JP2010181674A - Deposition method of alignment layer - Google Patents

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和昭 桜田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a deposition method by which an alignment layer having a uniform film thickness can be deposited on a substrate by preventing a variation in the film thickness of a material liquid when the material liquid including an alignment layer material is applied to a substrate using a liquid droplet ejecting means. <P>SOLUTION: A first material liquid L1 having a low alignment layer material concentration is applied to a substrate P and a second material liquid L2 having a high alignment layer material concentration is applied to the substrate P to which the first material liquid L1 has been applied. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、配向膜の成膜方法に関するものである。   The present invention relates to a method for forming an alignment film.

従来から、基板の表面に均一な膜厚の薄膜を形成できる成膜方法が知られている。この成膜方法は、ヘッドに並設された複数のノズルから溶液を噴射して、その下側を搬送される基板の表面に上記溶液を塗布する塗布方法において、上記基板を搬送し、その表面に上記ノズルから溶液を噴射塗布する第1の塗布工程と、上記第1の塗布工程終了後、上記基板を所定の角度だけ回転し、その向きを上記ノズルの並設方向に対して相対的に変える回転工程と、上記回転工程終了後、上記基板を再び搬送し、その表面に上記ノズルから溶液を噴射塗布する第2の塗布工程と、を具備するものである(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, a film forming method capable of forming a thin film with a uniform film thickness on the surface of a substrate is known. This film-forming method is a coating method in which a solution is sprayed from a plurality of nozzles arranged in parallel to a head, and the solution is applied to the surface of the substrate that is transported below the substrate. After the first application step of spraying and applying the solution from the nozzle and the first application step, the substrate is rotated by a predetermined angle, and the direction thereof is relative to the parallel arrangement direction of the nozzles. A rotating step of changing, and a second coating step of transporting the substrate again after the end of the rotating step and spray-coating the solution from the nozzle on the surface thereof (see, for example, Patent Document 1). .

また、各ノズルから基板に溶液をドッドで噴射する工程と、ヘッドと基板とを所定方向に相対的に移動させて所定間隔の一対のノズルから最初に基板に噴射された一対のドット間の部分を複数のドットによって塗り潰す工程とを具備し、最初に基板に所定間隔で噴射された一対のドット間の部分は、最初に噴射塗布されたドットに最後に噴射塗布されるドットが隣接することのない順序で、複数のドットによって塗り潰すものが開示されている(例えば、特許文献2参照)。   In addition, a step of ejecting the solution from each nozzle to the substrate with a dot, and a portion between a pair of dots that are first ejected from a pair of nozzles at a predetermined interval by relatively moving the head and the substrate in a predetermined direction A portion between a pair of dots first sprayed on the substrate at a predetermined interval is adjacent to a dot sprayed and applied last. There is disclosed a method of painting with a plurality of dots in an order without any reference (for example, see Patent Document 2).

また、基板に溶液をインクジェット方式によって塗布する溶液の塗布方法において、上記基板の上記溶液が塗布される板面を励起処理する工程と、上記基板の励起処理された板面に上記溶液をインクジェット方式によって塗布する工程とを備えているものが開示されている(例えば、特許文献3参照)。   Further, in a solution coating method for applying a solution to a substrate by an inkjet method, a step of exciting a plate surface of the substrate on which the solution is applied, and an inkjet method of applying the solution to the excited plate surface of the substrate And a step of applying by the above (for example, see Patent Document 3).

特開2005−193232号公報JP 2005-193232 A 特開2005−721号公報JP-A-2005-721 特開2004−255316号公報JP 2004-255316 A

しかしながら、上記従来の成膜方法では、液晶装置に用いられる配向膜を成膜するために、ポリイミドを溶解した溶液等、比較的粘度の高い液体を塗布する場合には、以下のような課題がある。   However, in the conventional film forming method, in order to form an alignment film used in a liquid crystal device, when applying a relatively high viscosity liquid such as a solution in which polyimide is dissolved, the following problems are encountered. is there.

特許文献1及び特許文献2では、図11(a)に示されるように、液滴吐出ヘッド34から基板P上に吐出した液滴が基板P上で十分に濡れ拡がらず、基板P上に配向膜の材料液Lがドット状に不連続に塗布されて配向膜の膜厚が不均一となるという課題がある。   In Patent Document 1 and Patent Document 2, as shown in FIG. 11A, the droplets ejected from the droplet ejection head 34 onto the substrate P are not sufficiently wetted and spread on the substrate P. There is a problem that the alignment film material liquid L is applied in a discontinuous manner in the form of dots, resulting in non-uniform film thickness of the alignment film.

また、塗布した材料液Lが基板P上で濡れ拡がらないため、例えば、図11(b)に示すように、液滴吐出ヘッド34の改行や複数の液滴吐出ヘッド34を用いることにより、液滴吐出ヘッド34の端部34eが重なる領域X2に液滴が重なって配置される領域X1が発生する。そのため、領域X1において材料液Lの膜厚が変動し、配向膜にスジ状のムラが発生するという課題がある。   Further, since the applied material liquid L does not spread on the substrate P, for example, as shown in FIG. 11B, by using a line feed of the droplet discharge head 34 or a plurality of droplet discharge heads 34, A region X1 is generated in which droplets overlap and are disposed in a region X2 where the end 34e of the droplet discharge head 34 overlaps. Therefore, there is a problem that the film thickness of the material liquid L varies in the region X1 and streaky unevenness occurs in the alignment film.

特許文献3では、基板上に吐出した液滴は濡れ拡がるが、基板の励起処理が必要であり、チャンバ等、基板の励起処理のための特殊な装置が必要であるという課題がある。   In Patent Document 3, droplets discharged onto a substrate spread out, but there is a problem that a substrate excitation process is required and a special apparatus for substrate excitation process such as a chamber is required.

そこで、この発明は、液滴吐出手段により配向膜を成膜する成膜装置を用いることができ、基板上に吐出した液滴を濡れ拡がらせて均一な膜厚の配向膜を形成することができる配向膜の成膜方法を提供するものである。   Therefore, the present invention can use a film forming apparatus for forming an alignment film by a droplet discharge means, and forms an alignment film having a uniform film thickness by spreading the discharged droplets on the substrate. The present invention provides a method for forming an alignment film that can be used.

上記の課題を解決するために、本発明の配向膜の成膜方法は、配向膜材料及び溶媒を含む材料液を液滴吐出手段を用いて基板上に塗布して配向膜を形成する配向膜の形成方法であって、前記基板上に第1の材料液を塗布する第1の塗布工程と、前記基板上に塗布された前記第1の材料液上に、第2の材料液を塗布する第2の塗布工程とを有し、前記第1の材料液の前記配向膜材料の濃度は、前記第2の材料液の前記配向膜材料の濃度より低いことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, an alignment film forming method of the present invention includes an alignment film that forms an alignment film by applying a material liquid containing an alignment film material and a solvent onto a substrate using a droplet discharge unit. A first application step of applying a first material liquid on the substrate, and applying a second material liquid on the first material liquid applied on the substrate. And a concentration of the alignment film material in the first material liquid is lower than a concentration of the alignment film material in the second material liquid.

このように成膜することで、第1の塗布工程において基板上に第1の材料液が塗布されると、第1の材料液に含まれる溶媒の一部が蒸発して、基板上が溶媒の蒸気に覆われた状態となる。この状態で基板上に第2の材料液の液滴を吐出すると、液滴は基板上に塗布された第1の材料液上に着弾する。ここで、第1の材料液は第2の材料液より材料液中の配向膜材料の濃度が低いため、第1の材料液に接触した第2の材料液の液滴の配向膜材料の濃度は低下する。つまり、第2の材料液の粘度が低下する。また、基板上が溶媒の蒸気に覆われているため、基板上に塗布された第2の材料液の乾燥が防止される。これらのことにより、基板上に着弾した液滴を容易に濡れ拡がらせ、均一な膜厚の材料液の膜を形成し、スジ状のムラの発生を防止して均一な膜厚の配向膜を形成することができる。また、液滴吐出手段により配向膜を成膜する成膜装置を用いることができ、チャンバ等を用いる必要がない。   By forming the film in this way, when the first material liquid is applied onto the substrate in the first application step, a part of the solvent contained in the first material liquid evaporates, and the substrate is solvent-borne. It becomes a state covered with steam. When a droplet of the second material liquid is ejected onto the substrate in this state, the droplet lands on the first material liquid applied on the substrate. Here, since the first material liquid has a lower concentration of the alignment film material in the material liquid than the second material liquid, the concentration of the alignment film material in the droplet of the second material liquid in contact with the first material liquid Will decline. That is, the viscosity of the second material liquid is lowered. Further, since the substrate is covered with the vapor of the solvent, drying of the second material liquid applied on the substrate is prevented. As a result, the liquid droplets that have landed on the substrate can be easily wetted and spread to form a film of a material liquid with a uniform film thickness, thereby preventing the occurrence of streaky irregularities and an alignment film with a uniform film thickness. Can be formed. In addition, a deposition apparatus that forms an alignment film by a droplet discharge unit can be used, and a chamber or the like is not necessary.

また、本発明の配向膜の成膜方法は、前記第1の塗布工程で吐出される第1の材料液の総量は、前記第2の塗布工程で吐出される第2の材料液の総量より少ないことを特徴とする。   In the alignment film forming method of the present invention, the total amount of the first material liquid discharged in the first application step is greater than the total amount of the second material liquid discharged in the second application step. Featuring few.

このように成膜することで、第1の材料液の膜厚が薄くなり、膜全体が乾燥しやすくなるため、膜全体が均一に乾燥する。このため、配向膜材料の移動による周縁部の膜厚の増加(いわゆる「しみ上がり」)を防止できる。   By forming the film in this way, the thickness of the first material liquid is reduced, and the entire film is easily dried. Therefore, the entire film is uniformly dried. For this reason, an increase in the film thickness of the peripheral portion due to the movement of the alignment film material (so-called “smearing”) can be prevented.

また、本発明の配向膜の成膜方法は、前記第1の塗布工程と前記第2の塗布工程とで吐出した液滴の中心位置が異なることを特徴とする。   The alignment film forming method of the present invention is characterized in that the center positions of the discharged droplets are different in the first application step and the second application step.

また、本発明の配向膜の成膜方法は、前記第2の塗布工程は、前記基板上に塗布した前記第1の材料液の前記溶媒が所定量残存した状態で行うことを特徴とする。ここで、所定量とは第1の材料液L1上に着弾した第2の材料液L2が容易に濡れ拡がることができる量を言う。   The alignment film forming method of the present invention is characterized in that the second application step is performed in a state where a predetermined amount of the solvent of the first material liquid applied on the substrate remains. Here, the predetermined amount refers to an amount by which the second material liquid L2 that has landed on the first material liquid L1 can easily spread.

また、本発明の配向膜の成膜方法は、前記第1の塗布工程において前記第1の材料液が塗布される第1の塗布領域が、前記第2の塗布工程において前記第2の材料液が塗布される第2の塗布領域に等しいかまたは含まれることを特徴とする。   In the alignment film forming method of the present invention, the first application region to which the first material solution is applied in the first application step is the second material solution in the second application step. Is equal to or included in the second application area to be applied.

このように成膜することで、第2の塗布工程において基板上に塗布される第2の材料液が第2の塗布領域の外側へ濡れ拡がることを防止できる。   By forming the film in this way, it is possible to prevent the second material liquid applied on the substrate in the second application step from spreading out to the outside of the second application region.

また、本発明の成膜方法は、前記液滴吐出手段と、前記基板を相対的に走査して液滴を前記基板上に塗布することを特徴とする。   Further, the film forming method of the present invention is characterized in that the droplet is applied onto the substrate by relatively scanning the droplet discharge means and the substrate.

また、本発明の成膜方法は、前記液滴吐出手段が、複数の液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出ヘッド群であることを特徴とする。   The film forming method of the present invention is characterized in that the droplet discharge means is a droplet discharge head group having a plurality of droplet discharge heads.

このように成膜することで、膜形成にかかる時間を短縮することができ、膜全体の乾燥状態を均一にすることができる。   By forming the film in this way, the time required for film formation can be shortened, and the dry state of the entire film can be made uniform.

また、本発明の成膜方法は、前記液滴吐出ヘッド群の長さが、前記第2の塗布領域の走査方向と交差する方向の最大幅より長いことを特徴とする。   In the film forming method of the present invention, the length of the droplet discharge head group is longer than the maximum width in the direction intersecting the scanning direction of the second application region.

このように成膜することで、第1の塗布工程及び第2の塗布工程をそれぞれ一回の走査で完了することができる。したがって、複数のヘッドを用いることで、膜形成にかかる時間を短縮することができ、膜全体の乾燥状態を均一にすることができる。   By forming the film in this manner, the first coating process and the second coating process can be completed with one scan. Therefore, by using a plurality of heads, the time required for film formation can be shortened, and the dry state of the entire film can be made uniform.

また、本発明の成膜方法は、前記材料液が、ポリイミドが溶解した溶液であることを特徴とする。   In the film forming method of the present invention, the material solution is a solution in which polyimide is dissolved.

本発明の実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す模式図。The schematic diagram which shows schematic structure of the film-forming apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る液滴吐出ヘッドの構成を説明する断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a droplet discharge head according to an embodiment of the invention. 同液滴吐出ヘッドの要部断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of the droplet discharge head. 同液滴吐出ヘッドの底面図。The bottom view of the droplet discharge head. (a)〜(c)は、第1の塗布工程において、基板上に液滴を塗布する様子を示す断面図。(A)-(c) is sectional drawing which shows a mode that a droplet is apply | coated on a board | substrate in a 1st application | coating process. 第1の塗布工程において、液滴を塗布した基板の様子を示す平面図。The top view which shows the mode of the board | substrate which apply | coated the droplet in the 1st application | coating process. 第2の塗布工程において、液滴を塗布した基板の様子を示す断面図。Sectional drawing which shows the mode of the board | substrate which apply | coated the droplet in the 2nd application | coating process. 第2の塗布工程において、液滴を塗布した基板の様子を示す平面図。The top view which shows the mode of the board | substrate which apply | coated the droplet in the 2nd application | coating process. 第2の塗布工程において、液滴を塗布した基板の様子を示す断面図。Sectional drawing which shows the mode of the board | substrate which apply | coated the droplet in the 2nd application | coating process. 第1の塗布工程において、液滴を塗布した基板の様子を示す平面図。The top view which shows the mode of the board | substrate which apply | coated the droplet in the 1st application | coating process. (a)及び(c)は、従来の配向膜の成膜工程を示す断面図。(A) And (c) is sectional drawing which shows the film-forming process of the conventional alignment film.

次に、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.

(成膜装置)
図1は、液滴吐出法により基板P上に膜を成膜する成膜装置10の概略構成を示す模式図である。図1に示すように、成膜装置10は、ベース31と、基板移動手段32と、ヘッド移動手段33と、液滴吐出ヘッド34と、液体供給部35と、制御装置40とを備えて構成されている。ベース31の上には、基板移動手段32と、ヘッド移動手段33とが設置されている。また、成膜装置10は、不図示のクリーニングユニットと、キャッピングユニットとを備えている。
(Deposition system)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a film forming apparatus 10 that forms a film on a substrate P by a droplet discharge method. As shown in FIG. 1, the film forming apparatus 10 includes a base 31, a substrate moving unit 32, a head moving unit 33, a droplet discharge head 34, a liquid supply unit 35, and a control device 40. Has been. A substrate moving means 32 and a head moving means 33 are installed on the base 31. The film forming apparatus 10 includes a cleaning unit (not shown) and a capping unit.

基板移動手段32はベース31上に設けられ、Y軸方向に沿って配置されたガイドレール36を有している。この基板移動手段32は、例えばリニアモーター(図示せず)により、スライダー37をガイドレール36に沿って移動させるよう構成されている。   The substrate moving means 32 has a guide rail 36 provided on the base 31 and arranged along the Y-axis direction. The substrate moving means 32 is configured to move the slider 37 along the guide rail 36 by, for example, a linear motor (not shown).

スライダー37上にはステージ39が固定されており、このステージ39は、基板Pを位置決めして保持するためのものである。即ち、このステージ39は、公知の吸着保持手段(図示せず)を有し、この吸着保持手段を作動させることにより、基板Pをステージ39の上に吸着保持するように構成されている。基板Pは、例えばステージ39の位置決めピン(図示せず)により、ステージ39上の所定位置に正確に位置決めされ、保持されるようになっている。   A stage 39 is fixed on the slider 37, and this stage 39 is for positioning and holding the substrate P. That is, the stage 39 has a known suction holding means (not shown), and is configured to suck and hold the substrate P on the stage 39 by operating the suction holding means. The substrate P is accurately positioned and held at a predetermined position on the stage 39 by a positioning pin (not shown) of the stage 39, for example.

ヘッド移動手段33は、ベース31の後部側に立てられた一対の架台33a,33aと、これら架台33a,33a上に設けられた走行路33bを備え、この走行路33bをX軸方向、即ち前記の基板移動手段32のY軸方向と直交する方向に沿って配置したものである。走行路33bは、架台33a,33a間に渡された保持板33cと、この保持板33c上に設けられた一対のガイドレール33d,33dとを備え、ガイドレール33d,33dの長さ方向に液滴吐出ヘッド34を搭載するキャリッジ42を移動可能に保持している。キャリッジ42は、リニアモーター(図示せず)等の作動によってガイドレール33d,33d上を移動し、これにより液滴吐出ヘッド34をX軸方向に移動させるように構成されている。   The head moving means 33 includes a pair of mounts 33a and 33a standing on the rear side of the base 31 and a travel path 33b provided on the mounts 33a and 33a. The substrate moving means 32 is arranged along a direction orthogonal to the Y-axis direction. The travel path 33b includes a holding plate 33c passed between the gantry 33a and 33a and a pair of guide rails 33d and 33d provided on the holding plate 33c, and a liquid is provided in the length direction of the guide rails 33d and 33d. A carriage 42 on which the droplet discharge head 34 is mounted is movably held. The carriage 42 is configured to move on the guide rails 33d and 33d by operation of a linear motor (not shown) or the like, thereby moving the droplet discharge head 34 in the X-axis direction.

ここで、このキャリッジ42は、ガイドレール33d,33dの長さ方向、即ちX軸方向に、例えば、1μm単位で移動可能になっている。キャリッジ42のこのような移動はコンピューター等からなる制御装置40によって制御可能に構成されている。   Here, the carriage 42 is movable in the length direction of the guide rails 33d, 33d, that is, in the X-axis direction, for example, in units of 1 μm. Such movement of the carriage 42 is configured to be controllable by a control device 40 including a computer or the like.

制御装置40は、液滴吐出ヘッド34の位置情報、即ち液滴吐出ヘッド34のガイドレール33d,33d上での位置(X座標)とそのときの各ノズルの位置(X座標)とを検知して記憶するものである。   The control device 40 detects the position information of the droplet discharge head 34, that is, the position (X coordinate) of the droplet discharge head 34 on the guide rails 33d and 33d and the position of each nozzle (X coordinate) at that time. To remember.

液滴吐出ヘッド34は、キャリッジ42に取付部43を介して回動可能に取り付けられたものである。取付部43にはモーター44が設けられており、液滴吐出ヘッド34はその支持軸(図示せず)がモーター44に連結している。このような構成のもとに、液滴吐出ヘッド34はその周方向に回動可能となっている。また、モーター44も制御装置40に接続されており、これによって液滴吐出ヘッド34はその周方向への回動が、制御装置40に制御されるようになっている。   The droplet discharge head 34 is rotatably attached to the carriage 42 via an attachment portion 43. The mounting portion 43 is provided with a motor 44, and the droplet discharge head 34 has a support shaft (not shown) connected to the motor 44. Based on such a configuration, the droplet discharge head 34 is rotatable in the circumferential direction. Further, the motor 44 is also connected to the control device 40, so that the rotation of the droplet discharge head 34 in the circumferential direction is controlled by the control device 40.

液体供給部35は、インク(材料液)を液滴吐出ヘッド34に供給するものである。液滴吐出ヘッド34に供給する材料液は、溶媒に液晶分子の配向を規制する配向膜の材料を溶解させた溶液である。配向膜の材料としては、例えば、ポリイミドが用いられ、この配向膜材料を溶解可能な溶媒として、例えば、ブチルセロソルブ等の有機溶媒を用いることができる。   The liquid supply unit 35 supplies ink (material liquid) to the droplet discharge head 34. The material liquid supplied to the droplet discharge head 34 is a solution in which a material for an alignment film that regulates the alignment of liquid crystal molecules is dissolved in a solvent. For example, polyimide is used as a material for the alignment film, and an organic solvent such as butyl cellosolve can be used as a solvent capable of dissolving the alignment film material.

また、液体供給部35は、配向膜の材料の固形分濃度が低い第1の材料液L1が充填された液体供給容器45Aと、配向膜の材料の固形分濃度が高い第2の材料液L2が充填された液体供給容器45Bと、これら液体供給容器45A及び液体供給容器45Bから液滴吐出ヘッド34に第1の材料液L1を送るための液体供給チューブ46Aと、第2の材料液L2を送るための液体供給チューブ46Bとを備えている。   The liquid supply unit 35 includes a liquid supply container 45A filled with the first material liquid L1 having a low solid content concentration of the alignment film material, and a second material liquid L2 having a high solid content concentration of the alignment film material. A liquid supply container 45B filled with liquid, a liquid supply tube 46A for sending the first material liquid L1 from the liquid supply container 45A and the liquid supply container 45B to the droplet discharge head 34, and a second material liquid L2. And a liquid supply tube 46B for feeding.

図2は液滴吐出ヘッド34の構成を説明する断面図、図3は液滴吐出ヘッド34の要部断面図である。
本実施形態における液滴吐出ヘッド34は、導入針ユニット117、ヘッドケース118、流路ユニット119及びアクチュエーターユニット120A,120Bを主な構成要素としている。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the droplet discharge head 34, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part of the droplet discharge head 34.
The droplet discharge head 34 in this embodiment includes an introduction needle unit 117, a head case 118, a flow path unit 119, and actuator units 120A and 120B as main components.

導入針ユニット117の上面にはフィルター121A,121Bを介在させた状態で2本の液体導入針122A,122Bが横並びで取り付けられている。これらの液体導入針122A,122Bには、サブタンク102A,102Bがそれぞれ装着される。また、導入針ユニット117の内部には、各液体導入針122A,122Bに対応した液体導入路123A,123Bが形成されている。   Two liquid introduction needles 122A and 122B are mounted side by side on the upper surface of the introduction needle unit 117 with the filters 121A and 121B interposed therebetween. The sub tanks 102A and 102B are attached to the liquid introduction needles 122A and 122B, respectively. In addition, liquid introduction paths 123A and 123B corresponding to the liquid introduction needles 122A and 122B are formed inside the introduction needle unit 117, respectively.

この液体導入路123A,123Bの上端はフィルター121A,121Bを介して液体導入針122A,122Bに連通し、下端はパッキン124を介してヘッドケース118内部に形成されたケース流路125A,125Bと連通する。   The upper ends of the liquid introduction paths 123A and 123B communicate with the liquid introduction needles 122A and 122B via the filters 121A and 121B, and the lower ends communicate with case flow paths 125A and 125B formed inside the head case 118 via the packing 124. To do.

フィルター121A,121Bは、第1の材料液L1及び第2の材料液L2に含まれる異物を除去するために配設され、その材質は、例えば、ステンレス鋼であって、メッシュ状に形成されている。   The filters 121A and 121B are arranged to remove foreign substances contained in the first material liquid L1 and the second material liquid L2, and the material thereof is, for example, stainless steel and is formed in a mesh shape. Yes.

サブタンク102A,102Bは、ポリプロピレン等の樹脂製材料によって成型されている。このサブタンク102A,102Bには、液室127A,127Bとなる凹部が形成され、この凹部の開口面に弾性シート126A,126Bを貼設して液室127A,127Bが区画されている。   The sub tanks 102A and 102B are molded from a resin material such as polypropylene. The sub tanks 102A and 102B are formed with recesses to be the liquid chambers 127A and 127B, and the elastic chambers 126A and 126B are attached to the opening surfaces of the recesses to partition the liquid chambers 127A and 127B.

また、サブタンク102A,102Bの下部には液体導入針122A,122Bが挿入される針接続部128A,128Bが下方に向けて突設されている。サブタンク102A,102Bにおける液室127A,127Bは、底の浅いすり鉢形状をしている。液室127A,127Bの側面における上下中央よりも少し下の位置には、針接続部128A,128Bとの間を連通する接続流路129A,129Bの上流側開口が臨んでおり、この上流側開口には第1の材料液L1及び第2の材料液L2を濾過するタンク部フィルター130A,130Bがそれぞれ取り付けられている。   In addition, needle connecting portions 128A and 128B into which the liquid introduction needles 122A and 122B are inserted project downward from the sub tanks 102A and 102B. The liquid chambers 127A and 127B in the sub tanks 102A and 102B have a mortar shape with a shallow bottom. The upstream openings of the connection flow paths 129A and 129B communicating with the needle connecting portions 128A and 128B face the positions slightly below the vertical center on the side surfaces of the liquid chambers 127A and 127B. Are attached with tank part filters 130A and 130B for filtering the first material liquid L1 and the second material liquid L2, respectively.

針接続部128A,128Bの内部空間には液体導入針122A,122Bが液密に嵌入されるシール部材131A,131Bが嵌め込まれている。このサブタンク102A,102Bには、それぞれ液体供給チューブ46A及び液体供給チューブ46Bが接続される。液体供給チューブ46Aは、液体供給部35の液体供給容器45Aに貯留された第1の材料液L1を供給する。また、液体供給チューブ46Bは、液体供給部35の液体供給容器45Bに貯留された第2の材料液L2を供給する。従って、液体供給チューブ46A及び液体供給チューブ46Bを通ってきた第1の材料液L1及び第2の材料液L2は、それぞれ液室127A及び液室127Bに流入する。   Seal members 131A and 131B into which the liquid introduction needles 122A and 122B are liquid-tightly fitted are fitted in the internal spaces of the needle connection portions 128A and 128B. A liquid supply tube 46A and a liquid supply tube 46B are connected to the sub tanks 102A and 102B, respectively. The liquid supply tube 46A supplies the first material liquid L1 stored in the liquid supply container 45A of the liquid supply unit 35. The liquid supply tube 46 </ b> B supplies the second material liquid L <b> 2 stored in the liquid supply container 45 </ b> B of the liquid supply unit 35. Accordingly, the first material liquid L1 and the second material liquid L2 that have passed through the liquid supply tube 46A and the liquid supply tube 46B flow into the liquid chamber 127A and the liquid chamber 127B, respectively.

上記の弾性シート126A,126Bは、液室127A,127Bを収縮させる方向と膨張させる方向とに変形可能である。そして、この弾性シート126A,126Bの変形によるダンパー機能によって、第1の材料液L1及び第2の材料液L2の圧力変動が吸収される。即ち、弾性シート126A,126Bの作用によってサブタンク102A,102Bが圧力ダンパーとして機能する。従って、第1の材料液L1及び第2の材料液L2は、サブタンク102A,102B内で圧力変動が吸収された状態で液滴吐出ヘッド34側に供給される。   The elastic sheets 126A and 126B can be deformed in a direction in which the liquid chambers 127A and 127B are contracted and expanded. The pressure fluctuations of the first material liquid L1 and the second material liquid L2 are absorbed by the damper function due to the deformation of the elastic sheets 126A and 126B. That is, the sub tanks 102A and 102B function as pressure dampers by the action of the elastic sheets 126A and 126B. Accordingly, the first material liquid L1 and the second material liquid L2 are supplied to the droplet discharge head 34 side in a state where pressure fluctuation is absorbed in the sub tanks 102A and 102B.

ヘッドケース118は、合成樹脂製の中空箱体状部材であり、下端面に接着剤を介して流路ユニット119を接合し、内部に形成された収容空部137A,137B内にアクチュエーターユニット120A,120Bを収容し、流路ユニット119側とは反対側の上端面にパッキン124を介在した状態で導入針ユニット117を取り付けるようになっている。   The head case 118 is a synthetic resin hollow box-like member, and a flow path unit 119 is joined to the lower end surface via an adhesive, and the actuator units 120A, 137B are formed in the housing empty portions 137A, 137B formed inside. 120B is accommodated, and the introduction needle unit 117 is attached with the packing 124 interposed on the upper end surface opposite to the flow path unit 119 side.

このヘッドケース118の内部には、高さ方向を貫通してケース流路125A,125Bが設けられている。このケース流路125A,125Bの上端は、パッキン124を介して導入針ユニット117の液体導入路123A,123Bとそれぞれ連通するようになっている。   Inside the head case 118, case flow paths 125A and 125B are provided through the height direction. The upper ends of the case flow paths 125A and 125B communicate with the liquid introduction paths 123A and 123B of the introduction needle unit 117 through the packing 124, respectively.

また、ケース流路125A,125Bの下端は、流路ユニット119内の共通液室144A及び共通液室144Bに連通するようになっている。従って、液体導入針122A,122Bから導入された第1の材料液L1及び第2の材料液L2は、液体導入路123A,123B及びケース流路125A,125Bを通じて共通液室144A及び共通液室144B側にそれぞれ供給される。   The lower ends of the case flow paths 125A and 125B communicate with the common liquid chamber 144A and the common liquid chamber 144B in the flow path unit 119. Therefore, the first material liquid L1 and the second material liquid L2 introduced from the liquid introduction needles 122A and 122B are common liquid chamber 144A and common liquid chamber 144B through the liquid introduction paths 123A and 123B and the case flow paths 125A and 125B. Supplied to each side.

ヘッドケース118の収容空部137A,137B内に収容されるアクチュエーターユニット120A,120Bは、図3に示すように、櫛歯状に列設された複数の圧電振動子138A,138Bと、この圧電振動子138A,138Bが接合される固定板139A,139Bと、制御装置40からの駆動信号を圧電振動子138A,138Bに供給する配線部材としてのフレキシブルケーブル140A,140Bとから構成される。各圧電振動子138A,138Bは、固定端部側が固定板139A,139B上に接合され、自由端部側が固定板139A,139Bの先端面よりも外側に突出している。即ち、各圧電振動子138A,138Bは、所謂片持ち梁の状態で固定板139A,139B上にそれぞれ取り付けられている。   As shown in FIG. 3, the actuator units 120A and 120B accommodated in the accommodating empty portions 137A and 137B of the head case 118 include a plurality of piezoelectric vibrators 138A and 138B arranged in a comb shape, and the piezoelectric vibrations. The fixed plates 139A and 139B to which the children 138A and 138B are joined, and flexible cables 140A and 140B as wiring members for supplying a drive signal from the control device 40 to the piezoelectric vibrators 138A and 138B, are configured. Each piezoelectric vibrator 138A, 138B has a fixed end portion joined to the fixed plates 139A, 139B, and a free end portion protruding outward from the front end surfaces of the fixed plates 139A, 139B. That is, the piezoelectric vibrators 138A and 138B are mounted on the fixing plates 139A and 139B in a so-called cantilever state.

また、各圧電振動子138A,138Bを支持する固定板139A,139Bは、例えば、厚さ1mm程度のステンレス鋼によって構成されている。そして、アクチュエーターユニット120A,120Bは、固定板139A,139Bの背面を、収容空部137A,137Bを区画するケース内壁面に接着することで収容空部137A,137B内にそれぞれ収納・固定されている。   The fixing plates 139A and 139B that support the piezoelectric vibrators 138A and 138B are made of, for example, stainless steel having a thickness of about 1 mm. The actuator units 120A and 120B are housed and fixed in the housing cavities 137A and 137B by bonding the back surfaces of the fixing plates 139A and 139B to the inner wall surface of the case that partitions the housing cavities 137A and 137B, respectively. .

流路ユニット119は、振動板141、流路基板142及びノズル基板143からなる流路ユニット構成部材を積層した状態で接着剤を介して接合して一体化することにより作製されている。これらは、共通液室144Aから液供給口145A及び圧力室146Aを通りノズル147Aに至るまでの一連の第1液流路と、共通液室144Bから液供給口145B及び圧力室146Bを通りノズル147Bに至るまでの一連の第2液流路とを形成する部材である。   The flow path unit 119 is manufactured by joining and integrating with an adhesive in a state where the flow path unit constituent members including the vibration plate 141, the flow path substrate 142, and the nozzle substrate 143 are stacked. These are a series of first liquid flow paths from the common liquid chamber 144A through the liquid supply port 145A and the pressure chamber 146A to the nozzle 147A, and from the common liquid chamber 144B through the liquid supply port 145B and the pressure chamber 146B to the nozzle 147B. This is a member that forms a series of second liquid flow paths up to.

圧力室146A,146Bは、ノズル147A,147Bの列設方向に対して直交する方向に細長い室として形成されている。   The pressure chambers 146A and 146B are formed as elongated chambers in a direction orthogonal to the direction in which the nozzles 147A and 147B are arranged.

また、共通液室144A、共通液室144Bは、ケース流路125A,125Bと連通し、液体導入針122A,122B側からの第1の材料液L1、第2の材料液L2がそれぞれ導入される室である。そして、この共通液室144A及び共通液室144Bに導入された第1の材料液L1及び第2の材料液L2は、液供給口145A及び液供給口145Bを通じてそれぞれ圧力室146A,146Bに分配供給される。   The common liquid chamber 144A and the common liquid chamber 144B communicate with the case flow paths 125A and 125B, and the first material liquid L1 and the second material liquid L2 are introduced from the liquid introduction needles 122A and 122B, respectively. It is a room. The first material liquid L1 and the second material liquid L2 introduced into the common liquid chamber 144A and the common liquid chamber 144B are distributed and supplied to the pressure chambers 146A and 146B through the liquid supply port 145A and the liquid supply port 145B, respectively. Is done.

流路ユニット119の底部に配置されるノズル基板143は、図4に示すように、ドット形成密度に対応したピッチ(例えば180dpi)で複数のノズル147A,147Bを列状に開設した金属製の薄い板材である。本実施形態のノズル基板143は、ステンレス鋼の板材によって作製され、本実施形態においてはノズル147Aの列及びノズル147Bの列が、それぞれサブタンク102A及びサブタンク102Bに対応して複数形成されている(図4では図示省略)。   As shown in FIG. 4, the nozzle substrate 143 disposed at the bottom of the flow path unit 119 is a thin metal plate in which a plurality of nozzles 147A and 147B are opened in a row at a pitch (for example, 180 dpi) corresponding to the dot formation density. It is a board material. The nozzle substrate 143 of the present embodiment is made of a stainless steel plate, and in this embodiment, a plurality of rows of nozzles 147A and nozzles 147B are formed corresponding to the sub tank 102A and the sub tank 102B, respectively (FIG. 4 is not shown).

ノズル基板143と振動板141との間に配置される流路基板142は、第1液流路及び第2液流路となる流路部、具体的には、共通液室144A、共通液室144B、液供給口145A、液供給口145B及び圧力室146A,146Bとなる空部が区画形成された板状の部材である。   The flow path substrate 142 disposed between the nozzle substrate 143 and the vibration plate 141 is a flow path portion that becomes the first liquid flow path and the second liquid flow path, specifically, the common liquid chamber 144A, the common liquid chamber. 144B is a plate-like member in which empty portions that become the liquid supply port 145A, the liquid supply port 145B, and the pressure chambers 146A and 146B are partitioned.

本実施形態において、流路基板142は、結晶性を有する基材であるSiウェハーを異方性エッチング処理することによって作製されている。振動板141は、ステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工した二重構造の複合板材である。この振動板141の圧力室146A,146Bに対応する部分には、エッチングなどによって支持板を環状に除去することで、圧電振動子138A,138Bの先端面が接合される島部148A,148Bが形成されており、この部分はダイヤフラム部として機能する。即ち、この振動板141は、圧電振動子138A,138Bの作動に応じて島部148A,148Bの周囲の弾性フィルムが弾性変形するように構成されている。また、振動板141は、流路基板142の一方の開口面を封止し、コンプライアンス部149A,149Bとしても機能する。このコンプライアンス部149A,149Bに相当する部分についてはダイヤフラム部と同様にエッチングなどにより支持板を除去して弾性フィルムだけにしている。   In the present embodiment, the flow path substrate 142 is manufactured by performing an anisotropic etching process on a Si wafer which is a base material having crystallinity. The vibration plate 141 is a composite plate material having a double structure in which an elastic film is laminated on a metal support plate such as stainless steel. At portions corresponding to the pressure chambers 146A and 146B of the vibration plate 141, island portions 148A and 148B to which the tip surfaces of the piezoelectric vibrators 138A and 138B are joined are formed by removing the support plate in an annular shape by etching or the like. This part functions as a diaphragm part. That is, the diaphragm 141 is configured such that the elastic film around the island portions 148A and 148B is elastically deformed in accordance with the operation of the piezoelectric vibrators 138A and 138B. The vibration plate 141 also seals one opening surface of the flow path substrate 142 and functions as the compliance portions 149A and 149B. As for the portions corresponding to the compliance portions 149A and 149B, the support plate is removed by etching or the like in the same manner as the diaphragm portion to make only the elastic film.

そして、上記の液滴吐出ヘッド34において、フレキシブルケーブル140A,140Bを通じて駆動信号が圧電振動子138A,138Bに供給されると、この圧電振動子138A,138Bが素子長手方向に伸縮し、これに伴い島部148A,148Bが圧力室146A,146Bに近接する方向或いは離隔する方向に移動する。これにより、圧力室146A,146Bの容積が変化し、圧力室146A,146B内の第1の材料液L1及び第2の材料液L2に圧力変動が生じる。この圧力変動によってノズル147A,147Bからそれぞれ液滴状となった第1の材料液L1及び第2の材料液L2が吐出される。   In the droplet discharge head 34, when a drive signal is supplied to the piezoelectric vibrators 138A and 138B through the flexible cables 140A and 140B, the piezoelectric vibrators 138A and 138B expand and contract in the longitudinal direction of the element. The island portions 148A and 148B move in a direction close to or away from the pressure chambers 146A and 146B. As a result, the volumes of the pressure chambers 146A and 146B change, and pressure fluctuations occur in the first material liquid L1 and the second material liquid L2 in the pressure chambers 146A and 146B. Due to this pressure fluctuation, the first material liquid L1 and the second material liquid L2 that are in the form of droplets are ejected from the nozzles 147A and 147B, respectively.

(配向膜の成膜方法)
次に、本実施形態の成膜方法について説明する。本実施形態では、基板Pとして透明基板上に絶縁膜、TFT、電極及び配線等が形成された液晶装置の素子基板を用意し、成膜装置10を用いて基板P上に上述の材料液を吐出して配向膜を成膜する方法について説明する。
(Method for forming alignment film)
Next, the film forming method of this embodiment will be described. In the present embodiment, an element substrate of a liquid crystal device in which an insulating film, a TFT, an electrode, a wiring, and the like are formed on a transparent substrate as a substrate P is prepared, and the above-described material liquid is applied onto the substrate P using the film forming apparatus 10. A method for forming an alignment film by discharging will be described.

まず、図1に示すように、ステージ39上に基板Pを位置決めピンにより位置決めして配置し、吸着保持手段に吸着保持する。これにより、基板Pは、ステージ39上に正確に位置決めされた状態で保持される。   First, as shown in FIG. 1, the substrate P is positioned on the stage 39 by positioning pins, and is sucked and held by the suction holding means. As a result, the substrate P is held in a state of being accurately positioned on the stage 39.

次に、第1の塗布工程について説明する。基板移動手段32及びヘッド移動手段33により液滴吐出ヘッド34を移動させると共に、取付部43のモーター44を作動させて、図4に示すように、液滴吐出ヘッド34を基板Pに対する初期位置に配置する。   Next, the first application process will be described. The droplet discharge head 34 is moved by the substrate moving means 32 and the head moving means 33 and the motor 44 of the mounting portion 43 is operated to bring the droplet discharge head 34 into the initial position with respect to the substrate P as shown in FIG. Deploy.

第1の塗布工程では、図4に示すように、第2の塗布領域B内に含まれる第1の塗布領域Aに第1の材料液L1を塗布する。本実施形態では、第1の材料液として、N−メチル−2−ピロリドン(N−methylpyrrolidone:NMP)にポリイミドを固形分濃度が1%となるように溶解させた溶液を用いる。ここで、第1の材料液L1として配向膜材料を溶解可能な溶媒を用いた場合では、第2の材料液L2を塗布した際に、第1の材料液L1と第2の材料液L2との固形分濃度の差が大きくなるため、固形分が均一に分散せず、濃度むらが生じる。また、固形分濃度が高い場合では、基板P上に塗布した際に、容易に濡れ広がらず、膜厚にむらが生じる。このため、第1の材料液の固形分濃度は、0.5%〜1.5%の範囲内であることが望ましい。   In the first application step, the first material liquid L1 is applied to the first application region A included in the second application region B as shown in FIG. In this embodiment, a solution in which polyimide is dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) so as to have a solid content concentration of 1% is used as the first material liquid. Here, when a solvent capable of dissolving the alignment film material is used as the first material liquid L1, when the second material liquid L2 is applied, the first material liquid L1 and the second material liquid L2 Therefore, the solid content is not uniformly dispersed, resulting in uneven density. Further, when the solid content concentration is high, when applied on the substrate P, the film does not easily spread and the film thickness becomes uneven. For this reason, it is desirable that the solid content concentration of the first material liquid is in the range of 0.5% to 1.5%.

第1の材料液L1を塗布する第1の塗布領域Aは、第2の塗布領域BよりX軸方向及びY軸方向ともにそれぞれ0.5mm小さい領域とする。このようにすると、第2の塗布工程において基板P上に塗布される材料液が第2の塗布領域Bの外側へ濡れ拡がることを防止することができる。   The first application area A where the first material liquid L1 is applied is an area smaller than the second application area B by 0.5 mm in both the X-axis direction and the Y-axis direction. If it does in this way, it can prevent that the material liquid apply | coated on the board | substrate P in a 2nd application | coating process spreads outside the 2nd application | coating area | region B.

次に、基板移動手段32によりステージ39をY軸正方向に移動させることで、液滴吐出ヘッド34を基板Pに対して相対的にY軸負方向に移動させながら、液滴吐出ヘッド34のノズル147から基板P上に、図5(a)に示すように、第1の材料液L1を液滴として吐出して塗布する。ここで、第1の材料液L1の液滴中心間距離Cを、第1の材料液L1の液滴が図5(b)に示すように基板P上に着弾して、図5(c)に示すように基板P上で拡張したときの液滴径Dと略等しくなるように調整することによって、隣接する液滴同士が辛うじて繋がる程度のごく薄い膜を形勢する。このように成膜することで、第1の材料液の膜厚が薄くなり、膜全体が乾燥しやすくなるため、膜全体が均一に乾燥する。このため、配向膜材料の移動による周縁部の膜厚の増加(いわゆる「しみ上がり」)を防止できる。   Next, the stage 39 is moved in the positive Y-axis direction by the substrate moving means 32, so that the droplet discharge head 34 is moved in the negative Y-axis direction relative to the substrate P, while the droplet discharge head 34 is moved. As shown in FIG. 5A, the first material liquid L1 is ejected and applied as droplets from the nozzle 147 onto the substrate P. Here, the distance C between the centers of the droplets of the first material liquid L1 is set so that the droplets of the first material liquid L1 land on the substrate P as shown in FIG. 5B, and FIG. As shown in FIG. 5, by adjusting the droplet diameter D so as to be substantially equal to that when expanded on the substrate P, a very thin film is formed so that adjacent droplets are barely connected to each other. By forming the film in this way, the thickness of the first material liquid is reduced, and the entire film is easily dried. Therefore, the entire film is uniformly dried. For this reason, an increase in the film thickness of the peripheral portion due to the movement of the alignment film material (so-called “smearing”) can be prevented.

液滴中心間距離Cは公知の技術を用いて調整することができる。例えば、液滴吐出ヘッド34を回動させ、走査方向と直交する方向のノズル間隔を調整することで、液滴中心間距離Cを調整することができる。また、ノズルを選択的に使用し、吐出間隔を変更することで、液滴中心間距離Cを調整することもできる。   The distance C between the droplet centers can be adjusted using a known technique. For example, the droplet center distance C can be adjusted by rotating the droplet discharge head 34 and adjusting the nozzle interval in the direction orthogonal to the scanning direction. Moreover, the distance C between droplet centers can also be adjusted by selectively using nozzles and changing the discharge interval.

図4に示すように、初期位置側の縁から吐出開始位置とは反対側の縁まで第1の材料液L1を塗布したら、ヘッド移動手段33により、液滴吐出ヘッド34をX軸正方向に移動させて改行し、基板移動手段32によりステージ39をY軸負方向に移動させる。そして、液滴吐出ヘッド34を基板Pに対して相対的にY軸正方向に移動させながら、液滴吐出ヘッド34のノズル147から基板P上に第1の材料液L1を吐出して塗布する。このように、配向膜の第1の塗布領域Aの外縁でX軸正方向に改行を繰り返しながら、液滴吐出ヘッド34をY軸方向に往復させ、第1の塗布領域の全域に第1の材料液L1を塗布する(第1の塗布工程)。   As shown in FIG. 4, after the first material liquid L1 is applied from the edge on the initial position side to the edge on the opposite side to the discharge start position, the liquid droplet discharge head 34 is moved in the positive X-axis direction by the head moving means 33. The stage 39 is moved in the negative direction of the Y axis by the substrate moving means 32. Then, the first material liquid L1 is ejected and applied onto the substrate P from the nozzle 147 of the droplet ejection head 34 while moving the droplet ejection head 34 in the positive Y-axis direction relative to the substrate P. . In this manner, while repeating the line feed in the positive direction of the X axis at the outer edge of the first coating region A of the alignment film, the droplet discharge head 34 is reciprocated in the Y axis direction, and the first coating region is entirely covered with the first coating region A. The material liquid L1 is applied (first application process).

このように塗布すると、図6に示すように、基板P上に第1の材料液L1が隣接する液滴どうしが辛うじて繋がる程度に配置され、薄く塗布された状態となる。但し、この状態では図6の網掛け部で示されるような第1の材料液L1が付与されない箇所が残ることが考えられる。しかし、基板上の液滴の表面張力によって、液滴どうしが間隙を埋めるように繋がり、連続的な膜を形成することができ、第1の材料液L1が薄く塗布された状態となる。   When applied in this manner, as shown in FIG. 6, the first material liquid L1 is disposed on the substrate P to such an extent that the adjacent droplets are barely connected to each other, and is thinly applied. However, in this state, it is conceivable that a portion to which the first material liquid L1 is not applied as shown by the shaded portion in FIG. 6 remains. However, due to the surface tension of the droplets on the substrate, the droplets are connected to fill the gap, and a continuous film can be formed, and the first material liquid L1 is thinly applied.

そして、基板P上で第1の材料液L1の溶媒が蒸発してその蒸気が発生し、基板P上が第1の材料液L1の溶媒の蒸気によって覆われた状態となる。   Then, the solvent of the first material liquid L1 evaporates on the substrate P to generate the vapor, and the substrate P is covered with the solvent vapor of the first material liquid L1.

次に、第2の塗布工程について説明する。第2の塗布工程は、基板P上に塗布された第1の材料液L1に含まれる溶媒が所定量残存した状態で行う。ここで、所定量とは第1の材料液L1上に着弾した第2の材料液L2が容易に濡れ拡がることができる量を言う。   Next, the second application process will be described. The second application step is performed in a state where a predetermined amount of the solvent contained in the first material liquid L1 applied on the substrate P remains. Here, the predetermined amount refers to an amount by which the second material liquid L2 that has landed on the first material liquid L1 can easily spread.

まず、液滴吐出ヘッド34を第2の塗布工程における初期位置に移動させる。第2の塗布工程における初期位置は、第1の塗布工程で塗布した液滴の中心と第2の塗布工程で塗布する液滴の中心とをずらすため、第1の塗布工程の初期位置から所定量のオフセットを走査方向と交差する方向にかけた位置とする。一般的に、液滴の中心部は外縁部より膜厚が厚くなるため、液滴の中心をずらすことによって、液滴の中心部が重なる場合より均一な膜厚の配向膜を得ることができる。   First, the droplet discharge head 34 is moved to the initial position in the second coating process. The initial position in the second coating step is shifted from the initial position in the first coating step in order to shift the center of the droplet applied in the first coating step from the center of the droplet applied in the second coating step. A fixed offset is set in a direction crossing the scanning direction. In general, since the central portion of the droplet is thicker than the outer edge portion, an alignment film having a more uniform thickness can be obtained by shifting the center of the droplet than when the central portions of the droplet overlap. .

次に、基板移動手段32によりステージ39をY軸正方向に移動させることで、液滴吐出ヘッド34を基板Pに対して相対的にY軸負方向に移動させながら、液滴吐出ヘッド34のノズル147から基板P上に、図7に示すように、第2の材料液L2を液滴として吐出して第2の塗布領域Bに塗布する。第2の材料液L2として、本実施形態では、N−メチル−2−ピロリドンにポリイミドを固形分濃度が5%となるように溶解させた溶液を用いる。   Next, the stage 39 is moved in the positive Y-axis direction by the substrate moving means 32, so that the droplet discharge head 34 is moved in the negative Y-axis direction relative to the substrate P, while the droplet discharge head 34 is moved. As shown in FIG. 7, the second material liquid L2 is ejected as droplets from the nozzle 147 onto the substrate P and applied to the second application region B. As the second material liquid L2, in this embodiment, a solution in which polyimide is dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone so as to have a solid content concentration of 5% is used.

図7に示すように、第2の塗布工程において吐出する液滴の総量は、第1の塗布工程において吐出する液滴の総量より多くなるように塗布する。   As shown in FIG. 7, the total amount of liquid droplets ejected in the second application process is applied so as to be larger than the total amount of liquid droplets ejected in the first application process.

そして、図8に示すように、液滴吐出ヘッド34を基板Pに対してY軸負方向に移動させながら、液滴吐出ヘッド34のノズル147から基板P上に塗布された第1の材料液L1上に、第2の材料液L2の液滴を吐出して塗布する。そして、第1の塗布工程と同様に、第2の塗布領域Bの外縁でX軸正方向に改行を繰り返しながら、液滴吐出ヘッド34をY軸方向に往復させ、図10に示すように第2の塗布領域B(配向膜の形成領域)の全域に第2の材料液L2を塗布する(第2の塗布工程)。   Then, as shown in FIG. 8, the first material liquid applied on the substrate P from the nozzle 147 of the droplet discharge head 34 while moving the droplet discharge head 34 in the negative Y-axis direction with respect to the substrate P. A droplet of the second material liquid L2 is ejected and applied onto L1. Then, as in the first application step, the droplet discharge head 34 is reciprocated in the Y-axis direction while repeating the line feed in the X-axis positive direction at the outer edge of the second application region B, and the first application step is performed as shown in FIG. The second material liquid L2 is applied to the entire area of the second application region B (alignment film formation region) (second application step).

このとき、図7に示すように、基板P上には第1の材料液L1の膜が均一な膜厚で塗布されて、第1の材料液L1の溶媒の蒸気によって覆われた状態となっている。そのため、第2の塗布工程で吐出された第2の材料液L2の液滴は、基板P上に着弾した後の乾燥が防止される。また、第1の材料液L1は、第2の材料液L2よりもポリイミドの固形分濃度が低いため、第2の材料液の液滴が第1の材料液L1に接触すると液滴の固形分濃度が低下し、粘度が低下する。このため、図9に示すように、液滴吐出ヘッド34が繰り返し通過する領域X2内に発生する液滴が重なって配置される領域X1においても液滴が容易に濡れ拡がり、均一な膜厚の配向膜が形成される。   At this time, as shown in FIG. 7, the film of the first material liquid L1 is applied on the substrate P with a uniform film thickness and is covered with the vapor of the solvent of the first material liquid L1. ing. Therefore, the droplet of the second material liquid L2 discharged in the second application process is prevented from drying after landing on the substrate P. In addition, since the first material liquid L1 has a lower solid content concentration of polyimide than the second material liquid L2, when the droplet of the second material liquid comes into contact with the first material liquid L1, the solid content of the liquid droplet The concentration decreases and the viscosity decreases. For this reason, as shown in FIG. 9, the droplets easily wet and spread in the region X1 where the droplets generated in the region X2 through which the droplet discharge heads 34 repeatedly pass are arranged to have a uniform film thickness. An alignment film is formed.

次いで、基板P上に塗布された第1の材料液L1及び第2の材料液L2を、例えば、加熱乾燥させることで、基板P上に配向膜が成膜される。本実施例では、膜を80℃のホットプレートで10分間の仮乾燥を行い溶媒を除去し、さらに220℃のクリーンオーブンで60分間の本焼成を行う。   Next, the alignment film is formed on the substrate P by, for example, heating and drying the first material liquid L1 and the second material liquid L2 applied on the substrate P. In this embodiment, the film is temporarily dried on a hot plate at 80 ° C. for 10 minutes to remove the solvent, and further subjected to main baking for 60 minutes in a clean oven at 220 ° C.

以上説明したように、この実施の形態によれば、基板P上に固形分濃度が低い第1の材料液L1を塗布し、その上に固形分濃度が高い第2の材料液L2を吐出することで、液滴が重なって配置される領域X1においても、基板P上に吐出された第2の材料液L2の液滴を容易に濡れ拡がらせ、乾燥を防止して、領域X1において第2の材料液L2の膜厚が大きくなることを防止して膜厚を均一にすることができる。したがって、配向膜の膜厚を均一にすることができる。   As described above, according to this embodiment, the first material liquid L1 having a low solid content concentration is applied onto the substrate P, and the second material liquid L2 having a high solid content concentration is discharged thereon. Thus, even in the region X1 where the droplets are overlapped, the droplets of the second material liquid L2 discharged on the substrate P can be easily spread and prevented from being dried, and the first X in the region X1 is prevented. The film thickness of the second material liquid L2 can be prevented from becoming large, and the film thickness can be made uniform. Therefore, the thickness of the alignment film can be made uniform.

尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の実施形態では単一の液滴吐出ヘッドを備えた成膜装置について説明したが、液滴吐出ヘッドを複数備えた成膜装置を用いてもよい。このような成膜装置を用いる場合、一回の走査で塗布可能な最大幅は、形成領域のX軸方向の寸法と、第2の塗布工程における初期位置のX軸方向のオフセット量の和より大きいことが好ましい。このようにすることで、第1の塗布工程及び第2の塗布工程をそれぞれ一回の走査で完了することができる。したがって、膜形成にかかる時間を短縮することができ、膜全体の乾燥状態を均一にすることができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the film forming apparatus including a single droplet discharge head has been described. However, a film forming apparatus including a plurality of droplet discharge heads may be used. When using such a film forming apparatus, the maximum width that can be applied in one scan is the sum of the dimension in the X-axis direction of the formation region and the offset amount in the X-axis direction of the initial position in the second application step. Larger is preferred. By doing in this way, the 1st application process and the 2nd application process can each be completed by one scan. Therefore, the time required for film formation can be shortened, and the dry state of the entire film can be made uniform.

また、本実施の形態では、第1の塗布領域を、第2の塗布領域内の領域としたが、第1の塗布領域を第2の塗布領域と等しい領域としてもよい。また、第1の塗布領域の大きさは、適宜設定することができる。   In the present embodiment, the first application region is the region in the second application region, but the first application region may be the same region as the second application region. Moreover, the magnitude | size of a 1st application area | region can be set suitably.

また、基板P上に吐出された第2の材料液L2を第1の材料液L1と接触させて粘度を低下させることができるので、第2の材料液の配向膜材料の濃度を上昇させて、第2の材料液L2の粘度を上昇させることができる。これにより、第2の材料液L2の乾燥時における周縁部への配向膜材料の移動を防止して、配向膜の周縁部の膜厚の上昇(所謂、しみ上がり)を防止することができる。また、溶媒は配向膜の材料を溶解可能であれば、特に限定されない。   In addition, since the viscosity of the second material liquid L2 discharged onto the substrate P can be reduced by bringing the second material liquid L2 into contact with the first material liquid L1, the concentration of the alignment film material in the second material liquid is increased. The viscosity of the second material liquid L2 can be increased. Thereby, the movement of the alignment film material to the peripheral edge during the drying of the second material liquid L2 can be prevented, and an increase in the film thickness (so-called soaking) of the peripheral edge of the alignment film can be prevented. Moreover, a solvent will not be specifically limited if the material of alignment film can be melt | dissolved.

また、本発明の成膜方法は、配向膜以外の膜の成膜にも適用可能であることは言うまでもない。   Needless to say, the film forming method of the present invention can also be applied to film formation of films other than alignment films.

34…液滴吐出ヘッド、34e…端部、A…第1の塗布領域、B…第2の塗布領域、C…液滴中心間距離、D…液滴径、L1…第1の材料液、L2…第2の材料液、P…基板、X1…液滴が重なって配置される領域、X2…ヘッドが繰り返し通過する領域。   34 ... droplet ejection head, 34e ... end, A ... first coating region, B ... second coating region, C ... distance between droplet centers, D ... droplet diameter, L1 ... first material liquid, L2 ... second material liquid, P ... substrate, X1 ... region where droplets are placed overlapping each other, X2 ... region through which the head repeatedly passes.

Claims (9)

配向膜材料及び溶媒を含む材料液を液滴吐出手段を用いて基板上に塗布して配向膜を形成する配向膜の成膜方法であって、
前記基板上に第1の材料液を塗布する第1の塗布工程と、
前記基板上に塗布された前記第1の材料液上に、第2の材料液を塗布する第2の塗布工程とを有し、
前記第1の材料液の前記配向膜材料の濃度は、前記第2の材料液の前記配向膜材料の濃度より低いことを特徴とする配向膜の成膜方法。
A method for forming an alignment film in which an alignment film is formed by applying a material liquid containing an alignment film material and a solvent onto a substrate using a droplet discharge means,
A first application step of applying a first material liquid on the substrate;
A second application step of applying a second material liquid on the first material liquid applied on the substrate;
A method for forming an alignment film, wherein the concentration of the alignment film material in the first material liquid is lower than the concentration of the alignment film material in the second material liquid.
前記第1の塗布工程で吐出される前記第1の材料液の総量は、前記第2の塗布工程で吐出される前記第2の材料液の総量より少ないことを特徴とする請求項1に記載の配向膜の成膜方法。   2. The total amount of the first material liquid discharged in the first application step is smaller than the total amount of the second material liquid discharged in the second application step. The method for forming the alignment film. 前記第1の塗布工程と前記第2の塗布工程とで吐出する液滴の中心位置が異なることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の配向膜の成膜方法。   The method for forming an alignment film according to claim 1, wherein a central position of a droplet to be discharged is different between the first application step and the second application step. 前記第2の塗布工程は、前記基板上に塗布した前記第1の材料液の前記溶媒が所定量残存した状態で行うことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の配向膜の成膜方法。   4. The second application step is performed in a state where a predetermined amount of the solvent of the first material liquid applied on the substrate remains. 5. The method for forming the alignment film. 前記第1の塗布工程において前記第1の材料液が塗布される第1の塗布領域は、前記第2の塗布工程において前記第2の材料液が塗布される第2の塗布領域に等しいかまたは含まれることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の配向膜の成膜方法。   The first application area where the first material liquid is applied in the first application process is equal to the second application area where the second material liquid is applied in the second application process, or The method for forming an alignment film according to claim 1, wherein the alignment film is included. 前記液滴吐出手段と、前記基板を相対的に走査して液滴を前記基板上に塗布することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の配向膜の成膜方法。   6. The alignment film according to claim 1, wherein the droplet is applied to the substrate by relatively scanning the droplet discharge unit and the substrate. Method. 前記液滴吐出手段は、複数の液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出ヘッド群であることを特徴とする請求項6に記載の配向膜の成膜方法。   The alignment film forming method according to claim 6, wherein the droplet discharge means is a droplet discharge head group having a plurality of droplet discharge heads. 前記液滴吐出ヘッド群の長さは、前記第2の塗布領域の走査方向と交差する方向の最大幅より長いことを特徴とする請求項7に記載の配向膜の成膜方法。   8. The method of forming an alignment film according to claim 7, wherein a length of the droplet discharge head group is longer than a maximum width in a direction intersecting a scanning direction of the second application region. 前記材料液は、ポリイミドが溶解した溶液であることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の配向膜の成膜方法。   9. The method for forming an alignment film according to claim 1, wherein the material solution is a solution in which polyimide is dissolved.
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