WO2011118651A1 - 成膜装置および成膜方法 - Google Patents

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WO2011118651A1
WO2011118651A1 PCT/JP2011/057027 JP2011057027W WO2011118651A1 WO 2011118651 A1 WO2011118651 A1 WO 2011118651A1 JP 2011057027 W JP2011057027 W JP 2011057027W WO 2011118651 A1 WO2011118651 A1 WO 2011118651A1
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solution
film forming
droplet
nozzle
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PCT/JP2011/057027
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博彰 宮浦
唯史 塩崎
宏晃 新畑
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シャープ株式会社
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    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/26Processes for applying liquids or other fluent materials performed by applying the liquid or other fluent material from an outlet device in contact with, or almost in contact with, the surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133711Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films

Definitions

  • the present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method, and more particularly to a film forming apparatus and a film forming method for applying a solution to a substrate by an ink jet method. Furthermore, the present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method for forming an alignment film or the like of a liquid crystal panel by an ink jet method. Note that this application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2010-73424 filed on Mar. 26, 2010, the entire contents of which are incorporated herein by reference. .
  • a liquid crystal panel which is a component of a liquid crystal display device, has a structure in which a pair of substrates are opposed to each other with a predetermined gap secured. A liquid crystal layer containing liquid crystal molecules is sealed in the gap between the substrates. In addition, an alignment film for aligning liquid crystal molecules is formed on the surfaces of both substrates on the liquid crystal layer side.
  • This alignment film is formed by applying a solution containing polyimide onto the surface of the substrate.
  • a solution containing polyimide onto the surface of the substrate.
  • an inkjet method has been proposed in addition to the spin coating method and the spray method (for example, Patent Document 1).
  • FIGS. 1A and 1B show an ink jet coating apparatus (film forming apparatus) 1000 used when forming an alignment film by an ink jet method.
  • a film forming apparatus 1000 shown in FIGS. 1A and 1B is disclosed in Patent Document 1.
  • FIG. 1A shows a side surface of the film forming apparatus 1000
  • FIG. 1B shows a front surface of the film forming apparatus 1000.
  • FIGS. 1A and 1B includes a base 101 having legs 102 and an attachment plate 103 provided on the upper surface of the base 101.
  • the film forming apparatus 1000 shown in FIGS. A guide member 104 is provided on the mounting plate 103, and a substantially rectangular plate-shaped transfer table 105 is slidably held on the upper surface of the guide member 104 via an inverted U-shaped slide member 106. Has been.
  • the conveyance table 105 is connected to a driving device (not shown). By operating this driving device, the transport table 105 can be driven along the guide member 104.
  • a substrate W such as a glass substrate is detachably held on the upper surface of the transfer table 105.
  • the substrate W is held on the upper surface of the transfer table 105 and transferred along the longitudinal direction of the base 101.
  • a gate-shaped support body 107 is erected in the middle of the longitudinal direction of the base 101 so as to straddle the pair of guide members 104.
  • Mounting members 108 are installed horizontally on the upper sides of the support 107.
  • the attachment member 108 is provided with a head table 131 that is driven along a direction orthogonal to the transport table 105.
  • the head table 131 is driven by a drive source 132.
  • FIGS. 2 (a) and 2 (b) On one side of the head table 131, a plurality of inkjet heads 109 are arranged in a line with respect to the transport direction of the substrate W.
  • the head 109 has a structure as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b).
  • 2A is a cross-sectional view of the head 109
  • FIG. 2B is a bottom view of the head 109.
  • Each head 109 includes a head body 111.
  • the head main body 111 has an opening 112 that communicates from the upper surface side to the lower surface side, and the lower surface opening is closed by a flexible plate 113.
  • the flexible plate 113 is covered with a nozzle plate 114, whereby a liquid chamber 115 is formed between the flexible plate 113 and the nozzle plate 114 on the lower surface side of the head body 111.
  • a supply hole 117 communicating with the liquid chamber 115 is formed at one end of the head body 111 in the longitudinal direction. From the supply hole 117, a solution for forming a functional thin film such as an alignment film or a resist is supplied to the liquid chamber 115 through a supply pipe 117a. Thereby, the liquid chamber 115 is filled with the solution.
  • a nozzle plate 114 as shown in FIG. 2B, a plurality of nozzles 116 are arranged at predetermined intervals along substantially the center in the width direction orthogonal to the longitudinal direction of the head main body 111.
  • a piezoelectric element 118 is provided on the upper surface of the flexible plate 113 so as to face the nozzle 116.
  • the plurality of heads 109 are arranged such that the nozzles 116 are spaced at regular intervals along the width direction orthogonal to the transport direction of the substrate W.
  • the spraying of the solution is executed a plurality of times (here, four times) while changing the spraying position in the width direction.
  • a thin film is formed on the surface of the substrate W by spray application of a solution from the nozzle 116 while moving the substrate W a plurality of times (for example, four times or two times). be able to.
  • all the nozzles 116 in the film forming apparatus 1000 may not reliably inject the solution every time.
  • a thin film for example, an alignment film
  • a region 220 that is not satisfactorily applied may occur on the surface of the substrate 200. . This is because there is a problem in the injection from the nozzle 116 and a region 220 in which the thin film 210 is not formed well is generated.
  • the present invention has been made in view of the above points, and a main object thereof is to provide a film forming apparatus or a film forming method capable of alleviating or suppressing the generation of an unapplied region in an application method using an inkjet method. There is to do.
  • a film forming apparatus is a film forming apparatus for applying a solution to a substrate by an inkjet method, a head unit including a nozzle for discharging the solution to the substrate, a stage for holding the substrate, and the head unit And a control device for controlling the discharge of the nozzle and the movement of the moving device, and the head unit is placed on the stage.
  • the controller has a length that crosses the substrate, and the control device discharges a first solution to the substrate while moving the head unit, and the first step.
  • the second step (b) of discharging the second solution to the substrate is performed while moving the head unit, and the control device is configured to perform the first step.
  • the substrate is a mother glass substrate for a liquid crystal panel
  • the solution includes a material constituting the alignment film.
  • the film forming method according to the present invention is a film forming method in which a solution is applied to a substrate by an ink jet method, and the nozzle including the nozzle for discharging the solution to the substrate is moved with respect to the substrate. After the first step (a) for discharging the first solution from the first step and the first step (a), the second solution is discharged from the nozzle to the substrate while moving the head portion.
  • the second solution is discharged at the same location as the solution discharged in the first time.
  • the substrate is a mother glass substrate for a liquid crystal panel
  • the solution includes a material constituting an alignment film.
  • the second solution is discharged at the same location as the first solution. Therefore, even if there is a portion where the first or second discharge (droplet) and the second solution (droplet) are in contact with each other, the first or second discharge is not performed, the thin film formation uneven region It is possible to suppress or alleviate the occurrence of.
  • (A) And (b) is the side view and front view of the inkjet coating apparatus 1000, respectively.
  • (A) And (b) is sectional drawing and the bottom view which show the structure of the head 109, respectively. It is a figure which shows the board
  • (A) to (c) is a diagram showing droplets ejected by a two-scan coating method.
  • (A) to (d) are process top views for explaining a film forming method according to an embodiment of the present invention.
  • (A) to (d) are top views for explaining an example of a film forming method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows a process of forming a thin film on the surface of the substrate 200 by moving the head unit 250 including a nozzle for discharging a solution (droplet).
  • 5A to 5C show a state in which the droplets ejected from the nozzles in the head unit 250 are applied on the substrate 200.
  • the head unit 250 including a nozzle moves from one end (not shown) of the substrate 200 to the other end 205b of the substrate 200 while discharging droplets from the nozzle (one scan 201).
  • the head unit 250 is folded and moved while discharging droplets from the nozzle from the other end 205b of the substrate 200 toward one end (not shown) (two scans 202).
  • the droplets 211 ejected from the nozzles are arranged on the surface of the substrate 200.
  • the droplet 212 is ejected to a region located between the droplets 211.
  • a predetermined cause for example, a nozzle failure such as pressure failure or the presence of foreign matter
  • the droplet 212 is positioned between the droplets 211 on the surface of the substrate 200, and almost the entire surface of the substrate 200 is applied.
  • the portion (215) where the droplet 212 was not ejected in the two scans 202 becomes a region (thin film formation unevenness) 221 that was not properly applied, resulting in uneven formation of the thin film 210 in FIG.
  • the region 220 (or the region where the thin film 210 is not formed) 220 becomes.
  • the inventor of the present application is examining the cause of the liquid droplets not being ejected from the nozzles (for example, the presence of foreign matter around the nozzles) so that the formation uneven region 220 of the thin film 210 as described above does not occur, and countermeasures therefor Is done every day.
  • the size of a mother glass for a liquid crystal panel is 1 meter or more on one side. In particular, in the 10th generation mother glass, the size is about 3 meters (for example, 2880 mm ⁇ 3130 mm) on one side.
  • the number of discharge holes (orifices) of the nozzle is enormous (for example, several thousand), and it is technical that all the holes discharge liquid droplets each time (that is, no single non-discharge occurs). It is extremely difficult.
  • the inventor of the present application diligently studied a method that can suppress or alleviate the occurrence of uneven formation of the thin film by spreading the droplets satisfactorily on the surface of the substrate 200 even if the non-ejection of the droplets occurs.
  • the present invention has been achieved.
  • a film forming apparatus that executes the film forming method of the present embodiment is an apparatus (ink jet coating apparatus) that applies a solution to a substrate by an ink jet method.
  • the first solution (droplet) 51 is discharged from the nozzle to the substrate 20 while moving a head portion (not shown) including a nozzle (not shown) that discharges the solution (droplet) to the substrate 20. To do. Then, as shown in FIG. 6A, droplets 51 (51a and the like) adhere to the surface of the substrate 20 by the first discharge. Here, it is assumed that the droplet 51b is not ejected and the droplet does not adhere to the portion 55.
  • the substrate 20 in the present embodiment is a mother glass substrate for a liquid crystal panel. Further, the solution (coating liquid) discharged onto the substrate 20 here contains a material constituting the alignment film, for example, a polyimide liquid or a solution containing polyamic acid or a derivative thereof.
  • a material constituting the alignment film for example, a polyimide liquid or a solution containing polyamic acid or a derivative thereof.
  • a second droplet 52 (52a, etc.) is discharged to the substrate 20 while moving the head portion (not shown).
  • the second droplet 52 is ejected at the same location as the first droplet 51.
  • the second droplet 52 is ejected at a position where it contacts the surface of the first droplet 51.
  • this second discharge it is assumed that the droplet 52e is not discharged and no droplet exists at the portion 57.
  • the discharge of the nozzle is controlled so that the discharge amount of the first solution (droplet) 51 and the discharge amount of the second solution (droplet) 52 are the same or substantially the same.
  • the ejection amount can be adjusted by changing the voltage of the piezo element, for example.
  • the first droplet 51a is pushed and spread (arrows 53a and 53c) and the second liquid is spread.
  • the second droplets 52d and 52f spread (arrows 54d and 54f), so that the solution (coating liquid) in the discharge missing portion 57 is insufficient. Is supplemented.
  • the droplets 51 and 52 are integrated over time, as shown in FIG. 6 (d).
  • a thin film 58 is obtained. That is, according to the film forming method of the present embodiment, it is possible to suppress or alleviate the influence of the droplets 51b and 52e not being ejected (thin film formation unevenness).
  • the second droplet 52 is ejected at the same location as the first droplet 51. . Therefore, even if there is a portion (55, 57) where the first or second ejection is not performed due to the spread of the first droplet 51 and the second droplet 52 coming into contact with each other, the thin film formation unevenness It becomes possible to suppress or mitigate the generation of the region.
  • a film forming apparatus 100 shown in FIG. 7A is an apparatus (inkjet coating apparatus) for applying a solution to a substrate by an inkjet method.
  • the film forming apparatus 100 of this embodiment includes a head unit 50 including a nozzle (not shown) that discharges a solution to the substrate 20 and a stage 10 that holds the substrate 20. Yes.
  • a plurality of inkjet heads are housed and arranged in the head cover 50 in the head cover.
  • a plurality of nozzles are formed in one inkjet head.
  • the surface (discharge surface) from which the solution is discharged from the nozzle is disposed to face the surface of the substrate 20.
  • an alignment film is formed on the surface of the substrate 20 by discharging a solution (coating liquid) from the head unit 50.
  • the film forming apparatus 100 of the present embodiment is provided with a moving device 30 that relatively moves the head unit 50 and the stage 10.
  • the head unit 50 is fixed and the stage 10 is movable.
  • the stage 10 can be fixed and the head unit 50 can be movable.
  • a pipe (not shown) for supplying an inkjet coating solution is connected to the head unit 50, there is a technical advantage in that the head unit 50 has a fixed configuration.
  • the substrate 20 before coating is placed on the stage 10 from a transport device (not shown) that transports the substrate 20 from the previous process, and the substrate 20 after coating is moved to the subsequent process. Therefore, there is also a technical advantage in keeping the stage 10 in a movable configuration.
  • a control device 35 that controls the movement of the moving device 30 is connected to the moving device 30 of the present embodiment.
  • the control device 35 is, for example, a personal computer (PC), for example, a storage device (for example, a hard disk, a semiconductor memory, an optical disc, etc.) in which a program (stage control program) that can control the movement of the moving device 30 is stored, An arithmetic circuit (CPU) and input / output devices (display, keyboard, mouse, etc.) are included.
  • the stage 10 holding the substrate 20 can be moved in the XY direction under the control of the control device 35.
  • the control device 35 of the present embodiment can also control the discharge of the solution from the head unit 50.
  • the height control (control in the Z direction) of the head unit 50 can be performed.
  • the substrate 20 of the present embodiment is, for example, a glass substrate, and the substrate 20 of the present embodiment is a glass substrate for a liquid crystal panel.
  • the substrate 20 is a mother glass before being cut out to the dimensions of the liquid crystal panel.
  • the size of the mother glass as the substrate 20 is 1 meter or more on one side. Specifically, when the substrate 20 is a 10th generation mother glass, the size is 2880 mm (W) ⁇ 3130 mm (L).
  • the substrate 20 is not limited to the mother glass before being cut out to the dimensions of the liquid crystal panel, but may be glass having the size of the liquid crystal panel after being cut out.
  • the substrate 20 may be an array substrate on which a thin film transistor (TFT) is manufactured (or a product in the middle of the fabrication), or a CF substrate on which a color filter (CF) is formed (or a product in the middle of the fabrication). It may be.
  • the substrate 20 may be a glass substrate, a resin substrate, or another thin plate such as a wafer.
  • the substrate 20 is not limited to the liquid crystal panel 20 and may be a thin substrate for manufacturing a PDP, an organic EL panel, and other flat panel displays.
  • the head unit 50 of the present embodiment has a length that crosses the substrate 20 placed on the stage 10.
  • the longitudinal direction of the head portion 50 extends in the Y direction.
  • the length in the longitudinal direction (length extending in the Y direction) of the head unit 50 is about 3 meters or more.
  • the film forming apparatus 100 of the present embodiment operates as follows. First, while discharging a solution from a nozzle (not shown) of the head unit 50 in the film forming apparatus 100, the head unit 50 starts to move from one end (left end) 25a of the substrate 20 and moves to the other end (right end) 25b. (First discharge). Next, the movement of the head unit 50 is folded back from the other end (right end) 25b, and the head unit 50 is moved to one end (left end) 25a (second discharge). Then, as shown in FIGS. 6A to 6D, the first droplet 51 and the second droplet 52 can be discharged, and the thin film 58 is formed on the surface of the substrate 20. Can be applied. Note that the movement start position of the head unit 50 may be the other end (right end) 25b, and the head unit 50 may be folded back and forth at one end (left end) 25a.
  • the start position of the head unit 50 is not limited to the end (25a or 25b) of the substrate 20, but can be the central region 21 of the substrate 20.
  • FIGS. 7B to 7D Another operation of the film forming apparatus 100 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7B to 7D in addition to FIG. 7A.
  • the head unit 50 is disposed above the central region 21 of the substrate 20.
  • the moving device 30 controlled by the control device 35 moves the stage 10 to position the central region 21 of the substrate 20 below the head unit 50.
  • the central region 21 of the substrate 20 is a portion located between one end (left end) 25a and the other end (right end) 25b of the substrate 20.
  • a center line 25c an imaginary line at the position of L / 2 located between one end 25a and the other end 25b of the substrate 20, L / 4 on each of the one end 25a side and the other end 25b side. This is an area that has been expanded.
  • the central region 21 of the substrate 20 is set to the center line 25 c, that is, the head unit 50 may be disposed above the center line 25 c of the substrate 20.
  • the head unit 50 is moved to the first end (left end) 25a of the substrate 20 in the first direction.
  • the moving device 30 moves the stage 10 in the direction of arrow 11 (right direction). That is, the substrate 20 is moved to the right side.
  • the head unit 50 is moved leftward ( ⁇ X direction) with respect to the substrate 20.
  • a region 22 in this example, the first droplet (51) is applied to the surface of the substrate 20 that was located below the head unit 50 during the movement). Left half area) occurs.
  • the head unit 50 is moved to the second end (right end) 25b of the substrate 20 in the second direction.
  • the moving device 30 moves the stage 10 in the direction of the arrow 12 (left direction). That is, the substrate 20 is moved to the left side.
  • the head unit 50 is moved to the right (+ X direction) with the substrate 20 as a reference.
  • the region 22 on the surface of the substrate 20 located under the head unit 50 during the movement, the region 22 (left half region) has a second droplet (52).
  • a region 23 (a right half region in this example) to which the first droplet (51) is applied is generated.
  • the head unit 50 is moved again to the central region 21 (here, the center line 25c) of the substrate 20 in the first direction.
  • the moving device 30 moves the stage 10 in the direction of the arrow 13 (right direction). That is, the substrate 20 is moved to the right side.
  • the head unit 50 is moved to the left ( ⁇ X direction) with respect to the substrate 20.
  • both the region 22 (left half region) and the region 23 (right half region) are formed on the surface of the substrate 20 with the second droplet ( 52) are assigned areas (24A, 24B).
  • this coating process (arrows 11, 12, 13), that is, a series of coating processes (film forming process) using the film forming apparatus 100 of the present embodiment, a thin film is formed by discharging a solution.
  • the shape of the first droplet 51 is ejected when the second droplet 52 is ejected.
  • the shape of the first droplet 51 when the second droplet 52 is discharged around the one end 25a of the substrate 20 and the discharge of the second droplet 52 around the other end 25b of the substrate 20 are performed.
  • the shape of the first droplet 51 when performing is different, and the application conditions (for example, the difference in the force 53 spreading to the left and right in FIG. 6C, etc.) will change.
  • the application conditions for example, the difference in the force 53 spreading to the left and right in FIG. 6C, etc.
  • the discharge is started from the central region 21 (or the center line 25c) of the substrate 20, and the second discharge is performed for each half (22, 23). Therefore, the time difference between the first discharge and the second discharge can be shortened as compared with the one-way application method. Thereby, the dispersion
  • the method for starting discharge from the central region 21 of the substrate 20 is compared with the one-way application method (two-scan method) for starting discharge from one end 25a of the substrate 20.
  • the application time is slightly longer.
  • the application time is short compared to the method of applying by performing two reciprocating (or more) discharges.
  • a short coating time is preferable because throughput can be improved in the liquid crystal panel production line.
  • the ability of the present embodiment to suppress or alleviate the occurrence of thin film formation uneven regions can suppress the occurrence of defective liquid crystal panels (that is, increase yield) or in the thin film correction process.
  • the loss of the manufacturing process time loss and cost loss) can be reduced.
  • an alignment film is formed on the surface of the substrate 20 by discharging a solution (coating liquid) from the head unit 50.
  • the solution (coating liquid) is, for example, a polyimide liquid or a polyamic film.
  • the solution supplied to the head unit 50 can be changed by a film (functional film) formed on the substrate 20.
  • the film (functional film) formed on the substrate 20 include a resist film, a conductive film, and an insulating film, and a necessary solution for the film is used.
  • FIG. 8 shows the configuration of the bottom surface of the head unit 50 in the film forming apparatus 100 of the present embodiment.
  • a plurality of inkjet heads 70 are arranged in the head unit 50. For example, several tens of inkjet heads 70 are accommodated in the head unit 50.
  • Each ink jet head 70 is formed with a plurality of nozzles 72 from which a solution is discharged. For example, hundreds of nozzles 72 are formed in one inkjet head 70.
  • the arrangement of the nozzles 72 shown in FIG. 8 is staggered, but the nozzles 72 may be arranged in a line.
  • the arrangement of the nozzles 72 is not limited to a two-stage staggered shape, but may be another arrangement (for example, a three-stage oblique arrangement).
  • the substrate 20 is moved along the direction in which the long side (L) or the short side (W) of the rectangular substrate 20 extends.
  • the substrate 20 is moved at an angle (arrows 11, 12, 13).
  • the solution (coating liquid) from the head unit 50 exhibits a predetermined wet spread, and as a result, a specific part of the substrate 20 This is because there is a case where it is possible to alleviate the phenomenon that it is difficult to get wet.
  • the central region 21 or the center line 25c may be defined with reference to the vertices 27a and 27b farthest from the center of the substrate 20.
  • the film forming method in which application is performed by the first and second ejections has been described.
  • the present invention is not limited thereto, and application is performed by the third or more times (for example, the fourth ejection). It is also possible to apply to a film forming method.
  • FIG. 10 shows an example of the configuration of the film forming apparatus 100 of the present embodiment.
  • the inkjet head 70 and the nozzles 72 located on the bottom surface of the head unit 50 are represented.
  • the inkjet heads 70 are not arranged in a line but are arranged so as to be diagonally arranged, but not limited thereto, other arrangements may be adopted. .
  • the inkjet head 70 of the head unit 50 is connected to a solution supply unit (for example, a polyimide supply tank) 80 and a waste liquid unit (for example, a waste liquid tank) 82.
  • a solution supply unit for example, a polyimide supply tank
  • a waste liquid unit for example, a waste liquid tank
  • each inkjet head 70 is connected to a supply pipe 85 via a branch pipe 87 and a waste liquid pipe 86 via a branch pipe 89.
  • the supply pipe 85 is connected to the solution supply unit 80, while the waste liquid pipe 86 is connected to the waste liquid part 82.
  • the solution in the solution supply unit 80 advances through the supply pipe 85 as indicated by an arrow 81, and is supplied to the inkjet head 70 through the branch pipe 87.
  • the waste liquid in the inkjet head 70 passes through the branch pipe 89, travels through the waste liquid pipe 86 as indicated by an arrow 83, and moves to the waste liquid portion 82.
  • the valve 88 88a, 88b
  • a film forming apparatus or a film forming method capable of alleviating or suppressing the occurrence of an unapplied region in a method of applying by an ink jet method.

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Abstract

 基板(20)を横切るような長さを有し、基板(20)に溶液を吐出するノズル(72)を含むヘッド部(50)と、基板(20)を保持するステージ(10)と、ヘッド部(50)とステージ(10)とを相対移動させる移動装置(30)と、ノズル(72)の吐出および移動装置(30)の移動を制御する制御装置(35)とを備えるインクジェット方式成膜装置(100)において、制御装置(35)は、第1ステップ(a)で吐出された一回目の溶液(51)と同じ箇所で、二回目の溶液(52)を吐出するように移動装置(30)を制御する第2ステップ(b)を実行するものである。当該構成により、インクジェット方式の塗布において塗布されない領域の発生を緩和できる。

Description

成膜装置および成膜方法
 本発明は、成膜装置および成膜方法に関し、特に、基板に溶液をインクジェット方式によって塗布する成膜装置および成膜方法に関する。さらには、本発明は、液晶パネルの配向膜などをインクジェット方式によって形成する成膜装置および成膜方法に関する。
 なお、本出願は2010年3月26日に出願された日本国特許出願2010-73424号に基づく優先権を主張しており、その出願の全内容は本明細書中に参照として組み入れられている。
 液晶表示装置の構成部品である液晶パネルは、一対の基板を所定のギャップを確保した状態で対向させた構造を有している。この基板間のギャップには、液晶分子を含む液晶層が封入されている。また、両基板の液晶層側の表面には、液晶分子を配向させる配向膜が形成されている。
 この配向膜は、ポリイミドを含んだ溶液を基板の表面に塗布することによって形成される。ポリイミド溶液を基板に塗布する方法としては、スピンコート法およびスプレー法の他に、インクジェット法が提案されている(例えば、特許文献1など)。
 図1(a)及び(b)は、インクジェット法によって配向膜を形成する場合に使用されるインクジェット塗布装置(成膜装置)1000を示している。図1(a)及び(b)に示した成膜装置1000は、特許文献1に開示されたものである。ここで、図1(a)は、成膜装置1000の側面を示しており、一方、図1(b)は、成膜装置1000の正面を示している。
 図1(a)及び(b)に示した成膜装置1000は、脚102を有するベース101と、ベース101の上面に設けられた取り付け板103とから構成されている。取り付け板103には、ガイド部材104が設けられており、そして、ガイド部材104の上面には、ほぼ矩形板状の搬送テーブル105が、逆U字状のスライド部材106を介してスライド可能に保持されている。搬送テーブル105は、図示しない駆動装置に接続されている。この駆動装置を作動することによって、搬送テーブル105をガイド部材104に沿って駆動することができる。
 搬送テーブル105の上面には、ガラス基板などの基板Wが脱着可能に保持される。そして、基板Wは、搬送テーブル105の上面に保持されて、ベース101の長手方向に沿って搬送される。ベース101の長手方向の中途部には、一対のガイド部材104を跨ぐように門型の支持体107が立設されている。この支持体107の両側上部には、取付け部材108が水平に架設されている。取付け部材108には、搬送テーブル105と直交する方向に沿って駆動させるヘッドテーブル131が設けられている。なお、ヘッドテーブル131は、駆動源132によって駆動されるようになっている。
 ヘッドテーブル131の一側面には、インクジェット方式の複数のヘッド109が、基板Wの搬送方向に対して一列に配置されている。なお、ヘッド109は、図2(a)及び(b)に示すような構造を有している。図2(a)は、ヘッド109の断面図であり、図2(b)は、ヘッド109の底面図である。
 各ヘッド109は、ヘッド本体111を備えている。ヘッド本体111は、上面側から下面側に連通する開口部112を有しており、その下面開口は可撓板113によって閉塞されている。なお、可撓板113は、ノズルプレート114によって覆われており、それによって、ヘッド本体111の下面側には、可撓板113とノズルプレート114との間に液室115が形成されている。
 ヘッド本体111の長手方向の一端部には、液室115に連通する供給孔117が形成されている。この供給孔117からは、液室115に、例えば、配向膜またはレジストなどの機能性薄膜を形成する溶液が供給管117aを通じて供給される。それによって、液室115内は溶液で満たされるようになっている。ノズルプレート114には、図2(b)に示すように、ヘッド本体111の長手方向と直交する幅方向のほぼ中心部に沿って複数のノズル116が所定間隔で配列されている。また、可撓板113の上面には、ノズル116に対向して圧電素子118が設けられている。
 そして、複数のヘッド109は、ノズル116が基板Wの搬送方向と直交する幅方向に沿って一定間隔となるように配置されている。これによって、基板Wの搬送方向と直交する幅方向全長において隣り合うヘッド119のノズルプレート114に形成されたノズル116の間隔が一定に設定される。ヘッド109に形成されたノズル116の径rよりも、隣り合うノズル116の間隔Dの方が大きいため(ここでは、D=4r)、基板Wの全面に溶液を塗布するには、ノズル116からの噴射位置を幅方向に変更しながら複数回(ここでは、4回)溶液の噴射を実行する。
特開2009-148765号公報
 特許文献1に開示された成膜装置1000では、基板Wを複数回(例えば、4回、または2往復)移動させながらノズル116からの溶液の噴射塗布によって、基板Wの表面に薄膜を形成することができる。しかしながら、成膜装置1000における全てのノズル116が毎回確実に溶液を噴射しない場合もある。具体的には、図3に示すように、成膜装置1000によって薄膜(例えば、配向膜)210を形成する場合に、基板200の表面に、良好に塗布されていない領域220が生じる場合がある。これは、ノズル116からの噴射に不具合があり、薄膜210が良好に形成されない領域220が生じることによるものである。
 このような不具合が生じないように、ヘッド109のノズル116の全てが毎回確実に溶液を噴射することが理想的である。その一方で、液晶パネルの大型化・量産化に伴って、液晶パネル用のガラス基板(マザーガラス)は年々大型化しており、1辺が1mを越えるようになっている(例えば、1100mm×1300mm(第5世代基板)から、2880mm×3130mm(第10世代基板))。そして、そのような大型の基板全面にわたって、一つも、ノズル116の噴射ミスがないようにすることは技術的に極めて困難である。したがって、インクジェット法によって配向膜を形成する液晶パネルの製造工程においては、図3に示すような、基板200の表面に塗布されていない領域220が生じてしまうのが実情である。
 本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、インクジェット方式によって塗布する手法において、塗布されない領域の発生を緩和または抑制することができる成膜装置または成膜方法を提供することにある。
 本発明に係る成膜装置は、基板に溶液をインクジェット方式によって塗布する成膜装置であり、前記基板に前記溶液を吐出するノズルを含むヘッド部と、前記基板を保持するステージと、前記ヘッド部と前記ステージとを相対的に移動させる移動装置と、前記ノズルの吐出、および、前記移動装置の移動を制御する制御装置とを備え、前記ヘッド部は、前記ステージの上に載置される前記基板を横切るような長さを有しており、前記制御装置は、前記ヘッド部を移動させながら、前記基板に対して一回目の溶液を吐出する第1ステップ(a)と、前記第1ステップ(a)の後、前記ヘッド部を移動させながら、前記基板に対して二回目の溶液を吐出する第2ステップ(b)とを実行させるように構成されており、前記制御装置は、前記第1ステップ(a)で吐出された前記一回目の溶液と同じ箇所で、前記二回目の溶液を吐出するように、前記移動装置を制御する。
 ある好適な実施形態において、前記基板は、液晶パネル用のマザーガラス基板であり、
 前記溶液は、配向膜を構成する材料を含む。
 本発明に係る成膜方法は、基板に溶液をインクジェット方式によって塗布する成膜方法であり、前記基板に前記溶液を吐出するノズルを含むヘッド部を移動させながら、前記基板に対して、前記ノズルから一回目の溶液を吐出する第1工程(a)と、前記第1工程(a)の後、前記ヘッド部を移動させながら、前記基板に対して、前記ノズルから二回目の溶液を吐出する第2工程(b)とを含み、前記第2工程(b)では、前記一回目で吐出した溶液と同じ箇所で、前記二回目の溶液を吐出する。
 ある好適な実施形態において、前記基板は、液晶パネル用のマザーガラス基板であり、前記溶液は、配向膜を構成する材料を含む。
 本発明によれば、ノズルから一回目の溶液を吐出した後において、一回目の溶液と同じ箇所で、二回目の溶液を吐出する。したがって、一回目の溶液(液滴)および二回目の溶液(液滴)が互いに接触することによる広がりによって、一回目または二回目の吐出が実行されない箇所があったとしても、薄膜の形成ムラ領域の発生を抑制または緩和することが可能となる。
(a)および(b)は、それぞれ、インクジェット塗布装置1000の側面図および正面図である。 (a)および(b)は、それぞれ、ヘッド109の構成を示す断面図および底面図である。 塗布されていない領域220が発生した基板200を示す図である。 2スキャン塗布方法を説明するための図である。 (a)から(c)は、2スキャン塗布方法によって吐出された液滴を示す図である。 (a)から(d)は、本発明の実施形態に係る成膜方法を説明するための工程上面図である。 (a)から(d)は、本発明の実施形態に係る成膜方法の一例を説明するための上面図である。 本発明の実施形態に係るヘッド部50の底面を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係る基板20の移動の一例を説明するための上面図である。 本発明の実施形態に係る成膜装置100を模式的に示す図である。
 本願発明者は、図3に示した基板200の薄膜210のうち、薄膜210が形成されていない領域220が生じる理由について検討した。これについて、図4および図5を参照しながら説明する。図4は、溶液(液滴)を吐出するノズルを含むヘッド部250を移動させて、基板200の表面に薄膜を形成する工程を示している。また、図5(a)から(c)は、ヘッド部250におけるノズルから吐出された液滴が基板200の上に塗布された状態を示している。
 図4に示すように、ノズルを含むヘッド部250は、ノズルから液滴を吐出しながら、基板200の一端(不図示)から、基板200の他端205bまで移動する(1スキャン201)。次いで、ヘッド部250は、折り返して、基板200の他端205bから一端(不図示)の方へノズルから液滴を吐出しながら移動する(2スキャン202)。
 まず、1スキャン201において、図5(a)に示すように、基板200の表面に、ノズルから吐出された液滴211が配列される。次に、2スキャン202において、図5(b)に示すように、液滴211の間に位置する領域に液滴212が吐出される。ここで、所定の原因(例えば、圧力不良や異物の存在などのノズルの不具合)によって、液滴212が吐出されない箇所(215)があると、その箇所(215)の表面には溶液は塗布されないことになる。
 その後、図5(c)に示すように、基板200の表面において、液滴211の間に液滴212が位置し、基板200の表面のほぼ全体が塗布されることになる。ただし、2スキャン202において液滴212が吐出されなかった箇所(215)については、適切に塗布されなかった領域(薄膜の形成ムラ)221となり、これが結果として、図3における薄膜210の形成ムラになった領域(または、薄膜210が形成されてない領域)220になる。
 なお、1スキャン201、2スキャン202の2回移動について説明したが、3回以上の移動(例えば、特許文献1では4回の移動)についても同様である。また、1スキャン201において液滴211が吐出されない箇所があっても、薄膜210の形成ムラ領域220の原因となる。
 本願発明者は、上述したような薄膜210の形成ムラ領域220が発生しないように、ノズルからの液滴が吐出しない原因(例えば、ノズル周辺の異物の存在など)を検討しており且つその対策を日々おこなっている。しかしながら、液晶パネル用のマザーガラスの寸法は1辺が1メートル以上もあり、特に、第10世代のマザーガラスでは、その寸法は1辺が約3メートル(例えば、2880mm×3130mm)にもなるため、ノズルの吐出孔(オリフィス)の数は膨大であり(例えば、数千個)、その全ての孔が毎回液滴を吐出させること(すなわち、一回の不吐出も発生しないこと)は技術的に極めて困難である。
 そのような中、本願発明者は、仮に液滴の不吐出が発生したとしても、基板200の表面において液滴が良好に広がって、薄膜の形成ムラの発生を抑制または緩和できる手法を鋭意検討し、本発明に至った。
 以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のために、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
 図6(a)から(d)は、本発明の実施形態の成膜方法を説明するための基板20の表面の拡大断面図である。また、本実施形態の成膜方法を実行する成膜装置は、基板に溶液をインクジェット方式によって塗布する装置(インクジェット塗布装置)である。
 まず、基板20に溶液(液滴)を吐出するノズル(不図示)を含むヘッド部(不図示)を移動させながら、基板20に対して、ノズルから一回目の溶液(液滴)51を吐出する。すると、図6(a)に示すように、一回目の吐出にて、基板20の表面に液滴51(51aなど)が付着する。ここで、仮に、液滴51bが吐出されずに、その箇所55には液滴が付着しなかったものとする。
 本実施形態における基板20は、液晶パネル用のマザーガラス基板である。また、ここでの基板20に吐出される溶液(塗布液)は、配向膜を構成する材料を含み、例えば、ポリイミド液、または、ポリアミック酸もしくはその誘導体を含む溶液である。
 次に、図6(b)に示すように、ヘッド部(不図示)を移動させながら、基板20に対して二回目の液滴52(52aなど)を吐出する。ここで、二回目の液滴52は、一回目の液滴51と同じ箇所で吐出される。換言すると、二回目の液滴52は、一回目の液滴51の表面に接触するような位置で吐出される。なお、この二回目の吐出では、液滴52eが吐出されずに、その箇所57には液滴は存在しないものとする。
 本実施形態では、一回目の溶液(液滴)51の吐出量と、二回目の溶液(液滴)52の吐出量とが同じまたはほぼ同じになるように、ノズルの吐出は制御されている。なお、具体的な吐出量は、各種製造条件などにあわせて好適なものを選択すればよい。また、吐出量の調整は、例えば、ピエゾ素子の電圧を変化することによって行うことができる。
 次に、図6(c)に示すように、二回目の液滴52が一回目の液滴51の上に接触すると、その力で液滴51が左右に押し広げられるとともに(矢印53参照)、液滴52は液滴51の周囲に広がることになる(矢印54参照)。
 さらに説明すると、吐出抜けの箇所55では、二回目の液滴52b及びその左右の広がり(矢印54b)に加えて、一回目の液滴51aの押し広がり(矢印53a、53c)ならびに二回目の液滴52a及び52cの広がり(矢印54a、54c)がある。それらによって、吐出抜けの箇所55の溶液(塗布液)の不足が補われる。一方、吐出抜けの箇所57では、一回目の液滴51eに加えて、二回目の液滴52d及び52fの広がり(矢印54d、54f)によって、吐出抜けの箇所57の溶液(塗布液)の不足が補われる。
 このようにして、吐出抜けの箇所55、57の溶液(塗布液)の不足が補われた結果、時間が経つにつれて、液滴51および52が一体化していき、図6(d)に示すように、薄膜58が得られる。すなわち、本実施形態の成膜方法によれば、液滴51bおよび52eが吐出されなかった影響(薄膜の形成ムラ)を抑制または緩和することができる。
 すなわち、本実施形態の成膜方法または塗布方法によれば、ノズルから一回目の液滴51を吐出した後において、一回目の液滴51と同じ箇所で、二回目の液滴52を吐出する。したがって、一回目の液滴51および二回目の液滴52が互いに接触することによる広がりによって、一回目または二回目の吐出が実行されない箇所(55、57)があったとしても、薄膜の形成ムラ領域の発生を抑制または緩和することが可能となる。
 なお、上述した実施形態(例えば、図6)では、一回目の吐出と二回目の吐出の中心位置を同じにした場合について説明したが、一回目に吐出した液滴51の中心と、二回目に吐出する液滴52の中心が完全に重なる場合に限らず、一回目に吐出した液滴51の表面に、二回目に吐出した液滴52が当たる程度に同じ箇所で吐出すれば、薄膜の形成ムラ領域の発生を抑制または緩和する効果を得ることができる。
 次に、本実施形態の成膜装置100の構成およびその動作について説明する。図7(a)に示した成膜装置100は、基板に溶液をインクジェット方式によって塗布する装置(インクジェット塗布装置)である。
 図7(a)に示すように、本実施形態の成膜装置100は、基板20に溶液を吐出するノズル(不図示)を含むヘッド部50と、基板20を保持するステージ10とを備えている。本実施形態の構成では、ヘッド部50には、複数のインクジェットヘッドがヘッドカバーに収納されて配列されている。また、一つのインクジェットヘッドには、複数のノズルが形成されている。また、ノズルから溶液が吐出される面(吐出面)は、基板20の表面に対向して配置されている。また、本実施形態では、ヘッド部50からの溶液(塗布液)の吐出によって基板20の表面に配向膜を形成する。
 本実施形態の成膜装置100には、ヘッド部50とステージ10とを相対的に移動させる移動装置30が設けられている。本実施形態の構成では、ヘッド部50が固定式で、ステージ10が可動式の構成を採用しているが、ステージ10を固定式にして、ヘッド部50を可動式にすることも可能である。ただし、ヘッド部50にはインクジェット塗布用の溶液を供給する配管(不図示)が連結されているので、ヘッド部50を固定式の構成にしておくことについて技術的な利点がある。加えて、塗布前の基板20は、前工程からの基板20を搬送する搬送装置(不図示)からステージ10の上に載置されるとともに、塗布後の基板20は後工程に移動させるものであるから、ステージ10を可動式の構成にしておくことについて技術的な利点もある。
 また、本実施形態の移動装置30には、その移動装置30の移動を制御する制御装置35が接続されている。制御装置35は、例えば、パーソナルコンピュータ(PC)であり、例えば、移動装置30の移動を制御できるプログラム(ステージ制御プログラム)が格納された記憶装置(例えば、ハードディスク、半導体メモリ、光ディスクなど)、中央演算回路(CPU)、入出力装置(ディスプレイ、キーボード、マウスなど)から構成されている。本実施形態の構成では、制御装置35の制御によって、基板20を保持したステージ10をX-Y方向に移動させることができる。また、本実施形態の制御装置35は、ヘッド部50からの溶液の吐出を制御することも可能である。加えて、ヘッド部50の高さ制御(Z方向の制御)も行うことができる。
 本実施形態の基板20は、例えば、ガラス基板であり、本実施形態における基板20は、液晶パネル用のガラス基板である。図示した例では、基板20は、液晶パネルの寸法に切り出す前のマザーガラスである。基板20としてのマザーガラスの寸法は1辺が1メートル以上あり、具体的には、基板20が第10世代のマザーガラスの場合、その寸法は2880mm(W)×3130mm(L)である。なお、基板20は、液晶パネルの寸法に切り出す前のマザーガラスに限らず、切り出した後の液晶パネルのサイズのガラスであってもよい。さらに、基板20は、薄膜トランジスタ(TFT)が作製されるアレイ基板(またはその作製途中のもの)であってもよいし、カラーフィルタ(CF)が形成されるCF基板(またはその作製途中のもの)であってもよい。なお、基板20は、ガラス基板の他、樹脂基板や、ウェハのような他の薄板であっても構わない。加えて、液晶パネル用の基板20に限らず、PDP、有機ELパネル、その他フラットパネルディスプレイを製作する上での薄型の基板であってもよい。
 本実施形態のヘッド部50は、ステージ10の上に載置される基板20を横切るような長さを有している。この例では、ヘッド部50の長手方向はY方向に延びている。なお、本実施形態の基板20が第10世代のマザーガラスである場合には、ヘッド部50の長手方向長さ(Y方向に延びる長さ)は、約3メートルまたはそれ以上になる。
 ここで、本実施形態の成膜装置100は、次のように動作する。まず、成膜装置100におけるヘッド部50のノズル(不図示)から溶液を吐出させながら、基板20の一端(左端)25aからヘッド部50の移動を開始して他端(右端)25bまで移動させる(一回目の吐出)。次いで、ヘッド部50の移動を他端(右端)25bから折り返して、一端(左端)25aまでヘッド部50を移動させる(二回目の吐出)。すると、図6(a)から(d)に示したように、一回目の液滴51の吐出と、二回目の液滴52の吐出を実行することができ、基板20の表面に薄膜58を塗布することができる。なお、ヘッド部50の移動開始位置を他端(右端)25bにし、ヘッド部50を一端(左端)25aで折り返して往復させてもよい。
 さらに、本実施形態の成膜装置100では、ヘッド部50の開始位置を基板20の端(25a又は25b)に限らず、基板20の中央領域21にすることも可能である。図7(a)に加えて、図7(b)から(d)も参考にしながら、本実施形態の成膜装置100の他の動作について説明する。
 まず、図7(a)に示すように、ヘッド部50を、基板20の中央領域21の上方に配置する。具体的には、制御装置35によって制御された移動装置30がステージ10を移動して、ヘッド部50の下方に、基板20の中央領域21を位置付ける。なお、基板20の中央領域21は、基板20の一端(左端)25aと他端(右端)25bとの間に位置する箇所である。具体的には、基板20の一端25aと他端25bとの間に位置する中心線25c(L/2の位置の仮想線)を中心として、一端25a側と他端25b側にそれぞれL/4ずつ広げた領域である。具体的な動作においては、基板20の中央領域21は中心線25cとし、すなわち、ヘッド部50は、基板20の中心線25cの上方に配置すればよい。
 続いて、ヘッド部50を、第1方向にて基板20の第1端部(左端)25aまで移動させる。具体的には、移動装置30によってステージ10を、矢印11の方向(右方向)に移動させる。すなわち、基板20を右側に移動させる。あるいは、相対的な関係でいうと、基板20を基準にして、ヘッド部50を左方向(-X方向)に移動させる。すると、図7(b)に示すように、移動中にヘッド部50の下方に位置していた基板20の表面に、一回目の液滴(51)が付与された領域22(この例では、左半分の領域)が生じる。
 次に、ヘッド部50を、第2方向にて基板20の第2端部(右端)25bまで移動させる。具体的には、移動装置30によってステージ10を、矢印12の方向(左方向)に移動させる。すなわち、基板20を左側に移動させる。あるいは、相対的な関係でいうと、基板20を基準にして、ヘッド部50を右側(+X方向)に移動させる。すると、図7(c)に示すように、移動中にヘッド部50の下方に位置していた基板20の表面において、領域22(左半分の領域)は、二回目の液滴(52)が付与された領域(24A)となり、それに加えて、一回目の液滴(51)が付与された領域23(この例では、右半分の領域)が生じる。
 その後、ヘッド部50を、再び第1方向にて基板20の中央領域21(ここでは、中心線25c)まで移動させる。具体的には、移動装置30によってステージ10を、矢印13の方向(右方向)に移動させる。すなわち、基板20を右側に移動させる。あるいは、相対的な関係でいうと、基板20を基準にして、ヘッド部50を左側(-X方向)に移動させる。
 このような動作を実行すると、図7(d)に示すように、基板20の表面において、領域22(左半分の領域)および領域23(右半分の領域)は共に、二回目の液滴(52)が付与された領域(24A、24B)となる。この塗布工程(矢印11、12、13)によって、すなわち、本実施形態の成膜装置100を用いた一連の塗布工程(成膜工程)によって、溶液の吐出による薄膜の形成が実行される。
 図7(a)から(d)に示したように半分の領域(22、23)ずつ2回の吐出を実行すると、二回目の液滴52の吐出の時において一回目の液滴51の形状の均一化を図ることができる。さらに説明すると、ヘッド部50を基板20の一端25aから移動させて、他端25bで折り返して一端25aに戻す場合、一端25a周辺の液滴51はかなり時間が経過し、液滴51の形状は吐出時と比較して、液滴51の表面張力によるレベリング(平滑化)によって変化し、例えば略円錐形(山形)の形状に変化する。その場合、基板20の一端25aの周辺で2回目の液滴52の吐出を行うときの一回目の液滴51の形状と、基板20の他端25bの周辺で2回目の液滴52の吐出を行うときの一回目の液滴51の形状は異なるものとなり、それぞれ塗布条件(例えば、図6(c)における左右に押し広がる力53の差異など)が変わってくることになる。それと比べて、図7(a)から(d)に示したような塗布の場合、一回目の吐出と二回目の吐出における塗布条件のバラツキを緩和することができる。
 すなわち、図7(a)から(d)に示したような塗布の場合、基板20の中央領域21(または中心線25c)から吐出を開始して、半面ずつ(22、23)2回目の吐出を行うので、一往復の塗布方法と比較して、1回目の吐出と2回目の吐出との時間差を短くすることができる。これにより、一回目の吐出と二回目の吐出における塗布条件のバラツキを緩和することができる。ひいては、このバラツキの緩和によって、吐出抜けの箇所(55、57)における薄膜の形成ムラの影響を少なくすることができる。
 なお、図7(a)から(d)に示した基板20の中央領域21から吐出を開始する手法は、基板20の一端25aから吐出を開始する一往復の塗布方法(2スキャン法)に比べて、塗布時間は少し長くなる。しかし、二往復(又はそれ以上)の吐出を実行して塗布する方法と比較すれば、塗布時間は短い。塗布時間が短いことは、液晶パネルの製造ラインにおいてスループットを向上させることができるので好ましい。勿論、本実施形態の手法によって、薄膜の形成ムラ領域の発生を抑制または緩和できることは、不良の液晶パネルの発生を抑制することができ(すなわち、歩留まりの向上)、あるいは、薄膜の修正工程に伴う製造工程のロス(時間的ロス、コスト的ロス)を低減させることができる。
 また、本実施形態では、ヘッド部50からの溶液(塗布液)の吐出によって基板20の表面に配向膜を形成するが、その場合の溶液(塗布液)は、例えば、ポリイミド液、または、ポリアミック酸もしくはその誘導体を含む溶液である。ただし、基板20の上に形成する膜(機能膜)によって、ヘッド部50に供給される溶液を変更することができる。基板20上に形成される膜(機能膜)としては、例えば、レジスト膜、導電膜、絶縁膜などが挙げられ、その膜に対して必要な溶液が使用されることになる。
 図8は、本実施形態の成膜装置100におけるヘッド部50の底面の構成を示している。ヘッド部50には、複数のインクジェットヘッド70が配列されている。インクジェットヘッド70は、ヘッド部50に例えば数十個収納されている。また、各インクジェットヘッド70には、溶液が吐出される複数のノズル72が形成されている。一つのインクジェットヘッド70に、ノズル72は例えば数百個形成されている。なお、図8に示したノズル72の配列は、千鳥形状になっているが、ノズル72を一列に配列させてもよい。あるいは、ノズル72の配列を二段の千鳥形状でなく、他の配列(例えば、三段の斜め配列)にすることも可能である。
 また、上述の実施形態では、長方形の基板20の長辺(L)または短辺(W)が延びる方向に沿って、基板20を移動させたが、図9に示すように、長方形の基板20を斜めにして、基板20を移動させることも可能である(矢印11、12、13)。基板20を斜めにして移動させることによって、基板20(例えば、アレイ基板)のパターンに依存して、ヘッド部50からの溶液(塗布液)が所定の濡れ広がりを示す結果、基板20の特定部位が濡れ難いという現象を緩和できる場合があるからである。なお、基板20を斜めにして移動させる場合には、基板20の中心から一番離れた頂点27a、27bを基準にして、中央領域21または中心線25cを規定すればよい。
 なお、上述の実施形態では、一回目および二回目の吐出によって塗布を実行する成膜方法について説明したが、それに限らず、三回目またはそれ以上(例えば、四回目の吐出)によって塗布を実行する成膜方法に適用することも可能である。
 図10は、本実施形態の成膜装置100の構成の一例を示している。図10では、ヘッド部50の底面に位置するインクジェットヘッド70およびノズル72が表されるようにしている。なお、図10に示した例では、インクジェットヘッド70は、一列に配列されずに、一つおきに斜めに位置するように配列されているが、それに限らず他の配列を採用してもよい。
 ヘッド部50のインクジェットヘッド70は、溶液供給部(例えば、ポリイミド供給タンク)80、及び、廃液部(例えば、廃液タンク)82に接続されている。具体的には、各インクジェットヘッド70は、分岐配管87を介して供給配管85、および、分岐配管89を介して廃液配管86に接続されている。供給配管85は溶液供給部80に接続されており、一方、廃液配管86は、廃液部82に接続されている。
 そして、溶液供給部80中の溶液は、矢印81に示すように供給配管85を進み、分岐配管87を通ってインクジェットヘッド70に供給される。そして、インクジェットヘッド70内の廃液は、分岐配管89を通って、矢印83に示すように廃液配管86を進んで廃液部82に移動する。ここで、バルブ88(88a、88b)を調整することによって、配管85およびインクジェットヘッド70の溶液の圧力を一定にする処理を行うことも可能である。そのような処理は、図7に示した制御装置35の制御に基づいて実行するようにしてもよい。
 以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。
 本発明によれば、インクジェット方式によって塗布する手法において、塗布されない領域の発生を緩和または抑制することができる成膜装置または成膜方法を提供することができる。
 10 ステージ
 21 中央領域
 25a 一端
 25b 他端
 30 移動装置
 35 制御装置
 50 ヘッド部
 51 一回目の液滴
 52 二回目の液滴
 58 薄膜
 70 インクジェットヘッド
 72 ノズル
 80 溶液供給部
 82 廃液部
 85 供給配管
 85 配管
 86 廃液配管
 87 分岐配管
 88 バルブ
 89 分岐配管
100 成膜装置(インクジェット塗布装置)
200 基板
1000 インクジェット塗布装置

Claims (4)

  1.  基板に溶液をインクジェット方式によって塗布する成膜装置であって、
     前記基板に前記溶液を吐出するノズルを含むヘッド部と、
     前記基板を保持するステージと、
     前記ヘッド部と前記ステージとを相対的に移動させる移動装置と、
     前記ノズルの吐出、および、前記移動装置の移動を制御する制御装置と
     を備え、
     前記ヘッド部は、前記ステージの上に載置される前記基板を横切るような長さを有しており、
     前記制御装置は、
          前記ヘッド部を移動させながら、前記基板に対して一回目の溶液を吐出する第1ステップ(a)と、
          前記第1ステップ(a)の後、前記ヘッド部を移動させながら、前記基板に対して二回目の溶液を吐出する第2ステップ(b)と
     を実行させるように構成されており、
     前記制御装置は、
          前記第1ステップ(a)で吐出された前記一回目の溶液と同じ箇所で、前記二回目の溶液を吐出するように、前記移動装置を制御することを特徴とする、成膜装置。
  2.  前記基板は、液晶パネル用のマザーガラス基板であり、
     前記溶液は、配向膜を構成する材料を含む、請求項1に記載の成膜装置。
  3.  基板に溶液をインクジェット方式によって塗布する成膜方法であって、
     前記基板に前記溶液を吐出するノズルを含むヘッド部を移動させながら、前記基板に対して、前記ノズルから一回目の溶液を吐出する第1工程(a)と、
     前記第1工程(a)の後、前記ヘッド部を移動させながら、前記基板に対して、前記ノズルから二回目の溶液を吐出する第2工程(b)と
     を含み、
     前記第2工程(b)では、前記一回目で吐出した溶液と同じ箇所で、前記二回目の溶液を吐出することを特徴とする、成膜方法。
  4.  前記基板は、液晶パネル用のマザーガラス基板であり、
     前記溶液は、配向膜を構成する材料を含む、請求項3に記載の成膜方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005205284A (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Seiko Epson Corp 液滴付与方法、液滴吐出装置、電気光学装置の製造方法および電子機器
JP2005221890A (ja) * 2004-02-06 2005-08-18 Sharp Corp 配向膜の形成方法および形成装置
WO2009072327A1 (ja) * 2007-12-05 2009-06-11 Sharp Kabushiki Kaisha 表示素子
JP2009222989A (ja) * 2008-03-17 2009-10-01 Toppan Printing Co Ltd インクジェット塗布装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005205284A (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Seiko Epson Corp 液滴付与方法、液滴吐出装置、電気光学装置の製造方法および電子機器
JP2005221890A (ja) * 2004-02-06 2005-08-18 Sharp Corp 配向膜の形成方法および形成装置
WO2009072327A1 (ja) * 2007-12-05 2009-06-11 Sharp Kabushiki Kaisha 表示素子
JP2009222989A (ja) * 2008-03-17 2009-10-01 Toppan Printing Co Ltd インクジェット塗布装置

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