したエアー導入管97と、が収容されている。真空ポンプ89および上記の圧力センサ88は制御部110に接続されており、真空ポンプ89は、圧力センサ88の検出結果に基づいて、処理室60内が所定の真空度(例えば0.01Pa)になるように制御される。なお、図中の符号90は、真空ポンプ89の排気側と図外の排気処理設備とを接続する排気ダクトである。
エアー導入管97は、図外のドライエアー設備(或いは窒素ガス設備)に接続されており、基板Wの乾燥処理が完了した後の処理室60内を大気圧に戻すべく、ドライエアーを導入できるようになっている。すなわち、真空ポンプ89を駆動する排気動作では、三方弁98が真空ポンプ89側に切り替えられており、乾燥処理が完了したところで三方弁98をエアー導入管97側に切り替えて、処理室60内にドライエアーを導入する。
排気チャンバ92は、真空ポンプ89による排気流量を考慮して十分な容積を有し、箱状に形成されている。複数の個別排気管91は、同一の径および同一の長さに形成され排気チャンバ92に直接接続されている。これにより、複数の排気口66から真空ポンプ89に至る各排気流路の圧力損失が同一になるように構成されている。また、排気チャンバ92に代えて合流排気管を用いてもよい。例えば、2本を単位として個別排気管91を2分岐継ぎ手により合流させ、これを複数段に亘って繰り返し(ツリー構造)、最終段の2分岐継ぎ手にポンプ接続管93を接続するようにする。なお、個別排気管91等の配管と、処理室60および排気チャンバ92とは、図示しないが専用の接続金具を介して接続される。
一方、各個別排気管91には、流量調整弁(流量調節手段)100が介設されている。流量調整弁100は、例えば電動弁等の制御弁101で構成され、上記の制御部110に接続されている。制御部110は、複数の流量調整弁100を個別に制御可能に構成されており、複数の排気口66から排気される雰囲気の排気量を個々に調節できるようになっている。なお、流量調整弁100に代えて、開閉弁(流路開閉手段)を用いるようにしてもよい。そして、開閉弁には電磁弁を用いることが好ましい。この場合、流量調整弁100ほどのきめ細かな調整はできないが(但し、排気口66の数を増やせばこの限りではない)、後述する処理室60内の気流の流れを調整するという意味では、同じような機能を奏することとなる。
図4は、基板乾燥装置3の制御系、すなわち制御盤62のブロック図である。基板乾燥装置3は、ユーザーと基板乾燥装置3とのユーザーインターフェイスとなる操作パネル116と、ヒータ81および温度センサ82を有し、処理室60内および基板Wを加熱する加熱部80と、開閉扉65を開閉する開閉部117と、真空ポンプ89、圧力センサ88および流量調整弁100を有し、処理室60内の雰囲気を排気すると共に処理室60内の排気気流を調整する排気部85と、が制御部110に接続されることで構成されている。
制御部110は、CPU111、ROM118、RAM112およびインターフェイス(I/F)113を備え、互いにバス114により接続されている。I/F113は、いずれもドライバ(図示省略)を有する、加熱部80を制御する温度制御部83と、開閉部を制御する扉制御部119と、排気部85を制御する気流・圧力制御部94と、に各種信号・データを伝達する。また、RAM112には、基板W別のバルブ制御情報テーブル115等が記憶されている。詳細は後述するが、複数のバルブ制御情報テーブル115には、雰囲気の排気に伴う基板W上の気流流速の均一化を優先するものと、雰囲気の排気時間の短縮を優先するものと、が含まれている。これにより、処理室60内の気流に影響されやすい基板Wまたは影響されにくい基板Wに対応することができる。
実施形態のバルブ制御情報テーブル115は、例えば成膜に際し基板W表面の雰囲気の気流(排気気流)に影響されない基板や、雰囲気の排気時間(設定真空度に達する時間)が成膜に影響する基板にあっては、全ての流量調整弁100を全開にする制御を行う。逆に、基板W表面の排気気流を均一することが必要な基板Wにあっては、例えば基板Wの外側に位置する複数の流量調整弁100、すなわち基板Wの周囲に位置する複数の流量調整弁100を全開或いは半開等とし、他の複数の流量調整弁100を全閉にする制御を行う。基板W上の成膜部が偏って形成されている場合には、基板Wの外側であって成膜部と相似形を為す複数の流量調整弁100を全開或いは半開等とし、他の複数の流量調整弁100を全閉にする制御を行う。また、基板Wによっては、これら中間的な制御形態をとってもよい。
ここで、図5を参照して、基板乾燥装置3の動作フローについて説明する。先ず、上記の操作パネル116から、処理する基板Wの種別を入力する(S1)。これにより、基板W別に設定したバルブ制御情報テーブル115のいずれかが選択され、このバルブ制御情報テーブル115に基づいて、複数の流量調整弁100の弁開度が個別に調整される。また、この基板Wの種別入力に相前後して、複数のヒータ81をONにして処理室60を加熱する(S2)。処理室60が、設定温度(この場合は60℃)に達したら、プレヒートが完了したものとし、いったんヒータ81をOFF(S3)にしてから開閉扉65を開放し、基板Wを搬入する(S4)。そして、基板Wを搬入したら開閉扉65を閉塞する。
ここで、再度ヒータ81をONすると共に、真空ポンプ89を駆動する(S5)。上述したようにヒータ81は、設定温度60℃でフィードバック制御され、真空ポンプ89は、設定真空度0.01Paでフィードバック制御される。そして、タイマー制御により所定の乾燥時間が経過するまで、このようなフィードバック制御により、処理室60内を温度60℃および真空度0.01Paに維持する。乾燥時間が経過した(S6:Yes)ら、ヒータ81および真空ポンプ89をOFF(S7)し、三方弁98をエアー導入管97側に切り替えて、処理室60内にドライエアーを導入する(S8)。そして、圧力センサ88が大気圧(例えば101300Pa)を検出したらエアー導入を終了し(S9)、開閉扉65を開放する。そして、最後に基板搬出入装置2を駆動し、基板Wを新旧載せ替える(S10)。
以上のように本実施形態の基板乾燥装置3の構成によれば、複数の流量調整弁100を個別に調節することにより、処理室60に分散配置した複数の排気口66からの排気気流の流量を適宜調節することができる。すなわち、基板Wの種別に対応するバルブ制御情報テーブル115に基づいて、処理室60内の雰囲気の排気気流を調整することで、基板Wの種別に対応した適切な減圧乾燥処理を行うことができる。また、従来のように整流板を必ずしも必要としないため、整流板を用いない場合には処理室60の体積は大きくなることがなく、減圧時間を短縮することができる。したがって、複数種の基板Wを処理する場合にも、基板W別に適切な成膜を形成することができる。なお、本実施形態において、1回の減圧乾燥処理中に、流量調整弁100を経時的に調整しない場合には、流量調整弁100をレバー操作の弁とし、手動で調整するようにしてもよい。
次に、本実施形態の液滴吐出装置1を用いて製造される電気光学装置(フラットパネルディスプレイ)として、カラーフィルタ、液晶表示装置、有機EL装置、プラズマディスプレイ(PDP装置)、電子放出装置(FED装置、SED装置)、さらにこれら表示装置に形成されてなるアクティブマトリクス基板等を例に、これらの構造およびその製造方法について説明する。なお、アクティブマトリクス基板とは、薄膜トランジスタ、および薄膜トランジスタに電気的に接続するソース線、データ線が形成された基板をいう。
まず、液晶表示装置や有機EL装置等に組み込まれるカラーフィルタの製造方法について説明する。図6は、カラーフィルタの製造工程を示すフローチャート、図7は、製造工程順に示した本実施形態のカラーフィルタ500(フィルタ基体500A)の模式断面図である。
まず、ブラックマトリクス形成工程(S101)では、図7(a)に示すように、基板(W)501上にブラックマトリクス502を形成する。ブラックマトリクス502は、金属クロム、金属クロムと酸化クロムの積層体、または樹脂ブラック等により形成される。金属薄膜からなるブラックマトリクス502を形成するには、スパッタ法や蒸着法等を用いることができる。また、樹脂薄膜からなるブラックマトリクス502を形成する場合には、グラビア印刷法、フォトレジスト法、熱転写法等を用いることができる。
まず、ブラックマトリクス形成工程(S101)では、図7(a)に示すように、基板(W)501上にブラックマトリクス502を形成する。ブラックマトリクス502は、金属クロム、金属クロムと酸化クロムの積層体、または樹脂ブラック等により形成される。金属薄膜からなるブラックマトリクス502を形成するには、スパッタ法や蒸着法等を用いることができる。また、樹脂薄膜からなるブラックマトリクス502を形成する場合には、グラビア印刷法、フォトレジスト法、熱転写法等を用いることができる。
続いて、バンク形成工程(S102)において、ブラックマトリクス502上に重畳する状態でバンク503を形成する。即ち、まず図7(b)に示すように、基板501およびブラックマトリクス502を覆うようにネガ型の透明な感光性樹脂からなるレジスト層504を形成する。そして、その上面をマトリクスパターン形状に形成されたマスクフィルム505で被覆した状態で露光処理を行う。
さらに、図7(c)に示すように、レジスト層504の未露光部分をエッチング処理することによりレジスト層504をパターニングして、バンク503を形成する。なお、樹脂ブラックによりブラックマトリクスを形成する場合は、ブラックマトリクスとバンクとを兼用することが可能となる。
このバンク503とその下のブラックマトリクス502は、各画素領域507aを区画する区画壁部507bとなり、後の着色層形成工程において機能液滴吐出ヘッド28により着色層(成膜部)508R、508G、508Bを形成する際に機能液滴の着弾領域を規定する。
さらに、図7(c)に示すように、レジスト層504の未露光部分をエッチング処理することによりレジスト層504をパターニングして、バンク503を形成する。なお、樹脂ブラックによりブラックマトリクスを形成する場合は、ブラックマトリクスとバンクとを兼用することが可能となる。
このバンク503とその下のブラックマトリクス502は、各画素領域507aを区画する区画壁部507bとなり、後の着色層形成工程において機能液滴吐出ヘッド28により着色層(成膜部)508R、508G、508Bを形成する際に機能液滴の着弾領域を規定する。
以上のブラックマトリクス形成工程およびバンク形成工程を経ることにより、上記フィルタ基体500Aが得られる。
なお、本実施形態においては、バンク503の材料として、塗膜表面が疎液(疎水)性となる樹脂材料を用いている。そして、基板(ガラス基板)501の表面が親液(親水)性であるので、後述する着色層形成工程においてバンク503(区画壁部507b)に囲まれた各画素領域507a内への液滴の着弾位置のばらつきを自動補正できる。
なお、本実施形態においては、バンク503の材料として、塗膜表面が疎液(疎水)性となる樹脂材料を用いている。そして、基板(ガラス基板)501の表面が親液(親水)性であるので、後述する着色層形成工程においてバンク503(区画壁部507b)に囲まれた各画素領域507a内への液滴の着弾位置のばらつきを自動補正できる。
次に、着色層形成工程(S103)では、図7(d)に示すように、機能液滴吐出ヘッド28によって機能液滴を吐出して区画壁部507bで囲まれた各画素領域507a内に着弾させる。この場合、機能液滴吐出ヘッド28を用いて、R・G・Bの3色の機能液(フィルタ材料)を導入して、機能液滴の吐出を行う。なお、R・G・Bの3色の配列パターンとしては、ストライプ配列、モザイク配列およびデルタ配列等がある。
その後、乾燥処理(加熱等の処理)を経て機能液を定着させ、3色の着色層508R、508G、508Bを形成する。着色層508R、508G、508Bを形成したならば、保護膜形成工程(S104)に移り、図7(e)に示すように、基板501、区画壁部507b、および着色層508R、508G、508Bの上面を覆うように保護膜509を形成する。
即ち、基板501の着色層508R、508G、508Bが形成されている面全体に保護膜用塗布液が吐出された後、乾燥処理を経て保護膜509が形成される。
そして、保護膜509を形成した後、カラーフィルタ500は、次工程の透明電極となるITO(Indium Tin Oxide)などの膜付け工程に移行する。
即ち、基板501の着色層508R、508G、508Bが形成されている面全体に保護膜用塗布液が吐出された後、乾燥処理を経て保護膜509が形成される。
そして、保護膜509を形成した後、カラーフィルタ500は、次工程の透明電極となるITO(Indium Tin Oxide)などの膜付け工程に移行する。
図8は、上記のカラーフィルタ500を用いた液晶表示装置の一例としてのパッシブマトリックス型液晶装置(液晶装置)の概略構成を示す要部断面図である。この液晶装置520に、液晶駆動用IC、バックライト、支持体などの付帯要素を装着することによって、最終製品としての透過型液晶表示装置が得られる。なお、カラーフィルタ500は図7に示したものと同一であるので、対応する部位には同一の符号を付し、その説明は省略する。
この液晶装置520は、カラーフィルタ500、ガラス基板等からなる対向基板521、および、これらの間に挟持されたSTN(Super Twisted Nematic)液晶組成物からなる液晶層522により概略構成されており、カラーフィルタ500を図中上側(観測者側)に配置している。
なお、図示していないが、対向基板521およびカラーフィルタ500の外面(液晶層522側とは反対側の面)には偏光板がそれぞれ配設され、また対向基板521側に位置する偏光板の外側には、バックライトが配設されている。
なお、図示していないが、対向基板521およびカラーフィルタ500の外面(液晶層522側とは反対側の面)には偏光板がそれぞれ配設され、また対向基板521側に位置する偏光板の外側には、バックライトが配設されている。
カラーフィルタ500の保護膜509上(液晶層側)には、図8において左右方向に長尺な短冊状の第1電極523が所定の間隔で複数形成されており、この第1電極523のカラーフィルタ500側とは反対側の面を覆うように第1配向膜524が形成されている。
一方、対向基板521におけるカラーフィルタ500と対向する面には、カラーフィルタ500の第1電極523と直交する方向に長尺な短冊状の第2電極526が所定の間隔で複数形成され、この第2電極526の液晶層522側の面を覆うように第2配向膜527が形成されている。これらの第1電極523および第2電極526は、ITOなどの透明導電材料により形成されている。
一方、対向基板521におけるカラーフィルタ500と対向する面には、カラーフィルタ500の第1電極523と直交する方向に長尺な短冊状の第2電極526が所定の間隔で複数形成され、この第2電極526の液晶層522側の面を覆うように第2配向膜527が形成されている。これらの第1電極523および第2電極526は、ITOなどの透明導電材料により形成されている。
液晶層522内に設けられたスペーサ528は、液晶層522の厚さ(セルギャップ)を一定に保持するための部材である。また、シール材529は液晶層522内の液晶組成物が外部へ漏出するのを防止するための部材である。なお、第1電極523の一端部は引き回し配線523aとしてシール材529の外側まで延在している。
そして、第1電極523と第2電極526とが交差する部分が画素であり、この画素となる部分に、カラーフィルタ500の着色層508R、508G、508Bが位置するように構成されている。
そして、第1電極523と第2電極526とが交差する部分が画素であり、この画素となる部分に、カラーフィルタ500の着色層508R、508G、508Bが位置するように構成されている。
通常の製造工程では、カラーフィルタ500に、第1電極523のパターニングおよび第1配向膜524の塗布を行ってカラーフィルタ500側の部分を作成すると共に、これとは別に対向基板521に、第2電極526のパターニングおよび第2配向膜527の塗布を行って対向基板521側の部分を作成する。その後、対向基板521側の部分にスペーサ528およびシール材529を作り込み、この状態でカラーフィルタ500側の部分を貼り合わせる。次いで、シール材529の注入口から液晶層522を構成する液晶を注入し、注入口を閉止する。その後、両偏光板およびバックライトを積層する。
実施形態の液滴吐出装置1は、例えば上記のセルギャップを構成するスペーサ材料(機能液)を塗布すると共に、対向基板521側の部分にカラーフィルタ500側の部分を貼り合わせる前に、シール材529で囲んだ領域に液晶(機能液)を均一に塗布することが可能である。また、上記のシール材529の印刷を、機能液滴吐出ヘッド28で行うことも可能である。さらに、第1・第2両配向膜524,527の塗布を機能液滴吐出ヘッド28で行うことも可能である。
図9は、本実施形態において製造したカラーフィルタ500を用いた液晶装置の第2の例の概略構成を示す要部断面図である。
この液晶装置530が上記液晶装置520と大きく異なる点は、カラーフィルタ500を図中下側(観測者側とは反対側)に配置した点である。
この液晶装置530は、カラーフィルタ500とガラス基板等からなる対向基板531との間にSTN液晶からなる液晶層532が挟持されて概略構成されている。なお、図示していないが、対向基板531およびカラーフィルタ500の外面には偏光板等がそれぞれ配設されている。
この液晶装置530が上記液晶装置520と大きく異なる点は、カラーフィルタ500を図中下側(観測者側とは反対側)に配置した点である。
この液晶装置530は、カラーフィルタ500とガラス基板等からなる対向基板531との間にSTN液晶からなる液晶層532が挟持されて概略構成されている。なお、図示していないが、対向基板531およびカラーフィルタ500の外面には偏光板等がそれぞれ配設されている。
カラーフィルタ500の保護膜509上(液晶層532側)には、図中奥行き方向に長尺な短冊状の第1電極533が所定の間隔で複数形成されており、この第1電極533の液晶層532側の面を覆うように第1配向膜534が形成されている。
対向基板531のカラーフィルタ500と対向する面上には、カラーフィルタ500側の第1電極533と直交する方向に延在する複数の短冊状の第2電極536が所定の間隔で形成され、この第2電極536の液晶層532側の面を覆うように第2配向膜537が形成されている。
対向基板531のカラーフィルタ500と対向する面上には、カラーフィルタ500側の第1電極533と直交する方向に延在する複数の短冊状の第2電極536が所定の間隔で形成され、この第2電極536の液晶層532側の面を覆うように第2配向膜537が形成されている。
液晶層532には、この液晶層532の厚さを一定に保持するためのスペーサ538と、液晶層532内の液晶組成物が外部へ漏出するのを防止するためのシール材539が設けられている。
そして、上記した液晶装置520と同様に、第1電極533と第2電極536との交差する部分が画素であり、この画素となる部位に、カラーフィルタ500の着色層508R、508G、508Bが位置するように構成されている。
そして、上記した液晶装置520と同様に、第1電極533と第2電極536との交差する部分が画素であり、この画素となる部位に、カラーフィルタ500の着色層508R、508G、508Bが位置するように構成されている。
図10は、本発明を適用したカラーフィルタ500を用いて液晶装置を構成した第3の例を示したもので、透過型のTFT(Thin Film Transistor)型液晶装置の概略構成を示す分解斜視図である。
この液晶装置550は、カラーフィルタ500を図中上側(観測者側)に配置したものである。
この液晶装置550は、カラーフィルタ500を図中上側(観測者側)に配置したものである。
この液晶装置550は、カラーフィルタ500と、これに対向するように配置された対向基板551と、これらの間に挟持された図示しない液晶層と、カラーフィルタ500の上面側(観測者側)に配置された偏光板555と、対向基板551の下面側に配設された偏光板(図示せず)とにより概略構成されている。
カラーフィルタ500の保護膜509の表面(対向基板551側の面)には液晶駆動用の電極556が形成されている。この電極556は、ITO等の透明導電材料からなり、後述の画素電極560が形成される領域全体を覆う全面電極となっている。また、この電極556の画素電極560とは反対側の面を覆った状態で配向膜557が設けられている。
カラーフィルタ500の保護膜509の表面(対向基板551側の面)には液晶駆動用の電極556が形成されている。この電極556は、ITO等の透明導電材料からなり、後述の画素電極560が形成される領域全体を覆う全面電極となっている。また、この電極556の画素電極560とは反対側の面を覆った状態で配向膜557が設けられている。
対向基板551のカラーフィルタ500と対向する面には絶縁層558が形成されており、この絶縁層558上には、走査線561および信号線562が互いに直交する状態で形成されている。そして、これらの走査線561と信号線562とに囲まれた領域内には画素電極560が形成されている。なお、実際の液晶装置では、画素電極560上に配向膜が設けられるが、図示を省略している。
また、画素電極560の切欠部と走査線561と信号線562とに囲まれた部分には、ソース電極、ドレイン電極、半導体、およびゲート電極とを具備する薄膜トランジスタ563が組み込まれて構成されている。そして、走査線561と信号線562に対する信号の印加によって薄膜トランジスタ563をオン・オフして画素電極560への通電制御を行うことができるように構成されている。
なお、上記の各例の液晶装置520,530,550は、透過型の構成としたが、反射層あるいは半透過反射層を設けて、反射型の液晶装置あるいは半透過反射型の液晶装置とすることもできる。
次に、図11は、有機EL装置の表示領域(以下、単に表示装置600と称する)の要部断面図である。
この表示装置600は、基板(W)601上に、回路素子部602、発光素子部603および陰極604が積層された状態で概略構成されている。
この表示装置600においては、発光素子部603から基板601側に発した光が、回路素子部602および基板601を透過して観測者側に出射されると共に、発光素子部603から基板601の反対側に発した光が陰極604により反射された後、回路素子部602および基板601を透過して観測者側に出射されるようになっている。
この表示装置600においては、発光素子部603から基板601側に発した光が、回路素子部602および基板601を透過して観測者側に出射されると共に、発光素子部603から基板601の反対側に発した光が陰極604により反射された後、回路素子部602および基板601を透過して観測者側に出射されるようになっている。
回路素子部602と基板601との間にはシリコン酸化膜からなる下地保護膜606が形成され、この下地保護膜606上(発光素子部603側)に多結晶シリコンからなる島状の半導体膜607が形成されている。この半導体膜607の左右の領域には、ソース領域607aおよびドレイン領域607bが高濃度陽イオン打ち込みによりそれぞれ形成されている。そして陽イオンが打ち込まれない中央部がチャネル領域607cとなっている。
また、回路素子部602には、下地保護膜606および半導体膜607を覆う透明なゲート絶縁膜608が形成され、このゲート絶縁膜608上の半導体膜607のチャネル領域607cに対応する位置には、例えばAl、Mo、Ta、Ti、W等から構成されるゲート電極609が形成されている。このゲート電極609およびゲート絶縁膜608上には、透明な第1層間絶縁膜611aと第2層間絶縁膜611bが形成されている。また、第1、第2層間絶縁膜611a、611bを貫通して、半導体膜607のソース領域607a、ドレイン領域607bにそれぞれ連通するコンタクトホール612a,612bが形成されている。
そして、第2層間絶縁膜611b上には、ITO等からなる透明な画素電極613が所定の形状にパターニングされて形成され、この画素電極613は、コンタクトホール612aを通じてソース領域607aに接続されている。
また、第1層間絶縁膜611a上には電源線614が配設されており、この電源線614は、コンタクトホール612bを通じてドレイン領域607bに接続されている。
また、第1層間絶縁膜611a上には電源線614が配設されており、この電源線614は、コンタクトホール612bを通じてドレイン領域607bに接続されている。
このように、回路素子部602には、各画素電極613に接続された駆動用の薄膜トランジスタ615がそれぞれ形成されている。
上記発光素子部603は、複数の画素電極613上の各々に積層された機能層617と、各画素電極613および機能層617の間に備えられて各機能層617を区画するバンク部618とにより概略構成されている。
これら画素電極613、機能層617、および、機能層617上に配設された陰極604によって発光素子が構成されている。なお、画素電極613は、平面視略矩形状にパターニングされて形成されており、各画素電極613の間にバンク部618が形成されている。
これら画素電極613、機能層617、および、機能層617上に配設された陰極604によって発光素子が構成されている。なお、画素電極613は、平面視略矩形状にパターニングされて形成されており、各画素電極613の間にバンク部618が形成されている。
バンク部618は、例えばSiO、SiO2、TiO2等の無機材料により形成される無機物バンク層618a(第1バンク層)と、この無機物バンク層618a上に積層され、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶媒性に優れたレジストにより形成される断面台形状の有機物バンク層618b(第2バンク層)とにより構成されている。このバンク部618の一部は、画素電極613の周縁部上に乗上げた状態で形成されている。
そして、各バンク部618の間には、画素電極613に対して上方に向けて次第に拡開した開口部619が形成されている。
そして、各バンク部618の間には、画素電極613に対して上方に向けて次第に拡開した開口部619が形成されている。
上記機能層617は、開口部619内において画素電極613上に積層状態で形成された正孔注入/輸送層617aと、この正孔注入/輸送層617a上に形成された発光層617bとにより構成されている。なお、この発光層617bに隣接してその他の機能を有する他の機能層をさらに形成しても良い。例えば、電子輸送層を形成することも可能である。
正孔注入/輸送層617aは、画素電極613側から正孔を輸送して発光層617bに注入する機能を有する。この正孔注入/輸送層617aは、正孔注入/輸送層形成材料を含む第1組成物(機能液)を吐出することで形成される。正孔注入/輸送層形成材料としては、公知の材料を用いる。
正孔注入/輸送層617aは、画素電極613側から正孔を輸送して発光層617bに注入する機能を有する。この正孔注入/輸送層617aは、正孔注入/輸送層形成材料を含む第1組成物(機能液)を吐出することで形成される。正孔注入/輸送層形成材料としては、公知の材料を用いる。
発光層617bは、赤色(R)、緑色(G)、または青色(B)のいずれかに発光するもので、発光層形成材料(発光材料)を含む第2組成物(機能液)を吐出することで形成される。第2組成物の溶媒(非極性溶媒)としては、正孔注入/輸送層617aに対して不溶な公知の材料を用いることが好ましく、このような非極性溶媒を発光層617bの第2組成物に用いることにより、正孔注入/輸送層617aを再溶解させることなく発光層617bを形成することができる。
そして、発光層617bでは、正孔注入/輸送層617aから注入された正孔と、陰極604から注入される電子が発光層で再結合して発光するように構成されている。
陰極604は、発光素子部603の全面を覆う状態で形成されており、画素電極613と対になって機能層617に電流を流す役割を果たす。なお、この陰極604の上部には図示しない封止部材が配置される。
次に、上記の表示装置600の製造工程を図12〜図20を参照して説明する。
この表示装置600は、図12に示すように、バンク部形成工程(S111)、表面処理工程(S112)、正孔注入/輸送層形成工程(S113)、発光層形成工程(S114)、および対向電極形成工程(S115)を経て製造される。なお、製造工程は例示するものに限られるものではなく必要に応じてその他の工程が除かれる場合、また追加される場合もある。
この表示装置600は、図12に示すように、バンク部形成工程(S111)、表面処理工程(S112)、正孔注入/輸送層形成工程(S113)、発光層形成工程(S114)、および対向電極形成工程(S115)を経て製造される。なお、製造工程は例示するものに限られるものではなく必要に応じてその他の工程が除かれる場合、また追加される場合もある。
まず、バンク部形成工程(S111)では、図13に示すように、第2層間絶縁膜611b上に無機物バンク層618aを形成する。この無機物バンク層618aは、形成位置に無機物膜を形成した後、この無機物膜をフォトリソグラフィ技術等によりパターニングすることにより形成される。このとき、無機物バンク層618aの一部は画素電極613の周縁部と重なるように形成される。
無機物バンク層618aを形成したならば、図14に示すように、無機物バンク層618a上に有機物バンク層618bを形成する。この有機物バンク層618bも無機物バンク層618aと同様にフォトリソグラフィ技術等によりパターニングして形成される。
このようにしてバンク部618が形成される。また、これに伴い、各バンク部618間には、画素電極613に対して上方に開口した開口部619が形成される。この開口部619は、画素領域を規定する。
無機物バンク層618aを形成したならば、図14に示すように、無機物バンク層618a上に有機物バンク層618bを形成する。この有機物バンク層618bも無機物バンク層618aと同様にフォトリソグラフィ技術等によりパターニングして形成される。
このようにしてバンク部618が形成される。また、これに伴い、各バンク部618間には、画素電極613に対して上方に開口した開口部619が形成される。この開口部619は、画素領域を規定する。
表面処理工程(S112)では、親液化処理および撥液化処理が行われる。親液化処理を施す領域は、無機物バンク層618aの第1積層部618aaおよび画素電極613の電極面613aであり、これらの領域は、例えば酸素を処理ガスとするプラズマ処理によって親液性に表面処理される。このプラズマ処理は、画素電極613であるITOの洗浄等も兼ねている。
また、撥液化処理は、有機物バンク層618bの壁面618sおよび有機物バンク層618bの上面618tに施され、例えば四フッ化メタンを処理ガスとするプラズマ処理によって表面がフッ化処理(撥液性に処理)される。
この表面処理工程を行うことにより、機能液滴吐出ヘッド28を用いて機能層617を形成する際に、機能液滴を画素領域に、より確実に着弾させることができ、また、画素領域に着弾した機能液滴が開口部619から溢れ出るのを防止することが可能となる。
また、撥液化処理は、有機物バンク層618bの壁面618sおよび有機物バンク層618bの上面618tに施され、例えば四フッ化メタンを処理ガスとするプラズマ処理によって表面がフッ化処理(撥液性に処理)される。
この表面処理工程を行うことにより、機能液滴吐出ヘッド28を用いて機能層617を形成する際に、機能液滴を画素領域に、より確実に着弾させることができ、また、画素領域に着弾した機能液滴が開口部619から溢れ出るのを防止することが可能となる。
そして、以上の工程を経ることにより、表示装置基体600Aが得られる。この表示装置基体600Aは、図2に示した液滴吐出装置1のセットテーブル32に載置され、以下の正孔注入/輸送層形成工程(S113)および発光層形成工程(S114)が行われる。
図15に示すように、正孔注入/輸送層形成工程(S113)では、機能液滴吐出ヘッド28から正孔注入/輸送層形成材料を含む第1組成物を画素領域である各開口部619内に吐出する。その後、図16に示すように、乾燥処理および熱処理を行い、第1組成物に含まれる極性溶媒を蒸発させ、画素電極(電極面613a)613上に正孔注入/輸送層617aを形成する。
次に発光層形成工程(S114)について説明する。この発光層形成工程では、上述したように、正孔注入/輸送層617aの再溶解を防止するために、発光層形成の際に用いる第2組成物の溶媒として、正孔注入/輸送層617aに対して不溶な非極性溶媒を用いる。
しかしその一方で、正孔注入/輸送層617aは、非極性溶媒に対する親和性が低いため、非極性溶媒を含む第2組成物を正孔注入/輸送層617a上に吐出しても、正孔注入/輸送層617aと発光層617bとを密着させることができなくなるか、あるいは発光層617bを均一に塗布できない虞がある。
そこで、非極性溶媒並びに発光層形成材料に対する正孔注入/輸送層617aの表面の親和性を高めるために、発光層形成の前に表面処理(表面改質処理)を行うことが好ましい。この表面処理は、発光層形成の際に用いる第2組成物の非極性溶媒と同一溶媒またはこれに類する溶媒である表面改質材を、正孔注入/輸送層617a上に塗布し、これを乾燥させることにより行う。
このような処理を施すことで、正孔注入/輸送層617aの表面が非極性溶媒になじみやすくなり、この後の工程で、発光層形成材料を含む第2組成物を正孔注入/輸送層617aに均一に塗布することができる。
しかしその一方で、正孔注入/輸送層617aは、非極性溶媒に対する親和性が低いため、非極性溶媒を含む第2組成物を正孔注入/輸送層617a上に吐出しても、正孔注入/輸送層617aと発光層617bとを密着させることができなくなるか、あるいは発光層617bを均一に塗布できない虞がある。
そこで、非極性溶媒並びに発光層形成材料に対する正孔注入/輸送層617aの表面の親和性を高めるために、発光層形成の前に表面処理(表面改質処理)を行うことが好ましい。この表面処理は、発光層形成の際に用いる第2組成物の非極性溶媒と同一溶媒またはこれに類する溶媒である表面改質材を、正孔注入/輸送層617a上に塗布し、これを乾燥させることにより行う。
このような処理を施すことで、正孔注入/輸送層617aの表面が非極性溶媒になじみやすくなり、この後の工程で、発光層形成材料を含む第2組成物を正孔注入/輸送層617aに均一に塗布することができる。
そして次に、図17に示すように、各色のうちのいずれか(図17の例では青色(B))に対応する発光層形成材料を含有する第2組成物を機能液滴として画素領域(開口部619)内に所定量打ち込む。画素領域内に打ち込まれた第2組成物は、正孔注入/輸送層617a上に広がって開口部619内に満たされる。なお、万一、第2組成物が画素領域から外れてバンク部618の上面618t上に着弾した場合でも、この上面618tは、上述したように撥液処理が施されているので、第2組成物が開口部619内に転がり込み易くなっている。
その後、乾燥工程等を行うことにより、吐出後の第2組成物を乾燥処理し、第2組成物に含まれる非極性溶媒を蒸発させ、図18に示すように、正孔注入/輸送層617a上に発光層617bが形成される。この図の場合、青色(B)に対応する発光層617bが形成されている。
同様に、機能液滴吐出ヘッド28を用い、図19に示すように、上記した青色(B)に対応する発光層617bの場合と同様の工程を順次行い、他の色(赤色(R)および緑色(G))に対応する発光層617bを形成する。なお、発光層617bの形成順序は、例示した順序に限られるものではなく、どのような順番で形成しても良い。例えば、発光層形成材料に応じて形成する順番を決めることも可能である。また、R・G・Bの3色の配列パターンとしては、ストライプ配列、モザイク配列およびデルタ配列等がある。
以上のようにして、画素電極613上に機能層617、即ち、正孔注入/輸送層617aおよび発光層617bが形成される。そして、対向電極形成工程(S115)に移行する。
対向電極形成工程(S115)では、図20に示すように、発光層617bおよび有機物バンク層618bの全面に陰極604(対向電極)を、例えば蒸着法、スパッタ法、CVD法等によって形成する。この陰極604は、本実施形態においては、例えば、カルシウム層とアルミニウム層とが積層されて構成されている。
この陰極604の上部には、電極としてのAl膜、Ag膜や、その酸化防止のためのSiO2、SiN等の保護層が適宜設けられる。
この陰極604の上部には、電極としてのAl膜、Ag膜や、その酸化防止のためのSiO2、SiN等の保護層が適宜設けられる。
このようにして陰極604を形成した後、この陰極604の上部を封止部材により封止する封止処理や配線処理等のその他処理等を施すことにより、表示装置600が得られる。
次に、図21は、プラズマ型表示装置(PDP装置:以下、単に表示装置700と称する)の要部分解斜視図である。なお、同図では表示装置700を、その一部を切り欠いた状態で示してある。
この表示装置700は、互いに対向して配置された第1基板701、第2基板702、およびこれらの間に形成される放電表示部703を含んで概略構成される。放電表示部703は、複数の放電室705により構成されている。これらの複数の放電室705のうち、赤色放電室705R、緑色放電室705G、青色放電室705Bの3つの放電室705が組になって1つの画素を構成するように配置されている。
この表示装置700は、互いに対向して配置された第1基板701、第2基板702、およびこれらの間に形成される放電表示部703を含んで概略構成される。放電表示部703は、複数の放電室705により構成されている。これらの複数の放電室705のうち、赤色放電室705R、緑色放電室705G、青色放電室705Bの3つの放電室705が組になって1つの画素を構成するように配置されている。
第1基板701の上面には所定の間隔で縞状にアドレス電極706が形成され、このアドレス電極706と第1基板701の上面とを覆うように誘電体層707が形成されている。誘電体層707上には、各アドレス電極706の間に位置し、且つ各アドレス電極706に沿うように隔壁708が立設されている。この隔壁708は、図示するようにアドレス電極706の幅方向両側に延在するものと、アドレス電極706と直交する方向に延設された図示しないものを含む。
そして、この隔壁708によって仕切られた領域が放電室705となっている。
そして、この隔壁708によって仕切られた領域が放電室705となっている。
放電室705内には蛍光体709が配置されている。蛍光体709は、赤(R)、緑(G)、青(B)のいずれかの色の蛍光を発光するもので、赤色放電室705Rの底部には赤色蛍光体709Rが、緑色放電室705Gの底部には緑色蛍光体709Gが、青色放電室705Bの底部には青色蛍光体709Bが各々配置されている。
第2基板702の図中下側の面には、上記アドレス電極706と直交する方向に複数の表示電極711が所定の間隔で縞状に形成されている。そして、これらを覆うように誘電体層712、およびMgOなどからなる保護膜713が形成されている。
第1基板701と第2基板702とは、アドレス電極706と表示電極711が互いに直交する状態で対向させて貼り合わされている。なお、上記アドレス電極706と表示電極711は図示しない交流電源に接続されている。
そして、各電極706,711に通電することにより、放電表示部703において蛍光体709が励起発光し、カラー表示が可能となる。
第1基板701と第2基板702とは、アドレス電極706と表示電極711が互いに直交する状態で対向させて貼り合わされている。なお、上記アドレス電極706と表示電極711は図示しない交流電源に接続されている。
そして、各電極706,711に通電することにより、放電表示部703において蛍光体709が励起発光し、カラー表示が可能となる。
本実施形態においては、上記アドレス電極706、表示電極711、および蛍光体709を、図2に示した液滴吐出装置1を用いて形成することができる。以下、第1基板701におけるアドレス電極706の形成工程を例示する。
この場合、第1基板701を液滴吐出装置1のセットテーブル32に載置された状態で以下の工程が行われる。
まず、機能液滴吐出ヘッド28により、導電膜配線形成用材料を含有する液体材料(機能液)を機能液滴としてアドレス電極形成領域に着弾させる。この液体材料は、導電膜配線形成用材料として、金属等の導電性微粒子を分散媒に分散したものである。この導電性微粒子としては、金、銀、銅、パラジウム、またはニッケル等を含有する金属微粒子や、導電性ポリマー等が用いられる。
この場合、第1基板701を液滴吐出装置1のセットテーブル32に載置された状態で以下の工程が行われる。
まず、機能液滴吐出ヘッド28により、導電膜配線形成用材料を含有する液体材料(機能液)を機能液滴としてアドレス電極形成領域に着弾させる。この液体材料は、導電膜配線形成用材料として、金属等の導電性微粒子を分散媒に分散したものである。この導電性微粒子としては、金、銀、銅、パラジウム、またはニッケル等を含有する金属微粒子や、導電性ポリマー等が用いられる。
補充対象となるすべてのアドレス電極形成領域について液体材料の補充が終了したならば、吐出後の液体材料を乾燥処理し、液体材料に含まれる分散媒を蒸発させることによりアドレス電極706が形成される。
ところで、上記においてはアドレス電極706の形成を例示したが、上記表示電極711および蛍光体709についても上記各工程を経ることにより形成することができる。
表示電極711の形成の場合、アドレス電極706の場合と同様に、導電膜配線形成用材料を含有する液体材料(機能液)を機能液滴として表示電極形成領域に着弾させる。
また、蛍光体709の形成の場合には、各色(R,G,B)に対応する蛍光材料を含んだ液体材料(機能液)を機能液滴吐出ヘッド28から液滴として吐出し、対応する色の放電室705内に着弾させる。
表示電極711の形成の場合、アドレス電極706の場合と同様に、導電膜配線形成用材料を含有する液体材料(機能液)を機能液滴として表示電極形成領域に着弾させる。
また、蛍光体709の形成の場合には、各色(R,G,B)に対応する蛍光材料を含んだ液体材料(機能液)を機能液滴吐出ヘッド28から液滴として吐出し、対応する色の放電室705内に着弾させる。
次に、図22は、電子放出装置(FED装置あるいはSED装置ともいう:以下、単に表示装置800と称する)の要部断面図である。なお、同図では表示装置800を、その一部を断面として示してある。
この表示装置800は、互いに対向して配置された第1基板801、第2基板802、およびこれらの間に形成される電界放出表示部803を含んで概略構成される。電界放出表示部803は、マトリクス状に配置した複数の電子放出部805により構成されている。
この表示装置800は、互いに対向して配置された第1基板801、第2基板802、およびこれらの間に形成される電界放出表示部803を含んで概略構成される。電界放出表示部803は、マトリクス状に配置した複数の電子放出部805により構成されている。
第1基板801の上面には、カソード電極806を構成する第1素子電極806aおよび第2素子電極806bが相互に直交するように形成されている。また、第1素子電極806aおよび第2素子電極806bで仕切られた部分には、ギャップ808を形成した導電性膜807が形成されている。すなわち、第1素子電極806a、第2素子電極806bおよび導電性膜807により複数の電子放出部805が構成されている。導電性膜807は、例えば酸化パラジウム(PdO)等で構成され、またギャップ808は、導電性膜807を成膜した後、フォーミング等で形成される。
第2基板802の下面には、カソード電極806に対峙するアノード電極809が形成されている。アノード電極809の下面には、格子状のバンク部811が形成され、このバンク部811で囲まれた下向きの各開口部812に、電子放出部805に対応するように蛍光体813が配置されている。蛍光体813は、赤(R)、緑(G)、青(B)のいずれかの色の蛍光を発光するもので、各開口部812には、赤色蛍光体813R、緑色蛍光体813Gおよび青色蛍光体813Bが、上記した所定のパターンで配置されている。
そして、このように構成した第1基板801と第2基板802とは、微小な間隙を存して貼り合わされている。この表示装置800では、導電性膜(ギャップ808)807を介して、陰極である第1素子電極806aまたは第2素子電極806bから飛び出す電子を、陽極であるアノード電極809に形成した蛍光体813に当てて励起発光し、カラー表示が可能となる。
この場合も、他の実施形態と同様に、第1素子電極806a、第2素子電極806b、導電性膜807およびアノード電極809を、液滴吐出装置1を用いて形成することができると共に、各色の蛍光体813R,813G,813Bを、液滴吐出装置1を用いて形成することができる。
第1素子電極806a、第2素子電極806bおよび導電性膜807は、図23(a)に示す平面形状を有しており、これらを成膜する場合には、図23(b)に示すように、予め第1素子電極806a、第2素子電極806bおよび導電性膜807を作り込む部分を残して、バンク部BBを形成(フォトリソグラフィ法)する。次に、バンク部BBにより構成された溝部分に、第1素子電極806aおよび第2素子電極806bを形成(液滴吐出装置1によるインクジェット法)し、その溶剤を乾燥させて成膜を行った後、導電性膜807を形成(液滴吐出装置1によるインクジェット法)する。そして、導電性膜807を成膜後、バンク部BBを取り除き(アッシング剥離処理)、上記のフォーミング処理に移行する。なお、上記の有機EL装置の場合と同様に、第1基板801および第2基板802に対する親液化処理や、バンク部811,BBに対する撥液化処理を行うことが、好ましい。
また、他の電気光学装置としては、金属配線形成、レンズ形成、レジスト形成および光拡散体形成等の装置が考えられる。上記した液滴吐出装置1を各種の電気光学装置(デバイス)の製造に用いることにより、各種の電気光学装置を効率的に製造することが可能である。
S 基板処理システム W 基板
1 液滴吐出装置 2 基板搬出入装置
3 基板乾燥装置 60 処理室
66 (複数の)排気口 68 (処理室の)底部
89 真空ポンプ 91 個別排気管
92 排気チャンバ 93 ポンプ接続管
100 流量調節弁 101 制御弁
115 バルブ制御情報テーブル
1 液滴吐出装置 2 基板搬出入装置
3 基板乾燥装置 60 処理室
66 (複数の)排気口 68 (処理室の)底部
89 真空ポンプ 91 個別排気管
92 排気チャンバ 93 ポンプ接続管
100 流量調節弁 101 制御弁
115 バルブ制御情報テーブル
Claims (13)
- 成膜材料を溶媒に溶解した成膜溶液が塗着された基板を減圧乾燥する基板乾燥装置であって、
前記基板を気密に収容する処理室と、
前記処理室に分散させるようにして形成した複数の排気口と、
前記複数の排気口を介して前記処理室内の雰囲気を排気する排気手段と、
前記複数の排気口と前記排気手段とを接続する排気流路と、
前記複数の排気口に対応して前記排気流路に介設され、前記複数の排気口からの排気気流の流量をそれぞれ調節する複数の流量調節手段と、
を備えたことを特徴とする基板乾燥装置。 - 前記流量調節手段に代えて、
前記複数の排気口に対応して前記排気流路に介設され、前記複数の排気口からの排気気流をそれぞれ断続させる複数の流路開閉手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の基板乾燥装置。 - 前記排気流路は、前記複数の排気口に接続される複数の個別排気管と、前記複数の個別排気管を、前記複数の個別排気管の下流端で合流させる合流排気管と、を有することを特徴とする請求項1または2に記載の基板乾燥装置。
- 前記合流排気管に代えて、
前記複数の個別排気管に接続された排気室と、前記排気室と前記排気手段とを接続する排気手段接続管と、を有することを特徴とする請求項3に記載の基板乾燥装置。 - 前記複数の排気口は、前記処理室の底部全域に均等に分布されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の基板乾燥装置。
- 前記複数の流量調節手段は、それぞれ制御バルブで構成されており、
前記複数の制御バルブを個別に制御する制御手段を、更に備えたことを特徴とする請求項1に記載の基板乾燥装置。 - 前記複数の流路開閉手段は、それぞれ制御バルブで構成されており、
前記複数の制御バルブを個別に制御する制御手段を、更に備えたことを特徴とする請求項2に記載の基板乾燥装置。 - 乾燥処理対象として複数種の前記基板が存在し、
前記制御手段は、前記基板別のバルブ制御情報テーブルに基づいて、前記複数の前記制御バルブをそれぞれ制御することを特徴とする請求項6または7に記載の基板乾燥装置。 - 前記複数のバルブ制御情報テーブルには、雰囲気の排気に伴う前記基板上の気流流速の均一化を優先するものと、雰囲気の排気時間の短縮を優先するものと、が含まれていることを特徴とする請求項8に記載の基板乾燥装置。
- 請求項1ないし9のいずれかに記載の基板乾燥装置と、
基板に対し、インクジェット法により前記成膜溶液を塗着されて前記基板乾燥装置の処理対象となる前記基板を作製する描画装置と、
前記基板を、前記描画装置から前記基板乾燥装置に搬送する搬送装置と、
を備えたことを特徴とする基板処理システム。 - 請求項10に記載の基板処理システムを用い、前記基板上に前記成膜材料による成膜部を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
- 請求項10に記載の基板処理システムを用い、前記基板上に機能液滴による成膜部を形成したことを特徴とする電気光学装置。
- 請求項11に記載の電気光学装置の製造方法により製造した電気光学装置または請求項12に記載の電気光学装置を、搭載したことを特徴とする電子機器。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005021255A JP2006205078A (ja) | 2005-01-28 | 2005-01-28 | 基板乾燥装置、基板処理システム、電気光学装置の製造方法、電気光学装置、および電子機器 |
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CN115289800A (zh) * | 2022-10-09 | 2022-11-04 | 江油星联电子科技有限公司 | 一种pcb电路板加工用烘干装置 |
-
2005
- 2005-01-28 JP JP2005021255A patent/JP2006205078A/ja active Pending
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