JP2007229676A - 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することが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を液相状態で対象物２５の被処理面２６に成膜するための液相成膜装置１０であり、対象物２５の被処理面２６に液材Ｍを成膜するために対象物２５を搭載する搭載部４０と、吐出ユニット先端部６０を有しており、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ための吐出ユニット２０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１

Description

本発明は、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することが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ための吐出ユニットと、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。
吐出ユニットは、吐出ユニット先端部を有している。この吐出ユニットは、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吐出ユニット先端部から液材を連続的に付着させる。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先端部へ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ものである。

これにより、搭載部は、対象物の被処理面に対して対象物の製造工程において、液材を液相状態で成膜することができる。
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、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。

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。
上記構成によれば、吐出ユニット移動操作部は、吐出ユニットを搭載部に搭載されている対象物の被処理面に平行して移動可能である。吸着部は、搭載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。
これにより、吐出ユニット移動操作部が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、吐出ユニット先端部は、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の発明ないし第３の発明のいずれかの構成において、発明は、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上下動操作部を有することを特徴とする。
上記構成によれば、吐出ユニット上下動操作部は、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、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与える圧力を変える圧力付与部と、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、外部から閉鎖した液材収容部のタンクから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、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１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、前記液材は、前記形成パターンの全体に付着された後に前記親液部において選択的に成膜され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。液材は、被処理面の形成パターンの全体に供給された後に、この液材は親液部において選択的に成膜される。
これにより、液材は親液部に選択的に成膜することができ、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、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、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、を備えることを特徴とする液相成膜方法である。

上記構成によれば、対象物搭載ステップでは、対象物を搭載部に搭載する。
液材付着ステップでは、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、吐出ユニットの吐出ユニット先端部と搭載部の対象物の被処理面とを相対的に移動することで、対象物の被処理面に吐出ユニット先端部から液材を連続的に付着させる。
これにより、液材は液相状態で対象物の被処理面に成膜することができる。
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、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。
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８の発明は、第７の発明の構成において、前記搭載部の対象物移動操作部は、搭載されている前記対象物を直線移動させ、前記吸着部が、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していることを特徴とする。
これにより、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９の発明は、第７の発明の構成において、吐出ユニット移動操作部が、前記吐出ユニット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させ、前記吸着部が、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してい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、吐出ユニット先端部は、被処理面に対して平行に移動して液材を連続的に付着させることができる。

第１０の発明は、第７の発明ないし第９の発明のいずれかの構成において、吐出ユニット上下動操作部は、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ことを特徴とする。
これにより、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１１の発明は、第７の発明の構成において、前記液材収容部のタンクは、外部から閉鎖されており、圧力付与部は、前記タンク内に収容されている前記液材の液面に与える圧力を変えることを特徴とする。
これにより、圧力付与部が液材の液面に圧力を与えるだけで、液材収容部のタンクから吐出ユニット先端部側へ液材を連続的に供給することができる。タンクは外部から閉鎖することも可能である。また、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１２の発明は、第７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、前記液材は、前記形成パターンの全体に付着された後に前記親液部において選択的に成膜されることを特徴とする。
これにより、液材は親液部に選択的に成膜することができ、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２０、液材収容部３０、高さ位置変更操作部３１、吐出ユニット上下動操作部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２８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２８は、一時的には形成パターン２７の全面にわたって成膜されるのであるが、液材２８は撥液部１５０の上では撥液されるので、液材２８は親液部１５１の領域のみに成膜されることになる。

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２８が乾燥して焼成される乾燥焼成工程である。
図２（Ａ）に示す前工程１１、図２（Ｂ）に示す中工程１２および図２（Ｃ）に示す後工程１３では、いずれの工程においても、基板２５の被処理面２６は、上向きＺ２の方向に向いた状態、すなわち上側に向けた状態で搬送されるのが特徴的である。

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方向と垂直な水平方向である。

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、たとえばＺ２方向に向けて、すなわち上側に向けた状態で、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に示す吐出ユニット２０の構造および吐出ユニット上下動操作部３３について説明する。
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。

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、部材５８，５９の間であって、図１の紙面垂直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、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。
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が設けれていることにより、液材Ｍ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上下動操作部３３の構造について説明する。
吐出ユニット上下動操作部３３は、吐出ユニット２０の吐出ユニット先端部６０を、Ｚ１方向およびＺ２方向に移動して位置決めできるものである。つまり吐出ユニット先端部６０は、吐出ユニット上下動操作部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。

吐出ユニット上下動操作部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、吐出ユニット２０はＺ１方向あるいはＺ２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上下動操作部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、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、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、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の相対的な位置を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ことが特徴である。

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。この場合に、搭載部４０の上に搭載される基板２５は、やはり被処理面２６がたとえば上向きＺ２の方向に向いている上側に向けたままの状態で搭載される。
このことから、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からは離れた上方の待機位置Ｅに位置決めされている。つまり吐出ユニット２０は、図１に示す吐出ユニット上下動操作部３３によりＺ２方向に上昇された位置にあり、しかも吐出ユニット先端部６０は基板２５の被処理面２６の真上には位置していない。

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、吐出ユニット先端部６０の高さ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、吐出ユニット先端部６０がＺ１方向に下って図６（Ｃ）のように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）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、吐出ユニット先端部６０と基板５０の間の塗布ギャップに変更する。
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、吐出ユニットを下げて、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を基板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の撥液部１５０と親液部１５１の全体にわたって液材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Ｈ２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。このような手順で液材Ｍが形成パターン２７の上にわたって付着することにより、薄膜形成される。

選択付着ステップＳＴ３
図８は、このような液材Ｍの選択付着ステップＳＴ３、そして焼成ステップＳＴ４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ＳＴ３では、液材Ｍは、撥液部１５０の領域ではすぐに撥液されてしまうので、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。

焼成ステップＳＴ４
その後、図４と図８（Ｂ）に示すように焼成ステップＳＴ４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、Ｚ２方向に向いた状態、すなわち上側に向いた状態で移されることになる。このことから、基板の下面を反転するような反転操作機構などが不要である。
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ＳＴ４を行う。焼成ステップＳＴ４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ＳＴ５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１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。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Ｔ方向に直線移動可能である。

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。

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に対して薄膜形成をすることができる。
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が吐出ユニット上下動操作部３３により上下動操作することができる。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は上側に向けた状態で搭載部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が縦方向に向けた状態、下側に向けた状態、あるいは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。
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。

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・・・吐出ユニット上下動操作部、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

Claims (12)

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ための吐出ユニットと、
   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上下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与える圧力を変える圧力付与部と、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、前記液材は、前記形成パターンの全体に供給された後に、前記親液部において選択的に成膜されることを特徴とする請求項１に記載の液相成膜装置。
7. 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、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、
   を備えることを特徴とする液相成膜方法。
8. 前記搭載部の対象物移動操作部は、搭載されている前記対象物を直線移動させ、前記吸着部が、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していることを特徴とする請求項７に記載の液相成膜方法。
9. 吐出ユニット移動操作部が、前記吐出ユニット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させ、前記吸着部が、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していることを特徴とする請求項７に記載の液相成膜方法。
10. 吐出ユニット上下動操作部は、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ことを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の液相成膜方法。
11. 前記液材収容部のタンクは、外部から閉鎖されており、圧力付与部は、前記タンク内に収容されている前記液材の液面に与える圧力を変えることを特徴とする請求項７に記載の液相成膜方法。
12. 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、前記液材は、前記形成パターンの全体に供給された後に前記親液部において選択的に成膜されることを特徴とする請求項７に記載の液相成膜方法。

Images