JP6983282B2 - 光学膜形成方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び光学膜形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板に光学膜を形成する光学膜形成方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体、及び当該光学膜形成方法を実行するための光学膜形成装置に関する。

例えば有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）には、外光の反射防止のために円偏光板が用いられている。円偏光板は、直線偏光板と波長板（位相差板）を、その偏光軸が４５度で交差するように積層して作製される。また、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）にも、表示における旋光性や複屈折性を制御するために、これら直線偏光板と波長板が用いられている。

また、例えば波長板のみを、その偏光軸が１５度や７５度に傾くように形成する場合がある。したがって、偏光板や波長板を任意の角度で形成する必要がある。さらに、偏光板や波長板の偏光軸を任意の角度で交差させるため、これら偏光板や波長板を個別に形成する必要もある。

従来、このような偏光板や波長板は、例えば延伸フィルムを用いて作製されている。延伸フィルムは、フィルムを一方向に延伸させて貼り付けることで、その材料中の分子を一方向に配向させたものである。

ところで、近年、ＯＬＥＤやＬＣＤの薄型化に伴い、偏光板や波長板の薄膜化も求められている。しかしながら、偏光板や波長板を作製するにあたり、従来のように延伸フィルムを用いた場合、当該延伸フィルム自体の膜厚を小さくするのに限界があり、十分な薄膜を得ることができない。

そこで、基板上に所定材料を有する塗布液を塗布し、必要な膜厚の偏光板や波長板を形成することで、薄膜化が図られている。

例えば特許文献１には、所定材料としてリオトロピック液晶性を有する塗布液を、所定のせん断応力を加えながら基板に塗布し、流延させる方法が開示されている。リオトロピック液晶化合物は塗布液中で超分子会合体を形成しており、せん断応力を加えながら塗布液を流動させると超分子会合体の長軸方向が流動方向に配向する。その後、基板上の塗布液を４０℃以上、１００℃未満で加熱して、当該塗布液を乾燥させている。

特開２００９−３００６３１号公報

上述したように円偏光板の作製においては、偏光板や波長板を任意の角度で形成する必要がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板に光学膜を適切に形成することを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明は、基板に光学膜を形成する光学膜形成方法であって、基板に光学材料を含む塗布液を塗布して第１の光学膜を形成する第１の工程と、前記第１の光学膜上に、光学材料を含む塗布液を塗布して第２の光学膜を形成する第２の工程と、を有し、前記第１の工程及び前記第２の工程における前記塗布液の塗布は、前記塗布液を塗布するスリットノズルと前記基板とを、それぞれ直交方向に移動させながら行われ、前記第１の光学膜及び前記第２の光学膜中の分子の配向方向は、前記スリットノズルによる前記塗布液の塗布方向の制御により一方向に配向され、前記塗布方向の制御は、前記基板の移動速度及び前記スリットノズルの移動速度を制御することで行われ、積層して形成される前記第１の光学膜及び前記第２の光学膜中における分子の配向方向はそれぞれ異なり、前記第１の工程及び前記第２の工程における前記塗布液の乾燥は、前記基板上で当該基板と平行な方向に気流を通過させることで行われることを特徴としている。

本発明によれば、光学膜を形成するための塗布液の塗布を、スリットノズルと基板とを、それぞれ直交方向に移動させることで行い、塗布液の塗布方向を制御することにより、光学膜中の分子を一方向に配向する。

別な観点による本発明によれば、前記塗布処理方法を塗布処理装置によって実行させるように、当該塗布処理装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。

また別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。

さらに別な観点による本発明は、基板に光学膜を形成する光学膜形成装置であって、基板に光学材料を含む塗布液を塗布して光学膜を形成する塗布処理部と、前記基板上で当該基板と平行な方向に気流を通過させて前記塗布液を乾燥させる乾燥部と、を有し、前記塗布処理部は、基板に前記塗布液を塗布するスリットノズルと、前記スリットノズルと前記基板とを、それぞれ直交方向に移動させる移動機構と、を有し、前記光学膜は、前記基板上に形成される第１の光学膜と、前記第１の光学膜上に形成される第２の光学膜と、を含み、前記第１の光学膜を形成する第１の工程、及び、前記第２の光学膜を形成する第２の工程における前記塗布液の塗布は、前記スリットノズルと前記基板とを、それぞれ直交方向に移動させながら行われ、前記第１の光学膜及び前記第２の光学膜中の分子の配向方向は、前記スリットノズルによる前記塗布液の塗布方向の制御により一方向に配向され、前記塗布方向の制御は、前記基板の移動速度及び前記スリットノズルの移動速度を制御することで行われ、積層して形成される前記第１の光学膜及び前記第２の光学膜中における分子の配向方向はそれぞれ異なり、前記第１の工程及び前記第２の工程における前記塗布液の乾燥は、前記基板上で当該基板と平行な方向に気流を通過させることで行われることを特徴としている。

本発明によれば、基板に光学膜を適切に形成することができる。

本実施の形態にかかる塗布処理装置の構成の概略を示す横断面図である。 本実施の形態にかかる塗布処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。 塗布ノズルの構成の概略を示す斜視図である。 本実施の形態にかかる減圧乾燥装置の構成の概略を示す縦断面図である。 本実施の形態にかかる塗布処理装置、乾燥処理装置及び搬送領域の配置を示す平面図である。 本実施の形態にかかる加熱処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。 本実施の形態にかかる膜定着装置の構成の概略を示す縦断面図である。 本実施の形態にかかる膜除去装置の構成の概略を示す縦断面図である。 本実施の形態にかかる光学膜形処理の主な工程の例を示すフローチャートである。 工程Ｓ１におけるガラス基板と塗布ノズルの動作を示す説明図である。 工程Ｓ１におけるガラス基板と塗布ノズルの動作を示す説明図である。 工程Ｓ１におけるガラス基板と塗布ノズルの動作を示す説明図である。 工程Ｓ４において定着材を塗布して直線偏光膜を定着させる様子を示す説明図である。 工程Ｓ４において直線偏光膜を定着させた様子を示す説明図である。 工程Ｓ５において定着していない直線偏光膜を除去した様子を示す説明図である。 工程Ｓ５において定着していない直線偏光膜を除去した様子を示す説明図である。 工程Ｓ６におけるガラス基板と塗布ノズルの動作を示す説明図である。 工程Ｓ６におけるガラス基板と塗布ノズルの動作を示す説明図である。 工程Ｓ６におけるガラス基板と塗布ノズルの動作を示す説明図である。 工程Ｓ９において定着材を塗布してλ／４波長膜を定着させる様子を示す説明図である。 工程Ｓ９においてλ／４波長膜を定着させた様子を示す説明図である。 工程Ｓ１０において定着していないλ／４波長膜を除去した様子を示す説明図である。 工程Ｓ１０において定着していないλ／４波長膜を除去した様子を示す説明図である。 他の実施の形態にかかる塗布処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

＜１．光学膜形成装置＞
先ず、本実施の形態に係る光学膜形成装置の構成について説明する。本実施の形態では、ＯＬＥＤに用いられる円偏光板を作製する場合において、光学膜として、直線偏光膜（直線偏光板）とλ／４波長膜（λ／４波長板）をガラス基板に形成する場合を例にとって説明する。なお、直線偏光膜とλ／４波長膜が形成される前のガラス基板上には、例えば複数の有機膜（図示せず）などが積層して形成されている。

光学膜形成装置は、塗布処理装置、減圧乾燥装置、加熱処理装置、膜定着装置、及び膜除去装置を有している。以下、これらの装置の構成について説明する。なお、以下に示す図面においては、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

＜１−１．塗布処理装置＞
図１は、塗布処理装置の構成の概略を示す横断面図である。図２は、塗布処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。塗布処理装置１０では、ガラス基板Ｇの全面に塗布液を塗布する。

塗布処理装置１０は、処理容器１１を有している。処理容器１１の側面にはガラス基板Ｇの搬入出口（図示せず）が形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ（図示せず）が設けられている。

処理容器１１の内部には、ガラス基板Ｇを保持する保持部としてのステージ２０が設けられている。ステージ２０は、ガラス基板Ｇに塗布液が塗布される表面が上方を向くように、その裏面を吸着保持する。また、ステージ２０は、平面視においてガラス基板Ｇよりも小さい形状を有している。

ステージ２０は、当該ステージ２０の下面側に設けられ、Ｘ軸方向に延伸する一対のレール２１、２１に取り付けられている。そして、ステージ２０は、レール２１に沿って移動自在に構成されている。また、レール２１は、少なくともガラス基板Ｇの２枚の長さ以上でＸ軸方向に延伸している。これにより、ステージ２０がＸ軸方向負方向の端部に位置している場合のガラス基板Ｇ（図中の実線、基板位置Ａ１）と、ステージ２０がＸ軸方向正方向の端部に位置している場合のガラス基板Ｇ（図中の点線、基板位置Ａ２）とが、平面視において重ならない。本実施の形態では、これらステージ２０とレール２１が本発明の移動機構を構成している。なお、移動機構の構成は本実施の形態に限定されず、例えばステージ２０を自走式にするなど、移動機構は任意の構成を取り得る。

ステージ２０の上方には、当該ステージ２０に保持されたガラス基板Ｇに塗布液を塗布する塗布ノズル３０が設けられている。塗布ノズル３０は、ステージ２０に保持されたガラス基板Ｇの移動方向（Ｘ軸方向）と同じ方向に延伸する長尺状のスリットノズルである。図３に示すように塗布ノズル３０の下端面には、ガラス基板Ｇに塗布液を吐出する吐出口３１が形成されている。図１及び図２に示すように吐出口３１は、塗布ノズル３０の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って、ガラス基板Ｇの移動範囲より長い範囲、すなわち基板位置Ａ１と基板位置Ａ２の間より長い範囲で延伸するスリット状の吐出口である。

塗布ノズル３０には、移動機構３２が設けられている。移動機構３２は、ステージ２０に保持されたガラス基板Ｇの移動方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）に、塗布ノズル３０を移動させる。塗布ノズル３０は、ガラス基板ＧのＹ軸方向負方向側（図中の実線、ノズル位置Ｂ１）と、ガラス基板ＧのＹ軸方向正方向側（図中の点線、ノズル位置Ｂ２）との間を移動する。また、塗布ノズル３０は、移動機構３２によって鉛直方向にも移動自在に構成されている。なお、移動機構３２の構成は本実施の形態に限定されず、移動機構は任意の構成を取り得る。

このようにステージ２０と塗布ノズル３０は直交方向に移動する。そして、塗布ノズル３０は、ステージ２０に保持されたガラス基板Ｇに塗布液を塗布することができる。また、ステージ２０の移動速度と塗布ノズル３０の移動速度を制御することで、ガラス基板Ｇに塗布される塗布液の塗布方向を任意に制御することができる。

なお、塗布ノズル３０から吐出される塗布液は、光学材料を含む塗布液である。具体的には、直線偏光膜を形成するための偏光膜用塗布液と、λ／４波長膜を形成するための波長膜用塗布液であり、それぞれ例えば光学材料としてリオトロピック液晶化合物やサーモトロピック液晶化合物など、任意の液晶化合物が含まれる。

ステージ２０及び塗布ノズル３０の下方には、塗布液の回収部４０が設けられている。回収部４０は上面が開口し、塗布液を一時的に貯留できるようになっている。回収部４０のＸ軸方向の長さは、塗布ノズル３０の吐出口３１より長い。また、回収部４０のＹ軸方向の長さは、塗布ノズル３０の移動範囲より長く、すなわちノズル位置Ｂ１とノズル位置Ｂ２の間より長い。また、回収部４０の下面には、回収した塗布液を排出する排出管４１が設けられている。そして、塗布ノズル３０から吐出され、ガラス基板Ｇに塗布されずに下方に落下する塗布液は、回収部４０に回収され、排出管４１から排出される。回収された塗布液は、次以降に処理されるガラス基板Ｇに再利用される。

以上の塗布処理装置１０には、制御部５０が設けられている。制御部５０は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、塗布処理装置１０における塗布処理を制御するプログラムが格納されている。このプログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御部５０にインストールされたものであってもよい。なお、制御部５０は、光学膜形成装置の他の装置における所定の処理も制御する。

＜１−２．減圧乾燥装置＞
図４は、減圧乾燥装置の構成の概略を示す縦断面図である。減圧乾燥装置１００では、ガラス基板Ｇに形成された光学膜（直線偏光膜とλ／４波長膜）を減圧乾燥する。

減圧乾燥装置１００は、処理容器１０１を有している。処理容器１０１は、蓋体１０２と本体１０３を有している。蓋体１０２は、昇降機構（図示せず）によって昇降自在に構成されている。処理容器１０１にガラス基板Ｇを搬入出する際には、蓋体１０２は本体１０３から上方に分離し、処理容器１０１の内部で減圧乾燥処理を行う際には、蓋体１０２と本体１０３が一体となって、密閉された空間を形成する。

処理容器１０１の内部には、ガラス基板Ｇを載置する載置台１１０が設けられている。載置台１１０は、光学膜が形成された表面が上方を向くように、ガラス基板Ｇを載置する。また、処理容器１０１の底部には、ガス供給部１２０と排気部１２１が設けられている。ガス供給部１２０と排気部１２１は、載置台１１０を挟んで対向して配置されている。ガス供給部１２０から不活性ガスを供給して、ガラス基板Ｇ上でガラス基板Ｇと平行な気流通過方向（Ｘ軸方向）に不活性ガスの気流を通過させることができる。また、排気部１２１から排気することで、処理容器１０１の内部を減圧雰囲気とすることができる。

なお、減圧乾燥装置の構成は本実施の形態の減圧乾燥装置１００の構成に限定されず、公知の減圧乾燥装置の構成を任意に取り得る。

＜１−３．搬送領域＞
図５は、塗布処理装置、乾燥処理装置及び搬送領域の配置を示す平面図である。

上述した塗布処理装置１０と減圧乾燥装置１００は、搬送領域２００を介して隣接して配置されている。搬送領域２００には、ガラス基板Ｇを搬送する搬送装置２０１が設けられている。搬送領域２００の内部には、ダウンフローなどはなく、無風状態でガラス基板Ｇを搬送する。

＜１−４．加熱処理装置＞
図６は、加熱処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。加熱処理装置３００では、ガラス基板Ｇに形成された光学膜（直線偏光膜とλ／４波長膜）を加熱する。

加熱処理装置３００は、処理容器３０１を有している。処理容器３０１は、蓋体３０２と本体３０３を有している。蓋体３０２は、昇降機構（図示せず）によって昇降自在に構成されている。処理容器３０１にガラス基板Ｇを搬入出する際には、蓋体３０２は本体３０３から上方に分離し、処理容器３０１の内部で加熱処理を行う際には、蓋体３０２と本体３０３が一体となって、密閉された空間を形成する。蓋体３０２の上面中央部には、排気部３０４が設けられている。処理容器３０１の内部は排気部３０４から排気される。

処理容器３０１の内部には、ガラス基板Ｇを載置して加熱する熱板３１０が設けられている。熱板３１０は、光学膜が形成された表面が上方を向くように、ガラス基板Ｇを載置する。熱板３１０には、給電により発熱するヒータ３１１が内蔵されている。

本体３０３は、熱板３１０を収容して熱板３１０を収容して熱板３１０の外周部を保持する保持部材３２０と、その保持部材３２０の外周を囲むサポートリング３２１を備えている。

なお、加熱処理装置の構成は本実施の形態の加熱処理装置３００の構成に限定されず、公知の加熱処理装置の構成を任意に取り得る。

＜１−５．膜定着装置＞
図７は、膜定着装置の構成の概略を示す縦断面図である。膜定着装置４００では、インクジェット方式で定着材を所定領域、本実施の形態ではガラス基板Ｇの画素エリアに選択的に塗布する。

膜定着装置４００は、処理容器４０１を有している。処理容器４０１の側面にはガラス基板Ｇの搬入出口（図示せず）が形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ（図示せず）が設けられている。

処理容器４０１の内部には、ガラス基板Ｇを保持するステージ４１０が設けられている。ステージ４１０は、ガラス基板Ｇに定着材が塗布される表面が上方を向くように、その裏面を吸着保持する。

ステージ４１０は、当該ステージ４１０の下面側に設けられ、Ｘ軸方向に延伸する一対のレール４１１、４１１に取り付けられている。レール４１１は、Ｘ軸方向に延伸するテーブル４１２に設けられている。そして、ステージ４１０は、レール２１に沿って移動自在に構成されている。

また、レール４１１は、後述する塗布ノズル４２０を挟んで、少なくともガラス基板Ｇの２枚の長さ以上でＸ軸方向に延伸している。これにより、ステージ４１０がＸ軸方向負方向の端部に位置している場合のガラス基板Ｇ（図中の実線、基板位置Ｃ１）と、ステージ４１０がＸ軸方向正方向の端部に位置している場合のガラス基板Ｇ（図中の点線、基板位置Ｃ２）とが、平面視において重ならない。

ステージ４１０の上方には、当該ステージ４１０に保持されたガラス基板Ｇに定着材を塗布する塗布ノズル４２０が設けられている。塗布ノズル４２０は、例えばインクジェットノズルであり、ガラス基板Ｇの所定領域に定着材を選択的塗布することができる。なお、塗布ノズル４２０は、移動機構（図示せず）によって鉛直方向にも移動自在に構成されている。

なお、塗布ノズル４２０から吐出される定着材は、ガラス基板Ｇの所定領域に光学膜を定着させるものであれば、任意の材料を用いることができる。例えば光学膜の末端の官能基を置換したり、或いは収縮反応を起こして高分子化させて、当該光学膜を不活性化（不溶化）させて定着させてもよい。或いは光学膜を固めて定着させてもよい。

また、膜定着装置の構成は本実施の形態の膜定着装置４００の構成に限定されず、公知のインクジェット方式の装置の構成を任意に取り得る。さらに、膜定着装置において定着材を選択的に塗布する方法はインクジェット方式に限定されず、他の方法を用いてもよい。他の方法として、例えば所定領域以外の領域にマスクを設け、その上から定着材を吐出することで、所定領域のみに定着材を選択的に塗布してもよい。

＜１−６．膜除去装置＞
図８は、膜除去装置の構成の概略を示す縦断面図である。膜除去装置５００では、ガラス基板Ｇに洗浄液を供給し、膜定着装置４００で定着していない光学膜（所定領域以外の光学膜）を選択的に除去する。

膜除去装置５００は、処理容器５０１を有している。処理容器５０１の側面にはガラス基板Ｇの搬入出口（図示せず）が形成され、当該搬入出口には開閉シャッタ（図示せず）が設けられている。

処理容器５０１の内部には、ガラス基板Ｇを保持して回転されるスピンチャック５１０が設けられている。スピンチャック５１０は、ガラス基板Ｇに洗浄液が供給される表面が上方を向くように、その裏面を吸着保持する。また、スピンチャック５１０は、例えばモータなどのチャック駆動部５１１により所定の速度に回転できる。

スピンチャック５１０の周囲には、ガラス基板Ｇから飛散又は落下する洗浄液を受け止め、回収するカップ５２０が設けられている。カップ５２０の下面には、回収した定着材を排出する排出管５２１と、カップ５２０の内部を排気する排気管５２２が接続されている。

スピンチャック５１０の上方には、当該スピンチャック５１０に保持されたガラス基板Ｇに洗浄液を供給する洗浄ノズル５３０が設けられている。洗浄ノズル５３０は、移動機構５３１によって水平方向及び鉛直方向に移動自在に構成されている。

なお、洗浄ノズル５３０から供給される洗浄液は、膜定着装置４００で塗布される定着材の溶媒に応じた材料が用いられる。例えば定着材の溶媒が水であれば、洗浄液には水が用いられ、或いは定着材の溶媒が有機溶剤であれば、洗浄液には有機溶剤が用いられる。

また、膜除去装置の構成は本実施の形態の膜除去装置５００の構成に限定されず、公知のスピン塗布方式の装置の構成を任意に取り得る。さらに、膜除去装置において光学膜を選択的に除去する方法はスピン塗布方式に限定されず、他の方法を用いてもよい。他の方法として、例えば洗浄液を貯留する洗浄槽に、ガラス基板Ｇを浸漬させて、光学膜を選択的に除去してもよい。また、レーザーアブレーションを行って光学膜を選択的に除去してもよいし、或いはフォトリソグラフィー処理及びエッチング処理を行って光学膜を選択的に除去してもよい。

＜２．光学膜形成方法＞
次に、以上のように構成された光学膜形成装置を用いて行われる光学膜形成方法について説明する。図９は、かかる光学膜形処理の主な工程の例を示すフローチャートである。本実施の形態では、上述したように光学膜として、直線偏光膜とλ／４波長膜を、その偏光軸が４５度で交差するようにガラス基板Ｇに積層して形成する。工程Ｓ１〜Ｓ５は直線偏光膜を形成する工程であり、工程Ｓ６〜Ｓ１０はλ／４波長膜を形成する工程である。

＜２−１．工程Ｓ１＞
先ず、塗布処理装置１０において、ガラス基板Ｇの全面に塗布液を塗布する。この場合の塗布液は、直線偏光膜を形成するための偏光膜用塗布液である。

塗布処理装置１０では、基板位置Ａ１においてガラス基板Ｇがステージ２０に保持される。そして、図１０に示すようにガラス基板Ｇを基板位置Ａ１から移動させずに、塗布ノズル３０をノズル位置Ｂ１からノズル位置Ｂ２に移動させる。

図１０（ａ）に示すように塗布ノズル３０をノズル位置Ｂ１に配置する際、塗布ノズル３０は、塗布液Ｐ１の目標膜厚に応じた高さに配置される。続いて、図１０（ｂ）及び図１１に示すように塗布ノズル３０から塗布液Ｐ１を吐出しつつ、塗布ノズル３０をＹ軸方向正方向に移動させ、ガラス基板Ｇに塗布液Ｐ１が塗布される。そして、図１０（ｃ）及び図１２に示すように塗布ノズル３０がノズル位置Ｂ２まで移動して、ガラス基板Ｇの全面に塗布液Ｐ１が塗布される。

このとき、塗布液Ｐ１はせん断応力（図１０中のブロック矢印）が加えられながら塗布される。ガラス基板Ｇは移動せず、塗布ノズル３０はＹ軸方向正方向に移動するので、せん断応力はＹ軸方向負方向に加えられる。

また、せん断応力（シアレート）は、塗布速度（ガラス基板Ｇに対する塗布ノズル３０の移動速度）を、ガラス基板Ｇと塗布ノズル３０の吐出口３１との距離（ギャップ）で割った値である。塗布ノズル３０にはスリットノズルが用いられるので、塗布ノズル３０は、ガラス基板Ｇを傷つけることなく、当該ガラス基板Ｇに十分に近接できる。このため、ギャップを小さくすることができる。そうすると、塗布ノズル３０の移動速度を制御することで、塗布液Ｐ１に十分なせん断応力を加えることができる。またその結果、塗布液Ｐ１中の分子を一方向（Ｙ軸方向）に配向させることができる。

なお、塗布ノズル３０には、スリットノズル以外の他のノズルを用いることもできるが、上述したようにギャップをできるだけ小さくできるという観点からは、スリットノズルが好適である。また、ガラス基板Ｇに塗布される塗布液Ｐ１の膜厚は小さく、かかる観点からもスリットノズルが好適である。

なお、塗布ノズル３０から吐出される塗布液Ｐ１のうち、ガラス基板Ｇに塗布されない塗布液Ｐ１は、下方に落下し回収部４０に回収される。回収された塗布液Ｐ１は、次以降に処理されるガラス基板Ｇに再利用される。また、ステージ２０はガラス基板Ｇより小さいので、塗布液Ｐ１がステージ２０に付着することがない。したがって、ステージ２０をガラス基板Ｇ毎に枚葉で洗浄するのを抑制することができる。

このように塗布処理装置１０では、ガラス基板Ｇに塗布液Ｐ１が塗布されて、直線偏光膜が形成される。以下の説明においては、直線偏光膜をＰ１として説明する。

＜２−２．工程Ｓ２＞
次に、減圧乾燥装置１００において、ガラス基板Ｇの直線偏光膜Ｐ１を減圧乾燥させる。具体的には、載置台１１０にガラス基板Ｇを載置し、蓋体１０２を閉じて、処理容器１０１の内部に密閉された空間を形成する。その後、ガス供給部１２０から不活性ガスを供給すると共に、排気部１２１から処理容器１０１の内部が排気され、処理容器１０１の内部を減圧雰囲気にする。そして、直線偏光膜Ｐ１が乾燥される。

直線偏光膜Ｐ１が乾燥されると、膜中の溶媒が除去される。上述した工程Ｓ１ではせん断応力を加えることで分子を一方向に配向させているが、そのままの状態で放置しておくと、分子の配向が元に戻って乱れるおそれがある。このため、工程Ｓ２で膜中の溶媒を除去することで、分子の配向状態が適切に維持される。

ここで、上述した直線偏光膜Ｐ１を乾燥させる際、当該直線偏光膜Ｐ１を加熱すると、膜中の溶媒が対流し、この対流により膜中の分子の配向状態が乱れる。そこで、本実施の形態では、直線偏光膜Ｐ１を加熱することなく、減圧乾燥することで、膜中の溶媒の対流を抑制している。そうすると、工程Ｓ１で配向させた分子の配向状態を適切に維持することができる。

また、分子の配向状態を適切に維持する観点から、塗布処理装置１０と減圧乾燥装置１００の間の搬送領域２００を無風状態にして、ガラス基板Ｇを搬送している。例えば搬送領域２００にダウンフローなどを生じさせていると、ガラス基板Ｇに衝突する風が均一でなくなり、分子の配向状態が均一でなくなるおそれがある。そこで本実施の形態では、搬送領域２００を無風状態にして、減圧乾燥処理を行うまでに、直線偏光膜Ｐ１が乱れて分子の配向状態乱れるのを抑制している。

＜２−３．工程Ｓ３＞
次に、加熱処理装置３００において、ガラス基板Ｇの直線偏光膜Ｐ１を加熱する。具体的には、熱板３１０にガラス基板Ｇを載置し、蓋体３０２を閉じて、処理容器１０１の内部に密閉された空間を形成する。そして、熱板３１０のヒータ３１１によって、直線偏光膜Ｐ１が所定の温度、例えば５０℃で加熱される。

例えば工程Ｓ２で直線偏光膜Ｐ１を減圧乾燥しても、膜中に溶媒が完全に除去されない場合がある。工程Ｓ３における直線偏光膜Ｐ１の加熱は、このように膜中に残存する溶媒を確実に除去する。なお、工程Ｓ２において膜中の溶媒を完全に除去できる場合には、工程Ｓ３は省略してもよい。

＜２−４．工程Ｓ４＞
次に、膜定着装置４００において、ガラス基板Ｇの所定領域、本実施の形態では画素エリアに定着材を塗布する。

膜定着装置４００では、基板位置Ｃ１においてガラス基板Ｇがステージ４１０に保持される。そして、ガラス基板Ｇを基板位置Ｃ１から基板位置Ｃ２に移動させる。

ガラス基板Ｇの移動中、図１３に示すようにガラス基板Ｇの画素エリアに形成された直線偏光膜Ｐ１に塗布ノズル４２０から定着材Ｆを塗布する。このとき、膜定着装置４００はインクジェット方式を採用しているため、画素エリアの直線偏光膜Ｐ１に正確に定着材Ｆを塗布することができる。

定着材Ｆは直線偏光膜Ｐ１を不活性化（不溶化）する。具体的には、直線偏光膜Ｐ１におけるＯＨ基などの水溶性の末端を、別の官能基に置換する。そして、不活性化された直線偏光膜Ｐ１はガラス基板Ｇに定着する。以下、定着材Ｆが塗布されて定着した直線偏光膜をＰ２として説明する。すなわち、ガラス基板Ｇの画素エリア以外において、直線偏光膜Ｐ１は不活性化されておらず定着していない。一方、画素エリアにおいて、直線偏光膜Ｐ２は不活性化されて定着している。

そして、図１４に示すようにガラス基板Ｇの画素エリアすべてに、不活性化した直線偏光膜Ｐ２を形成することができる。なお、図示の都合上、ガラス基板の画素エリア、すなわち直線偏光膜Ｐ２は２０箇所である場合を例示しているが、画素エリアの数はこれに限定されない。実際には画素エリアは、１枚のガラス基板Ｇに対して約１００箇所にある。

＜２−５．工程Ｓ５＞
次に、膜除去装置５００において、ガラス基板Ｇに洗浄液を供給し、工程Ｓ４で定着していない直線偏光膜Ｐ１を選択的に除去する。

膜除去装置５００では、ガラス基板Ｇがスピンチャック５１０に吸着保持される。その後、スピンチャック５１０に保持されたガラス基板Ｇを回転させながら、洗浄ノズル５３０からガラス基板Ｇの中心部に洗浄液を供給する。供給された洗浄液は、遠心力によってガラス基板Ｇ上を拡散する。このとき、定着材Ｆが塗布された直線偏光膜Ｐ２は定着しているので、洗浄液によって除去されない。一方、定着材Ｆが塗布されていない直線偏光膜Ｐ１は定着していないので、洗浄液によって除去される。こうして、図１５及び図１６に示すように直線偏光膜Ｐ１のみが選択的に除去され、ガラス基板Ｇ上には画素エリアに直線偏光膜Ｐ２のみが形成される。

＜２−６．工程Ｓ６＞
以上のようにガラス基板Ｇに直線偏光膜Ｐ２が形成されると、次に、ガラス基板Ｇにλ／４波長膜をさらに形成する。先ず、塗布処理装置１０において、ガラス基板Ｇの全面に塗布液を塗布する。この場合の塗布液は、λ／４波長膜を形成するための波長膜用塗布液である。

塗布処理装置１０では、基板位置Ａ１においてガラス基板Ｇがステージ２０に保持される。そして、図１７に示すようにガラス基板Ｇを基板位置Ａ１から基板位置Ａ２に移動させると共に、塗布ノズル３０をノズル位置Ｂ１からノズル位置Ｂ２に移動させる。このとき、ガラス基板Ｇの移動速度と塗布ノズル３０の移動速度は同じである。

図１７（ａ）に示すように塗布ノズル３０をノズル位置Ｂ１に配置する際、塗布ノズル３０は、塗布液Ｑ１の目標膜厚に応じた高さに配置される。続いて、図１７（ｂ）及び図１８に示すようにガラス基板ＧをＸ軸方向正方向に移動させると共に、塗布ノズル３０から塗布液Ｑ１を吐出しつつ、塗布ノズル３０をＹ軸方向正方向に移動させ、ガラス基板Ｇに塗布液Ｑ１が塗布される。そして、図１７（ｃ）及び図１９に示すようにガラス基板Ｇが基板位置Ａ２まで移動し、かつ塗布ノズル３０がノズル位置Ｂ２まで移動して、ガラス基板Ｇの全面に塗布液Ｑ１が塗布される。

このとき、塗布液Ｑ１はせん断応力（図１７中のブロック矢印）が加えられながら塗布される。すなわち、ガラス基板Ｇの移動速度と塗布ノズル３０の移動速度が同じであるため、せん断応力はＹ軸方向負方向及びＸ軸方向負方向に斜め４５度方向に加えられる。

また、ガラス基板Ｇの移動速度と塗布ノズル３０の移動速度を制御することで、塗布液Ｑ１に十分なせん断応力を加えることができる。その結果、塗布液Ｑ１中の分子を一方向（斜め４５度方向）に配向させることができる。

このように塗布処理装置１０では、ガラス基板Ｇに塗布液Ｑ１が塗布されて、λ／４波長膜が形成される。以下の説明においては、λ／４波長膜をＱ１として説明する。

＜２−７．工程Ｓ７＞
次に、減圧乾燥装置１００において、ガラス基板Ｇのλ／４波長膜Ｑ１を減圧乾燥させる。具体的な減圧乾燥処理は、工程Ｓ２と同様であるので、説明を省略する。そして、λ／４波長膜Ｑ１の溶媒が除去され、膜中の分子の配向状態が適切に維持される。

＜２−８．工程Ｓ８＞
次に、加熱処理装置３００において、ガラス基板Ｇのλ／４波長膜Ｑ１を加熱する。具体的な加熱処理は、工程Ｓ３と同様であるので、説明を省略する。そして、λ／４波長膜Ｑ１の溶媒が完全に除去される。なお、工程Ｓ７において膜中の溶媒を完全に除去できる場合には、工程Ｓ８は省略してもよい。

＜２−９．工程Ｓ９＞
次に、膜定着装置４００において、図２０に示すようにガラス基板Ｇの画素エリアに形成されたλ／４波長膜Ｑ１に、塗布ノズル４２０から定着材Ｆを選択的に塗布する。具体的な定着材Ｆの選択手的塗布処理は、工程Ｓ４と同様であるので、説明を省略する。

定着材Ｆはλ／４波長膜Ｑ１を不活性化（不溶化）し、当該不活性化されたλ／４波長膜Ｑ１はガラス基板Ｇに定着する。以下、定着材Ｆが塗布されて定着したλ／４波長膜をＱ２として説明する。すなわち、ガラス基板Ｇの画素エリア以外において、λ／４波長膜Ｑ１は不活性化されておらず定着していない。一方、画素エリア（直線偏光膜Ｐ２）において、λ／４波長膜Ｑ２は不活性化されて定着している。

＜２−１０．工程Ｓ１０＞
次に、膜除去装置５００において、ガラス基板Ｇに洗浄液を供給し、工程Ｓ９で定着していないλ／４波長膜Ｑ１を選択的に除去する。具体的なλ／４波長膜Ｑ１の選択手的除去処理は、工程Ｓ５と同様であるので、説明を省略する。そして、図２２及び図２３に示すようにガラス基板Ｇ上には画素エリアにλ／４波長膜Ｑ２のみが形成される。

以上の実施の形態によれば、塗布処理装置１０において、ステージ２０に保持されたガラス基板Ｇと塗布ノズル３０がそれぞれ直交方向に移動するので、これらガラス基板Ｇの移動速度と塗布ノズル３０の移動速度を制御することで、ガラス基板Ｇに塗布される塗布液の塗布方向を制御することができる。このように簡易な構成及び簡易な制御で、ガラス基板Ｇに対して任意の角度で塗布液を塗布することができる。そして、工程Ｓ１における塗布液Ｐ１の塗布方向と工程Ｓ６における塗布液Ｑ１の塗布方向を４５度で交差させ、直線偏光膜Ｐ１とλ／４波長膜Ｑ１を、その偏光軸が４５度で交差するように形成することができる。

また、工程Ｓ２において直線偏光膜Ｐ１を減圧乾燥しているので、直線偏光膜Ｐ１中で溶媒の対流が生じるのを抑制することができる。そうすると、直線偏光膜Ｐ１における分子の配向状態を適切に維持することができる。同様に、工程Ｓ６においてλ／４波長膜Ｑ１を減圧乾燥しているので、λ／４波長膜Ｑ１における分子の配向状態を適切に維持することができる。

また、工程Ｓ４において画素エリアの直線偏光膜Ｐ１に定着材Ｆを選択的に塗布し、工程Ｓ５において定着材Ｆが塗布されず定着していない直線偏光膜Ｐ１を選択的に除去しているので、画素エリアのみに直線偏光膜Ｐ２が形成される。同様に、工程Ｓ９と工程Ｓ１０を行うことで、画素エリアのみにλ／４波長膜Ｑ２が形成される。

ここで、例えば円偏光板を作製する場合、直線偏光膜とλ／４波長膜は、画素エリアだけに形成されていればよい。画素エリア以外に膜が形成されると、画素エリアの周囲に設けられた端子が適切に機能しないおそれがある。本実施の形態では、画素エリア以外には膜は形成されないので、画素エリアの直線偏光膜Ｐ２とλ／４波長膜Ｑ２の機能を発揮させつつ、画素エリアの周囲にある部品の機能も発揮させることができる。

また、工程Ｓ１及びＳ６では、それぞれせん断応力を加えながら塗布液Ｐ１、Ｑ１を塗布するが、この際、画素エリアのみに塗布液Ｐ１、Ｑ１を塗布するのは困難である。したがって、工程Ｓ４、Ｓ５、Ｓ９、Ｓ１０を行い、画素エリアに選択的に直線偏光膜Ｐ２とλ／４波長膜Ｑ２を形成することは有用である。

さらに、仮に工程Ｓ１においてガラス基板Ｇに塗布液Ｐ１を塗布して直線偏光膜Ｐ１を形成した後、工程Ｓ４における定着材Ｆの選択的塗布を省略した場合、その後、工程Ｓ６においてガラス基板Ｇに塗布液Ｑ１を塗布すると、直線偏光膜Ｐ１に塗布液Ｑ１が混ざるおそれがある。この点、本実施の形態のように工程Ｓ４を行って不溶化した直線偏光膜Ｐ２を形成することで、当該直線偏光膜Ｐ２と塗布液Ｑ１が混ざるのを抑制することができる。その結果、直線偏光膜Ｐ２とλ／４波長膜Ｑ２を適切に形成することができる。

なお、これら工程Ｓ４、Ｓ５、Ｓ９、Ｓ１０を行うことは必ずしも必須ではない。本実施の形態のようにガラス基板Ｇに複数の画素エリアがある場合、工程Ｓ４、Ｓ５、Ｓ９、Ｓ１０を行うことは有用であるが、例えばガラス基板Ｇの全面に直線偏光膜とλ／４波長膜を形成する場合は、工程Ｓ４、Ｓ５、Ｓ９、Ｓ１０は省略してもよい。

また、工程Ｓ４と工程Ｓ９において、膜定着装置４００では、定着材を塗布することで直線偏光膜とλ／４波長膜を定着させていたが、他の方法を用いることもできる。他の方法として、例えば予め、直線偏光膜とλ／４波長膜に光と反応する材料を添加しておけば、光照射によって、直線偏光膜とλ／４波長膜の結晶を重合させ、当該直線偏光膜とλ／４波長膜を不溶化させて定着させることができる。

＜３．他の実施の形態＞
以上の実施の形態において、塗布処理装置１０と減圧乾燥装置１００は別の装置として設けられていたが、これらは同一装置であってもよい。

図２４に示すように塗布処理装置１０において、減圧乾燥装置１００のガス供給部１２０と排気部１２１が設けられている。ガス供給部１２０は処理容器１１の天井面に設けられ、排気部１２１は処理容器１１の底面に設けられている。

かかる場合、上述した工程Ｓ１においてガラス基板Ｇに塗布液Ｐ１を塗布する際、ガス供給部１２０から不活性ガスを供給すると共に、排気部１２１から処理容器１１の内部が排気され、処理容器１１の内部を減圧雰囲気にする。そうすると、ガラス基板Ｇに塗布された塗布液Ｐ１は、塗布された直後に減圧乾燥される。その結果、直線偏光膜Ｐ１における分子の配向状態をより確実に維持することができる。同様に、工程Ｓ６においても減圧雰囲気下でガラス基板Ｇに塗布液Ｑ１を塗布するので、塗布液Ｑ１は塗布された直後に減圧乾燥され、その結果、λ／４波長膜Ｑ１における分子の配向状態をより確実に維持することができる。

以上の実施の形態では、ＯＬＥＤに用いられる円偏光板を作製する場合において、ガラス基板に光学膜として、直線偏光膜（直線偏光板）とλ／４波長膜（λ／４波長板）を形成する場合を例にとって説明したが、本発明は他にも適用できる。例えばＬＣＤに用いられる偏光板や波長板にも、本発明を適用することができる。また、波長板もλ／４波長膜に限定されず、例えばλ／２波長膜などの他の波長板にも、本発明を適用することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１０ 塗布処理装置
１００ 減圧乾燥装置
２００ 搬送領域
３００ 加熱処理装置
４００ 膜定着装置
５００ 膜除去装置
Ｇ ガラス基板
Ｐ１ 直線偏光膜（塗布液）
Ｐ２ 直線偏光膜
Ｑ１ λ／４波長膜（塗布液）
Ｑ２ λ／４波長膜

Claims (4)

1. 基板に光学膜を形成する光学膜形成方法であって、
   基板に光学材料を含む塗布液を塗布して第１の光学膜を形成する第１の工程と、
   前記第１の光学膜上に、光学材料を含む塗布液を塗布して第２の光学膜を形成する第２の工程と、を有し、
   前記第１の工程及び前記第２の工程における前記塗布液の塗布は、前記塗布液を塗布するスリットノズルと前記基板とを、それぞれ直交方向に移動させながら行われ、
   前記第１の光学膜及び前記第２の光学膜中の分子の配向方向は、前記スリットノズルによる前記塗布液の塗布方向の制御により一方向に配向され、
   前記塗布方向の制御は、前記基板の移動速度及び前記スリットノズルの移動速度を制御することで行われ、
   積層して形成される前記第１の光学膜及び前記第２の光学膜中における分子の配向方向はそれぞれ異なり、
   前記第１の工程及び前記第２の工程における前記塗布液の乾燥は、前記基板上で当該基板と平行な方向に気流を通過させることで行われる、光学膜形成方法。
2. 請求項１に記載の光学膜形成方法を光学膜形成装置によって実行させるように、当該光学膜形成装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラム。
3. 請求項２に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
4. 基板に光学膜を形成する光学膜形成装置であって、
   基板に光学材料を含む塗布液を塗布して光学膜を形成する塗布処理部と、
   前記基板上で当該基板と平行な方向に気流を通過させて前記塗布液を乾燥させる乾燥部と、を有し、
   前記塗布処理部は、
   基板に前記塗布液を塗布するスリットノズルと、
   前記スリットノズルと前記基板とを、それぞれ直交方向に移動させる移動機構と、を有し、
   前記光学膜は、前記基板上に形成される第１の光学膜と、前記第１の光学膜上に形成される第２の光学膜と、を含み、
   前記第１の光学膜を形成する第１の工程、及び、前記第２の光学膜を形成する第２の工程における前記塗布液の塗布は、前記スリットノズルと前記基板とを、それぞれ直交方向に移動させながら行われ、
   前記第１の光学膜及び前記第２の光学膜中の分子の配向方向は、前記スリットノズルによる前記塗布液の塗布方向の制御により一方向に配向され、
   前記塗布方向の制御は、前記基板の移動速度及び前記スリットノズルの移動速度を制御することで行われ、
   積層して形成される前記第１の光学膜及び前記第２の光学膜中における分子の配向方向はそれぞれ異なり、
   前記第１の工程及び前記第２の工程における前記塗布液の乾燥は、前記基板上で当該基板と平行な方向に気流を通過させることで行われる、光学膜形成装置。
   

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