JP6015108B2 - Thin film manufacturing apparatus and thin film manufacturing method - Google Patents

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本発明は、薄膜製造装置及び薄膜製造方法に関する。 The present invention relates to a thin-film deposition apparatus and a thin film fabrication how.

プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像記録装置或いは画像形成装置として使用されるインクジェット記録装置及び液体吐出ヘッドに関して、インク滴を吐出するノズルと、ノズルが連通する圧力室と、圧力室内のインクを加圧する圧電素子等の電気機械変換素子とを有するものが知られている。   2. Related Art An ink jet recording apparatus and a liquid ejection head used as an image recording apparatus or an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, a copying apparatus, etc., a nozzle for ejecting ink droplets, a pressure chamber communicating with the nozzle, and ink in the pressure chamber are added. A device having an electromechanical conversion element such as a piezoelectric element for pressing is known.

電気機械変換素子は、例えば、下部電極上に電気機械変換膜及び上部電極を積層した構造を有する。薄膜である電気機械変換膜は、例えば、スパッタリング法、MOCVD法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、ゾルゲル法、エアロゾルデポジション法等により製造できる。   The electromechanical conversion element has, for example, a structure in which an electromechanical conversion film and an upper electrode are stacked on a lower electrode. The electromechanical conversion film which is a thin film can be produced by, for example, a sputtering method, an MOCVD method, a vacuum deposition method, an ion plating method, a sol-gel method, an aerosol deposition method, or the like.

ここで、一例としてゾルゲル法を用いた電気機械変換膜の製造方法について説明する。まず、下部電極上に疎水性膜のパターンを形成する(工程1)。下部電極上の疎水性膜のパターンが形成されていない部分は親水性である。次に、下部電極上の親水性部分(疎水性膜のパターンが形成されていない部分)のみに電気機械変換膜の前駆体塗膜を形成し熱処理を行う(工程2)。この熱処理により、疎水性膜のパターンは消失する。   Here, a method for manufacturing an electromechanical conversion film using a sol-gel method will be described as an example. First, a hydrophobic film pattern is formed on the lower electrode (step 1). The portion of the lower electrode where the hydrophobic film pattern is not formed is hydrophilic. Next, a precursor coating film of the electromechanical conversion film is formed only on the hydrophilic part (the part where the hydrophobic film pattern is not formed) on the lower electrode, and heat treatment is performed (step 2). By this heat treatment, the pattern of the hydrophobic film disappears.

電気機械変換膜の前駆体塗膜は薄いため、1回の処理では所定の膜厚に形成することはできない。そこで、工程1及び工程2を必要回数繰り返すことにより、電気機械変換膜の前駆体塗膜を積層し、所定の膜厚の電気機械変換膜を製造する。   Since the precursor coating film of the electromechanical conversion film is thin, it cannot be formed in a predetermined film thickness by a single treatment. Therefore, by repeating Step 1 and Step 2 as many times as necessary, the precursor coating film of the electromechanical conversion film is laminated to produce an electromechanical conversion film having a predetermined film thickness.

ところで、工程2の熱処理において、レーザ光を照射して電気機械変換膜の前駆体塗膜を結晶化する場合があるが、発明者らは、電気機械変換膜の前駆体塗膜の固形分濃度とレーザ光の照射時間との関係が適切でないと、電気機械変換膜の前駆体塗膜の全領域が結晶化されず一部に非晶質領域が形成されることを発見した。又、電気機械変換膜の前駆体塗膜の全領域が結晶化されず一部に非晶質領域が形成されると、電気機械変換膜の電気特性が劣化することを発見した。   By the way, in the heat treatment of step 2, there is a case where the precursor coating film of the electromechanical conversion film is crystallized by irradiating the laser beam. It was discovered that if the relationship between the irradiation time and the laser beam irradiation time is not appropriate, the entire region of the precursor coating film of the electromechanical conversion film is not crystallized and an amorphous region is formed in part. In addition, it has been found that when the entire region of the precursor coating film of the electromechanical conversion film is not crystallized and an amorphous region is partially formed, the electrical characteristics of the electromechanical conversion film deteriorate.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、電気機械変換膜の前駆体塗膜の全領域を結晶化することが可能な薄膜製造装置及び薄膜製造方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above points, and it is an object to provide a thin film manufacturing apparatus and a thin film manufacturing method capable of crystallizing the entire region of a precursor coating film of an electromechanical conversion film. To do.

本薄膜製造装置は、成膜対象物上に液体を吐出し、塗膜を形成する液体吐出手段と、前記塗膜に第1のレーザ光を照射し、前記塗膜の溶媒を蒸発させる第1のレーザ照射手段と、溶媒を蒸発させた前記塗膜に第2のレーザ光を照射し、溶媒を蒸発させた前記塗膜を結晶化する第2のレーザ照射手段と、所定の固形分濃度の塗膜に前記第2のレーザ光を所定の照射時間照射した際に前記塗膜が結晶化する領域の膜厚から結晶成長に必要な時間を算出し、算出した前記結晶成長に必要な時間に基づいて、前記塗膜の全領域を結晶化できる前記固形分濃度と前記照射時間とを事前に算出し記憶している固形分濃度及び照射時間記憶手段と、前記塗膜の膜厚と光吸収率との関係から、前記塗膜の膜厚に対応する前記第1のレーザ光及び前記第2のレーザ光の各々のレーザパワーを事前に算出し記憶しているレーザパワー記憶手段と、を有し、前記液体吐出手段は、前記固形分濃度及び照射時間記憶手段から前記固形分濃度の値を入手し、前記固形分濃度の液体を吐出して前記塗膜を形成し、前記第1のレーザ照射手段は、前記レーザパワー記憶手段から前記塗膜の膜厚に対応する前記第1のレーザ光のレーザパワーの値を入手し、前記塗膜の膜厚に対応するレーザパワーにより、前記塗膜に前記第1のレーザ光を照射し、前記第2のレーザ照射手段は、前記固形分濃度及び照射時間記憶手段から前記照射時間の値を入手すると共に、前記レーザパワー記憶手段から前記塗膜の膜厚に対応する前記第2のレーザ光のレーザパワーの値を入手し、前記塗膜の膜厚に対応するレーザパワーにより、前記塗膜に前記照射時間だけ前記第2のレーザ光を照射することを要件とする。   The thin film manufacturing apparatus includes: a liquid discharge unit that discharges a liquid onto a film formation target to form a coating film; and a first laser beam that irradiates the coating film with a first laser beam to evaporate the solvent of the coating film. Laser irradiation means, a second laser irradiation means for irradiating the coating film obtained by evaporating the solvent with a second laser beam to crystallize the coating film obtained by evaporating the solvent, and a predetermined solid content concentration When the coating film is irradiated with the second laser light for a predetermined irradiation time, the time required for crystal growth is calculated from the film thickness of the region where the coating film crystallizes, and the calculated time required for the crystal growth is calculated. Based on the solid content concentration and irradiation time storage means for calculating and storing in advance the solid content concentration and the irradiation time capable of crystallizing the entire region of the coating film, the film thickness and light absorption of the coating film From the relationship with the rate, the first laser beam and the second laser beam corresponding to the film thickness of the coating film. Laser power storage means for calculating and storing each laser power of light in advance, and the liquid ejection means obtains the value of the solid content concentration from the solid content concentration and irradiation time storage means. The coating film is formed by discharging the liquid having the solid content concentration, and the first laser irradiation unit is configured to apply a laser beam of the first laser beam corresponding to the film thickness of the coating film from the laser power storage unit. The power value is obtained, and the coating film is irradiated with the first laser beam by the laser power corresponding to the film thickness of the coating film, and the second laser irradiation means is configured to measure the solid content concentration and the irradiation time. Obtaining the value of the irradiation time from the storage means, obtaining the laser power value of the second laser light corresponding to the film thickness of the coating film from the laser power storage means, and obtaining the film thickness of the coating film With the corresponding laser power, Wherein the irradiation time only requirement that irradiating the second laser light Kinurimaku.

本発明によれば、電気機械変換膜の前駆体塗膜の全領域を結晶化することが可能な薄膜製造装置及び薄膜製造方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the thin film manufacturing apparatus and thin film manufacturing method which can crystallize the whole area | region of the precursor coating film of an electromechanical conversion film can be provided.

電気機械変換素子を用いた液体吐出ヘッドを例示する断面図(その1)である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a liquid discharge head using an electromechanical conversion element (part 1); 電気機械変換素子を用いた液体吐出ヘッドを例示する断面図(その2)である。FIG. 6 is a cross-sectional view (part 2) illustrating a liquid discharge head using an electromechanical conversion element. 第1の実施の形態に係る薄膜製造装置を例示する斜視図である。It is a perspective view which illustrates the thin film manufacturing apparatus concerning a 1st embodiment. 本実施の形態に係る薄膜製造工程を例示する図(その1)である。It is FIG. (The 1) which illustrates the thin film manufacturing process which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る薄膜製造工程を例示する図(その2)である。It is a figure (the 2) which illustrates the thin film manufacturing process which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る薄膜製造工程を例示する図(その3)である。It is FIG. (The 3) which illustrates the thin film manufacturing process which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る薄膜製造工程を例示する図(その4)である。It is FIG. (The 4) which illustrates the thin film manufacturing process which concerns on this Embodiment. 機能性インク膜の断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the cross section of a functional ink film. 光吸収率と膜厚に関しての説明図である。It is explanatory drawing regarding a light absorptivity and a film thickness. 第1及び第2の事前検討項目の具体的な手順を示すフローチャートの一例である。It is an example of the flowchart which shows the specific procedure of the 1st and 2nd prior examination item. 図10のステップS112で得られる情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the information obtained by step S112 of FIG. 図10のステップS113で得られる情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the information obtained by step S113 of FIG. 図12に図11で得た膜厚情報をプロットした図である。It is the figure which plotted the film thickness information obtained in FIG. 11 in FIG. インクジェット記録装置を例示する斜視図である。It is a perspective view which illustrates an inkjet recording device. インクジェット記録装置の機構部を例示する側面図である。It is a side view which illustrates the mechanism part of an inkjet recording device. 機能性インク膜の断面を示すSEM写真である。It is a SEM photograph which shows the cross section of a functional ink film. 実施例2で計測したX線回折の結果を示すグラフである。6 is a graph showing the results of X-ray diffraction measured in Example 2. 実施例2で計測したP−Eヒステリシス曲線を示すグラフである。6 is a graph showing a PE hysteresis curve measured in Example 2. FIG. SAM膜形成部位において水の接触角を測定した写真である。It is the photograph which measured the contact angle of water in the SAM film formation site. SAM膜除去部位において水の接触角を測定した写真である。It is the photograph which measured the contact angle of water in the SAM film removal site | part. 実施例3で作製した電気機械変換素子のP−Eヒステリシス曲線を示すグラフである。6 is a graph showing a PE hysteresis curve of an electromechanical transducer produced in Example 3. FIG.

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。   Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.

〈第1の実施の形態〉
[薄膜]
まず、第1の実施の形態に係る薄膜製造装置及び薄膜製造方法で製造される薄膜の一例として、電気機械変換素子を構成する電気機械変換膜について説明する。なお、第1の実施の形態に係る薄膜製造装置及び薄膜製造方法で製造可能な薄膜が電気機械変換膜に限定されないことは言うまでもない。
<First Embodiment>
[Thin film]
First, an electromechanical conversion film constituting an electromechanical conversion element will be described as an example of a thin film manufactured by the thin film manufacturing apparatus and the thin film manufacturing method according to the first embodiment. Needless to say, the thin film that can be manufactured by the thin film manufacturing apparatus and the thin film manufacturing method according to the first embodiment is not limited to the electromechanical conversion film.

電気機械変換素子は、例えば、インクジェット記録装置において使用する液体吐出ヘッドの構成部品として用いられる。図1は、電気機械変換素子を用いた液体吐出ヘッドを例示する断面図である。   The electromechanical transducer is used, for example, as a component part of a liquid discharge head used in an ink jet recording apparatus. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a liquid discharge head using an electromechanical transducer.

図1を参照するに、液滴吐出ヘッド1は、ノズル板10と、圧力室基板20と、振動板30と、電気機械変換素子40とを有する。ノズル板10には、インク滴を吐出するノズル11が形成されている。ノズル板10、圧力室基板20、及び振動板30により、ノズル11に連通する圧力室21(インク流路、加圧液室、加圧室、吐出室、液室等と称される場合もある)が形成されている。振動板30は、インク流路の壁面の一部を形成している。   Referring to FIG. 1, the droplet discharge head 1 includes a nozzle plate 10, a pressure chamber substrate 20, a vibration plate 30, and an electromechanical conversion element 40. The nozzle plate 10 is formed with nozzles 11 that eject ink droplets. The nozzle plate 10, the pressure chamber substrate 20, and the vibration plate 30 may be referred to as a pressure chamber 21 (an ink channel, a pressurized liquid chamber, a pressurized chamber, a discharge chamber, a liquid chamber, or the like) that communicates with the nozzle 11. ) Is formed. The diaphragm 30 forms part of the wall surface of the ink flow path.

電気機械変換素子40は、密着層41と、下部電極42と、電気機械変換膜43と、上部電極44とを含んで構成され、圧力室21内のインクを加圧する機能を有する。密着層41は、例えばTi、TiO、TiN、Ta、Ta、Ta等からなる層であり、下部電極42と振動板30との密着性を向上する機能を有する。但し、密着層41は、電気機械変換素子40の必須の構成要素ではない。 The electromechanical conversion element 40 includes an adhesion layer 41, a lower electrode 42, an electromechanical conversion film 43, and an upper electrode 44, and has a function of pressurizing ink in the pressure chamber 21. The adhesion layer 41 is a layer made of, for example, Ti, TiO 2 , TiN, Ta, Ta 2 O 5 , Ta 3 N 5 or the like, and has a function of improving the adhesion between the lower electrode 42 and the diaphragm 30. However, the adhesion layer 41 is not an essential component of the electromechanical conversion element 40.

電気機械変換素子40において、下部電極42と上部電極44との間に電圧が印加されると、電気機械変換膜43が機械的に変位する。電気機械変換膜43の機械的変位にともなって、振動板30が例えば横方向(d31方向)に変形変位し、圧力室21内のインクを加圧する。これにより、ノズル11からインク滴を吐出させることができる。   In the electromechanical conversion element 40, when a voltage is applied between the lower electrode 42 and the upper electrode 44, the electromechanical conversion film 43 is mechanically displaced. Along with the mechanical displacement of the electromechanical conversion film 43, the vibration plate 30 is deformed and displaced, for example, in the lateral direction (d31 direction), and pressurizes the ink in the pressure chamber 21. Thereby, ink droplets can be ejected from the nozzle 11.

なお、図2に示すように、液滴吐出ヘッド1を複数個並設し、液滴吐出ヘッド2を構成することもできる。   As shown in FIG. 2, a plurality of droplet discharge heads 1 can be arranged in parallel to form the droplet discharge head 2.

電気機械変換膜43の材料としては、例えば、PZTを用いることができる。PZTとはジルコン酸鉛(PbZrO)とチタン酸鉛(PbTiO)の固溶体である。例えば、PbZrOとPbTiOの比率が53:47の割合で、化学式で示すとPb(Zr0.53、Ti0.47)O、一般にはPZT(53/47)と示されるPZT等を使用することができる。PbZrOとPbTiOの比率によって、PZTの特性が異なる。 As a material of the electromechanical conversion film 43, for example, PZT can be used. PZT is a solid solution of lead zirconate (PbZrO 3 ) and lead titanate (PbTiO 3 ). For example, the ratio of PbZrO 3 and PbTiO 3 is 53:47, and the chemical formula indicates Pb (Zr 0.53 , Ti 0.47 ) O 3 , PZT generally indicated as PZT (53/47), etc. Can be used. The characteristics of PZT vary depending on the ratio of PbZrO 3 and PbTiO 3 .

電気機械変換膜43としてPZTを使用する場合、出発材料に酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド化合物、チタンアルコキシド化合物を使用し、共通溶媒としてメトキシエタノールに溶解させ、PZT前駆体溶液を作製する。酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド化合物、チタンアルコキシド化合物の混合量は、所望のPZTの組成(PbZrOとPbTiOの比率)に応じて、当業者が適宜選択できるものである。 When PZT is used as the electromechanical conversion film 43, lead acetate, a zirconium alkoxide compound, and a titanium alkoxide compound are used as starting materials, and dissolved in methoxyethanol as a common solvent to prepare a PZT precursor solution. The mixing amount of the lead acetate, zirconium alkoxide compound, and titanium alkoxide compound can be appropriately selected by those skilled in the art depending on the desired composition of PZT (ratio of PbZrO 3 and PbTiO 3 ).

なお、金属アルコキシド化合物は、大気中の水分により容易に分解する。そのため、PZT前駆体溶液に、安定剤としてアセチルアセトン、酢酸、ジエタノールアミン等の安定剤を添加してもよい。   Note that the metal alkoxide compound is easily decomposed by moisture in the atmosphere. Therefore, stabilizers such as acetylacetone, acetic acid and diethanolamine may be added to the PZT precursor solution as stabilizers.

電気機械変換膜43の材料として、例えば、チタン酸バリウム等を用いても構わない。この場合は、バリウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物を出発材料にし、共通溶媒に溶解させることでチタン酸バリウム前駆体溶液を作製することが可能である。   As a material of the electromechanical conversion film 43, for example, barium titanate or the like may be used. In this case, it is possible to prepare a barium titanate precursor solution by using barium alkoxide and a titanium alkoxide compound as starting materials and dissolving them in a common solvent.

これら材料は一般式ABOで記述され、A=Pb、Ba、Sr B=Ti、Zr、Sn、Ni、Zn、Mg、Nbを主成分とする複合酸化物が該当する。その具体的な記述として(Pb1−x、Ba)(Zr、Ti)O、(Pb1−x、Sr)(Zr、Ti)O、と表され、これはAサイトのPbを一部BaやSrで置換した場合である。このような置換は2価の元素であれば可能であり、その効果は熱処理中の鉛の蒸発による特性劣化を低減させる作用を示す。 These materials are described by the general formula ABO 3 and correspond to composite oxides containing A = Pb, Ba, Sr B = Ti, Zr, Sn, Ni, Zn, Mg, and Nb as main components. The specific description is expressed as (Pb 1-x , Ba) (Zr, Ti) O 3 , (Pb 1-x , Sr) (Zr, Ti) O 3 , which is the same as Pb of the A site. This is a case where the part Ba or Sr is substituted. Such substitution is possible with a divalent element, and the effect thereof has an effect of reducing characteristic deterioration due to evaporation of lead during heat treatment.

下部電極42の材料としては、高い耐熱性を有し、下記に示すアルカンチオールとの反応により、SAM膜を形成する金属等を用いることができる。具体的には、低い反応性を有するルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)、プラチナ(Pt)等の白金族金属や、これら白金族金属を含む合金材料等を用いることができる。   As the material of the lower electrode 42, a metal having high heat resistance and forming a SAM film by reaction with alkanethiol shown below can be used. Specifically, platinum group metals such as ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), osmium (Os), iridium (Ir) and platinum (Pt) having low reactivity, and these platinum group metals An alloy material containing can be used.

又、これらの金属層を作製した後に、導電性酸化物層を積層して使用することも可能である。導電性酸化物としては、具体的には、化学式ABOで記述され、A=Sr、Ba、Ca、La、 B=Ru、Co、Ni、を主成分とする複合酸化物があり、SrRuOやCaRuO、これらの固溶体である(Sr1−x Ca)Oのほか、LaNiOやSrCoO、更にはこれらの固溶体である(La, Sr)(Ni1−y Co)O (y=1でも良い)が挙げられる。それ以外の酸化物材料として、IrO、RuOも挙げられる。 Moreover, after producing these metal layers, it is also possible to use by laminating a conductive oxide layer. As the conductive oxide, specifically, there is a composite oxide described by the chemical formula ABO 3 and having A = Sr, Ba, Ca, La, B = Ru, Co, Ni as main components, and SrRuO 3 And CaRuO 3 , (Sr 1-x Ca x ) O 3 which is a solid solution thereof, LaNiO 3 and SrCoO 3 , and further, (La, Sr) (Ni 1-y Co y ) O 3 which is a solid solution thereof. (Y may be 1). Other oxide materials include IrO 2 and RuO 2 .

下部電極42は、例えば、スパッタ法や真空蒸着等の真空成膜法等の方法により作製することができる。下部電極42は、電気機械変換素子40に信号入力する際の共通電極として電気的接続をするので、その下部にある振動板30は絶縁体又は表面が絶縁処理された導体を用いることができる。   The lower electrode 42 can be produced by a method such as a vacuum film forming method such as sputtering or vacuum deposition. Since the lower electrode 42 is electrically connected as a common electrode when a signal is input to the electromechanical transducer 40, the diaphragm 30 under the lower electrode 42 can use an insulator or a conductor whose surface is insulated.

振動板30の具体的な材料としては、例えば、シリコンを用いることができる。又、振動板30の表面を絶縁処理する具体的な材料としては、例えば、厚さ約数百nm〜数μm程度のシリコン酸化膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜又はこれらの膜を積層した膜等を用いることができる。又、熱膨張差を考慮し、酸化アルミニウム膜、ジルコニア膜等のセラミック膜を用いてもよい。振動板30の表面を絶縁処理するシリコン系絶縁膜は、CVD法やシリコンの熱酸化処理等により形成できる。又、振動板30の表面を絶縁処理する酸化アルミニウム膜等の金属酸化膜は、スパッタリング法等により形成できる。   As a specific material of the diaphragm 30, for example, silicon can be used. In addition, as a specific material for insulating the surface of the vibration plate 30, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film having a thickness of about several hundred nm to several μm or a stack of these films is laminated. A film or the like can be used. In consideration of the difference in thermal expansion, a ceramic film such as an aluminum oxide film or a zirconia film may be used. The silicon-based insulating film that insulates the surface of the diaphragm 30 can be formed by a CVD method, a thermal oxidation process of silicon, or the like. Further, a metal oxide film such as an aluminum oxide film for insulating the surface of the vibration plate 30 can be formed by a sputtering method or the like.

[薄膜製造装置]
次に、第1の実施の形態に係る薄膜製造装置の構造について説明する。図3は、第1の実施の形態に係る薄膜製造装置を例示する斜視図である。図3を参照するに、薄膜製造装置3において、架台60上にはY軸駆動手段61が設置されている。Y軸駆動手段61上には、基板5を搭載するステージ62が、Y軸方向に駆動可能なように設置されている。
[Thin film manufacturing equipment]
Next, the structure of the thin film manufacturing apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 3 is a perspective view illustrating the thin film manufacturing apparatus according to the first embodiment. Referring to FIG. 3, in the thin film manufacturing apparatus 3, Y-axis driving means 61 is installed on the gantry 60. On the Y-axis driving means 61, a stage 62 on which the substrate 5 is mounted is installed so as to be driven in the Y-axis direction.

なお、ステージ62には通常、真空又は静電気等を利用した図示しない吸着手段が付随されており、これにより基板5を固定することができる。又、ステージ62にZ軸を中心に回転する図示しない駆動手段を搭載し、後述するインクジェットヘッド67、連続照射レーザ装置71、及びパルス照射レーザ装置72と、基板5との相対的な傾きを補正できる構成としても良い。   The stage 62 is usually accompanied by a suction means (not shown) using vacuum or static electricity, so that the substrate 5 can be fixed. In addition, a driving means (not shown) that rotates about the Z axis is mounted on the stage 62 to correct the relative inclination between the inkjet head 67, the continuous irradiation laser device 71, the pulse irradiation laser device 72, and the substrate 5, which will be described later. It is good also as a structure which can be performed.

又、架台60上には、X軸駆動手段63を支持するためのX軸支持部材64が設置されている。X軸駆動手段63には、Z軸駆動手段65が設置され、Z軸駆動手段65上にはヘッドベース66が取り付けられ、X軸及びZ軸方向に移動できるようにされている。   An X-axis support member 64 for supporting the X-axis drive means 63 is installed on the gantry 60. The X-axis drive means 63 is provided with a Z-axis drive means 65, and a head base 66 is mounted on the Z-axis drive means 65 so as to be movable in the X-axis and Z-axis directions.

Z軸駆動手段65は、後述するインクジェットヘッド67と基板5との距離を制御することができる。ヘッドベース66の上には、機能性インク(例えば、PZT前駆体溶液)を吐出させるインクジェットヘッド67が搭載されている。インクジェットヘッド67には、各インクタンク68から図示しないインク供給用パイプを介して機能性インクが供給される。   The Z-axis drive unit 65 can control the distance between an inkjet head 67 and a substrate 5 described later. On the head base 66, an ink jet head 67 that discharges functional ink (for example, PZT precursor solution) is mounted. Functional ink is supplied to the inkjet head 67 from each ink tank 68 via an ink supply pipe (not shown).

X軸駆動手段63には、他のZ軸駆動手段69が取り付けられ、Z軸駆動手段69にはレーザ支持部材70が取り付けられている。レーザ支持部材70には、連続照射レーザ装置71及びパルス照射レーザ装置72が取り付けられている。Z軸駆動手段69は、連続照射レーザ装置71及びパルス照射レーザ装置72と、基板5との距離を制御することができる。   Another Z-axis drive unit 69 is attached to the X-axis drive unit 63, and a laser support member 70 is attached to the Z-axis drive unit 69. A continuous irradiation laser device 71 and a pulse irradiation laser device 72 are attached to the laser support member 70. The Z-axis driving unit 69 can control the distance between the continuous irradiation laser device 71 and the pulse irradiation laser device 72 and the substrate 5.

なお、図3は、ステージ62がY方向の1軸の自由度を有し、インクジェットヘッド67、連続照射レーザ装置71、及びパルス照射レーザ装置72がX方向の1軸の自由度を有する構成を示しているが、この形態には限定されない。例えば、ステージ62がX及びY方向の2軸の自由度を有し、インクジェットヘッド67、連続照射レーザ装置71、及びパルス照射レーザ装置72を固定する構成であっても良い。又、ステージ62がY方向の1軸の自由度を有し、インクジェットヘッド67、連続照射レーザ装置71、及びパルス照射レーザ装置72をY軸方向に一列に並べる構成であっても良い。   In FIG. 3, the stage 62 has a uniaxial degree of freedom in the Y direction, and the inkjet head 67, the continuous irradiation laser device 71, and the pulse irradiation laser device 72 have a uniaxial degree of freedom in the X direction. Although shown, it is not limited to this form. For example, the stage 62 may have two axes of freedom in the X and Y directions, and the inkjet head 67, the continuous irradiation laser device 71, and the pulse irradiation laser device 72 may be fixed. Further, the stage 62 may have a single axis freedom in the Y direction, and the inkjet head 67, the continuous irradiation laser device 71, and the pulse irradiation laser device 72 may be arranged in a line in the Y axis direction.

又、基板5を固定し、インクジェットヘッド67、連続照射レーザ装置71、及びパルス照射レーザ装置72がX及びY方向の2軸の自由度を有する構成であっても良い。又、X軸及びY軸は、X軸及びY軸ベクトルにより、1平面を表現できれば直交する必要はなく、例えば、X軸ベクトルとY軸ベクトルは30度、45度、60度の角度を有しても良い。   Alternatively, the substrate 5 may be fixed, and the inkjet head 67, the continuous irradiation laser device 71, and the pulse irradiation laser device 72 may have a biaxial degree of freedom in the X and Y directions. The X axis and the Y axis need not be orthogonal as long as one plane can be expressed by the X axis and Y axis vectors. For example, the X axis vector and the Y axis vector have angles of 30 degrees, 45 degrees, and 60 degrees. You may do it.

薄膜製造装置3は、図示しない装置制御部を有し、インクジェットヘッド67の機能性インクの吐出条件及び連続照射レーザ装置71及びパルス照射レーザ装置72のレーザ照射条件等を制御することができる。   The thin film manufacturing apparatus 3 includes an apparatus control unit (not shown) and can control the functional ink ejection conditions of the inkjet head 67 and the laser irradiation conditions of the continuous irradiation laser apparatus 71 and the pulse irradiation laser apparatus 72.

装置制御部は、例えばCPU、ROM、RAM、不揮発性メモリ、メインメモリ等を含み、装置制御部の各種機能は、ROM等に記録された制御プログラムがメインメモリに読み出されてCPUにより実行されることによって実現される。但し、装置制御部の一部又は全部は、ハードウェアのみにより実現されてもよい。   The device control unit includes, for example, a CPU, a ROM, a RAM, a nonvolatile memory, a main memory, and the like. Various functions of the device control unit are read by the control program recorded in the ROM and the like and executed by the CPU. It is realized by doing. However, part or all of the apparatus control unit may be realized only by hardware.

又、装置制御部は、物理的に複数の装置により構成されてもよい。RAMや不揮発性メモリ等の記録部には、機能性インクの結晶状態やレーザの最適な照射条件等を記録することができる。例えば、本発明に係る固形分濃度及び照射時間記憶手段、並びにレーザパワー記憶手段は、各々装置制御部により実現可能である。   The device control unit may be physically configured by a plurality of devices. In a recording unit such as a RAM or a non-volatile memory, it is possible to record the crystalline state of the functional ink, the optimal laser irradiation conditions, and the like. For example, the solid content concentration and irradiation time storage unit and the laser power storage unit according to the present invention can be realized by the apparatus control unit.

[薄膜製造方法]
次に、第1の実施の形態に係る薄膜製造方法について説明する。ここでは、薄膜として図1に示す電気機械変換膜43を製造する例を示す。
[Thin film manufacturing method]
Next, the thin film manufacturing method according to the first embodiment will be described. Here, the example which manufactures the electromechanical conversion film | membrane 43 shown in FIG. 1 as a thin film is shown.

〔SAM膜のパターニング〕
まず、図4に示すように、下部電極42の表面に所定パターンのSAM(Self Assembled Monolayer)膜50を形成する。具体的には、図4(a)に示す工程では、例えば、下部電極42となる基板を準備する。下部電極42としては、例えば、白金(Pt)を用いることができる。
[SAM film patterning]
First, as shown in FIG. 4, a SAM (Self Assembled Monolayer) film 50 having a predetermined pattern is formed on the surface of the lower electrode 42. Specifically, in the step shown in FIG. 4A, for example, a substrate to be the lower electrode 42 is prepared. As the lower electrode 42, for example, platinum (Pt) can be used.

次に、図4(b)に示す工程では、下部電極42をアルカンチオール等からなるSAM材料で浸漬処理する。これにより、下部電極42の表面には、SAM材料が反応しSAM膜50が付着し、下部電極42表面を撥水化することができる。アルカンチオールは、分子鎖長により反応性や疎水(撥水)性が異なるが、通常、炭素数6〜18の分子を、アルコール、アセトン又はトルエン等の有機溶媒に溶解させて作製する。通常、アルカンチオールの濃度は数モル/リットル程度である。所定時間後に下部電極42を取り出し、余剰な分子を溶媒で置換洗浄し、乾燥する。   Next, in the step shown in FIG. 4B, the lower electrode 42 is immersed in a SAM material made of alkanethiol or the like. Thereby, the SAM material reacts on the surface of the lower electrode 42 and the SAM film 50 adheres, and the surface of the lower electrode 42 can be made water repellent. Although alkanethiol has different reactivity and hydrophobicity (water repellency) depending on the molecular chain length, it is usually prepared by dissolving a molecule having 6 to 18 carbon atoms in an organic solvent such as alcohol, acetone or toluene. Usually, the concentration of alkanethiol is about several moles / liter. After a predetermined time, the lower electrode 42 is taken out, and excess molecules are replaced with a solvent and dried.

次に、図4(c)に示す工程では、公知のフォトリソグラフィ法により、下部電極42の表面に形成されたSAM膜50上に、開口部51xを有するフォトレジスト51を形成する。次に、図4(d)に示す工程では、ドライエッチング等により開口部51x内に露出するSAM膜50を除去し、更にフォトレジスト51を除去する。これにより、下部電極42の表面に所定パターンのSAM膜50が形成される。   Next, in a step shown in FIG. 4C, a photoresist 51 having an opening 51x is formed on the SAM film 50 formed on the surface of the lower electrode 42 by a known photolithography method. Next, in the step shown in FIG. 4D, the SAM film 50 exposed in the opening 51x is removed by dry etching or the like, and the photoresist 51 is further removed. As a result, the SAM film 50 having a predetermined pattern is formed on the surface of the lower electrode 42.

下部電極42の表面のSAM膜50が形成されている領域は、疎水性となる。一方、SAM膜50が除去されて下部電極42の表面が露出している領域は、親水性となる。この表面エネルギーのコントラストを利用して、下記で詳述するPZT前駆体溶液の塗り分けが可能となる。   The region where the SAM film 50 is formed on the surface of the lower electrode 42 is hydrophobic. On the other hand, the region where the surface of the lower electrode 42 is exposed after the SAM film 50 is removed becomes hydrophilic. By utilizing this surface energy contrast, it becomes possible to coat the PZT precursor solution described in detail below.

なお、図4(a)に示す工程の後、図5(a)に示す工程のように下部電極42の表面にフォトレジスト53を形成し、図5(b)に示す工程のようにSAM処理を行い、図5(c)に示す工程のようにフォトレジスト53を除去してもよい。これにより、図4(d)に示す工程と同様に、下部電極42の表面に所定パターンのSAM膜50が形成される。   After the step shown in FIG. 4A, a photoresist 53 is formed on the surface of the lower electrode 42 as in the step shown in FIG. 5A, and the SAM treatment is performed as in the step shown in FIG. And the photoresist 53 may be removed as in the step shown in FIG. Thereby, a SAM film 50 having a predetermined pattern is formed on the surface of the lower electrode 42 as in the step shown in FIG.

又、図4(b)に示す工程の後、図6(a)に示す工程のように開口部54xを有するフォトマスク54を介して紫外線や酸素プラズマ等を下部電極42表面に照射し、図6(b)に示す工程のように露光部(開口部54x内)のSAM膜50を除去してもよい。これにより、図4(d)に示す工程と同様に、下部電極42の表面に所定パターンのSAM膜50が形成される。   4B, after the process shown in FIG. 6A, the surface of the lower electrode 42 is irradiated with ultraviolet light, oxygen plasma, or the like through the photomask 54 having the opening 54x. The SAM film 50 in the exposed portion (in the opening 54x) may be removed as in the step shown in FIG. Thereby, a SAM film 50 having a predetermined pattern is formed on the surface of the lower electrode 42 as in the step shown in FIG.

〔電気機械変換膜の形成〕
次に、図7に示すように、下部電極42の表面に電気機械変換膜43を形成する。具体的には、図7(a)に示す工程では、薄膜製造装置3のステージ62上に、表面に所定パターンのSAM膜50が形成された下部電極42(図3の基板5に相当)を載置する。そして、周知のアライメント装置(CCDカメラやCMOSカメラ等)等を用いて、下部電極42の位置や傾き等をアライメントする。
[Formation of electromechanical conversion film]
Next, as shown in FIG. 7, an electromechanical conversion film 43 is formed on the surface of the lower electrode 42. Specifically, in the process shown in FIG. 7A, a lower electrode 42 (corresponding to the substrate 5 in FIG. 3) having a SAM film 50 of a predetermined pattern formed on the surface is provided on the stage 62 of the thin film manufacturing apparatus 3. Place. Then, the position, inclination, and the like of the lower electrode 42 are aligned using a known alignment device (CCD camera, CMOS camera, or the like).

そして、インクジェットヘッド67をX軸に駆動させ、下部電極42が載置されたステージ62をY軸に駆動させて、ステージ62上にインクジェットヘッド67を配置する。そして、インクジェットヘッド67から下部電極42の表面のSAM膜50が存在しない領域(親水性の領域)に機能性インク43aを吐出させる。この際、表面エネルギーのコントラストにより、機能性インク43aはSAM膜50が存在しない領域(親水性の領域)のみに濡れ広がる。   Then, the inkjet head 67 is driven on the X axis, the stage 62 on which the lower electrode 42 is mounted is driven on the Y axis, and the inkjet head 67 is disposed on the stage 62. Then, the functional ink 43a is ejected from the inkjet head 67 to a region (hydrophilic region) on the surface of the lower electrode 42 where the SAM film 50 does not exist. At this time, due to the contrast of the surface energy, the functional ink 43a spreads wet only in the region where the SAM film 50 does not exist (hydrophilic region).

このように、表面エネルギーのコントラストを利用して機能性インク43aをSAM膜50が存在しない領域(親水性の領域)のみに形成することにより、塗布する溶液の使用量をスピンコート法等のプロセスよりも減らすことができると共に、工程を簡略化することが可能となる。なお、機能性インク43aとしては、例えば、PZT前駆体溶液を用いることができる。   As described above, the functional ink 43a is formed only in the region where the SAM film 50 does not exist (hydrophilic region) by utilizing the contrast of the surface energy. In addition, the process can be simplified and the process can be simplified. As the functional ink 43a, for example, a PZT precursor solution can be used.

次に、図7(b)に示す工程では、連続照射レーザ装置71をX軸に駆動させ、必要な場合には下部電極42が載置されたステージ62をY軸に駆動させて、ステージ62上に連続照射レーザ装置71を配置する。そして、連続照射レーザ装置71にて、図7(a)に示す工程で濡れ広がった機能性インク43aにレーザ光71xを照射して加熱する。レーザ光71xが照射された機能性インク43aは、溶媒が蒸発し、熱分解され、熱分解された機能性インク43bとなる。連続照射レーザ装置71としては、例えば、半導体レーザ装置やYAGレーザ装置等を用いることができる。   Next, in the step shown in FIG. 7B, the continuous irradiation laser device 71 is driven on the X axis, and if necessary, the stage 62 on which the lower electrode 42 is mounted is driven on the Y axis. A continuous irradiation laser device 71 is arranged on the top. Then, the continuous irradiation laser device 71 irradiates the functional ink 43a wetted and spread in the step shown in FIG. The functional ink 43a irradiated with the laser light 71x is vaporized and thermally decomposed into the functional ink 43b thermally decomposed. For example, a semiconductor laser device or a YAG laser device can be used as the continuous irradiation laser device 71.

レーザ光71xの波長は、下部電極42を含めた基板の光吸収率が比較的高い領域である400nm以上(例えば400nm〜10000nm程度)とすると好適である。より詳しく説明すると、機能性インク43aは波長400nm以上のレーザ光71xをほとんど透過し、ほとんど吸収しない。そのため、機能性インク43aは直接加熱されず、機能性インク43aを搭載している下部電極42(白金等)を含む基板が加熱され、それにともなって間接的に機能性インク43aが加熱される。従って、レーザ光71xの波長を下部電極42の光吸収率が比較的高い領域である400nm以上とすると好適である。   The wavelength of the laser beam 71x is preferably 400 nm or more (for example, about 400 nm to 10000 nm), which is a region where the light absorption rate of the substrate including the lower electrode 42 is relatively high. More specifically, the functional ink 43a almost transmits laser light 71x having a wavelength of 400 nm or more and hardly absorbs it. Therefore, the functional ink 43a is not directly heated, the substrate including the lower electrode 42 (platinum or the like) on which the functional ink 43a is mounted is heated, and the functional ink 43a is indirectly heated accordingly. Therefore, it is preferable that the wavelength of the laser beam 71x is 400 nm or more, which is a region where the light absorption rate of the lower electrode 42 is relatively high.

なお、直接加熱の手法を用いると、レーザ光のビームプロファイルのムラにより照射部に温度ムラが生じるおそれがあるが、間接加熱の手法を採用することにより、照射面内において均一に機能性インク43aを加熱することが可能となる。   If the direct heating method is used, temperature unevenness may occur in the irradiated portion due to unevenness of the beam profile of the laser beam. However, by using the indirect heating method, the functional ink 43a is uniformly distributed within the irradiation surface. Can be heated.

又、上記説明では、下部電極42上に機能性インク43aを形成しているが、シリコンからなる振動板30上にチタン等からなる密着層41及び白金等からなる下部電極42が積層され、積層された下部電極42上に機能性インク43aを形成する場合がある。このような場合でも、レーザ光71xの波長を、シリコン、チタン、及び白金の光吸収率が比較的高い領域である400nm以上とすると好適である。   In the above description, the functional ink 43a is formed on the lower electrode 42, but the adhesion layer 41 made of titanium or the like and the lower electrode 42 made of platinum or the like are laminated on the vibration plate 30 made of silicon. In some cases, the functional ink 43 a is formed on the formed lower electrode 42. Even in such a case, it is preferable that the wavelength of the laser beam 71x is 400 nm or more, which is a region where the light absorption rate of silicon, titanium, and platinum is relatively high.

なお、シリコンは、厚さ、結晶特性、熱特性の面内ムラが低いため信頼性が高く、本実施の形態で使用する基板(振動板30)として好適である。   Silicon is highly reliable because it has low in-plane unevenness in thickness, crystal characteristics, and thermal characteristics, and is suitable as a substrate (diaphragm 30) used in this embodiment.

下部電極42の移動速度は10mm/s〜1000mm/s程度、レーザ光71xのパワーは数W〜数十W程度とすることができる。又、レーザ光71xのビーム径は数10μm〜数100μm程度、ビームプロファイルは一般的なガウシアンプロファイルとすることができる。   The moving speed of the lower electrode 42 can be about 10 mm / s to 1000 mm / s, and the power of the laser light 71x can be about several watts to several tens of watts. The beam diameter of the laser beam 71x can be about several tens of μm to several hundreds of μm, and the beam profile can be a general Gaussian profile.

なお、レーザ光71xはSAM膜50にも照射され、SAM膜50も加熱される。SAM膜50は、500℃以上の温度になると消失する虞があるが、レーザ光71xを上記設定条件とした場合には、下部電極42の温度が500℃以下にとどまるので、SAM膜50は消失しない。   The laser beam 71x is also applied to the SAM film 50, and the SAM film 50 is also heated. The SAM film 50 may disappear when the temperature is 500 ° C. or higher. However, when the laser light 71x is set as the above setting condition, the temperature of the lower electrode 42 remains at 500 ° C. or lower, so the SAM film 50 disappears. do not do.

次に、図7(c)に示す工程では、パルス照射レーザ装置72をX軸に駆動させ、必要な場合には下部電極42が載置されたステージ62をY軸に駆動させて、ステージ62上にパルス照射レーザ装置72を配置する。そして、パルス照射レーザ装置72にて、図7(b)に示す工程で熱分解された機能性インク43bのみにレーザ光72xを照射して加熱する。つまり、SAM膜50にレーザ光72xを照射すると、下部電極42の温度が500℃以上となってSAM膜50が消失する虞があるため、SAM膜50にはレーザ光72xを照射しない。   Next, in the step shown in FIG. 7C, the pulse irradiation laser device 72 is driven on the X axis, and if necessary, the stage 62 on which the lower electrode 42 is placed is driven on the Y axis, and the stage 62 is driven. A pulse irradiation laser device 72 is arranged on the top. Then, in the pulse irradiation laser device 72, only the functional ink 43b thermally decomposed in the process shown in FIG. That is, if the SAM film 50 is irradiated with the laser beam 72x, the temperature of the lower electrode 42 may be 500 ° C. or more, and the SAM film 50 may disappear. Therefore, the SAM film 50 is not irradiated with the laser beam 72x.

レーザ光72xを照射された機能性インク43bは、結晶化して機能性インク43c(例えば、PZT薄膜)となり、SAM膜50は消失せずに残存する。パルス照射レーザ装置72としては、例えば、半導体ファイバーカプリングレーザ装置や半導体レーザスタック装置等を用いることができる。   The functional ink 43b irradiated with the laser beam 72x is crystallized to become the functional ink 43c (for example, PZT thin film), and the SAM film 50 remains without disappearing. As the pulse irradiation laser device 72, for example, a semiconductor fiber coupling laser device, a semiconductor laser stack device, or the like can be used.

レーザ光72xのパワーは数W〜数10W程度、レーザ光72xの照射時間は数μ秒〜数100μ秒程度とすることができる。レーザ光72xの発光周波数は機能性インク43bのパターンとステージ62の移動速度により調整することが好ましく、例えば、パターン間隔が100μmで、ステージ62の移動速度が100mm/sの場合、レーザ光72xの発光周波数は1kHzとすることができる。   The power of the laser beam 72x can be set to several W to several tens of W, and the irradiation time of the laser beam 72x can be set to several μs to several 100 μs. The emission frequency of the laser beam 72x is preferably adjusted by the pattern of the functional ink 43b and the moving speed of the stage 62. For example, when the pattern interval is 100 μm and the moving speed of the stage 62 is 100 mm / s, the laser beam 72x The emission frequency can be 1 kHz.

なお、レーザ光72xが発光中にステージ62が移動する場合には、レーザ光72xを照射する範囲が広がる。例えば、照射時間が100μ秒でステージ62の移動速度が100mm/sの場合、レーザ光72xが発光中にステージ62が移動することにより、レーザ光72xを照射する範囲が10um程度広がる。   In addition, when the stage 62 moves while the laser beam 72x is emitted, the range in which the laser beam 72x is irradiated is expanded. For example, when the irradiation time is 100 μs and the moving speed of the stage 62 is 100 mm / s, the stage 62 moves while the laser light 72x is emitting, thereby expanding the range of irradiation with the laser light 72x by about 10 μm.

そのため、レーザ光72xを機能性インク43bのみに照射し、SAM膜50に照射しないためには、レーザ光72xの照射範囲を考慮して機能性インク43bのパターン形状に合った照射タイミングでレーザ光72xを発光させる必要がある。   Therefore, in order to irradiate only the functional ink 43b with the laser beam 72x and not to irradiate the SAM film 50, the laser beam is irradiated at an irradiation timing suitable for the pattern shape of the functional ink 43b in consideration of the irradiation range of the laser beam 72x. 72x needs to emit light.

図7(c)に示す工程で結晶化した機能性インク43c(例えば、PZT薄膜)の膜厚は、数10nm程度である。この膜厚では不十分であるため、図7(c)に示す工程の後、更に図7(a)〜図7(c)に示す工程を必要数繰り返す。これにより、機能性インク43cが積層され、下部電極42上に任意のパターンと厚さ(例えば、数μm程度)の結晶化した機能性インク膜、すなわち電気機械変換膜43が作製される。   The film thickness of the functional ink 43c (for example, PZT thin film) crystallized in the process shown in FIG. 7C is about several tens of nm. Since this film thickness is insufficient, after the step shown in FIG. 7C, the steps shown in FIGS. 7A to 7C are repeated as many times as necessary. Thereby, the functional ink 43c is laminated, and the functional ink film crystallized with an arbitrary pattern and thickness (for example, about several μm), that is, the electromechanical conversion film 43 is formed on the lower electrode.

このように、第1の実施の形態では、SAM膜50が消失しない程度の温度で、連続照射レーザ装置71にて機能性インク43aにレーザ光71xを照射して加熱し、機能性インク43aの溶媒を蒸発させ熱分解し、機能性インク43bを作製する。そして、機能性インク43bにレーザ光72x(パルス)を照射して加熱し、結晶化させて機能性インク43cを作製する。この際、パルス照射レーザ装置72では、SAM膜50にレーザ光72xを照射しないため、SAM膜50が消失せずに残存する。   As described above, in the first embodiment, the continuous ink laser device 71 irradiates the functional ink 43a with the laser beam 71x and heats the functional ink 43a at a temperature at which the SAM film 50 does not disappear. The functional ink 43b is produced by evaporating the solvent and performing thermal decomposition. Then, the functional ink 43b is irradiated with a laser beam 72x (pulse), heated, and crystallized to produce the functional ink 43c. At this time, in the pulse irradiation laser device 72, since the SAM film 50 is not irradiated with the laser beam 72x, the SAM film 50 remains without disappearing.

これにより、図4〜図6の工程を繰り返す必要はなく、図7(a)〜図7(c)に示す工程のみを必要数繰り返すことにより、機能性インク43cを積層することができる。つまり、簡易な工程により電気機械変換膜等の薄膜を製造可能となる。   Accordingly, it is not necessary to repeat the steps shown in FIGS. 4 to 6, and the functional ink 43 c can be stacked by repeating only the steps shown in FIGS. 7A to 7C as many times as necessary. That is, a thin film such as an electromechanical conversion film can be manufactured by a simple process.

以上、図7(c)に示す工程においてレーザ光をパルス照射すると好適であることを説明したが、図7(c)に示す工程においてレーザ光を連続的に照射して機能性インク43bを結晶化させ、機能性インク43cを作製することも可能である。但し、レーザ光の連続照射によりSAM膜50が消失した場合には、機能性インク43cを積層する際に、図4〜図7(c)に示す工程を繰り返す必要がある。   As described above, it has been described that it is preferable to irradiate the laser beam in the step shown in FIG. 7C. However, the functional ink 43b is crystallized by continuously irradiating the laser beam in the step shown in FIG. It is also possible to produce the functional ink 43c. However, when the SAM film 50 disappears due to continuous irradiation with laser light, it is necessary to repeat the steps shown in FIGS. 4 to 7C when laminating the functional ink 43c.

ところで、図7(a)及び図7(b)に示す工程を経て図7(c)に示す工程で機能性インク43bを完全に結晶化して機能性インク43cを形成するためには、事前に検討すべき項目(以下、事前検討項目とする)がある。第1の事前検討項目は、図7(a)に示す工程において塗布する機能性インク43aの膜厚と、図7(c)に示す工程で照射されるレーザ光(パルス照射又は連続照射)の照射時間との関係である。ここで、機能性インク43aの膜厚は塗布する機能性インク(例えば、PZT)の固形分濃度で決定されるため、塗布する機能性インクの固形分濃度とレーザ光の照射時間との関係を事前に検討することになる。   By the way, in order to form the functional ink 43c by completely crystallizing the functional ink 43b in the step shown in FIG. 7C through the steps shown in FIG. 7A and FIG. There are items to be considered (hereinafter referred to as pre-review items). The first prior examination items are the film thickness of the functional ink 43a applied in the step shown in FIG. 7A and the laser light (pulse irradiation or continuous irradiation) irradiated in the step shown in FIG. It is the relationship with the irradiation time. Here, since the film thickness of the functional ink 43a is determined by the solid content concentration of the functional ink to be applied (for example, PZT), the relationship between the solid content concentration of the functional ink to be applied and the irradiation time of the laser beam is expressed as follows. It will be examined in advance.

例えば、塗布する機能性インクの固形分濃度とレーザ光の照射時間の関係が適切でないと図8に示すような機能性インク43cが形成される。図8は、図7(c)に示す工程後の機能性インク43cの断面を模式的に示す図であり、塗布する機能性インクの固形分濃度とレーザ光の照射時間の関係が適切でない場合の例を示している。   For example, if the relationship between the solid content concentration of the functional ink to be applied and the irradiation time of the laser beam is not appropriate, a functional ink 43c as shown in FIG. 8 is formed. FIG. 8 is a diagram schematically showing a cross section of the functional ink 43c after the step shown in FIG. 7C, where the relationship between the solid content concentration of the applied functional ink and the irradiation time of the laser beam is not appropriate. An example is shown.

図8において、機能性インク43cは、結晶領域43cと、非晶質領域43cとを有する。機能性インク43cは波長400nm以上のレーザ光をほとんど透過し、ほとんど吸収しない。そのため、レーザ光の波長が例えば980nmであるとすれば、レーザ光は機能性インク43cを透過して下部電極42(白金等)を含む基板を加熱する。そして、それにともなって間接的に機能性インク43cが加熱される。これにより、機能性インク43cは下部電極42側から結晶化される。 8, functional ink 43c has a crystal region 43c 1, and the amorphous region 43c 2. The functional ink 43c transmits almost no laser light having a wavelength of 400 nm or more and hardly absorbs it. Therefore, if the wavelength of the laser light is, for example, 980 nm, the laser light passes through the functional ink 43c and heats the substrate including the lower electrode 42 (platinum or the like). Along with this, the functional ink 43c is indirectly heated. Thereby, the functional ink 43c is crystallized from the lower electrode 42 side.

塗布する機能性インクの固形分濃度とレーザ光の照射時間の関係が適切でない場合は、図8に示すように、機能性インク43cの下部電極42側は結晶化されて結晶領域43cが形成されるが、下部電極42とは反対側の一部の領域は結晶化されず非晶質領域43cが形成される。 If the irradiation time of the relationship between applied to functional ink solids concentration and the laser beam is not appropriate, as shown in FIG. 8, the lower electrode 42 side of the functional ink 43c crystal region 43c 1 is crystallized form but it is the part of a region opposite to the amorphous region 43c 2 without being crystallized to form the lower electrode 42.

図8に示すような、非晶質領域43cが形成された機能性インク43cは、結晶領域43cのみからなる場合と比較して、電気機械変換素子40の特性(例えば、P−Eヒステリシス曲線等)が劣化する。そこで、塗布する機能性インクの固形分濃度とレーザ光の照射時間の関係を適切に設定する必要がある。具体的な設定手順については、図10を参照しながら後述する。 As shown in FIG. 8, the amorphous region 43c 2 is formed functional ink 43c, compared with a case made of only a crystal region 43c 1, characteristics of the electromechanical transducer 40 (e.g., P-E hysteresis Curve). Therefore, it is necessary to appropriately set the relationship between the solid content concentration of the functional ink to be applied and the irradiation time of the laser beam. A specific setting procedure will be described later with reference to FIG.

第2の事前検討項目は、レーザ光(パルス照射又は連続照射)のパワーと機能性インク43cが積層された回数との関係である。すなわち、機能性インク43cが積層されると膜厚が厚くなるため、機能性インク43cの光吸収率が変化する。光吸収率が変化すると同じパワーのレーザ光を照射しても、加熱される温度が異なる。従って、図7(b)及び図7(c)に示す工程において、機能性インク43cを一定温度に加熱するためには、機能性インク43cに照射するレーザ光のパワーを機能性インク43cが積層された回数に対応して設定することが好ましい(すなわち、機能性インク43cの膜厚に対応して設定することが好ましい)。   The second prior examination item is the relationship between the power of laser light (pulse irradiation or continuous irradiation) and the number of times the functional ink 43c is laminated. That is, since the film thickness is increased when the functional ink 43c is laminated, the light absorption rate of the functional ink 43c changes. Even if the laser beam with the same power is irradiated as the light absorption rate changes, the heating temperature differs. Therefore, in the steps shown in FIGS. 7B and 7C, in order to heat the functional ink 43c to a constant temperature, the functional ink 43c is laminated with the power of the laser beam irradiated to the functional ink 43c. It is preferable to set the number of times corresponding to the number of times (that is, it is preferable to set the number corresponding to the film thickness of the functional ink 43c).

図9は、光吸収率と膜厚に関しての説明図である。下部電極42上に機能性インク43aを塗布し、レーザ光71xを照射した場合、レーザ光71xの一部は機能性インク43aの膜表面で反射し(A)、一部は機能性インク43aを透過して下部電極42表面で反射し(B)、一部は下部電極42で吸収される(C)。一部は下部電極42を透過する場合もある。機能性インク43aの光吸収率は、機能性インク43aの膜厚Hにより変化する。機能性インク43bについても同様である。そこで、機能性インク43aの光吸収率と膜厚との関係を計測する必要がある。   FIG. 9 is an explanatory diagram regarding the light absorption rate and the film thickness. When the functional ink 43a is applied on the lower electrode 42 and irradiated with the laser light 71x, a part of the laser light 71x is reflected by the film surface of the functional ink 43a (A) and a part of the functional ink 43a is applied. The light is transmitted and reflected on the surface of the lower electrode 42 (B), and a part is absorbed by the lower electrode 42 (C). Some may pass through the lower electrode 42. The light absorption rate of the functional ink 43a varies depending on the film thickness H of the functional ink 43a. The same applies to the functional ink 43b. Therefore, it is necessary to measure the relationship between the light absorption rate and the film thickness of the functional ink 43a.

ここで、前述の第1及び第2の事前検討項目の具体的な手順について、図10を参照しながら説明する。図10は、第1及び第2の事前検討項目の具体的な手順を示すフローチャートの一例であり、ステップS101〜S106が第1の事前検討項目に関するものであり、ステップS111〜S117が第2の事前検討項目に関するものである。なお、図10ではレーザ光を連続照射して機能性インクを結晶化する場合を例にして説明する。   Here, a specific procedure of the first and second prior examination items will be described with reference to FIG. FIG. 10 is an example of a flowchart showing a specific procedure of the first and second preliminary examination items. Steps S101 to S106 relate to the first preliminary examination item, and steps S111 to S117 are the second. This relates to the items to be considered in advance. Note that FIG. 10 illustrates an example in which functional ink is crystallized by continuous irradiation with laser light.

図10を参照するに、まず、ステップS101では、塗布する機能性インクの仮固形分濃度及び機能性インクを結晶化するために連続照射するレーザ光の仮照射時間を決定する。ここでは、一例として、機能性インクとしてPZTを用い、機能性インク(PZT)の仮固形分濃度を5mol/l、連続照射するレーザ光の仮照射時間を3.5msに決定するとして以下の説明を行う。   Referring to FIG. 10, first, in step S101, the provisional solid content concentration of the functional ink to be applied and the provisional irradiation time of the laser beam that is continuously irradiated to crystallize the functional ink are determined. Here, as an example, it is assumed that PZT is used as the functional ink, the temporary solid content concentration of the functional ink (PZT) is 5 mol / l, and the temporary irradiation time of the laser beam for continuous irradiation is determined to be 3.5 ms. I do.

次に、ステップS102では、ステップS101で決定した仮固形分濃度の機能性インクを用いて、成膜対象物となる基板上に機能性インク膜を形成する。機能性インク膜は、例えばインクジェット法やスピンコート法で均一に塗布し形成できる。   Next, in step S102, a functional ink film is formed on the substrate to be a film formation target using the functional ink having the temporary solid content concentration determined in step S101. The functional ink film can be uniformly applied and formed by, for example, an inkjet method or a spin coating method.

なお、ここでは、所定の固形分濃度の機能性インクを結晶化するためには、連続照射するレーザ光の照射時間がどの程度必要かを検討することが目的である。そこで、ステップS101で決定した仮照射時間でレーザ光を連続照射した際に、全ての領域が結晶領域とならず、一部に非晶質領域が形成される程度の膜厚となるようにステップS102で機能性インク膜を形成する。   Here, the purpose is to examine how long the irradiation time of the laser beam to be continuously irradiated is necessary to crystallize the functional ink having a predetermined solid content concentration. Therefore, when the laser beam is continuously irradiated for the provisional irradiation time determined in step S101, the step is performed so that the entire region does not become a crystal region but has a film thickness such that an amorphous region is partially formed. In S102, a functional ink film is formed.

次に、ステップS103では、ステップS102で成膜した機能性インク膜を加熱する。具体的には、まずレーザ光を連続照射して機能性インク膜を乾燥及び熱分解し、その後、結晶化可能な温度で(結晶化可能なパワーで)更にレーザ光を連続照射して機能性インク膜を結晶化する(但し、一部の領域は非晶質となる場合がある)。なお、連続照射するレーザ光のパワーは例えば40W〜90W程度の範囲内で適宜決定する。   Next, in step S103, the functional ink film formed in step S102 is heated. Specifically, the functional ink film is first dried and thermally decomposed by continuously irradiating with laser light, and then further irradiated with laser light at a temperature at which crystallization is possible (with crystallization power). The ink film is crystallized (however, some regions may be amorphous). In addition, the power of the laser beam continuously irradiated is appropriately determined within a range of about 40 W to 90 W, for example.

次に、ステップS104では、例えばSEMを用いて、ステップS102で加熱した機能性インク膜の断面観察を行う。機能性インク膜の断面観察を行うことにより、ステップS102で加熱した機能性インク膜の結晶領域と非晶質領域の各々の膜厚を測定できる。
なお、前述のように、ステップS102で一部に非晶質領域が形成される程度の膜厚に機能性インク膜を形成しているはずであるが、もしもステップS104で全ての領域が結晶領域であった場合には、機能性インク膜の膜厚を厚くして(機能性インクの仮固形分濃度を高くして)ステップS101〜S104をやり直す。
Next, in step S104, the cross section of the functional ink film heated in step S102 is observed using, for example, SEM. By observing the cross section of the functional ink film, the film thickness of each of the crystalline region and the amorphous region of the functional ink film heated in step S102 can be measured.
As described above, the functional ink film should have been formed to a thickness that allows an amorphous region to be partially formed in step S102. However, if all the regions are crystalline regions in step S104, If it is, the thickness of the functional ink film is increased (the temporary solid content concentration of the functional ink is increased), and steps S101 to S104 are performed again.

次に、ステップS105では、結晶成長に必要な時間を算出する。例えば、ステップS104で図8に模式的に示したような断面が観察され、例えば結晶領域43cが52nm、非晶質領域43cが15nmと測定された場合を考える。仮照射時間は3.5msであるから、この場合には、52nm÷3.5ms≒15nm/msが結晶成長に必要な時間となる。なお、機能性インク膜の総膜厚は、52nm+15nm=67nmである。 Next, in step S105, the time required for crystal growth is calculated. For example, cross-section as schematically shown in FIG. 8 is observed in step S104, for example, crystal region 43c 1 is 52 nm, consider the case where the amorphous region 43c 2 was measured as 15 nm. Since the provisional irradiation time is 3.5 ms, in this case, 52 nm ÷ 3.5 ms≈15 nm / ms is the time required for crystal growth. The total thickness of the functional ink film is 52 nm + 15 nm = 67 nm.

次に、ステップS106では、固形分濃度及び照射時間を最適化し、最適化した値をRAMや不揮発性メモリ等の記録部に記録する。ステップS105において、結晶成長に必要な時間が15nm/msであることが確認された。又、ステップS101〜S105において、仮固形分濃度を5mol/lの機能性インクを加熱すると、総膜厚が67nmの機能性インク膜が形成されることが確認された。   Next, in step S106, the solid content concentration and the irradiation time are optimized, and the optimized values are recorded in a recording unit such as a RAM or a nonvolatile memory. In step S105, it was confirmed that the time required for crystal growth was 15 nm / ms. In Steps S101 to S105, it was confirmed that when a functional ink having a temporary solid content concentration of 5 mol / l was heated, a functional ink film having a total film thickness of 67 nm was formed.

これより、例えば、固形分濃度を5mol/lとして全領域が結晶化された機能性インク膜を形成したい場合には(総膜厚が67nmで全領域が結晶化された機能性インク膜を形成したい場合には)、照射時間を67nm÷15nm/ms≒4.5msにすればよいことがわかる。   Thus, for example, when it is desired to form a functional ink film in which the entire region is crystallized with a solid content concentration of 5 mol / l (a functional ink film in which the total region is 67 nm and the entire region is crystallized is formed. It is understood that the irradiation time may be 67 nm ÷ 15 nm / ms≈4.5 ms.

なお、加熱時間は4.5msよりも長ければ如何なる値でも良いように思われるが、そうではない。加熱時間が長すぎると結晶化された機能性インク膜にクラックが入る場合があるため、あまり長くすることは好ましくない。一方、マージンを考えると、実際の加熱時間は4.5msよりも若干大きく設定することが好ましい。つまり、実際の加熱時間は4.5msから機能性インク膜にクラックが入る加熱時間との間の所定範囲に設定すればよい。なお、機能性インク膜にクラックが入る加熱時間は実験により知ることができる。   It should be noted that the heating time seems to be any value as long as it is longer than 4.5 ms, but this is not the case. If the heating time is too long, cracks may occur in the crystallized functional ink film, so it is not preferable to make it too long. On the other hand, considering the margin, the actual heating time is preferably set slightly longer than 4.5 ms. That is, the actual heating time may be set within a predetermined range between 4.5 ms and the heating time during which the functional ink film cracks. It should be noted that the heating time during which the functional ink film cracks can be known by experiments.

又、全領域が結晶化された機能性インク膜を形成するために、固形分濃度を変更してもよい。ステップS101〜S105において、所定パワーのレーザ光(連続照射)の仮照射時間を3.5msとして機能性インクを加熱すると、52nmの機能性インク膜が結晶化することが確認された。   In order to form a functional ink film in which the entire region is crystallized, the solid content concentration may be changed. In steps S101 to S105, it was confirmed that the functional ink film of 52 nm was crystallized when the functional ink was heated with the provisional irradiation time of laser light of a predetermined power (continuous irradiation) being 3.5 ms.

これにより、照射時間が3.5msの所定パワーのレーザ光(連続照射)で総膜厚が52nmで全領域が結晶化された機能性インク膜を形成したい場合には、固形分濃度を5mol/l×(52nm÷67nm)≒3.9mol/lにすればよいことがわかる。   Accordingly, when a functional ink film having a total film thickness of 52 nm and crystallized in the entire region is formed by laser light with a predetermined power of 3.5 ms (continuous irradiation), the solid content concentration is 5 mol / It can be seen that l × (52 nm ÷ 67 nm) ≈3.9 mol / l is sufficient.

もちろん、仮固形分濃度(5mol/l)及び仮照射時間(3.5ms)の両方を変えて固形分濃度及び照射時間を最適化してもよい。例えば、固形分濃度を6mol/lとすると、67nm×(6mol/l÷5mol/l)≒80nmの膜厚の機能性インク膜を形成できる。この場合は照射時間を80nm÷15nm/ms≒5.3msにすれば、80nmの膜厚の全領域を結晶化できる。   Of course, the solid content concentration and the irradiation time may be optimized by changing both the temporary solid content concentration (5 mol / l) and the temporary irradiation time (3.5 ms). For example, when the solid content concentration is 6 mol / l, a functional ink film having a film thickness of 67 nm × (6 mol / l ÷ 5 mol / l) ≈80 nm can be formed. In this case, if the irradiation time is set to 80 nm ÷ 15 nm / ms≈5.3 ms, the entire region having a thickness of 80 nm can be crystallized.

なお、機能性インク膜の膜厚は、生産性を考慮して決定することができる。例えば、総厚が2μmの機能性インク膜を形成したい場合、一度には形成できないので、例えば、膜厚が50nmの機能性インク膜を40回積層して形成することが必要となる。ここで、膜厚を50nmよりも厚くすれば積層回数は減るが、レーザ光の総照射時間は増える。一方、膜厚を50nmよりも薄くすれば積層回数は増えるが、レーザ光の総照射時間は減る。そこで、積層回数の増減とレーザ光の総照射時間の増減とを考慮し、一度に形成する機能性インク膜の膜厚を適切な値に設定すればよい。   The film thickness of the functional ink film can be determined in consideration of productivity. For example, when it is desired to form a functional ink film having a total thickness of 2 μm, it cannot be formed at one time. For example, it is necessary to form a functional ink film having a film thickness of 50 nm by stacking 40 times. Here, if the film thickness is thicker than 50 nm, the number of laminations is reduced, but the total irradiation time of the laser light is increased. On the other hand, if the film thickness is made thinner than 50 nm, the number of lamination increases, but the total irradiation time of the laser light decreases. Therefore, considering the increase / decrease in the number of laminations and the increase / decrease in the total irradiation time of the laser light, the thickness of the functional ink film formed at a time may be set to an appropriate value.

このようにして、図7(a)に示す工程で塗布すべき機能性インク43aの固形分濃度、及び結晶化するために連続照射すべきレーザ光の照射時間を最適化できる。なお、ステップS101〜S105を複数回繰り返してデータを蓄積し、平均化したデータを用いてステップS106で固形分濃度及び照射時間の最適値を求め、求めた最適値を記憶部に記憶させてもよい。   In this way, it is possible to optimize the solid content concentration of the functional ink 43a to be applied in the step shown in FIG. 7A and the irradiation time of the laser beam to be continuously irradiated for crystallization. Note that it is also possible to accumulate data by repeating steps S101 to S105 a plurality of times, and using the averaged data to obtain the optimum values of solid concentration and irradiation time in step S106, and storing the obtained optimum values in the storage unit. Good.

又、レーザ光(連続照射)のパワーは40W〜90W程度の範囲内の所定値としたが、レーザ光(連続照射)のパワーは後述のような最適値を有する。そこで、実際には、レーザ光(連続照射)のパワーを最適値とした場合の、固形分濃度及び照射時間の最適値を求める必要がある。そこで、ステップS101〜S106では、レーザ光(連続照射)のパワーを例えば40W〜90Wの範囲内で段階的に変えて、各レーザ光(連続照射)のパワーにおける固形分濃度及び照射時間の最適値を求め、求めた各最適値を記憶部に記憶させておくことが好ましい。   The power of the laser beam (continuous irradiation) is set to a predetermined value within a range of about 40 W to 90 W, but the power of the laser beam (continuous irradiation) has an optimum value as described later. Therefore, in practice, it is necessary to obtain the optimum values of the solid content concentration and the irradiation time when the power of the laser beam (continuous irradiation) is set to the optimum values. Therefore, in steps S101 to S106, the power of the laser beam (continuous irradiation) is changed stepwise within a range of, for example, 40 W to 90 W, and the solid content concentration and the optimum irradiation time at the power of each laser beam (continuous irradiation). It is preferable that each optimum value obtained is stored in the storage unit.

以上により、第1の事前検討項目に関するステップの説明は終了する。なお、以上の説明は、レーザ光を連続照射して機能性インクを結晶化する場合を例にしたが、レーザ光をパルス照射して機能性インクを結晶化する場合にも、上記と同様な手順により、レーザ光(パルス照射)のパワーにおける固形分濃度及び照射時間の最適値を求め、求めた各最適値を記憶部に記憶させておくことができる。   This is the end of the description of the steps relating to the first preliminary examination item. In the above description, the functional ink is crystallized by continuously irradiating laser light. However, the same applies to the case where the functional ink is crystallized by pulsed laser light irradiation. According to the procedure, the optimum values of the solid content concentration and the irradiation time at the power of the laser beam (pulse irradiation) can be obtained, and the obtained optimum values can be stored in the storage unit.

次に、第2の事前検討項目に関するステップについて説明する。まず、ステップS111では、成膜対象物となる基板上に、例えばインクジェット法やスピンコート法で機能性インクを均一に塗布し、機能性インク膜を形成する。   Next, steps related to the second prior examination item will be described. First, in step S111, a functional ink film is formed by uniformly applying a functional ink, for example, by an inkjet method or a spin coating method onto a substrate that is a film formation target.

次に、ステップS112では、ステップS111で成膜した機能性インク膜の膜厚を計測する。機能性インク膜の膜厚は、例えば、光等を用いた非接触形状計測器等を用いて計測できる。より具体的には、例えば、Zygo社の干渉計NewViewシリーズや、Keyence社の形状測定レーザ顕微鏡VKシリーズ等を用いることができる。   Next, in step S112, the thickness of the functional ink film formed in step S111 is measured. The film thickness of the functional ink film can be measured using, for example, a non-contact shape measuring instrument using light or the like. More specifically, for example, an interferometer NewView series manufactured by Zygo or a shape measurement laser microscope VK series manufactured by Keyence can be used.

次に、ステップS113では、ステップS111で成膜した機能性インク膜の光吸収率を計測する。機能性インク膜の光吸収率は、例えば、FTIRやUV-VIS-NIR Spectrometry等を用いて計測できる。より具体的には、例えば、島津製作所のIRシリーズ、UVシリーズや、PerkinElmer社のLambdaシリーズ等を用いることができる。   Next, in step S113, the light absorption rate of the functional ink film formed in step S111 is measured. The light absorption rate of the functional ink film can be measured using, for example, FTIR, UV-VIS-NIR Spectrometry, or the like. More specifically, for example, IR series, UV series of Shimadzu Corporation, Lambda series of PerkinElmer, etc. can be used.

次に、ステップS114では、ステップS111で成膜した機能性インク膜を加熱する。機能性インク膜を加熱するには、例えば、オーブンやRTA等を用いることができる。又、レーザ装置を用いても良い。   Next, in step S114, the functional ink film formed in step S111 is heated. In order to heat the functional ink film, for example, an oven or RTA can be used. Further, a laser device may be used.

次に、ステップS115で膜厚に変化がないか否か判定しながら、ステップS112〜S114を繰り返し、加熱する温度条件やレーザパワーを数段階に調整し、機能性インク膜の相状態を変える。ステップS115で膜厚に変化がないと判定した場合(YESの場合)には、ステップS116で、機能性インク膜の光吸収率と膜厚、状態(加熱温度、レーザパワー)の情報を記録する。   Next, while determining whether there is no change in the film thickness in step S115, steps S112 to S114 are repeated to adjust the heating temperature condition and the laser power in several stages to change the phase state of the functional ink film. If it is determined in step S115 that there is no change in film thickness (in the case of YES), in step S116, information on the light absorption rate, film thickness, and state (heating temperature, laser power) of the functional ink film is recorded. .

次に、ステップS117で目標の膜厚に到達したか否か判定しながら、ステップS111〜S116を繰り返して目標の膜厚に到達するまで機能性インクを重ね塗りし、機能性インク膜の光吸収率と膜厚、状態(加熱温度、レーザパワー)の情報を記録し続ける。これにより、機能性インク膜(機能性インク43aや43b)の光吸収率と膜厚との関係が得られる。   Next, while determining whether or not the target film thickness has been reached in step S117, steps S111 to S116 are repeated until the target film thickness is reached, and the functional ink is overcoated to absorb the light of the functional ink film. Continue recording information on rate, film thickness, and state (heating temperature, laser power). Thereby, the relationship between the light absorption rate and the film thickness of the functional ink film (functional inks 43a and 43b) is obtained.

図11は、図10のステップS112で得られる情報の一例を示す図であり、機能性インク膜の加熱温度と膜厚との関係を示している。図11において、601はホットプレートで1分間120℃で加熱したときの機能性インク膜の膜厚であり(約170nm)、602はオーブンで数分間300℃で加熱したときの機能性インク膜の膜厚であり(約115nm)、603はオーブンで数分間500℃で加熱したときの機能性インク膜の膜厚であり(約90nm)、604はオーブンで数分間700℃で加熱したときの機能性インク膜の膜厚であり(約75nm)である。なお,本実施の形態では示していないが、室温(約25℃)時の機能性インク膜の膜厚を測定可能なことは言うまでもない。   FIG. 11 is a diagram showing an example of information obtained in step S112 of FIG. 10, and shows the relationship between the heating temperature and the film thickness of the functional ink film. In FIG. 11, 601 is the thickness of the functional ink film when heated on a hot plate at 120 ° C. for 1 minute (about 170 nm), and 602 is the thickness of the functional ink film when heated at 300 ° C. for several minutes in an oven. 603 is the thickness of the functional ink film when heated at 500 ° C. for several minutes in an oven (about 90 nm), 604 is the function when heated at 700 ° C. for several minutes in the oven The thickness of the conductive ink film (about 75 nm). Although not shown in the present embodiment, it goes without saying that the thickness of the functional ink film at room temperature (about 25 ° C.) can be measured.

図12は、図10のステップS103で得られる情報の一例を示す図であり、機能性インク膜の膜厚と光吸収率との関係を示している。図12では、波長約1000nmの光を照射した場合の光吸収率をプロットしている。図12において、実線はホットプレートで数分間120℃で焼成したときの機能性インク膜の膜厚0〜1000μmまでの光吸収率であり、粗い点線はオーブンで数分間500℃で加熱したときの機能性インク膜の膜厚0〜1000μmまでの光吸収率であり、細かい点線はオーブンで数分間700℃で加熱したときの機能性インク膜の膜厚0〜1000μmまでの光吸収率である。   FIG. 12 is a diagram showing an example of information obtained in step S103 of FIG. 10, and shows the relationship between the thickness of the functional ink film and the light absorption rate. In FIG. 12, the light absorptance when light with a wavelength of about 1000 nm is irradiated is plotted. In FIG. 12, the solid line is the light absorption rate of the functional ink film from 0 to 1000 μm when baked at 120 ° C. for several minutes on a hot plate, and the rough dotted line is when heated at 500 ° C. for several minutes in an oven. The light absorption rate of the functional ink film is from 0 to 1000 μm, and the fine dotted line is the light absorption rate from 0 to 1000 μm of the functional ink film when heated in an oven at 700 ° C. for several minutes.

実際のデータは膜厚を数十μmピッチで計測しており、図12はカーブフィッティングした結果を示している。なお、スピンピンコートの成膜条件や、インクジェットの吐出条件を変えることで、膜厚を数十μmピッチで変えることが可能である。本実施の形態で計測した温度は120℃、500℃、700℃の3点であるが、25℃までのデータや、更に細かく温度を刻んでデータを取得すると、より精度の高い情報が得られるのは言うまでもない。   In actual data, the film thickness is measured at a pitch of several tens of μm, and FIG. 12 shows the result of curve fitting. The film thickness can be changed at a pitch of several tens of μm by changing the film formation conditions of the spin pin coat and the ink jet discharge conditions. The temperatures measured in this embodiment are three points of 120 ° C., 500 ° C., and 700 ° C. However, more accurate information can be obtained by acquiring data up to 25 ° C. Needless to say.

次に、事前に計測した図11や図12の結果から、最適なレーザパワーを算出する方法について説明する。図13は、図12に図11で得た膜厚情報(図11で得た120℃から700℃まで加熱した時の膜厚情報)をプロットした図である。   Next, a method for calculating the optimum laser power from the results of FIGS. 11 and 12 measured in advance will be described. FIG. 13 is a diagram in which the film thickness information obtained in FIG. 11 (film thickness information when heated from 120 ° C. to 700 ° C. obtained in FIG. 11) is plotted in FIG.

図11において120℃では膜厚みが約170nmであるから、これを図13の120℃で加熱したときの光吸収率曲線(実線)上にプロットすると701が示す点となる。上記と同様に、500℃及び700℃加熱時の膜厚情報を各曲線上にプロットすると703及び704が示す点となる。   In FIG. 11, since the film thickness is about 170 nm at 120 ° C., when this is plotted on the light absorptance curve (solid line) when heated at 120 ° C. in FIG. Similarly to the above, when the film thickness information at the time of heating at 500 ° C. and 700 ° C. is plotted on each curve, 703 and 704 become points.

図13は、波長約1000nmの光を照射して機能性インク膜を120℃から700℃まで加熱する場合、光吸収率が約52%→約58%→約46%と非線形的に変化することを意味している。2層目を同じように機能性インクを重ねて塗布し(1層目の最終的な膜厚みは75nmだったので、2層目の120℃加熱後の厚みは75nm+170nm=245nmとなる)、光吸収率と膜厚を計測して図13にプロットすると801が示す点となる。   FIG. 13 shows that when the functional ink film is heated from 120 ° C. to 700 ° C. by irradiating light with a wavelength of about 1000 nm, the light absorption rate changes nonlinearly from about 52% → about 58% → about 46%. Means. The second layer was coated with functional ink in the same manner (the final film thickness of the first layer was 75 nm, so the thickness of the second layer after heating at 120 ° C. is 75 nm + 170 nm = 245 nm) When the absorption rate and film thickness are measured and plotted in FIG.

上記と同様に、500℃及び700℃加熱時の膜厚情報(500℃で約165μm、700℃で約150μm)を各曲線上にプロットすると803及び804が示す点となる。2層目の光吸収率の変化は1層目と異なり、約62%→約42%→約38%と非線形的に変化する。このように、膜厚により光吸収率の変化する特性が大きく異なる。   Similarly to the above, when the film thickness information during heating at 500 ° C. and 700 ° C. (about 165 μm at 500 ° C. and about 150 μm at 700 ° C.) is plotted on each curve, 803 and 804 are shown. Unlike the first layer, the change in the light absorption rate of the second layer varies nonlinearly from about 62% to about 42% to about 38%. As described above, the characteristics in which the light absorption rate varies greatly depending on the film thickness.

波長約1000nmのレーザ光を照射するレーザ装置の各層毎の最適なレーザパワーの決定方法はいくつか考えられるが、一つの例として光吸収率変化レンジの中心値を使用することが可能である。上記結果より、1層目の光吸収率の中心値は52%で、2層目の光吸収率の中心値は50%である。2層目は光吸収率が1層目に比べて若干低いので、強めのレーザパワーで照射する必要がある。   Several methods for determining the optimum laser power for each layer of a laser device that irradiates laser light having a wavelength of about 1000 nm are conceivable. As an example, the center value of the light absorption rate change range can be used. From the above results, the central value of the light absorption rate of the first layer is 52%, and the central value of the light absorption rate of the second layer is 50%. Since the second layer has a slightly lower light absorption rate than the first layer, it is necessary to irradiate with a stronger laser power.

本実施の形態では、各層の膜厚みは一定としているので、各層の最適なレーザパワーを算出する場合、1層目のレーザパワーに対して比例して考えることができる。例えば、1層目の最適レーザパワーが100Wの場合(基準となる最適レーザパワーは事前に評価する必要がある)、2層目は100Wの52%/50%で104Wが最適レーザパワーとなる。同様にして、2層目以降の層に関しても最適レーザパワーを容易に算出できる。   In the present embodiment, since the film thickness of each layer is constant, when calculating the optimum laser power of each layer, it can be considered in proportion to the laser power of the first layer. For example, when the optimum laser power of the first layer is 100 W (the optimum laser power as a reference needs to be evaluated in advance), the second layer is 52% / 50% of 100 W, and 104 W is the optimum laser power. Similarly, the optimum laser power can be easily calculated for the second and subsequent layers.

上記では、120℃から700℃まで単一プロセスで加熱する場合において説明したが、蒸発(120℃)、熱分解(500℃)、結晶化(700℃)と3段階に分けた加熱プロセスを行う場合、それぞれの状態の光吸収率の中心値を使用する必要はない。例えば、レーザ装置において蒸発工程だけを行いたい場合、図13に示すように1層目の120℃での光吸収率は52%で、2層目の120℃での光吸収率は62%なので、例えば、1層目の最適レーザパワーが100Wの場合(同じように基準となる最適レーザパワーは事前に評価する必要がある)、2層目は100Wの52%/62%で約84Wが最適レーザパワーとなる。この手法と同じように熱分解(500℃)や結晶化(700℃)のプロセスも行うことができる。   In the above description, the case of heating in a single process from 120 ° C. to 700 ° C. has been described, but the heating process is divided into three stages: evaporation (120 ° C.), thermal decomposition (500 ° C.), and crystallization (700 ° C.) In this case, it is not necessary to use the center value of the light absorption rate of each state. For example, when it is desired to perform only the evaporation process in the laser device, as shown in FIG. 13, the light absorption rate at 120 ° C. of the first layer is 52% and the light absorption rate at 120 ° C. of the second layer is 62%. For example, when the optimum laser power of the first layer is 100 W (similarly, it is necessary to evaluate the optimum optimum laser power in advance), the second layer is 52% / 62% of 100 W, and about 84 W is optimum. Laser power. In the same manner as this method, thermal decomposition (500 ° C.) and crystallization (700 ° C.) processes can also be performed.

基準となる最適レーザパワーの事前評価を行う必要がある。本実施の形態では、レーザ照射エリア1000μm×50μm、レーザ波長980nm、レーザビームプロファイルはトップハット(フラット)、基板スキャン速度100mm/sとした場合に、20から40W付近に最適レーザパワーが認められた。上記条件にて製作した機能性インク膜はクラックが無く、結晶化は良好(XRD計測機などで確認)であり、計測した圧電素子特性も良好であった。   Prior evaluation of the optimum laser power as a reference is required. In this embodiment, when the laser irradiation area is 1000 μm × 50 μm, the laser wavelength is 980 nm, the laser beam profile is top hat (flat), and the substrate scanning speed is 100 mm / s, the optimum laser power is recognized in the vicinity of 20 to 40 W. . The functional ink film produced under the above conditions had no cracks, good crystallization (confirmed with an XRD measuring machine, etc.), and the measured piezoelectric element characteristics were also good.

このように、第1の実施の形態では、所定の固形分濃度の塗膜にレーザ光を所定の照射時間照射した際に塗膜が結晶化する領域の膜厚から結晶成長に必要な時間を算出する。そして、算出した結晶成長に必要な時間に基づいて、塗膜の全領域を結晶化できる固形分濃度と照射時間とを事前に算出し記憶する。又、塗膜の膜厚と光吸収率との関係から、塗膜の膜厚に対応するレーザパワーを事前に算出し記憶する。   Thus, in the first embodiment, the time required for crystal growth is determined from the film thickness of the region where the coating film crystallizes when the coating film having a predetermined solid content concentration is irradiated with laser light for a predetermined irradiation time. calculate. Based on the calculated time required for crystal growth, the solid content concentration and irradiation time that can crystallize the entire region of the coating film are calculated and stored in advance. Further, the laser power corresponding to the film thickness of the coating film is calculated and stored in advance from the relationship between the film thickness of the coating film and the light absorption rate.

そして、事前に記憶した固形分濃度の液体を吐出して塗膜を形成し、その後、事前に記憶した塗膜の膜厚に対応するレーザパワーにより塗膜にレーザ光を連続的に照射し、塗膜を乾燥及び熱分解する。更に、事前に記憶した塗膜の膜厚に対応するレーザパワーにより、塗膜に事前に記憶した照射時間だけレーザ光を照射し(パルス照射又は連続照射)、塗膜を結晶化する。   Then, a liquid with a solid content concentration stored in advance is ejected to form a coating film, and then the coating film is continuously irradiated with laser light with a laser power corresponding to the film thickness of the coating film stored in advance, The coating is dried and pyrolyzed. Further, the laser power corresponding to the film thickness of the coating film stored in advance is irradiated with laser light (pulse irradiation or continuous irradiation) for the irradiation time previously stored in the coating film, and the coating film is crystallized.

これにより、全領域が結晶化された機能インク膜を得ることができるため、電気機械変換素子の特性(例えば、P−Eヒステリシス曲線等)の劣化を防止できる。   Thereby, since the functional ink film in which the entire region is crystallized can be obtained, it is possible to prevent deterioration of characteristics (for example, a PE hysteresis curve) of the electromechanical conversion element.

なお、第1の実施の形態では1層の機能性インク膜についてのみ論じたが、多層化しても同様の考えが適用できる。なぜならば、1層毎に機能性インク膜を結晶化し、その後に次層の機能性インク膜となる機能性インクを塗布して結晶化させる工程を繰り返すからである。又、照射するレーザ光は既に結晶化された下層の機能性インク膜を透過するため、結晶化すべき機能性インク膜(最上層)は下層の影響を受け難いためである。   In the first embodiment, only one layer of the functional ink film has been discussed, but the same idea can be applied even when the number of layers is increased. This is because the process of crystallizing the functional ink film for each layer and then applying and crystallizing the functional ink to be the functional ink film of the next layer is repeated. Further, since the irradiated laser light passes through the lower functional ink film that has already been crystallized, the functional ink film (the uppermost layer) to be crystallized is not easily affected by the lower layer.

又、塗膜の成膜工程が繰り返されて塗膜の膜厚が変化した場合にも、塗膜に最適なレーザパワーのレーザ光を照射できる。すなわち、塗膜の膜厚が変化した場合にも、塗膜を所望の温度に加熱できる。なお、塗膜の膜厚は、液体の吐出量等により知ることができるため、レーザ光を照射する前に塗膜の膜厚を測定する必要はない。   Further, even when the coating film forming process is repeated and the coating film thickness changes, the coating film can be irradiated with laser light having an optimum laser power. That is, even when the thickness of the coating film changes, the coating film can be heated to a desired temperature. In addition, since the film thickness of a coating film can be known by the discharge amount of a liquid, etc., it is not necessary to measure the film thickness of a coating film before irradiating a laser beam.

〈第2の実施の形態〉
第1の実施形態では、連続照射レーザ装置71とパルス照射レーザ装置72を別々の装置として使用した。第2の実施形態では、連続照射レーザ装置71とパルス照射レーザ装置72とを1台のレーザ装置とする例を示す。具体的には、例えば、半導体ファイバーカプリングレーザ装置又は半導体レーザスタック装置等のパルス照射レーザ装置を使用して、1台のレーザ装置にパルスレーザ装置と連続照射レーザ装置の両方の機能を持たせることができる。
<Second Embodiment>
In the first embodiment, the continuous irradiation laser device 71 and the pulse irradiation laser device 72 are used as separate devices. In the second embodiment, an example in which the continuous irradiation laser device 71 and the pulse irradiation laser device 72 are one laser device is shown. Specifically, for example, by using a pulse irradiation laser device such as a semiconductor fiber coupling laser device or a semiconductor laser stack device, one laser device has both functions of a pulse laser device and a continuous irradiation laser device. Can do.

これにより、1台のレーザ装置で機能性インクの溶媒蒸発、熱分解、結晶化までのプロセスと行うことができる。又、例えば、ステージ62がY方向の1軸の自由度を有し、インクジェットヘッド67、連続照射レーザ装置71、及びパルス照射レーザ装置72をY軸方向に一列に並べる構成の場合には、連続照射レーザ装置71とパルス照射レーザ装置72とを1台のレーザ装置とすることにより、ステージ駆動手段のY軸方向の長さを短くすることができる。そのため、Y軸方向の移動精度が向上するだけでなく、装置がコンパクトとなるため、装置の低コスト化が可能となる。   Thereby, the process from solvent evaporation, thermal decomposition, and crystallization of functional ink can be performed with one laser device. Further, for example, when the stage 62 has a single axis freedom in the Y direction and the inkjet head 67, the continuous irradiation laser device 71, and the pulse irradiation laser device 72 are arranged in a line in the Y axis direction, the stage 62 is continuous. By using the irradiation laser device 71 and the pulse irradiation laser device 72 as a single laser device, the length of the stage driving means in the Y-axis direction can be shortened. For this reason, not only the movement accuracy in the Y-axis direction is improved, but the apparatus becomes compact, so that the cost of the apparatus can be reduced.

〈第3の実施の形態〉
通常、レーザ加熱によるレーザ照射エリアの形状は円形であり、ビームプロファイルはGaussianである。そのため、円形のレーザ照射エリアで機能性インクを照射する場合、円中央領域と円端部分では実照射時間が異なる。すなわち、円中央の方が長い時間照射され、円端の方は短い時間照射される。そのため、レーザ照射エリアを機能性インクのパターンと同じ形状若しくはそれよりも大きい形状にすると好適である。これにより、所定の形状にパターニングされた機能性インクを、均一に加熱することができる。
<Third Embodiment>
Usually, the shape of the laser irradiation area by laser heating is circular, and the beam profile is Gaussian. Therefore, when functional ink is irradiated in a circular laser irradiation area, the actual irradiation time differs between the circle center region and the circle end portion. That is, the center of the circle is irradiated for a longer time, and the end of the circle is irradiated for a shorter time. For this reason, it is preferable that the laser irradiation area has the same shape as the functional ink pattern or a shape larger than that. Thereby, the functional ink patterned into a predetermined shape can be heated uniformly.

更に、例えば、連続照射レーザ装置71及びパルス照射レーザ装置72によるレーザ照射のビームプロファイルを、照射エリア内でフラット形状又はトップハット形状にすることで、機能性インクをより均一に加熱することが可能となる。なお、照射エリアの形状とビームプロファイルの調整は、連続照射レーザ装置71及びパルス照射レーザ装置72の何れの装置にも搭載することが可能である。   Furthermore, for example, by making the beam profile of laser irradiation by the continuous irradiation laser device 71 and the pulse irradiation laser device 72 into a flat shape or a top hat shape in the irradiation area, the functional ink can be heated more uniformly. It becomes. The adjustment of the shape of the irradiation area and the beam profile can be mounted on either the continuous irradiation laser device 71 or the pulse irradiation laser device 72.

例えば、機能性インクの平面形状が長方形である場合、連続照射レーザ装置71及びパルス照射レーザ装置72の何れの場合でも、ステージ62が同時に移動できる方向が1方向である場合、照射エリアは長方形であることが好ましい。そして、長方形の傾きとステージ62の移動方向の傾きがそろっていることが好ましい。つまり、平面形状が長方形の機能性インクの長辺又は短辺がステージ62の移動方向に平行であることが好ましい。   For example, when the planar shape of the functional ink is rectangular, in any case of the continuous irradiation laser device 71 and the pulse irradiation laser device 72, when the direction in which the stage 62 can move simultaneously is one direction, the irradiation area is rectangular. Preferably there is. The inclination of the rectangle and the inclination of the moving direction of the stage 62 are preferably aligned. That is, it is preferable that the long side or the short side of the functional ink having a rectangular planar shape is parallel to the moving direction of the stage 62.

このような構成にすることで、ステージ62の移動方向の照射時間が、ステージ62の移動方向と直角の方向で同一となる。すなわち、均一なレーザ加熱が可能となり、信頼性の高い機能性インク膜を形成することができる。   With such a configuration, the irradiation time in the moving direction of the stage 62 is the same in a direction perpendicular to the moving direction of the stage 62. That is, uniform laser heating is possible, and a highly reliable functional ink film can be formed.

〈第4の実施の形態〉
第4の実施の形態では、機能性インクを結晶化のためにレーザ加熱する前に、エキシマレーザを用いてレーザ照射を行う。金属成分を含む有機化合物は、含まれる金属成分によって金属有機化合物が異なる温度で分解されるため、材料によって結晶粒の形成方法が異なる。そのため、エキシマレーザを用いてレーザ照射することで、それぞれの金属有機化合物の化学結合を切断し、結晶粒の形成方法を統一させる。
<Fourth embodiment>
In the fourth embodiment, laser irradiation is performed using an excimer laser before laser heating the functional ink for crystallization. Since the organic compound containing a metal component is decomposed at different temperatures depending on the metal component contained, the method for forming crystal grains differs depending on the material. Therefore, laser irradiation using an excimer laser cuts the chemical bonds of the respective metal organic compounds and unifies the crystal grain formation method.

それにより、機能性インクから圧電素子を作製する場合には、緻密で粒径が揃った結晶膜を形成することができ、得られた結晶膜の圧電素子特性が向上する。エキシマレーザによって切断された化学結合については、赤外吸収スペクトル等を用いて確認することができる。具体的には、連続照射レーザ装置71にて溶媒を蒸発させた後,例えば波長が300nm以下のエキシマレーザ等を照射する。   Thereby, when a piezoelectric element is produced from functional ink, a dense crystal film having a uniform particle diameter can be formed, and the piezoelectric element characteristics of the obtained crystal film are improved. About the chemical bond cut | disconnected by the excimer laser, it can confirm using an infrared absorption spectrum etc. Specifically, after the solvent is evaporated by the continuous irradiation laser device 71, for example, an excimer laser having a wavelength of 300 nm or less is irradiated.

より具体的には、例えば、連続照射型KrFエキシマレーザ装置を用いて、波長230〜280nm、100mJ/cm以上の照射条件でエキシマレーザを照射することで、得られる機能性インク膜の特性を向上させることができる。なお、連続照射型KrFエキシマレーザ装置に代えて、UVランプを用いて紫外線を照射しても同様の効果を奏する。 More specifically, for example, by using a continuous irradiation type KrF excimer laser device, the excimer laser is irradiated under irradiation conditions of a wavelength of 230 to 280 nm and 100 mJ / cm 2 or more, thereby obtaining the characteristics of the functional ink film obtained. Can be improved. The same effect can be obtained by irradiating ultraviolet rays using a UV lamp instead of the continuous irradiation type KrF excimer laser device.

〈第5の実施の形態〉
第5の実施の形態では、薄膜製造装置3で製造した液体吐出ヘッド2(図2参照)を搭載したインクジェット記録装置の例を示す。図14は、インクジェット記録装置を例示する斜視図である。図15は、インクジェット記録装置の機構部を例示する側面図である。
<Fifth embodiment>
In the fifth embodiment, an example of an ink jet recording apparatus on which the liquid discharge head 2 (see FIG. 2) manufactured by the thin film manufacturing apparatus 3 is mounted will be described. FIG. 14 is a perspective view illustrating an ink jet recording apparatus. FIG. 15 is a side view illustrating a mechanism unit of the ink jet recording apparatus.

図14及び図15を参照するに、インクジェット記録装置4は、記録装置本体81の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ93、キャリッジ93に搭載した液体吐出ヘッド2の一実施形態であるインクジェット記録ヘッド94、インクジェット記録ヘッド94へインクを供給するインクカートリッジ95等で構成される印字機構部82等を収納する。   Referring to FIGS. 14 and 15, the ink jet recording apparatus 4 is an ink jet recording which is an embodiment of the liquid discharge head 2 mounted on the carriage 93 that can move in the main scanning direction inside the recording apparatus main body 81. A print mechanism unit 82 including an ink cartridge 95 that supplies ink to the head 94 and the inkjet recording head 94 is accommodated.

記録装置本体81の下方部には、多数枚の用紙83を積載可能な給紙カセット84(或いは給紙トレイでもよい)を抜き差し自在に装着することができる。又、用紙83を手差しで給紙するための手差しトレイ85を開倒することができる。給紙カセット84或いは手差しトレイ85から給送される用紙83を取り込み、印字機構部82によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ86に排紙する。   A paper feed cassette 84 (or a paper feed tray) on which a large number of sheets 83 can be stacked can be detachably attached to the lower portion of the recording apparatus main body 81. Further, the manual feed tray 85 for manually feeding the paper 83 can be turned over. The paper 83 fed from the paper feed cassette 84 or the manual feed tray 85 is taken in, and after a required image is recorded by the printing mechanism unit 82, the paper is discharged to a paper discharge tray 86 mounted on the rear side.

印字機構部82は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド91と従ガイドロッド92とでキャリッジ93を主走査方向に摺動自在に保持する。キャリッジ93にはイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッド94を、複数のインク吐出口(ノズル)を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。又、キャリッジ93は、インクジェット記録ヘッド94に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ95を交換可能に装着している。   The printing mechanism 82 holds the carriage 93 slidably in the main scanning direction with a main guide rod 91 and a sub guide rod 92 which are guide members horizontally mounted on left and right side plates (not shown). The carriage 93 has an inkjet recording head 94 that ejects ink droplets of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk), and a plurality of ink ejection ports (nozzles) in the main scanning direction. They are arranged in the intersecting direction and mounted with the ink droplet ejection direction facing downward. Further, the carriage 93 is mounted with replaceable ink cartridges 95 for supplying ink of each color to the ink jet recording head 94.

インクカートリッジ95は、上方に大気と連通する図示しない大気口、下方にはインクジェット記録ヘッド94へインクを供給する図示しない供給口を、内部にはインクが充填された図示しない多孔質体を有している。多孔質体の毛管力によりインクジェット記録ヘッド94へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。又、インクジェット記録ヘッド94としてここでは各色のヘッドを用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する1個のヘッドを用いてもよい。   The ink cartridge 95 has an air port (not shown) that communicates with the atmosphere above, an air port (not shown) that supplies ink to the ink jet recording head 94 below, and a porous body (not shown) filled with ink inside. ing. The ink supplied to the inkjet recording head 94 is maintained at a slight negative pressure by the capillary force of the porous body. Further, although the respective color heads are used here as the ink jet recording head 94, one head having nozzles for ejecting ink droplets of each color may be used.

キャリッジ93は、用紙搬送方向下流側を主ガイドロッド91に摺動自在に嵌装し、用紙搬送方向上流側を従ガイドロッド92に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ93を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ97で回転駆動される駆動プーリ98と従動プーリ99との間にタイミングベルト100を張装し、主走査モータ97の正逆回転によりキャリッジ93が往復駆動される。タイミングベルト100は、キャリッジ93に固定されている。   The carriage 93 is slidably fitted to the main guide rod 91 on the downstream side in the paper conveyance direction, and is slidably mounted on the sub guide rod 92 on the upstream side in the paper conveyance direction. In order to move and scan the carriage 93 in the main scanning direction, a timing belt 100 is stretched between a driving pulley 98 and a driven pulley 99 that are rotationally driven by the main scanning motor 97, so that the main scanning motor 97 is forward / reverse. The carriage 93 is reciprocated by the rotation. The timing belt 100 is fixed to the carriage 93.

又、インクジェット記録装置4は、給紙カセット84から用紙83を分離給装する給紙ローラ101、フリクションパッド102、用紙83を案内するガイド部材103、給紙された用紙83を反転させて搬送する搬送ローラ104、この搬送ローラ104の周面に押し付けられる搬送コロ105、搬送ローラ104からの用紙83の送り出し角度を規定する先端コロ106、を設けている。これにより、給紙カセット84にセットした用紙83を、インクジェット記録ヘッド94の下方側に搬送される。搬送ローラ104は副走査モータ107によってギヤ列を介して回転駆動される。   Further, the ink jet recording apparatus 4 reverses and feeds the paper feed roller 101 for separating and feeding the paper 83 from the paper feed cassette 84, the friction pad 102, the guide member 103 for guiding the paper 83, and the fed paper 83. A conveyance roller 104, a conveyance roller 105 that is pressed against the circumferential surface of the conveyance roller 104, and a leading end roller 106 that defines a feeding angle of the sheet 83 from the conveyance roller 104 are provided. As a result, the paper 83 set in the paper feed cassette 84 is conveyed to the lower side of the ink jet recording head 94. The transport roller 104 is rotationally driven by a sub-scanning motor 107 through a gear train.

用紙ガイド部材である印写受け部材109は、キャリッジ93の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ104から送り出された用紙83をインクジェット記録ヘッド94の下方側で案内する。この印写受け部材109の用紙搬送方向下流側には、用紙83を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ111、拍車112を設けている。更に、用紙83を排紙トレイ86に送り出す排紙ローラ113及び拍車114と、排紙経路を形成するガイド部材115、116とを配設している。   The printing receiving member 109 which is a paper guide member guides the paper 83 sent out from the conveying roller 104 corresponding to the movement range of the carriage 93 in the main scanning direction on the lower side of the ink jet recording head 94. On the downstream side of the printing receiving member 109 in the sheet conveyance direction, a conveyance roller 111 and a spur 112 that are rotationally driven to send out the sheet 83 in the sheet discharge direction are provided. Further, a paper discharge roller 113 and a spur 114 for sending the paper 83 to the paper discharge tray 86, and guide members 115 and 116 for forming a paper discharge path are provided.

画像記録時には、キャリッジ93を移動させながら画像信号に応じてインクジェット記録ヘッド94を駆動することにより、停止している用紙83にインクを吐出して1行分を記録し、用紙83を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙83の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙83を排紙する。   During image recording, the inkjet recording head 94 is driven in accordance with the image signal while moving the carriage 93, thereby ejecting ink onto the stopped paper 83 to record one line and transporting the paper 83 by a predetermined amount. After that, the next line is recorded. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing end of the paper 83 reaches the recording area, the recording operation is terminated and the paper 83 is discharged.

キャリッジ93の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、インクジェット記録ヘッド94の吐出不良を回復するための回復装置117を有する。回復装置117はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有する。キャリッジ93は、印字待機中に回復装置117側に移動されてキャッピング手段でインクジェット記録ヘッド94をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。又、記録途中等に、記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。   A recovery device 117 for recovering defective ejection of the inkjet recording head 94 is provided at a position outside the recording area on the right end side in the movement direction of the carriage 93. The recovery device 117 includes a cap unit, a suction unit, and a cleaning unit. The carriage 93 is moved to the recovery device 117 side during printing standby, and the ink jet recording head 94 is capped by the capping unit, and the ejection port portion is kept in a wet state to prevent ejection failure due to ink drying. Further, by ejecting ink not related to recording during recording or the like, the ink viscosity of all the ejection ports is made constant, and stable ejection performance is maintained.

吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でインクジェット記録ヘッド94の吐出口を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出す。又、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。更に、吸引されたインクは、本体下部に設置された図示しない廃インク溜に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。   When ejection failure occurs, the ejection port of the ink jet recording head 94 is sealed with a capping unit, and bubbles and the like are sucked out from the ejection port with the suction unit through the tube. Also, ink or dust adhering to the ejection port surface is removed by the cleaning means, and the ejection failure is recovered. Further, the sucked ink is discharged to a waste ink reservoir (not shown) installed at the lower part of the main body and absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir.

このように、インクジェット記録装置4においては、薄膜製造装置3で製造した液体吐出ヘッド2の一実施形態であるインクジェット記録ヘッド94を搭載しているので、振動板駆動不良によるインク滴吐出不良がなく、安定したインク滴吐出特性が得られるため、画像品質を向上できる。   Thus, since the inkjet recording head 94 which is one embodiment of the liquid ejection head 2 manufactured by the thin film manufacturing apparatus 3 is mounted in the inkjet recording apparatus 4, there is no ink droplet ejection defect due to vibration plate drive failure. Since stable ink droplet ejection characteristics can be obtained, image quality can be improved.

[実施例1]
実施例1では、塗布する機能性インクの固形分濃度とレーザ光(連続照射)の照射時間の関係が最適化されていない場合の機能性インク膜について検討した。図16は、機能性インクの断面を示すSEM(走査型電子顕微鏡)写真であり、図8に模式的に示した機能性インクの断面に対応するものである。
[Example 1]
In Example 1, a functional ink film was examined when the relationship between the solid content concentration of the functional ink to be applied and the irradiation time of laser light (continuous irradiation) was not optimized. FIG. 16 is a SEM (scanning electron microscope) photograph showing a cross section of the functional ink, and corresponds to the cross section of the functional ink schematically shown in FIG.

本実施例では、白金膜からなる下部電極42上に、薄膜製造装置3を用いて固形分濃度が5mol/lのPZT(機能性インク)を塗布し、オーブンを用いて加熱して乾燥及び熱分解させた。その後、乾燥及び熱分解させたPZTに、40W〜90Wの範囲の所定パワーの波長980nmのレーザ光を照射時間3.5ms(走査速度100mm/s)連続照射し、図16に示す機能性インク43c(PZT膜)を得た。この時の推定加熱温度は、約700℃である。なお、レーザ光の照射エリアは350μm×350μmとした。   In this embodiment, PZT (functional ink) having a solid content concentration of 5 mol / l is applied on the lower electrode 42 made of a platinum film by using the thin film manufacturing apparatus 3, and dried and heated by using an oven. Decomposed. Thereafter, the dried and thermally decomposed PZT is continuously irradiated with laser light having a wavelength of 980 nm with a predetermined power in the range of 40 W to 90 W for an irradiation time of 3.5 ms (scanning speed 100 mm / s), and the functional ink 43c shown in FIG. (PZT film) was obtained. The estimated heating temperature at this time is about 700 ° C. The laser light irradiation area was 350 μm × 350 μm.

図16に示すように、形成された機能性インク43c(PZT膜)の総膜厚は約66.5nmであり、そのうちの約77%に当たる約51.6nmが結晶化され結晶領域43cとなり、残りの約23%に当たる約14.9nmは非晶質のままであった(非晶質領域43c)。 As shown in FIG. 16, the total thickness of the formed functional ink 43c (PZT film) is about 66.5 nm, about 77% falls to about 51.6nm is crystallized crystal region 43c 1 next to them, About 14.9 nm corresponding to the remaining 23% remained amorphous (amorphous region 43c 2 ).

なお、図16において、機能性インク43cの下側から結晶化が進行する理由は、機能性インク43cは波長400nm以上のレーザ光をほとんど透過し、ほとんど吸収しないためである。つまり、本実施例では980nmのレーザ光を照射したため、レーザ光は機能性インク43cを透過して下部電極42(白金膜)を加熱し、それにともなって間接的に機能性インク43cが加熱される。これにより、機能性インク43cは下部電極42側から結晶化され、下部電極42に近い側から結晶領域43cが形成されたと考えられる。 In FIG. 16, the reason why crystallization proceeds from the lower side of the functional ink 43c is that the functional ink 43c almost transmits laser light having a wavelength of 400 nm or more and hardly absorbs it. That is, in this embodiment, since laser light of 980 nm is irradiated, the laser light passes through the functional ink 43c to heat the lower electrode 42 (platinum film), and the functional ink 43c is indirectly heated accordingly. . Thus, the functional ink 43c is crystallized from the lower electrode 42 side, believed crystal region 43c 1 from the side near to the lower electrode 42 is formed.

このように、塗布する機能性インクの固形分濃度とレーザ光の照射時間の関係が最適化されていないと、全領域が結晶化された機能性インク膜が得られないことがわかった。つまり、図10を参照しながら説明したように、機能性インクの固形分濃度とレーザ光の照射時間を事前に最適化する必要があることがわかった。なお、機能性インクの固形分濃度とレーザ光の照射時間との関係は、機能性インクとして用いる材料及び照射するレーザ光のパワーにより変わるため、機能性インクとして用いる材料や照射するレーザ光のパワー毎に機能性インクの固形分濃度とレーザ光の照射時間を事前に最適化する必要がある。   Thus, it has been found that unless the relationship between the solid content concentration of the functional ink to be applied and the irradiation time of the laser beam is optimized, a functional ink film in which the entire region is crystallized cannot be obtained. That is, as described with reference to FIG. 10, it was found that the solid content concentration of the functional ink and the irradiation time of the laser light need to be optimized in advance. The relationship between the solid content concentration of the functional ink and the irradiation time of the laser beam varies depending on the material used as the functional ink and the power of the laser beam to be irradiated. Therefore, the material used as the functional ink and the power of the laser beam to be irradiated. Every time, it is necessary to optimize the solid content concentration of the functional ink and the irradiation time of the laser beam in advance.

[実施例2]
実施例2では、結晶領域及び非晶質領域を含む機能性インク膜と、結晶領域のみからなる機能性インク膜との電気特性の比較を行った。
[Example 2]
In Example 2, the electrical characteristics of a functional ink film including a crystalline region and an amorphous region and a functional ink film including only a crystalline region were compared.

まず、白金膜からなる下部電極42上に、薄膜製造装置3を用いて固形分濃度が3mol/lのPZT(機能性インク)を塗布し、オーブンを用いて加熱して乾燥及び熱分解させた。その後、乾燥及び熱分解させたPZTに、40W〜90Wの範囲の所定パワーの波長980nmのレーザ光を照射時間3.5ms(走査速度100mm/s)連続照射し、機能性インク膜(PZT膜)を得た。この時の推定加熱温度は、約700℃である。なお、レーザ光の照射エリアは350μm×350μmとした。   First, PZT (functional ink) having a solid content concentration of 3 mol / l was applied on the lower electrode 42 made of a platinum film by using the thin film manufacturing apparatus 3, and dried and thermally decomposed by heating using an oven. . Thereafter, the dried and thermally decomposed PZT is continuously irradiated with a laser beam having a wavelength of 980 nm with a predetermined power in the range of 40 W to 90 W for an irradiation time of 3.5 ms (scanning speed 100 mm / s), and a functional ink film (PZT film) Got. The estimated heating temperature at this time is about 700 ° C. The laser light irradiation area was 350 μm × 350 μm.

得られた機能性インク膜(PZT膜)の断面をSEMで観察したところ、総厚が約44nmで全領域が結晶化されていることが確認された。なお、図10を参照しながら説明した場合と同一のレーザパワーを用いて照射時間を3.5msとすれば、固形分濃度が3.9mol/lのPZT(機能性インク)を塗布して総厚が約52nmの結晶領域のみからなる機能性インク膜(PZT膜)が得られる。実施例2で、固形分濃度が3mol/lのPZT(機能性インク)を塗布して総厚が約44nmの結晶領域のみからなる機能性インク膜(PZT膜)を形成したのは、マージンを考慮したためである。   When the cross section of the obtained functional ink film (PZT film) was observed with SEM, it was confirmed that the total thickness was about 44 nm and the entire region was crystallized. If the irradiation time is set to 3.5 ms using the same laser power as described with reference to FIG. 10, PZT (functional ink) with a solid content concentration of 3.9 mol / l is applied and the total is applied. A functional ink film (PZT film) consisting only of a crystalline region having a thickness of about 52 nm is obtained. In Example 2, a functional ink film (PZT film) consisting only of a crystalline region having a total thickness of about 44 nm was formed by applying PZT (functional ink) with a solid content concentration of 3 mol / l. This is because of consideration.

次に、実施例2で成膜した機能性インク膜と、実施例1で成膜した機能性インク膜の各々について、X線回折(XRD)の計測とP−Eヒステリシス曲線の計測を行った。図17は、実施例2で計測したX線回折の結果を示すグラフであり、(a)は実施例2で成膜した機能性インク膜の計測結果、(b)は実施例1で成膜した機能性インク膜の計測結果を示している。   Next, for each of the functional ink film formed in Example 2 and the functional ink film formed in Example 1, X-ray diffraction (XRD) measurement and PE hysteresis curve measurement were performed. . FIG. 17 is a graph showing the results of X-ray diffraction measured in Example 2, where (a) shows the measurement results of the functional ink film formed in Example 2, and (b) shows the film formation in Example 1. The measurement result of the functional ink film is shown.

図17は、X線を機能性インク膜の水平方向に対してθの角度で入射させ、機能性インク膜から反射して出てくるX線のうち、入射したX線に対して2θの角度のX線を検出し、その強度変化を計測した結果である。図17からわかるように、実施例2で成膜した機能性インク膜では、21.9°や31.0°に実施例1で成膜した機能性インク膜よりも鋭いピークが現れており、結晶性が高いことが確認できた。   FIG. 17 shows that X-rays are incident at an angle of θ with respect to the horizontal direction of the functional ink film, and among the X-rays reflected from the functional ink film, the angle of 2θ with respect to the incident X-rays. It is the result of detecting the X-ray of and measuring the intensity change. As can be seen from FIG. 17, in the functional ink film formed in Example 2, a sharper peak appears than the functional ink film formed in Example 1 at 21.9 ° or 31.0 °. It was confirmed that the crystallinity was high.

図18は、実施例2で計測したP−Eヒステリシス曲線を示すグラフであり、(a)は実施例2で成膜した機能性インク膜の計測結果、(b)は実施例1で成膜した機能性インク膜の計測結果を示している。図18からわかるように、(a)の実施例2で成膜した機能性インク膜では正常なヒステリシス曲線が現れているが、(b)の実施例1で成膜した機能性インク膜には正常なヒステリシス曲線が現れてないことが確認できた。つまり、結晶領域のみからなる機能性インク膜の方が、結晶領域及び非晶質領域を含む機能性インク膜よりも電気特性が高いことが確認できた。   18 is a graph showing a PE hysteresis curve measured in Example 2. FIG. 18A is a measurement result of the functional ink film formed in Example 2, and FIG. 18B is a film formed in Example 1. The measurement result of the functional ink film is shown. As can be seen from FIG. 18, a normal hysteresis curve appears in the functional ink film formed in Example 2 of (a), but the functional ink film formed in Example 1 of (b) It was confirmed that a normal hysteresis curve did not appear. That is, it was confirmed that the functional ink film composed only of the crystalline region has higher electrical characteristics than the functional ink film including the crystalline region and the amorphous region.

[実施例3]
次に、薄膜製造装置3を用いて薄膜を形成する例を説明する。実施例3では、シリコンウェハに熱酸化膜(膜厚1μm)を形成し、密着層としてチタン膜(膜厚50nm)をスパッタ成膜した。引続き下部電極として白金膜(膜厚200nm)をスパッタ成膜した。
[Example 3]
Next, an example of forming a thin film using the thin film manufacturing apparatus 3 will be described. In Example 3, a thermal oxide film (film thickness 1 μm) was formed on a silicon wafer, and a titanium film (film thickness 50 nm) was formed by sputtering as an adhesion layer. Subsequently, a platinum film (thickness: 200 nm) was formed by sputtering as the lower electrode.

次いで、アルカンチオールにCH(CH−SHを用い、濃度0.01モル/l(溶媒:イソプロピルアルコール)溶液に浸漬させ、SAM処理を行った。その後、イソプロピルアルコールで洗浄・乾燥後、パターニングの工程に移る。 Then, CH 3 (CH 2) using 6 -SH to alkanethiol, concentration 0.01 mol / l (solvent: isopropyl alcohol) is dipped into the solution, it was subjected to SAM process. Then, after washing and drying with isopropyl alcohol, the process proceeds to a patterning process.

SAM膜処理後、SAM膜形成部位(SAM膜上)において水の接触角を測定したところ、SAM膜上での水の接触角は92.2°であった(図19参照)。一方、SAM処理前の白金スパッタ膜上において水の接触角を測定したところ、白金スパッタ膜上での水の接触角は5°以下(完全濡れ)であった。この結果から、SAM膜処理が適切になされたことがわかる。   After the SAM film treatment, when the contact angle of water was measured at the SAM film formation site (on the SAM film), the contact angle of water on the SAM film was 92.2 ° (see FIG. 19). On the other hand, when the contact angle of water was measured on the platinum sputtered film before the SAM treatment, the contact angle of water on the platinum sputtered film was 5 ° or less (complete wetting). From this result, it can be seen that the SAM film treatment was appropriately performed.

次に、東京応化社製フォトレジスト(TSMR8800)をスピンコート法で成膜し、通常のフォトリソグラフィ法でレジストパターンを形成した後、酸素プラズマ処理を行い露出部のSAM膜を除去した。処理後の残渣レジストはアセトンにて溶解除去し、同様の接触角評価を行ったところ、SAM膜除去部位において水の接触角は5°以下(完全濡れ)であり(図20参照)、レジストでカバーされていた部位のそれは92.4°の値を示した。この結果から、SAM膜のパターン化が適切になされたことが確認できる。   Next, a photoresist made by Tokyo Ohka Co., Ltd. (TSMR8800) was formed by spin coating, a resist pattern was formed by ordinary photolithography, and then an oxygen plasma treatment was performed to remove the exposed SAM film. The residual resist after the treatment was dissolved and removed with acetone, and the same contact angle evaluation was performed. As a result, the contact angle of water at the SAM film removal site was 5 ° or less (completely wet) (see FIG. 20). That of the covered site showed a value of 92.4 °. From this result, it can be confirmed that the SAM film is appropriately patterned.

他方式のパターニングとして、同様のレジストワークにより予めレジストパターンを形成し、同様のSAM膜処理を実施後、アセトンにてレジストを除去し、接触角を測定した。レジストカバーされた白金膜上の接触角は5°以下(完全濡れ)、他の部位のそれは92.0°となり、SAM膜のパターン化が適切になされたことを確認した。   As another type of patterning, a resist pattern was formed in advance with the same resist work, and after the same SAM film treatment, the resist was removed with acetone, and the contact angle was measured. The contact angle on the resist-covered platinum film was 5 ° or less (complete wetting), and that at other sites was 92.0 °, confirming that the SAM film was appropriately patterned.

もう1つの他方式として、シャドウマスクを用いた紫外線照射を行った。具体的には、エキシマランプによる波長176nmの真空紫外光を用いて10分間照射した。照射部の接触角は5°以下(完全濡れ)、未照射部のそれは92.2°でありSAM膜のパターン化が適切になされたことを確認した。   As another method, ultraviolet irradiation using a shadow mask was performed. Specifically, irradiation was performed for 10 minutes using vacuum ultraviolet light having a wavelength of 176 nm from an excimer lamp. The contact angle of the irradiated part was 5 ° or less (complete wetting), and that of the unirradiated part was 92.2 °, confirming that the SAM film was appropriately patterned.

次に、電気機械変換膜としてPZT(53/47)を成膜した。前駆体塗布液の合成は、出発材料に酢酸鉛三水和物、イソプロポキシドチタン、イソプロポキシドジルコニウムを用いた。酢酸鉛の結晶水はメトキシエタノールに溶解後、脱水した。化学両論組成に対し鉛量を10モル%過剰にしてある。これは熱処理中の所謂鉛抜けによる結晶性低下を防ぐためである。   Next, PZT (53/47) was formed as an electromechanical conversion film. In the synthesis of the precursor coating solution, lead acetate trihydrate, isopropoxide titanium, and isopropoxide zirconium were used as starting materials. Crystal water of lead acetate was dissolved in methoxyethanol and then dehydrated. The lead amount is 10 mol% excess relative to the stoichiometric composition. This is to prevent crystallinity deterioration due to so-called lead loss during heat treatment.

イソプロポキシドチタン、イソプロポキシドジルコニウムをメトキシエタノールに溶解し、アルコール交換反応、エステル化反応を進め、先記の酢酸鉛を溶解したメトキシエタノール溶液と混合することでPZT前駆体溶液を合成した。このPZT濃度は0.1モル/lにした。   Isopropoxide titanium and isopropoxide zirconium were dissolved in methoxyethanol, the alcohol exchange reaction and the esterification reaction were advanced, and the PZT precursor solution was synthesized by mixing with the methoxyethanol solution in which the lead acetate was dissolved. The PZT concentration was 0.1 mol / l.

一度のゾルゲル成膜で得られる膜厚は100nmが好ましく、前駆体濃度は成膜面積と前駆体塗布量の関係から適正化される(従って0.1モル/lに限定されるものではない)。   The film thickness obtained by a single sol-gel film formation is preferably 100 nm, and the precursor concentration is optimized from the relationship between the film formation area and the amount of applied precursor (thus not limited to 0.1 mol / l). .

この前駆体溶液を先のパターン化SAM膜上にインクジェット法で塗布した(図7(a)参照)。インクジェット法によりSAM膜上には液滴を吐出せず親水部のみ吐出することで接触角のコントラストにより親水部上にのみ塗膜ができた。   This precursor solution was applied onto the patterned SAM film by the ink jet method (see FIG. 7A). By discharging only the hydrophilic portion without discharging droplets on the SAM film by the ink jet method, a coating film was formed only on the hydrophilic portion due to the contact angle contrast.

この塗膜に連続照射レーザ装置71にてレーザ光を照射して加熱し、溶媒を蒸発させ、熱分解された塗膜を得た(図7(b)参照)。続いて、パルス照射レーザ装置72にて、熱分解された塗膜のみにレーザ光を照射して加熱し、熱分解された塗膜結晶化した(図7(c)参照)。   The coating film was heated by irradiating laser light with a continuous irradiation laser device 71 to evaporate the solvent, thereby obtaining a thermally decomposed coating film (see FIG. 7B). Subsequently, only the thermally decomposed coating film was irradiated with a laser beam by the pulse irradiation laser device 72 and heated to crystallize the thermally decomposed coating film (see FIG. 7C).

この際、パターン化SAM膜上にインクジェット法で塗布した塗膜の膜厚は塗布量からわかるため、予め記録されている塗膜の膜厚に対応するレーザパワーのデータを読み出し、読み出したレーザパワーで連続照射レーザ装置71及びパルス照射レーザ装置72を動作させた(順次レーザ光を照射した)。   At this time, since the film thickness of the coating film applied on the patterned SAM film by the inkjet method can be known from the coating amount, the laser power data corresponding to the film thickness of the coating film recorded in advance is read and the read laser power Then, the continuous irradiation laser device 71 and the pulse irradiation laser device 72 were operated (sequential irradiation with laser light).

インクジェット法により同じ場所に液滴を吐出し、連続照射レーザ装置71及びパルス照射レーザ装置72によりレーザ光の照射を行う工程を15回繰り返して重ね塗りをし、500nmの電気機械変換膜を得た。このとき作製された電気機械変換膜にはクラック等の不良は生じなかった。   Liquid droplets were ejected to the same place by the ink jet method, and the process of irradiating laser light with the continuous irradiation laser device 71 and the pulse irradiation laser device 72 was repeated 15 times to perform overcoating to obtain a 500 nm electromechanical conversion film. . No defects such as cracks occurred in the electromechanical conversion film produced at this time.

インクジェット法により同じ場所に液滴を吐出し、連続照射レーザ装置71及びパルス照射レーザ装置72によりレーザ光の照射を行う工程を更に15回繰り返したが(計30回)、電気機械変換膜にクラック等の不良は生じなかった。電気機械変換膜の膜厚は1000nmに達した。   The process of ejecting droplets to the same place by the ink jet method and irradiating laser light by the continuous irradiation laser device 71 and the pulse irradiation laser device 72 was repeated 15 times (total 30 times), but the electromechanical conversion film was cracked. Such defects did not occur. The film thickness of the electromechanical conversion film reached 1000 nm.

このパターン化された電気機械変換膜に上部電極(白金)を成膜して電気機械変換素子を作製し、電気特性、電気−機械変換能(圧電定数)の評価を行った。図21は、実施例3で作製した電気機械変換素子のP−Eヒステリシス曲線を示すグラフである。電気機械変換膜の比誘電率は1220、誘電損失は0.02、残留分極は19.3uC/cm、抗電界は36.5kV/cmであり、通常のセラミック焼結体と同等の特性を持つことがわかった。 An upper electrode (platinum) was formed on the patterned electromechanical conversion film to produce an electromechanical conversion element, and electrical characteristics and electromechanical conversion ability (piezoelectric constant) were evaluated. FIG. 21 is a graph showing a PE hysteresis curve of the electromechanical transducer produced in Example 3. The relative dielectric constant of the electromechanical conversion film is 1220, the dielectric loss is 0.02, the remanent polarization is 19.3 uC / cm 2 , and the coercive electric field is 36.5 kV / cm, which is equivalent to that of an ordinary ceramic sintered body. I understood that I have it.

電気機械変換素子の電気−機械変換能は、電界印加による変形量をレーザドップラー振動計で計測し、シミュレーションによる合わせ込みから算出した。その圧電定数d31は、−120pm/Vとなり、こちらもセラミック焼結体と同等の値であった。これは液滴吐出ヘッドとして十分設計できうる特性値である。   The electro-mechanical conversion ability of the electromechanical transducer was calculated by measuring the amount of deformation by applying an electric field with a laser Doppler vibrometer and fitting it by simulation. The piezoelectric constant d31 was −120 pm / V, which was also the same value as the ceramic sintered body. This is a characteristic value that can be sufficiently designed as a droplet discharge head.

なお、白金やSrRuOやLaNiOな等の酸化物を溶媒に溶かし、インクジェット法で塗布、レーザ照射することで電気機械変換膜と同様に電極膜も形成することができる。 Note that an electrode film can be formed in the same manner as the electromechanical conversion film by dissolving an oxide such as platinum, SrRuO 3, or LaNiO 3 in a solvent, applying the ink by an inkjet method, and irradiating with a laser.

以上、好ましい実施の形態及び実施例について詳説したが、上述した実施の形態及び実施例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及び実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。   The preferred embodiments and examples have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and the above-described embodiments are not deviated from the scope described in the claims. Various modifications and substitutions can be made to the embodiments.

1、2 液滴吐出ヘッド
3 薄膜製造装置
4 インクジェット記録装置
5 基板
10 ノズル板
11 ノズル
20 圧力室基板
21 圧力室
30 振動板
40 電気機械変換素子
41 密着層
42 下部電極
43 電気機械変換膜
43a、43b、43c 機能性インク
43c 結晶領域
43c 非晶質領域
44 上部電極
50 SAM膜
51、53 フォトレジスト
51x、54x 開口部
54 フォトマスク
60 架台
61 Y軸駆動手段
62 ステージ
63 X軸駆動手段
64 X軸支持部材
65、69 Z軸駆動手段
66 ヘッドベース
67 インクジェットヘッド
68 インクタンク
70 レーザ支持部材
71 連続照射レーザ装置
71x、72x レーザ光
72 パルス照射レーザ装置
81 記録装置本体
82 印字機構部
83 用紙
84 給紙カセット(或いは給紙トレイ)
85 手差しトレイ
86 排紙トレイ
91 主ガイドロッド
92 従ガイドロッド
93 キャリッジ
94 インクジェット記録ヘッド
95 インクカートリッジ
97 主走査モータ
98 駆動プーリ
99 従動プーリ
100 タイミングベルト
101 給紙ローラ
102 フリクションパッド
103 ガイド部材
104 搬送ローラ
105 搬送コロ
106 先端コロ
107 副走査モータ
109 印写受け部材
111 搬送コロ
112 拍車
113 排紙ローラ
114 拍車
115、116 ガイド部材
117 回復装置
A、B、C 光
H 膜厚
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Droplet discharge head 3 Thin film manufacturing apparatus 4 Inkjet recording apparatus 5 Substrate 10 Nozzle plate 11 Nozzle 20 Pressure chamber substrate 21 Pressure chamber 30 Vibration plate 40 Electromechanical conversion element 41 Adhesion layer 42 Lower electrode 43 Electromechanical conversion film 43a, 43b, 43c Functional ink 43c 1 Crystal region 43c 2 Amorphous region 44 Upper electrode 50 SAM film 51, 53 Photoresist 51x, 54x Opening 54 Photomask 60 Base 61 Y-axis drive means 62 Stage 63 X-axis drive means 64 X-axis support member 65, 69 Z-axis drive means 66 Head base 67 Inkjet head 68 Ink tank 70 Laser support member 71 Continuous irradiation laser device 71x, 72x Laser light 72 Pulse irradiation laser device 81 Recording device body 82 Printing mechanism section 83 Paper 84 Paper cassette (Or feed tray)
85 Manual feed tray 86 Paper discharge tray 91 Main guide rod 92 Subordinate guide rod 93 Carriage 94 Inkjet recording head 95 Ink cartridge 97 Main scanning motor 98 Drive pulley 99 Driven pulley 100 Timing belt 101 Paper feed roller 102 Friction pad 103 Guide member 104 Transport roller 105 Conveying roller 106 Leading roller 107 Sub-scanning motor 109 Printing receiving member 111 Conveying roller 112 Spur 113 Discharge roller 114 Spur 115, 116 Guide member 117 Recovery device A, B, C Light H Film thickness

特開2001−327917号公報JP 2001-327917 A

Claims (17)

成膜対象物上に液体を吐出し、塗膜を形成する液体吐出手段と、
前記塗膜に第1のレーザ光を照射し、前記塗膜の溶媒を蒸発させる第1のレーザ照射手段と、
溶媒を蒸発させた前記塗膜に第2のレーザ光を照射し、溶媒を蒸発させた前記塗膜を結晶化する第2のレーザ照射手段と、
所定の固形分濃度の塗膜に前記第2のレーザ光を所定の照射時間照射した際に前記塗膜が結晶化する領域の膜厚から結晶成長に必要な時間を算出し、算出した前記結晶成長に必要な時間に基づいて、前記塗膜の全領域を結晶化できる前記固形分濃度と前記照射時間とを事前に算出し記憶している固形分濃度及び照射時間記憶手段と、
前記塗膜の膜厚と光吸収率との関係から、前記塗膜の膜厚に対応する前記第1のレーザ光及び前記第2のレーザ光の各々のレーザパワーを事前に算出し記憶しているレーザパワー記憶手段と、を有し、
前記液体吐出手段は、前記固形分濃度及び照射時間記憶手段から前記固形分濃度の値を入手し、前記固形分濃度の液体を吐出して前記塗膜を形成し、
前記第1のレーザ照射手段は、前記レーザパワー記憶手段から前記塗膜の膜厚に対応する前記第1のレーザ光のレーザパワーの値を入手し、前記塗膜の膜厚に対応するレーザパワーにより、前記塗膜に前記第1のレーザ光を照射し、
前記第2のレーザ照射手段は、前記固形分濃度及び照射時間記憶手段から前記照射時間の値を入手すると共に、前記レーザパワー記憶手段から前記塗膜の膜厚に対応する前記第2のレーザ光のレーザパワーの値を入手し、前記塗膜の膜厚に対応するレーザパワーにより、前記塗膜に前記照射時間だけ前記第2のレーザ光を照射する薄膜製造装置。
A liquid discharge means for discharging a liquid onto a film formation target to form a coating film;
First laser irradiation means for irradiating the coating film with a first laser beam and evaporating the solvent of the coating film;
A second laser irradiation means for irradiating the coating film obtained by evaporating the solvent with a second laser beam to crystallize the coating film obtained by evaporating the solvent;
The time required for crystal growth is calculated from the film thickness of the region where the coating film crystallizes when the coating film having a predetermined solid content concentration is irradiated with the second laser light for a predetermined irradiation time, and the calculated crystal Based on the time required for growth, the solid content concentration and irradiation time storage means for calculating and storing in advance the solid content concentration and the irradiation time that can crystallize the entire area of the coating film,
From the relationship between the film thickness of the coating film and the light absorption rate, the laser power of each of the first laser beam and the second laser beam corresponding to the film thickness of the coating film is calculated and stored in advance. Laser power storage means,
The liquid discharge means obtains the solid content concentration value from the solid content concentration and irradiation time storage means, discharges the liquid of the solid content concentration to form the coating film,
The first laser irradiation means obtains a laser power value of the first laser light corresponding to the film thickness of the coating film from the laser power storage means, and a laser power corresponding to the film thickness of the coating film. By irradiating the coating film with the first laser beam,
The second laser irradiation means obtains the irradiation time value from the solid content concentration and irradiation time storage means, and the second laser light corresponding to the film thickness of the coating film from the laser power storage means. A thin-film manufacturing apparatus that obtains the value of the laser power of and irradiates the second laser beam on the coating film for the irradiation time with the laser power corresponding to the film thickness of the coating film.
前記固形分濃度及び照射時間記憶手段は、所定の固形分濃度の塗膜に前記第2のレーザ光を所定の照射時間照射して形成される前記塗膜の断面の状態に基づいて、前記結晶化する領域の膜厚を求める請求項1記載の薄膜製造装置。   The solid content concentration and irradiation time storage means is configured to generate the crystal based on a cross-sectional state of the coating film formed by irradiating the coating film having a predetermined solid content concentration with the second laser light for a predetermined irradiation time. The thin film manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the thickness of the region to be converted is obtained. 前記結晶化する領域は、下部電極側から順次形成される請求項1又は2記載の薄膜製造装置。 3. The thin film manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the crystallized region is formed sequentially from the lower electrode side. 前記第1のレーザ光及び前記第2のレーザ光の波長が何れも400nm以上である請求項1乃至3の何れか一項記載の薄膜製造装置。   The thin film manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the wavelengths of the first laser beam and the second laser beam are each 400 nm or more. 前記第1のレーザ照射手段及び前記第2のレーザ照射手段は、1台のレーザ装置により構成されている請求項1乃至4の何れか一項記載の薄膜製造装置。   5. The thin film manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the first laser irradiation unit and the second laser irradiation unit are configured by a single laser device. 6. 前記第2のレーザ照射手段の前記成膜対象物上のレーザ光照射領域の形状は、前記溶媒を蒸発させた前記塗膜の形状と同一である請求項1乃至5の何れか一項記載の薄膜製造装置。   6. The shape of the laser light irradiation region on the film formation target of the second laser irradiation unit is the same as the shape of the coating film obtained by evaporating the solvent. 6. Thin film manufacturing equipment. 前記塗膜の形状は長方形であり、前記第2のレーザ照射手段の前記成膜対象物上のレーザ光照射領域の形状は長方形である請求項6記載の薄膜製造装置。   The thin film manufacturing apparatus according to claim 6, wherein a shape of the coating film is a rectangle, and a shape of a laser light irradiation region on the film formation target of the second laser irradiation unit is a rectangle. 前記第2のレーザ光の光強度分布がトップハット形状である請求項1乃至7の何れか一項記載の薄膜製造装置。   The thin film manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein a light intensity distribution of the second laser light has a top hat shape. 前記第1のレーザ照射手段の前記成膜対象物上のレーザ光照射領域の前記成膜対象物の移動方向と垂直な方向の長さは、前記塗膜の前記成膜対象物の移動方向と垂直な方向の長さと同一である請求項1乃至8の何れか一項記載の薄膜製造装置。   The length in the direction perpendicular to the moving direction of the film forming object of the laser light irradiation region on the film forming object of the first laser irradiation means is the moving direction of the film forming object of the coating film. The thin film manufacturing apparatus according to claim 1, which has the same length in the vertical direction. 前記塗膜の形状は長方形であり、前記第1のレーザ照射手段の前記成膜対象物上のレーザ光照射領域の形状は長方形である請求項9記載の薄膜製造装置。   The thin film manufacturing apparatus according to claim 9, wherein a shape of the coating film is a rectangle, and a shape of a laser light irradiation region on the film formation target of the first laser irradiation unit is a rectangle. 前記第1のレーザ光の光強度分布がトップハット形状である請求項1乃至10の何れか一項記載の薄膜製造装置。   The thin film manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein a light intensity distribution of the first laser light has a top hat shape. 溶媒を蒸発させた前記塗膜に紫外光を照射し、前記塗膜に含有された金属有機化合物の化学結合を切断する紫外光照射手段を更に有する請求項1乃至11の何れか一項記載の薄膜製造装置。   The ultraviolet light irradiation means which irradiates the ultraviolet light to the coating film which evaporated the solvent, and cut | disconnects the chemical bond of the metal organic compound contained in the coating film is given. Thin film manufacturing equipment. 前記紫外光の波長は300nm以下である請求項12記載の薄膜製造装置。   The thin film manufacturing apparatus according to claim 12, wherein a wavelength of the ultraviolet light is 300 nm or less. 前記紫外光照射手段は、前記紫外光を連続照射する請求項12又は13記載の薄膜製造装置。   The thin film manufacturing apparatus according to claim 12 or 13, wherein the ultraviolet light irradiation means continuously irradiates the ultraviolet light. 成膜対象物の表面に撥液性領域と親液性領域を形成する領域形成工程と、
前記親液性領域に液体を吐出し、塗膜を形成する塗膜形成工程と、
前記塗膜に第1のレーザ光を照射し、前記塗膜の溶媒を蒸発させる第1のレーザ照射工程と、
溶媒を蒸発させた前記塗膜に第2のレーザ光を照射し、溶媒を蒸発させた前記塗膜を結晶化する第2のレーザ照射工程と、
所定の固形分濃度の塗膜に前記第2のレーザ光を所定の照射時間照射した際に前記塗膜が結晶化する領域の膜厚から結晶成長に必要な時間を算出し、算出した前記結晶成長に必要な時間に基づいて、前記塗膜の全領域を結晶化できる前記固形分濃度と前記照射時間とを事前に算出し記憶する固形分濃度及び照射時間記憶工程と、
前記塗膜の膜厚と光吸収率との関係から、前記塗膜の膜厚に対応する前記第1のレーザ光及び前記第2のレーザ光の各々のレーザパワーを事前に算出し記憶するレーザパワー記憶工程と、を有し、
前記塗膜形成工程では、前記固形分濃度及び照射時間記憶工程で記憶した前記固形分濃度の値を入手し、前記固形分濃度の液体を吐出して前記塗膜を形成し、
前記第1のレーザ照射工程では、前記レーザパワー記憶工程で記憶した前記塗膜の膜厚に対応する前記第1のレーザ光のレーザパワーの値を入手し、前記塗膜の膜厚に対応するレーザパワーにより、前記塗膜に前記第1のレーザ光を照射し、
前記第2のレーザ照射工程では、前記固形分濃度及び照射時間記憶工程で記憶した前記照射時間の値を入手すると共に、前記レーザパワー記憶工程で記憶した前記塗膜の膜厚に対応する前記第2のレーザ光のレーザパワーの値を入手し、前記塗膜の膜厚に対応するレーザパワーにより、前記塗膜に前記照射時間だけ前記第2のレーザ光を照射する薄膜製造方法。
A region forming step of forming a liquid repellent region and a lyophilic region on the surface of the film formation target;
A coating film forming step of discharging a liquid to the lyophilic region to form a coating film;
A first laser irradiation step of irradiating the coating film with a first laser beam and evaporating a solvent of the coating film;
A second laser irradiation step of irradiating the coating film from which the solvent has been evaporated with a second laser beam to crystallize the coating film from which the solvent has been evaporated;
The time required for crystal growth is calculated from the film thickness of the region where the coating film crystallizes when the coating film having a predetermined solid content concentration is irradiated with the second laser light for a predetermined irradiation time, and the calculated crystal Based on the time required for growth, the solid content concentration and irradiation time storage step for calculating and storing in advance the solid content concentration and the irradiation time that can crystallize the entire area of the coating film,
Laser that calculates and stores in advance the laser power of each of the first laser light and the second laser light corresponding to the film thickness of the coating film from the relationship between the film thickness of the coating film and the light absorption rate A power storage process,
In the coating film forming step, the solid content concentration and the solid content concentration value stored in the irradiation time storage step are obtained, and the coating film is formed by discharging the liquid having the solid content concentration.
In the first laser irradiation step, the laser power value of the first laser beam corresponding to the film thickness of the coating film stored in the laser power storage step is obtained and corresponds to the film thickness of the coating film. The coating film is irradiated with the first laser beam by laser power,
In the second laser irradiation step, the irradiation time value stored in the solid content concentration and irradiation time storage step is obtained, and the film thickness of the coating film corresponding to the film thickness stored in the laser power storage step is obtained. A method for producing a thin film, wherein the laser power value of the laser light of No. 2 is obtained, and the second laser light is irradiated to the coating film for the irradiation time with the laser power corresponding to the film thickness of the coating film.
前記固形分濃度及び照射時間記憶工程では、所定の固形分濃度の塗膜に前記第2のレーザ光を所定の照射時間照射して形成される前記塗膜の断面の状態に基づいて、前記結晶化する領域の膜厚を求める請求項15記載の薄膜製造方法。   In the solid content concentration and irradiation time storage step, the crystal is formed based on a state of a cross section of the coating film formed by irradiating the coating film having a predetermined solid content concentration with the second laser light for a predetermined irradiation time. The thin film manufacturing method according to claim 15, wherein the thickness of the region to be converted is obtained. 前記固形分濃度及び照射時間記憶工程では、前記結晶化する領域は、下部電極側から順次形成される請求項15又は16記載の薄膜製造方法。 The thin film manufacturing method according to claim 15 or 16, wherein in the solid content concentration and irradiation time storing step, the crystallized region is formed sequentially from the lower electrode side.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016135576A (en) * 2015-01-23 2016-07-28 株式会社リコー Image forming apparatus, image forming method, and program
LU100270B1 (en) * 2017-05-05 2018-12-03 Luxembourg Inst Science & Tech List Inkjet printing process
LU100971B1 (en) * 2018-10-25 2020-04-27 Luxembourg Inst Science & Tech List Inkjet printing process

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003218102A (en) * 2002-01-23 2003-07-31 Komatsu Ltd Processing device of dielectric film and method for processing the dielectric film
JP2009238842A (en) * 2008-03-26 2009-10-15 Tohoku Univ Forming method of ferroelectric thin film and paraelectric thin film, and semiconductor device
JP5423414B2 (en) * 2010-01-15 2014-02-19 株式会社リコー Electromechanical conversion film manufacturing method, electromechanical conversion film, electromechanical conversion film group, electromechanical conversion element manufacturing method, electromechanical conversion element, electromechanical conversion element group, liquid discharge head, liquid discharge apparatus, and image forming apparatus
JP5919630B2 (en) * 2010-07-30 2016-05-18 株式会社リコー Thin film forming apparatus, thin film forming method, piezoelectric element forming method, and droplet discharge head manufacturing method
JP2012049254A (en) * 2010-08-25 2012-03-08 Ricoh Co Ltd Manufacturing apparatus, manufacturing method, liquid ejection head and inkjet printer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102000903A (en) * 2010-10-27 2011-04-06 哈尔滨工业大学 TIG (tungsten inert gas welding) power assistant double TIG (tungsten inert gas welding) compound heat source welding equipment and method

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