JP5988128B2 - 薄膜製造装置及び電気機械変換膜の製造方法 - Google Patents
薄膜製造装置及び電気機械変換膜の製造方法 Download PDFInfo
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Description
先ず、図7の基板11上に機能性インクをインクジェット法もしくはスピンコート法で均一に塗布し機能性インク膜302を形成する(ステップS101)。そして、初期のレーザ光照射条件で機能性インク膜302の溶媒を蒸発させるためにレーザ光を照射して加熱し、レーザ光照射条件を微調整しながらレーザ光を照射して溶媒が完全に蒸発するまで加熱する(ステップS102)。一般的にはオーブンやRTAなど用いることが可能だが、本実施形態ではDilas社製のレーザ装置400を用いた。次に、機能インク膜302の乾燥状態をFT−IR計測装置にて計測する(ステップS103)。例えば市販されているFT−IR計測装置としてThermo Scientific社製のNocoletシリーズを使用することができる。この装置であれば27000〜15[cm^-1](370〜666,667[nm])のスペクトル範囲を、1波長で数[msec]で計測可能である。本計測で得られる情報の一例を図10に示す。図10はレーザ加熱前と加熱後の計測結果を示す。溶媒蒸発時に減少する特徴的なピークが波長6500[nm]あたりと、波長7100[nm]あたりと、波長7500[nm]あたりに見受けられる。反射率として機能性インク無し(白金基板)の測定結果を示す。溶媒などがないため、波長でのピークは見受けられない。図10中の波形700は、機能性インク膜が無い場合つまり白金基板に対するFT−IRスペクトル結果を示す。波形701は、機能性インク膜がある場合で、36[W]で4回のレーザ光照射を行って加熱後のFT−IRスペクトル結果を示す。波形702は、機能性インク膜がある場合で、36[W]で1回のレーザ光照射を行って加熱後のFT−IRスペクトル結果を示す。波形703は、機能性インク膜がある場合で、塗布直後のFT−IRスペクトル結果を示す。波形704は、波形703の波長6500[nm]あたりのピーク値を示す。波形705は、波形703の波長7100[nm]あたりのピーク値を示す。波形706は、波形703の波長7500[nm]あたりのピーク値を示す。
(態様A)
薄膜形成材料を溶媒に溶解した溶液を対象物の所定の部分に塗布する塗布手段と、該塗布手段によって塗布された溶液を加熱する加熱手段とを有する薄膜製造装置において、フーリエ変換赤外分光光度計を用い、加熱された溶液の乾燥状態を検出する乾燥状態検出手段と、溶液の乾燥状態に対する最適な加熱条件の関係の特性データを記憶する記憶手段と、加熱手段によって加熱した溶液の乾燥状態を乾燥状態検出手段によって検出し、検出した溶液の乾燥状態に対応する最適な加熱条件を記憶手段に記憶している特性データから決定し、決定した加熱条件で加熱手段による加熱を制御する制御手段とを有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、液滴吐出ヘッド300によって基板11に吐出された機能性インク膜302にレーザ光を照射して加熱すると溶媒が蒸発して溶液が乾燥する。フーリエ変換赤外分光光度計の検出器603を有するリアルタイムレーザ制御装置600によって機能性インク膜302の乾燥状態を検出する。そして、機能性インク膜302の乾燥状態に対する最適なレーザ光照射条件の関係の特性データと照合しながら検出した機能性インク膜302の乾燥状態に対応する最適なレーザ光照射条件を決定する。これにより、加熱し過ぎたり、加熱が不足したりすることを少なくすることで、良質な薄膜を製造することができる。
(態様B)
(態様A)において、フーリエ変換赤外分光光度計の赤外線照射の照射部分の形状と基板上に塗布された溶液の形状とが略同じであり、赤外線照射の照射部分の大きさが溶液の大きさより小さい。これによれば、上記実施形態について説明したように、機能性インク膜の乾燥状態の検出を精度良く行うことができる。
(態様C)
(態様A)において、加熱手段がレーザ光源である場合、フーリエ変換赤外分光光度計の赤外線照射の照射部分の形状とレーザ光源の照射部分の形状とが略同じであり、赤外線照射の照射部分の大きさがレーザ光源の照射部分の大きさより小さい。これによれば、上記実施形態について説明したように、機能性インク膜の乾燥状態の検出を精度良く行うことができる。
(態様D)
(態様A)〜(態様C)のいずれかにおいて、フーリエ変換赤外分光光度計の赤外線の波長範囲を、基板上に塗布された溶液の乾燥時の特性データにおける波長ピークに合わせる。これによれば、上記実施形態について説明したように、機能性インク膜の乾燥状態の検出を精度良く行うことができる。
(態様E)
(態様A)において、加熱手段はレーザ光源であり、加熱条件であるレーザ光照射条件は、照射パワー、照射回数又は照射時間である。これによれば、上記実施形態について説明したように、機能性インク膜の乾燥状態の検出を精度良く行うことができる。
(態様F)
(態様A)〜(態様E)のいずれかの薄膜製造装置を用いて、電気機械変換膜を形成する溶液を基板の所定部分に塗布し、塗布した溶液に加熱手段によって熱処理を施して電気機械変換膜を製造する。これによれば、上記実施形態について説明したように、良質な電気機械変換膜を製造することができる。
12 SAM膜
13 フォトレジスト
14 液滴吐出ヘッド
15 PZT前駆体溶液
16 PZT膜
17 電気機械変換膜
20 シリコン基板
21 ノズル孔
22 ノズル板
22a 液室
30 振動板
41 密着層
42 下部電極
43 電気機械変換素子
44 上部電極
50 液体吐出ヘッド
100 インクジェット記録装置
201 Y軸駆動手段
202 ステージ
300 液滴吐出装置
301 機能インク
302 機能性インク膜
400 連続照射レーザ装置
401 レーザ光
402 機能性インク膜
500 パルス照射レーザ装置
501 レーザ光
502 機能性インク膜
600 リアルタイムレーザ制御装置
601 レーザ光照射装置
602 赤外線光源
603 検出器
604 レーザ光
605 赤外線
606 反射光
607 干渉計
Claims (6)
- 薄膜形成材料を溶媒に溶解した溶液を対象物の所定の部分に塗布する塗布手段と、該塗布手段によって塗布された前記溶液を加熱する加熱手段とを有する薄膜製造装置において、
フーリエ変換赤外分光光度計を用い、加熱された前記溶液の乾燥状態を検出する乾燥状態検出手段と、
前記溶液の乾燥状態に対する最適な加熱条件の関係の特性データを記憶する記憶手段と、
前記加熱手段によって加熱した前記溶液の乾燥状態を前記乾燥状態検出手段によって検出し、検出した前記溶液の乾燥状態に対応する最適な加熱条件を前記記憶手段に記憶している前記特性データから決定し、決定した前記加熱条件で前記加熱手段による加熱を制御する制御手段と
を有することを特徴とする薄膜製造装置。 - 請求項1記載の薄膜製造装置において、
前記フーリエ変換赤外分光光度計の赤外線照射の照射部分の形状と前記基板上に塗布された前記溶液の形状とが略同じであり、赤外線照射の照射部分の大きさが前記溶液の大きさより小さいことを特徴とする薄膜製造装置。 - 請求項1記載の薄膜製造装置において、
前記加熱手段がレーザ光源である場合、前記フーリエ変換赤外分光光度計の赤外線照射の照射部分の形状と前記レーザ光源の照射部分の形状とが略同じであり、赤外線照射の照射部分の大きさが前記レーザ光源の照射部分の大きさより小さいことを特徴とする薄膜製造装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の薄膜製造装置において、
前記フーリエ変換赤外分光光度計の赤外線の波長範囲を、前記基板上に塗布された前記溶液の乾燥時の前記特性データにおける波長ピークに合わせることを特徴とする薄膜製造装置。 - 請求項1記載の薄膜製造装置において、
前記加熱手段はレーザ光源であり、前記加熱条件であるレーザ光照射条件は、照射パワー、照射回数又は照射時間であることを特徴とする薄膜製造装置。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の薄膜製造装置を用いて、電気機械変換膜を形成する溶液を基板の所定部分に塗布し、塗布した溶液に加熱手段によって熱処理を施して電気機械変換膜を製造することを特徴とする電気機械変換膜の製造方法。
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