(57)【要約】【課題】液滴吐出手段を用いて基板上に配向膜材料を含む材料液を塗布する際に材料液の膜厚変動を防止して、基板上に均一な膜厚の配向膜を形成することができる成膜方法を提供する。【解決手段】基板Ｐ上に配向膜材料濃度が低い第１の材料液Ｌ１を塗布し、第１の材料液Ｌ１が塗布された基板Ｐ上に配向膜材料濃度が高い第２の材料液Ｌ２を塗布する。【選択図】図７
2010181674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配向膜材料及び溶媒を含む材料液を液滴吐出手段を用いて基板上に塗布して配向膜を形成する配向膜の成膜方法であって、
前記基板上に第１の材料液を塗布する第１の塗布工程と、
前記基板上に塗布された前記第１の材料液上に、第２の材料液を塗布する第２の塗布工程とを有し、
前記第１の材料液の前記配向膜材料の濃度は、前記第２の材料液の前記配向膜材料の濃度より低いことを特徴とする配向膜の成膜方法。
【請求項２】
前記第１の塗布工程で吐出される前記第１の材料液の総量は、前記第２の塗布工程で吐出される前記第２の材料液の総量より少ないことを特徴とする請求項１に記載の配向膜の成膜方法。
【請求項３】
前記第１の塗布工程と前記第２の塗布工程とで吐出する液滴の中心位置が異なることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の配向膜の成膜方法。
【請求項４】
前記第２の塗布工程は、前記基板上に塗布した前記第１の材料液の前記溶媒が所定量残存した状態で行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の配向膜の成膜方法。
【請求項５】
前記第１の塗布工程において前記第１の材料液が塗布される第１の塗布領域は、前記第２の塗布工程において前記第２の材料液が塗布される第２の塗布領域に等しいかまたは含まれることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の配向膜の成膜方法。
【請求項６】
前記液滴吐出手段と、前記基板を相対的に走査して液滴を前記基板上に塗布することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の配向膜の成膜方法。
【請求項７】
前記液滴吐出手段は、複数の液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出ヘッド群であることを特徴とする請求項６に記載の配向膜の成膜方法。
【請求項８】
前記液滴吐出ヘッド群の長さは、前記第２の塗布領域の走査方向と交差する方向の最大幅より長いことを特徴とする請求項７に記載の配向膜の成膜方法。
【請求項９】
前記材料液は、ポリイミドが溶解した溶液であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の配向膜の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、配向膜の成膜方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板の表面に均一な膜厚の薄膜を形成できる成膜方法が知られている。この成膜方法は、ヘッドに並設された複数のノズルから溶液を噴射して、その下側を搬送される基板の表面に上記溶液を塗布する塗布方法において、上記基板を搬送し、その表面に上記ノズルから溶液を噴射塗布する第１の塗布工程と、上記第１の塗布工程終了後、上記基板を所定の角度だけ回転し、その向きを上記ノズルの並設方向に対して相対的に変える回転工程と、上記回転工程終了後、上記基板を再び搬送し、その表面に上記ノズルから溶液を噴射塗布する第２の塗布工程と、を具備するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、各ノズルから基板に溶液をドッドで噴射する工程と、ヘッドと基板とを所定方向に相対的に移動させて所定間隔の一対のノズルから最初に基板に噴射された一対のドット間の部分を複数のドットによって塗り潰す工程とを具備し、最初に基板に所定間隔で噴射された一対のドット間の部分は、最初に噴射塗布されたドットに最後に噴射塗布されるドットが隣接することのない順序で、複数のドットによって塗り潰すものが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、基板に溶液をインクジェット方式によって塗布する溶液の塗布方法において、上記基板の上記溶液が塗布される板面を励起処理する工程と、上記基板の励起処理された板面に上記溶液をインクジェット方式によって塗布する工程とを備えているものが開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１９３２３２号公報
【特許文献２】特開２００５−７２１号公報
【特許文献３】特開２００４−２５５３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の成膜方法では、液晶装置に用いられる配向膜を成膜するために、ポリイミドを溶解した溶液等、比較的粘度の高い液体を塗布する場合には、以下のような課題がある。
【０００７】
特許文献１及び特許文献２では、図１１（ａ）に示されるように、液滴吐出ヘッド３４から基板Ｐ上に吐出した液滴が基板Ｐ上で十分に濡れ拡がらず、基板Ｐ上に配向膜の材料液Ｌがドット状に不連続に塗布されて配向膜の膜厚が不均一となるという課題がある。
【０００８】
また、塗布した材料液Ｌが基板Ｐ上で濡れ拡がらないため、例えば、図１１（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド３４の改行や複数の液滴吐出ヘッド３４を用いることにより、液滴吐出ヘッド３４の端部３４ｅが重なる領域Ｘ２に液滴が重なって配置される領域Ｘ１が発生する。そのため、領域Ｘ１において材料液Ｌの膜厚が変動し、配向膜にスジ状のムラが発生するという課題がある。
【０００９】
特許文献３では、基板上に吐出した液滴は濡れ拡がるが、基板の励起処理が必要であり、チャンバ等、基板の励起処理のための特殊な装置が必要であるという課題がある。
【００１０】
そこで、この発明は、液滴吐出手段により配向膜を成膜する成膜装置を用いることができ、基板上に吐出した液滴を濡れ拡がらせて均一な膜厚の配向膜を形成することができる配向膜の成膜方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明の配向膜の成膜方法は、配向膜材料及び溶媒を含む材料液を液滴吐出手段を用いて基板上に塗布して配向膜を形成する配向膜の形成方法であって、前記基板上に第１の材料液を塗布する第１の塗布工程と、前記基板上に塗布された前記第１の材料液上に、第２の材料液を塗布する第２の塗布工程とを有し、前記第１の材料液の前記配向膜材料の濃度は、前記第２の材料液の前記配向膜材料の濃度より低いことを特徴とする。
【００１２】
このように成膜することで、第１の塗布工程において基板上に第１の材料液が塗布されると、第１の材料液に含まれる溶媒の一部が蒸発して、基板上が溶媒の蒸気に覆われた状態となる。この状態で基板上に第２の材料液の液滴を吐出すると、液滴は基板上に塗布された第１の材料液上に着弾する。ここで、第１の材料液は第２の材料液より材料液中の配向膜材料の濃度が低いため、第１の材料液に接触した第２の材料液の液滴の配向膜材料の濃度は低下する。つまり、第２の材料液の粘度が低下する。また、基板上が溶媒の蒸気に覆われているため、基板上に塗布された第２の材料液の乾燥が防止される。これらのことにより、基板上に着弾した液滴を容易に濡れ拡がらせ、均一な膜厚の材料液の膜を形成し、スジ状のムラの発生を防止して均一な膜厚の配向膜を形成することができる。また、液滴吐出手段により配向膜を成膜する成膜装置を用いることができ、チャンバ等を用いる必要がない。
【００１３】
また、本発明の配向膜の成膜方法は、前記第１の塗布工程で吐出される第１の材料液の総量は、前記第２の塗布工程で吐出される第２の材料液の総量より少ないことを特徴とする。
【００１４】
このように成膜することで、第１の材料液の膜厚が薄くなり、膜全体が乾燥しやすくなるため、膜全体が均一に乾燥する。このため、配向膜材料の移動による周縁部の膜厚の増加（いわゆる「しみ上がり」）を防止できる。
【００１５】
また、本発明の配向膜の成膜方法は、前記第１の塗布工程と前記第２の塗布工程とで吐出した液滴の中心位置が異なることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の配向膜の成膜方法は、前記第２の塗布工程は、前記基板上に塗布した前記第１の材料液の前記溶媒が所定量残存した状態で行うことを特徴とする。ここで、所定量とは第１の材料液Ｌ１上に着弾した第２の材料液Ｌ２が容易に濡れ拡がることができる量を言う。
【００１７】
また、本発明の配向膜の成膜方法は、前記第１の塗布工程において前記第１の材料液が塗布される第１の塗布領域が、前記第２の塗布工程において前記第２の材料液が塗布される第２の塗布領域に等しいかまたは含まれることを特徴とする。
【００１８】
このように成膜することで、第２の塗布工程において基板上に塗布される第２の材料液が第２の塗布領域の外側へ濡れ拡がることを防止できる。
【００１９】
また、本発明の成膜方法は、前記液滴吐出手段と、前記基板を相対的に走査して液滴を前記基板上に塗布することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の成膜方法は、前記液滴吐出手段が、複数の液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出ヘッド群であることを特徴とする。
【００２１】
このように成膜することで、膜形成にかかる時間を短縮することができ、膜全体の乾燥状態を均一にすることができる。
【００２２】
また、本発明の成膜方法は、前記液滴吐出ヘッド群の長さが、前記第２の塗布領域の走査方向と交差する方向の最大幅より長いことを特徴とする。
【００２３】
このように成膜することで、第１の塗布工程及び第２の塗布工程をそれぞれ一回の走査で完了することができる。したがって、複数のヘッドを用いることで、膜形成にかかる時間を短縮することができ、膜全体の乾燥状態を均一にすることができる。
【００２４】
また、本発明の成膜方法は、前記材料液が、ポリイミドが溶解した溶液であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す模式図。
【図２】本発明の実施形態に係る液滴吐出ヘッドの構成を説明する断面図。
【図３】同液滴吐出ヘッドの要部断面図。
【図４】同液滴吐出ヘッドの底面図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、第１の塗布工程において、基板上に液滴を塗布する様子を示す断面図。
【図６】第１の塗布工程において、液滴を塗布した基板の様子を示す平面図。
【図７】第２の塗布工程において、液滴を塗布した基板の様子を示す断面図。
【図８】第２の塗布工程において、液滴を塗布した基板の様子を示す平面図。
【図９】第２の塗布工程において、液滴を塗布した基板の様子を示す断面図。
【図１０】第１の塗布工程において、液滴を塗布した基板の様子を示す平面図。
【図１１】（ａ）及び（ｃ）は、従来の配向膜の成膜工程を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２７】
（成膜装置）
図１は、液滴吐出法により基板Ｐ上に膜を成膜する成膜装置１０の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、成膜装置１０は、ベース３１と、基板移動手段３２と、ヘッド移動手段３３と、液滴吐出ヘッド３４と、液体供給部３５と、制御装置４０とを備えて構成されている。ベース３１の上には、基板移動手段３２と、ヘッド移動手段３３とが設置されている。また、成膜装置１０は、不図示のクリーニングユニットと、キャッピングユニットとを備えている。
【００２８】
基板移動手段３２はベース３１上に設けられ、Ｙ軸方向に沿って配置されたガイドレール３６を有している。この基板移動手段３２は、例えばリニアモーター（図示せず）により、スライダー３７をガイドレール３６に沿って移動させるよう構成されている。
【００２９】
スライダー３７上にはステージ３９が固定されており、このステージ３９は、基板Ｐを位置決めして保持するためのものである。即ち、このステージ３９は、公知の吸着保持手段（図示せず）を有し、この吸着保持手段を作動させることにより、基板Ｐをステージ３９の上に吸着保持するように構成されている。基板Ｐは、例えばステージ３９の位置決めピン（図示せず）により、ステージ３９上の所定位置に正確に位置決めされ、保持されるようになっている。
【００３０】
ヘッド移動手段３３は、ベース３１の後部側に立てられた一対の架台３３ａ，３３ａと、これら架台３３ａ，３３ａ上に設けられた走行路３３ｂを備え、この走行路３３ｂをＸ軸方向、即ち前記の基板移動手段３２のＹ軸方向と直交する方向に沿って配置したものである。走行路３３ｂは、架台３３ａ，３３ａ間に渡された保持板３３ｃと、この保持板３３ｃ上に設けられた一対のガイドレール３３ｄ，３３ｄとを備え、ガイドレール３３ｄ，３３ｄの長さ方向に液滴吐出ヘッド３４を搭載するキャリッジ４２を移動可能に保持している。キャリッジ４２は、リニアモーター（図示せず）等の作動によってガイドレール３３ｄ，３３ｄ上を移動し、これにより液滴吐出ヘッド３４をＸ軸方向に移動させるように構成されている。
【００３１】
ここで、このキャリッジ４２は、ガイドレール３３ｄ，３３ｄの長さ方向、即ちＸ軸方向に、例えば、１μｍ単位で移動可能になっている。キャリッジ４２のこのような移動はコンピューター等からなる制御装置４０によって制御可能に構成されている。
【００３２】
制御装置４０は、液滴吐出ヘッド３４の位置情報、即ち液滴吐出ヘッド３４のガイドレール３３ｄ，３３ｄ上での位置（Ｘ座標）とそのときの各ノズルの位置（Ｘ座標）とを検知して記憶するものである。
【００３３】
液滴吐出ヘッド３４は、キャリッジ４２に取付部４３を介して回動可能に取り付けられたものである。取付部４３にはモーター４４が設けられており、液滴吐出ヘッド３４はその支持軸（図示せず）がモーター４４に連結している。このような構成のもとに、液滴吐出ヘッド３４はその周方向に回動可能となっている。また、モーター４４も制御装置４０に接続されており、これによって液滴吐出ヘッド３４はその周方向への回動が、制御装置４０に制御されるようになっている。
【００３４】
液体供給部３５は、インク（材料液）を液滴吐出ヘッド３４に供給するものである。液滴吐出ヘッド３４に供給する材料液は、溶媒に液晶分子の配向を規制する配向膜の材料を溶解させた溶液である。配向膜の材料としては、例えば、ポリイミドが用いられ、この配向膜材料を溶解可能な溶媒として、例えば、ブチルセロソルブ等の有機溶媒を用いることができる。
【００３５】
また、液体供給部３５は、配向膜の材料の固形分濃度が低い第１の材料液Ｌ１が充填された液体供給容器４５Ａと、配向膜の材料の固形分濃度が高い第２の材料液Ｌ２が充填された液体供給容器４５Ｂと、これら液体供給容器４５Ａ及び液体供給容器４５Ｂから液滴吐出ヘッド３４に第１の材料液Ｌ１を送るための液体供給チューブ４６Ａと、第２の材料液Ｌ２を送るための液体供給チューブ４６Ｂとを備えている。
【００３６】
図２は液滴吐出ヘッド３４の構成を説明する断面図、図３は液滴吐出ヘッド３４の要部断面図である。
本実施形態における液滴吐出ヘッド３４は、導入針ユニット１１７、ヘッドケース１１８、流路ユニット１１９及びアクチュエーターユニット１２０Ａ，１２０Ｂを主な構成要素としている。
【００３７】
導入針ユニット１１７の上面にはフィルター１２１Ａ，１２１Ｂを介在させた状態で２本の液体導入針１２２Ａ，１２２Ｂが横並びで取り付けられている。これらの液体導入針１２２Ａ，１２２Ｂには、サブタンク１０２Ａ，１０２Ｂがそれぞれ装着される。また、導入針ユニット１１７の内部には、各液体導入針１２２Ａ，１２２Ｂに対応した液体導入路１２３Ａ，１２３Ｂが形成されている。
【００３８】
この液体導入路１２３Ａ，１２３Ｂの上端はフィルター１２１Ａ，１２１Ｂを介して液体導入針１２２Ａ，１２２Ｂに連通し、下端はパッキン１２４を介してヘッドケース１１８内部に形成されたケース流路１２５Ａ，１２５Ｂと連通する。
【００３９】
フィルター１２１Ａ，１２１Ｂは、第１の材料液Ｌ１及び第２の材料液Ｌ２に含まれる異物を除去するために配設され、その材質は、例えば、ステンレス鋼であって、メッシュ状に形成されている。
【００４０】
サブタンク１０２Ａ，１０２Ｂは、ポリプロピレン等の樹脂製材料によって成型されている。このサブタンク１０２Ａ，１０２Ｂには、液室１２７Ａ，１２７Ｂとなる凹部が形成され、この凹部の開口面に弾性シート１２６Ａ，１２６Ｂを貼設して液室１２７Ａ，１２７Ｂが区画されている。
【００４１】
また、サブタンク１０２Ａ，１０２Ｂの下部には液体導入針１２２Ａ，１２２Ｂが挿入される針接続部１２８Ａ，１２８Ｂが下方に向けて突設されている。サブタンク１０２Ａ，１０２Ｂにおける液室１２７Ａ，１２７Ｂは、底の浅いすり鉢形状をしている。液室１２７Ａ，１２７Ｂの側面における上下中央よりも少し下の位置には、針接続部１２８Ａ，１２８Ｂとの間を連通する接続流路１２９Ａ，１２９Ｂの上流側開口が臨んでおり、この上流側開口には第１の材料液Ｌ１及び第２の材料液Ｌ２を濾過するタンク部フィルター１３０Ａ，１３０Ｂがそれぞれ取り付けられている。
【００４２】
針接続部１２８Ａ，１２８Ｂの内部空間には液体導入針１２２Ａ，１２２Ｂが液密に嵌入されるシール部材１３１Ａ，１３１Ｂが嵌め込まれている。このサブタンク１０２Ａ，１０２Ｂには、それぞれ液体供給チューブ４６Ａ及び液体供給チューブ４６Ｂが接続される。液体供給チューブ４６Ａは、液体供給部３５の液体供給容器４５Ａに貯留された第１の材料液Ｌ１を供給する。また、液体供給チューブ４６Ｂは、液体供給部３５の液体供給容器４５Ｂに貯留された第２の材料液Ｌ２を供給する。従って、液体供給チューブ４６Ａ及び液体供給チューブ４６Ｂを通ってきた第１の材料液Ｌ１及び第２の材料液Ｌ２は、それぞれ液室１２７Ａ及び液室１２７Ｂに流入する。
【００４３】
上記の弾性シート１２６Ａ，１２６Ｂは、液室１２７Ａ，１２７Ｂを収縮させる方向と膨張させる方向とに変形可能である。そして、この弾性シート１２６Ａ，１２６Ｂの変形によるダンパー機能によって、第１の材料液Ｌ１及び第２の材料液Ｌ２の圧力変動が吸収される。即ち、弾性シート１２６Ａ，１２６Ｂの作用によってサブタンク１０２Ａ，１０２Ｂが圧力ダンパーとして機能する。従って、第１の材料液Ｌ１及び第２の材料液Ｌ２は、サブタンク１０２Ａ，１０２Ｂ内で圧力変動が吸収された状態で液滴吐出ヘッド３４側に供給される。
【００４４】
ヘッドケース１１８は、合成樹脂製の中空箱体状部材であり、下端面に接着剤を介して流路ユニット１１９を接合し、内部に形成された収容空部１３７Ａ，１３７Ｂ内にアクチュエーターユニット１２０Ａ，１２０Ｂを収容し、流路ユニット１１９側とは反対側の上端面にパッキン１２４を介在した状態で導入針ユニット１１７を取り付けるようになっている。
【００４５】
このヘッドケース１１８の内部には、高さ方向を貫通してケース流路１２５Ａ，１２５Ｂが設けられている。このケース流路１２５Ａ，１２５Ｂの上端は、パッキン１２４を介して導入針ユニット１１７の液体導入路１２３Ａ，１２３Ｂとそれぞれ連通するようになっている。
【００４６】
また、ケース流路１２５Ａ，１２５Ｂの下端は、流路ユニット１１９内の共通液室１４４Ａ及び共通液室１４４Ｂに連通するようになっている。従って、液体導入針１２２Ａ，１２２Ｂから導入された第１の材料液Ｌ１及び第２の材料液Ｌ２は、液体導入路１２３Ａ，１２３Ｂ及びケース流路１２５Ａ，１２５Ｂを通じて共通液室１４４Ａ及び共通液室１４４Ｂ側にそれぞれ供給される。
【００４７】
ヘッドケース１１８の収容空部１３７Ａ，１３７Ｂ内に収容されるアクチュエーターユニット１２０Ａ，１２０Ｂは、図３に示すように、櫛歯状に列設された複数の圧電振動子１３８Ａ，１３８Ｂと、この圧電振動子１３８Ａ，１３８Ｂが接合される固定板１３９Ａ，１３９Ｂと、制御装置４０からの駆動信号を圧電振動子１３８Ａ，１３８Ｂに供給する配線部材としてのフレキシブルケーブル１４０Ａ，１４０Ｂとから構成される。各圧電振動子１３８Ａ，１３８Ｂは、固定端部側が固定板１３９Ａ，１３９Ｂ上に接合され、自由端部側が固定板１３９Ａ，１３９Ｂの先端面よりも外側に突出している。即ち、各圧電振動子１３８Ａ，１３８Ｂは、所謂片持ち梁の状態で固定板１３９Ａ，１３９Ｂ上にそれぞれ取り付けられている。
【００４８】
また、各圧電振動子１３８Ａ，１３８Ｂを支持する固定板１３９Ａ，１３９Ｂは、例えば、厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼によって構成されている。そして、アクチュエーターユニット１２０Ａ，１２０Ｂは、固定板１３９Ａ，１３９Ｂの背面を、収容空部１３７Ａ，１３７Ｂを区画するケース内壁面に接着することで収容空部１３７Ａ，１３７Ｂ内にそれぞれ収納・固定されている。
【００４９】
流路ユニット１１９は、振動板１４１、流路基板１４２及びノズル基板１４３からなる流路ユニット構成部材を積層した状態で接着剤を介して接合して一体化することにより作製されている。これらは、共通液室１４４Ａから液供給口１４５Ａ及び圧力室１４６Ａを通りノズル１４７Ａに至るまでの一連の第１液流路と、共通液室１４４Ｂから液供給口１４５Ｂ及び圧力室１４６Ｂを通りノズル１４７Ｂに至るまでの一連の第２液流路とを形成する部材である。
【００５０】
圧力室１４６Ａ，１４６Ｂは、ノズル１４７Ａ，１４７Ｂの列設方向に対して直交する方向に細長い室として形成されている。
【００５１】
また、共通液室１４４Ａ、共通液室１４４Ｂは、ケース流路１２５Ａ，１２５Ｂと連通し、液体導入針１２２Ａ，１２２Ｂ側からの第１の材料液Ｌ１、第２の材料液Ｌ２がそれぞれ導入される室である。そして、この共通液室１４４Ａ及び共通液室１４４Ｂに導入された第１の材料液Ｌ１及び第２の材料液Ｌ２は、液供給口１４５Ａ及び液供給口１４５Ｂを通じてそれぞれ圧力室１４６Ａ，１４６Ｂに分配供給される。
【００５２】
流路ユニット１１９の底部に配置されるノズル基板１４３は、図４に示すように、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で複数のノズル１４７Ａ，１４７Ｂを列状に開設した金属製の薄い板材である。本実施形態のノズル基板１４３は、ステンレス鋼の板材によって作製され、本実施形態においてはノズル１４７Ａの列及びノズル１４７Ｂの列が、それぞれサブタンク１０２Ａ及びサブタンク１０２Ｂに対応して複数形成されている（図４では図示省略）。
【００５３】
ノズル基板１４３と振動板１４１との間に配置される流路基板１４２は、第１液流路及び第２液流路となる流路部、具体的には、共通液室１４４Ａ、共通液室１４４Ｂ、液供給口１４５Ａ、液供給口１４５Ｂ及び圧力室１４６Ａ，１４６Ｂとなる空部が区画形成された板状の部材である。
【００５４】
本実施形態において、流路基板１４２は、結晶性を有する基材であるＳｉウェハーを異方性エッチング処理することによって作製されている。振動板１４１は、ステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工した二重構造の複合板材である。この振動板１４１の圧力室１４６Ａ，１４６Ｂに対応する部分には、エッチングなどによって支持板を環状に除去することで、圧電振動子１３８Ａ，１３８Ｂの先端面が接合される島部１４８Ａ，１４８Ｂが形成されており、この部分はダイヤフラム部として機能する。即ち、この振動板１４１は、圧電振動子１３８Ａ，１３８Ｂの作動に応じて島部１４８Ａ，１４８Ｂの周囲の弾性フィルムが弾性変形するように構成されている。また、振動板１４１は、流路基板１４２の一方の開口面を封止し、コンプライアンス部１４９Ａ，１４９Ｂとしても機能する。このコンプライアンス部１４９Ａ，１４９Ｂに相当する部分についてはダイヤフラム部と同様にエッチングなどにより支持板を除去して弾性フィルムだけにしている。
【００５５】
そして、上記の液滴吐出ヘッド３４において、フレキシブルケーブル１４０Ａ，１４０Ｂを通じて駆動信号が圧電振動子１３８Ａ，１３８Ｂに供給されると、この圧電振動子１３８Ａ，１３８Ｂが素子長手方向に伸縮し、これに伴い島部１４８Ａ，１４８Ｂが圧力室１４６Ａ，１４６Ｂに近接する方向或いは離隔する方向に移動する。これにより、圧力室１４６Ａ，１４６Ｂの容積が変化し、圧力室１４６Ａ，１４６Ｂ内の第１の材料液Ｌ１及び第２の材料液Ｌ２に圧力変動が生じる。この圧力変動によってノズル１４７Ａ，１４７Ｂからそれぞれ液滴状となった第１の材料液Ｌ１及び第２の材料液Ｌ２が吐出される。
【００５６】
（配向膜の成膜方法）
次に、本実施形態の成膜方法について説明する。本実施形態では、基板Ｐとして透明基板上に絶縁膜、ＴＦＴ、電極及び配線等が形成された液晶装置の素子基板を用意し、成膜装置１０を用いて基板Ｐ上に上述の材料液を吐出して配向膜を成膜する方法について説明する。
【００５７】
まず、図１に示すように、ステージ３９上に基板Ｐを位置決めピンにより位置決めして配置し、吸着保持手段に吸着保持する。これにより、基板Ｐは、ステージ３９上に正確に位置決めされた状態で保持される。
【００５８】
次に、第１の塗布工程について説明する。基板移動手段３２及びヘッド移動手段３３により液滴吐出ヘッド３４を移動させると共に、取付部４３のモーター４４を作動させて、図４に示すように、液滴吐出ヘッド３４を基板Ｐに対する初期位置に配置する。
【００５９】
第１の塗布工程では、図４に示すように、第２の塗布領域Ｂ内に含まれる第１の塗布領域Ａに第１の材料液Ｌ１を塗布する。本実施形態では、第１の材料液として、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（Ｎ−ｍｅｔｈｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ：ＮＭＰ）にポリイミドを固形分濃度が１％となるように溶解させた溶液を用いる。ここで、第１の材料液Ｌ１として配向膜材料を溶解可能な溶媒を用いた場合では、第２の材料液Ｌ２を塗布した際に、第１の材料液Ｌ１と第２の材料液Ｌ２との固形分濃度の差が大きくなるため、固形分が均一に分散せず、濃度むらが生じる。また、固形分濃度が高い場合では、基板Ｐ上に塗布した際に、容易に濡れ広がらず、膜厚にむらが生じる。このため、第１の材料液の固形分濃度は、０．５％〜１．５％の範囲内であることが望ましい。
【００６０】
第１の材料液Ｌ１を塗布する第１の塗布領域Ａは、第２の塗布領域ＢよりＸ軸方向及びＹ軸方向ともにそれぞれ０．５ｍｍ小さい領域とする。このようにすると、第２の塗布工程において基板Ｐ上に塗布される材料液が第２の塗布領域Ｂの外側へ濡れ拡がることを防止することができる。
【００６１】
次に、基板移動手段３２によりステージ３９をＹ軸正方向に移動させることで、液滴吐出ヘッド３４を基板Ｐに対して相対的にＹ軸負方向に移動させながら、液滴吐出ヘッド３４のノズル１４７から基板Ｐ上に、図５（ａ）に示すように、第１の材料液Ｌ１を液滴として吐出して塗布する。ここで、第１の材料液Ｌ１の液滴中心間距離Ｃを、第１の材料液Ｌ１の液滴が図５（ｂ）に示すように基板Ｐ上に着弾して、図５（ｃ）に示すように基板Ｐ上で拡張したときの液滴径Ｄと略等しくなるように調整することによって、隣接する液滴同士が辛うじて繋がる程度のごく薄い膜を形勢する。このように成膜することで、第１の材料液の膜厚が薄くなり、膜全体が乾燥しやすくなるため、膜全体が均一に乾燥する。このため、配向膜材料の移動による周縁部の膜厚の増加（いわゆる「しみ上がり」）を防止できる。
【００６２】
液滴中心間距離Ｃは公知の技術を用いて調整することができる。例えば、液滴吐出ヘッド３４を回動させ、走査方向と直交する方向のノズル間隔を調整することで、液滴中心間距離Ｃを調整することができる。また、ノズルを選択的に使用し、吐出間隔を変更することで、液滴中心間距離Ｃを調整することもできる。
【００６３】
図４に示すように、初期位置側の縁から吐出開始位置とは反対側の縁まで第１の材料液Ｌ１を塗布したら、ヘッド移動手段３３により、液滴吐出ヘッド３４をＸ軸正方向に移動させて改行し、基板移動手段３２によりステージ３９をＹ軸負方向に移動させる。そして、液滴吐出ヘッド３４を基板Ｐに対して相対的にＹ軸正方向に移動させながら、液滴吐出ヘッド３４のノズル１４７から基板Ｐ上に第１の材料液Ｌ１を吐出して塗布する。このように、配向膜の第１の塗布領域Ａの外縁でＸ軸正方向に改行を繰り返しながら、液滴吐出ヘッド３４をＹ軸方向に往復させ、第１の塗布領域の全域に第１の材料液Ｌ１を塗布する（第１の塗布工程）。
【００６４】
このように塗布すると、図６に示すように、基板Ｐ上に第１の材料液Ｌ１が隣接する液滴どうしが辛うじて繋がる程度に配置され、薄く塗布された状態となる。但し、この状態では図６の網掛け部で示されるような第１の材料液Ｌ１が付与されない箇所が残ることが考えられる。しかし、基板上の液滴の表面張力によって、液滴どうしが間隙を埋めるように繋がり、連続的な膜を形成することができ、第１の材料液Ｌ１が薄く塗布された状態となる。
【００６５】
そして、基板Ｐ上で第１の材料液Ｌ１の溶媒が蒸発してその蒸気が発生し、基板Ｐ上が第１の材料液Ｌ１の溶媒の蒸気によって覆われた状態となる。
【００６６】
次に、第２の塗布工程について説明する。第２の塗布工程は、基板Ｐ上に塗布された第１の材料液Ｌ１に含まれる溶媒が所定量残存した状態で行う。ここで、所定量とは第１の材料液Ｌ１上に着弾した第２の材料液Ｌ２が容易に濡れ拡がることができる量を言う。
【００６７】
まず、液滴吐出ヘッド３４を第２の塗布工程における初期位置に移動させる。第２の塗布工程における初期位置は、第１の塗布工程で塗布した液滴の中心と第２の塗布工程で塗布する液滴の中心とをずらすため、第１の塗布工程の初期位置から所定量のオフセットを走査方向と交差する方向にかけた位置とする。一般的に、液滴の中心部は外縁部より膜厚が厚くなるため、液滴の中心をずらすことによって、液滴の中心部が重なる場合より均一な膜厚の配向膜を得ることができる。
【００６８】
次に、基板移動手段３２によりステージ３９をＹ軸正方向に移動させることで、液滴吐出ヘッド３４を基板Ｐに対して相対的にＹ軸負方向に移動させながら、液滴吐出ヘッド３４のノズル１４７から基板Ｐ上に、図７に示すように、第２の材料液Ｌ２を液滴として吐出して第２の塗布領域Ｂに塗布する。第２の材料液Ｌ２として、本実施形態では、Ｎ−メチル−２−ピロリドンにポリイミドを固形分濃度が５％となるように溶解させた溶液を用いる。
【００６９】
図７に示すように、第２の塗布工程において吐出する液滴の総量は、第１の塗布工程において吐出する液滴の総量より多くなるように塗布する。
【００７０】
そして、図８に示すように、液滴吐出ヘッド３４を基板Ｐに対してＹ軸負方向に移動させながら、液滴吐出ヘッド３４のノズル１４７から基板Ｐ上に塗布された第１の材料液Ｌ１上に、第２の材料液Ｌ２の液滴を吐出して塗布する。そして、第１の塗布工程と同様に、第２の塗布領域Ｂの外縁でＸ軸正方向に改行を繰り返しながら、液滴吐出ヘッド３４をＹ軸方向に往復させ、図１０に示すように第２の塗布領域Ｂ（配向膜の形成領域）の全域に第２の材料液Ｌ２を塗布する（第２の塗布工程）。
【００７１】
このとき、図７に示すように、基板Ｐ上には第１の材料液Ｌ１の膜が均一な膜厚で塗布されて、第１の材料液Ｌ１の溶媒の蒸気によって覆われた状態となっている。そのため、第２の塗布工程で吐出された第２の材料液Ｌ２の液滴は、基板Ｐ上に着弾した後の乾燥が防止される。また、第１の材料液Ｌ１は、第２の材料液Ｌ２よりもポリイミドの固形分濃度が低いため、第２の材料液の液滴が第１の材料液Ｌ１に接触すると液滴の固形分濃度が低下し、粘度が低下する。このため、図９に示すように、液滴吐出ヘッド３４が繰り返し通過する領域Ｘ２内に発生する液滴が重なって配置される領域Ｘ１においても液滴が容易に濡れ拡がり、均一な膜厚の配向膜が形成される。
【００７２】
次いで、基板Ｐ上に塗布された第１の材料液Ｌ１及び第２の材料液Ｌ２を、例えば、加熱乾燥させることで、基板Ｐ上に配向膜が成膜される。本実施例では、膜を８０℃のホットプレートで１０分間の仮乾燥を行い溶媒を除去し、さらに２２０℃のクリーンオーブンで６０分間の本焼成を行う。
【００７３】
以上説明したように、この実施の形態によれば、基板Ｐ上に固形分濃度が低い第１の材料液Ｌ１を塗布し、その上に固形分濃度が高い第２の材料液Ｌ２を吐出することで、液滴が重なって配置される領域Ｘ１においても、基板Ｐ上に吐出された第２の材料液Ｌ２の液滴を容易に濡れ拡がらせ、乾燥を防止して、領域Ｘ１において第２の材料液Ｌ２の膜厚が大きくなることを防止して膜厚を均一にすることができる。したがって、配向膜の膜厚を均一にすることができる。
【００７４】
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の実施形態では単一の液滴吐出ヘッドを備えた成膜装置について説明したが、液滴吐出ヘッドを複数備えた成膜装置を用いてもよい。このような成膜装置を用いる場合、一回の走査で塗布可能な最大幅は、形成領域のＸ軸方向の寸法と、第２の塗布工程における初期位置のＸ軸方向のオフセット量の和より大きいことが好ましい。このようにすることで、第１の塗布工程及び第２の塗布工程をそれぞれ一回の走査で完了することができる。したがって、膜形成にかかる時間を短縮することができ、膜全体の乾燥状態を均一にすることができる。
【００７５】
また、本実施の形態では、第１の塗布領域を、第２の塗布領域内の領域としたが、第１の塗布領域を第２の塗布領域と等しい領域としてもよい。また、第１の塗布領域の大きさは、適宜設定することができる。
【００７６】
また、基板Ｐ上に吐出された第２の材料液Ｌ２を第１の材料液Ｌ１と接触させて粘度を低下させることができるので、第２の材料液の配向膜材料の濃度を上昇させて、第２の材料液Ｌ２の粘度を上昇させることができる。これにより、第２の材料液Ｌ２の乾燥時における周縁部への配向膜材料の移動を防止して、配向膜の周縁部の膜厚の上昇（所謂、しみ上がり）を防止することができる。また、溶媒は配向膜の材料を溶解可能であれば、特に限定されない。
【００７７】
また、本発明の成膜方法は、配向膜以外の膜の成膜にも適用可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７８】
３４…液滴吐出ヘッド、３４ｅ…端部、Ａ…第１の塗布領域、Ｂ…第２の塗布領域、Ｃ…液滴中心間距離、Ｄ…液滴径、Ｌ１…第１の材料液、Ｌ２…第２の材料液、Ｐ…基板、Ｘ１…液滴が重なって配置される領域、Ｘ２…ヘッドが繰り返し通過する領域。
【図１】
2010181674.tif 000003
【図２】
2010181674.tif 000004
【図３】
2010181674.tif 000005
【図４】
2010181674.tif 000006
【図５】
2010181674.tif 000007
【図６】
2010181674.tif 000008
【図７】
2010181674.tif 000009
【図８】
2010181674.tif 000010
【図９】
2010181674.tif 000011
【図１０】
2010181674.tif 000012
【図１１】
2010181674.tif 000013