(57)【要約】【課題】基板の表面に液状体を塗布して、安定的に塗布むらが少ない薄膜を形成可能な薄膜の形成方法、配向膜の形成方法を提供すること。【解決手段】本適用例の薄膜の形成方法は、マザー基板１１０に対して複数のノズルからなるノズル列５２ｃを有する吐出ヘッド５０を相対的に走査し、ノズルから機能性材料を含む液状体を吐出してマザー基板１１０上の少なくとも膜形成領域ＡＥに塗布する第１塗布工程と、塗布された液状体を乾燥させる第１乾燥工程と、第１塗布工程における走査方向に対して異なる走査方向でマザー基板１１０と吐出ヘッド５０とを相対的に走査し、ノズルから液状体を吐出して少なくとも膜形成領域ＡＥに塗布する第２塗布工程と、塗布された液状体を乾燥させる第２乾燥工程と、を備えた。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対してノズルを相対的に走査し、前記ノズルから機能性材料を含む液状体を吐出して前記基板上の少なくとも膜形成領域に塗布する第１塗布工程と、
塗布された前記液状体を乾燥させる第１乾燥工程と、
前記第１塗布工程における走査方向に対して異なる走査方向で前記基板と前記ノズルとを相対的に走査し、前記ノズルから前記液状体を吐出して少なくとも前記膜形成領域に塗布する第２塗布工程と、
塗布された前記液状体を乾燥させる第２乾燥工程と、
を含むことを特徴とする薄膜の形成方法。
【請求項２】
前記第１塗布工程の前に、少なくとも前記膜形成領域を親液化する第１表面処理工程を備えたことを特徴とする請求項１に記載の薄膜の形成方法。
【請求項３】
前記第２塗布工程の前に、少なくとも前記膜形成領域を親液化する第２表面処理工程を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜の形成方法。
【請求項４】
前記第１塗布工程および前記第２塗布工程のうち少なくとも一方の工程で複数の前記ノズルを有する吐出ヘッドを用いて前記液状体を吐出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の薄膜の形成方法。
【請求項５】
前記第１塗布工程と前記第２塗布工程とでは、異なる種類の前記機能性材料を含む前記液状体を塗布することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の薄膜の形成方法。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の薄膜の形成方法を用い、前記ノズルから配向膜形成材料を含む前記液状体を吐出して、前記膜形成領域に配向膜を形成することを特徴とする配向膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面に液状体を塗布することにより薄膜を形成する薄膜の形成方法、配向膜の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液状体の塗布による薄膜の形成方法として、第１膜と該第１膜上に形成された第２膜とを少なくとも含む多層膜の形成方法が知られている（特許文献１）。
【０００３】
上記多層膜の形成方法では、第１液体材料を基板上に塗布して第１塗布膜を形成し、第１塗布膜から溶媒を除去して得られる第１溶媒除去膜上に、同じく第２液体材料を塗布して、加熱およびまたは光処理することにより積層された第１膜と第２膜とからなる多層膜を形成している。また、第１液体材料の塗布方法としてインクジェットヘッドを用いた液滴吐出法を採用しており、フォトリソグラフィ法に比べて第１膜のパターニングが容易であることを挙げている。
【０００４】
ところが、複数のノズルを有するインクジェットヘッドを用いて液体材料の塗布を行う場合、間隔を置いて配置されたノズルから吐出された液体材料は基板上において濡れ広がるも、液体材料の粘度や基板の表面の濡れ性によって、ノズル間に相当する部分において液体材料が行き渡らない塗布むらが発生するおそれがあった。
【０００５】
このような塗布むらを改善するために、特許文献２の成膜方法や特許文献３の膜形成方法では、基板とインクジェットヘッドとを相対的に移動させて液体材料を塗布する際の塗布方向を変えて塗り重ねる方法が開示されている。また、この方法を適用した実施例として配向膜の形成方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２３５８５２号公報
【特許文献２】特開２００５−１１８６３３号公報
【特許文献３】特開２００５−２９６８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献２または特許文献３の方法では、ほぼ連続的に塗り重ねて得られた液膜を乾燥させて成膜するため、液体材料が塗布された膜形成領域の周辺部において液膜の乾燥に伴って生ずるしみ上がりが目立ってしまうという課題がある。
また、部分的に液体材料が行き渡らない塗布むらを改善することは可能であるが、ノズル間の液体材料の吐出量のばらつきに起因する微妙な塗布むらを改善することは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例１］本適用例の薄膜の形成方法は、基板に対してノズルを相対的に走査し、前記ノズルから機能性材料を含む液状体を吐出して前記基板上の少なくとも膜形成領域に塗布する第１塗布工程と、塗布された前記液状体を乾燥させる第１乾燥工程と、前記第１塗布工程における走査方向に対して異なる走査方向で前記基板と前記ノズルとを相対的に走査し、前記ノズルから前記液状体を吐出して少なくとも前記膜形成領域に塗布する第２塗布工程と、塗布された前記液状体を乾燥させる第２乾燥工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】
この方法によれば、第１塗布工程と第２塗布工程とでは、基板とノズルとの走査方向が異なるので、ノズルから吐出される液状体の基板上の濡れ性に起因する塗布むらを低減することができる。また、途中に第１乾燥工程を行うため、第１塗布工程と第２塗布工程とを連続して行う場合に比べて、乾燥工程が増えるものの、１回の乾燥工程における処理対象の液状体の量が少なくて済むので、乾燥によって液状体が塗布された領域の周縁部に生ずるしみ上がり状態を小さくすることができる。すなわち、乾燥後には、塗布むらが少ない機能性材料からなる薄膜を形成することができる。
【００１１】
［適用例２］上記適用例の薄膜の形成方法において、前記第１塗布工程の前に、少なくとも前記膜形成領域を親液化する第１表面処理工程を備えることが好ましい。
この方法によれば、第１表面処理工程において、膜形成領域における濡れ性が改善されるので、第１塗布工程おける基板上の濡れ性に起因する塗布むらがより低減される。また、塗布された液状体のレベリング性が向上するので、ノズルから吐出される液状体の吐出量のばらつきに起因する塗布むらについても改善できる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例の薄膜の形成方法において、前記第２塗布工程の前に、少なくとも前記膜形成領域を親液化する第２表面処理工程を備えることが好ましい。
この方法によれば、第１乾燥工程後に得られる薄膜の表面の濡れ性が低下していても、第２表面処理工程を行うことによって濡れ性が改善され、第２乾燥工程後により塗布むらが少ない薄膜を形成することができる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例の薄膜の形成方法において、前記第１塗布工程および前記第２塗布工程のうち少なくとも一方の工程で複数の前記ノズルを有する吐出ヘッドを用いて前記液状体を吐出することを特徴とする。
この方法によれば、吐出ヘッドのノズル間における液状体の吐出量のばらつきに起因する塗布むらを改善することができる。
【００１４】
［適用例５］上記適用例の薄膜の形成方法において、前記第１塗布工程と前記第２塗布工程とでは、異なる種類の前記機能性材料を含む前記液状体を塗布するとしてもよい。
この方法によれば、異なる種類の機能性材料からなる多層の薄膜を塗布むらが少ない状態で形成することができる。
【００１５】
［適用例６］本適用例の配向膜の形成方法は、上記適用例の薄膜の形成方法を用い、前記ノズルから配向膜形成材料を含む前記液状体を吐出して、前記膜形成領域に配向膜を形成することを特徴とする。
この方法によれば、基板上の濡れ性や乾燥時のしみ上がりなどに起因する塗布むらが少ない配向膜を形成することができる。また、このような配向膜を備えた基板を用いて、例えば液晶装置を製造すれば、配向膜の塗布むらに起因する配向むらが少なく、優れた表示品質を有する液晶装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は液晶装置の構成を示す概略平面図、同図（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ’線で切った概略断面図。
【図２】マザー基板を示す概略平面図。
【図３】液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図。
【図４】（ａ）は吐出ヘッドの構造を示す概略斜視図、（ｂ）はノズル面における複数のノズルの配置を示す概略平面図。
【図５】配向膜の形成方法を示すフローチャート。
【図６】配向膜の形成方法を示す概略断面図。
【図７】（ａ）および（ｂ）は走査方法を説明する概略図。
【図８】（ａ）〜（ｃ）はしみ上がりの発生状態を説明する概略図。
【図９】（ａ）および（ｂ）は変形例５の薄膜の形成方法を示す概略図。
【図１０】変形例６の薄膜の形成方法を示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【００１８】
＜液晶装置＞
まず、本実施形態の薄膜の形成方法が適用可能な電気光学装置としての液晶装置について図１および図２を参照して説明する。図１（ａ）は液晶装置の構成を示す概略平面図、同図（ｂ）は（ａ）のＨ−Ｈ’線で切った概略断面図、図２はマザー基板を示す概略平面図である。
【００１９】
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、液晶装置１００は、対向配置された一対の基板としての素子基板１０および対向基板２０と、素子基板１０と対向基板２０との間に挟持された液晶層４０とを備えている。素子基板１０および対向基板２０は、例えば透明な石英などの基板であり、例えば熱硬化型または紫外線硬化型の接着剤からなるシール材４２によって貼り合わされている。
【００２０】
液晶装置１００は、表示領域１０ａ内にマトリクス状に配置された複数の画素１０３を有する。素子基板１０上には画素１０３を構成する、例えばＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）などの透明電極からなる画素電極９と、画素電極９を駆動制御するスイッチング素子としての薄膜トランジスター（ＴＦＴ；Thin  Film  Transistor）３０とが設けられている。また、これら画素電極９などを覆うと共にラビングなどの配向処理が施された例えばポリイミド樹脂などからなる配向膜１６が設けられている。
【００２１】
対向基板２０の液晶層４０に面する側には、ほぼ全面に例えばＩＴＯなどの透明電極からなる対向電極２１と、対向電極２１を覆うと共にラビングなどの配向処理が施された例えばポリイミド樹脂などからなる配向膜２２が設けられている。
【００２２】
また、対向基板２０には、液晶層４０に向かって対向電極２１の下（図面では上方）に画素１０３を格子状に区画する遮光膜２３と、表示領域１０ａの周辺部に配置された遮光膜２４とが設けられている。遮光膜２３，２４は、例えば遮光性を有するＣｒなどの金属や金属酸化物などの無機化合物、あるいは遮光性を有する有機化合物が用いられている。
【００２３】
素子基板１０と対向基板２０とを接合するシール材４２は、額縁状に設けられた辺部の一部が欠落した注入口１０８を有している。素子基板１０と対向基板２０との隙間に注入口１０８から液晶が注入され、封止材１０９で封止されている。
【００２４】
素子基板１０は対向基板２０に比べて一回り大きく、対向基板２０から突出した一辺部には、データ線駆動回路１０１と、複数の外部接続端子１０２とが設けられている。
素子基板１０のシール材４２の内側には、表示領域１０ａを挟んで一対の走査線駆動回路１０４と、この間を繋ぐ配線１０５とが設けられている。対向基板２０の遮光膜２４は、平面的に走査線駆動回路１０４に重なるように設けられている。
【００２５】
素子基板１０と対向基板２０との間には、シール材４２の４つのコーナー部に上下導通材１０６が配設されており、同じく上下導通材１０６に対応して配設された上下導通端子１０７により、対向基板２０側の対向電極２１が素子基板１０側に電気的に導かれ、複数の外部接続端子１０２のうちの指定された端子に接続されている。
【００２６】
上記液晶装置１００において、配向膜１６，２２は後述する本実施形態の薄膜の形成方法を適用した配向膜の形成方法により形成されている。詳細は後述するが、配向膜形成材料を含む液状体を吐出ヘッドのノズルから基板表面に吐出して塗布された液状体を乾燥することによって形成されている。
【００２７】
上記液晶装置１００の製造方法としては、例えば複数個分の素子基板１０や対向基板２０が面付けされたマザー基板同士を貼り合わせ、その隙間に液晶を注入・封止してから、これを所定の位置で切断することにより、個々の液晶装置１００を取り出す方法が挙げられる。
【００２８】
図２は複数の素子基板１０が面付けされたマザー基板１１０を示している。マザー基板１１０は、例えば大きさが８インチのウェハ状であって、厚みが１．２ｍｍの石英基板である。四角形（長方形）の素子基板１０はマザー基板１１０の表面にマトリクス状に面付けされている。１つの素子基板１０の大きさは対角線の長さにしておよそ１インチ程度である。この場合の面付け数は４０個である。このような設計条件の下に、マザー基板１１０の表面に、前述した画素電極９およびＴＦＴ３０、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、これらを繋ぐ配線等が形成されている。さらにこれらの構成要素を覆う配向膜１６は、各素子基板１０に対応して設定された膜形成領域ＡＥ内に設けられている。
【００２９】
＜液滴吐出装置＞
次に、液状体を液滴としてワークに吐出描画可能な液滴吐出装置について、図３および図４を参照して説明する。図３は液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図、図４（ａ）は吐出ヘッドの構造を示す概略斜視図、同図（ｂ）はノズル面における複数のノズルの配置を示す概略平面図である。
【００３０】
図３に示すように、液滴吐出装置２００は、被吐出物としてのワークＷ上に液状体を液滴として吐出して、液状体からなる塗布膜を形成するものである。ワークＷが載置されるステージ２０４と、載置されたワークＷに液状体を液滴として吐出する複数の吐出ヘッド５０（図４参照）が搭載されたヘッドユニット２０１とを備えている。
【００３１】
そして、ヘッドユニット２０１を副走査方向（Ｘ方向）に駆動するためのＸ方向ガイド軸２０２と、Ｘ方向ガイド軸２０２を回転させるＸ方向駆動モーター２０３とを備えている。また、ステージ２０４を副走査方向に対して直交する主走査方向（Ｙ方向）にガイドするためのＹ方向ガイド軸２０５と、Ｙ方向ガイド軸２０５に係合して回転するＹ方向駆動モーター２０６とを備えている。これらＸ方向ガイド軸２０２とＹ方向ガイド軸２０５とが上部に配設された基台２０７を有し、その基台２０７の下部に、制御装置２０８を備えている。
【００３２】
さらに、ヘッドユニット２０１の複数の吐出ヘッド５０をクリーニング（回復処理）するために、Ｙ方向ガイド軸２０５に沿って移動するクリーニング機構２０９と、吐出された液状体を加熱し溶媒を蒸発・乾燥させるためのヒーター２１１とを備えている。クリーニング機構２０９は、Ｙ方向ガイド軸２０５に係合して回転するＹ方向駆動モーター２１０を有している。
【００３３】
ステージ２０４は、載置面の中央にワークＷを真空吸着して固定することができる構造となっている。また、載置面に平行な面内で上記中央を中心としてワークＷをθ方向に回転可能な構成（図示省略）を備えている。
【００３４】
ヘッドユニット２０１には、液状体をワークＷに塗布する吐出ヘッド５０（図４参照）を備えている。そして、吐出ヘッド５０により、制御装置２０８から供給される吐出用の制御信号に応じて、液状体を吐出できるようになっている。
【００３５】
Ｘ方向駆動モーター２０３は、これに限定されるものではないが例えばステッピングモーターなどであり、制御装置２０８から駆動パルス信号が供給されると、Ｘ方向ガイド軸２０２を回転させ、Ｘ方向ガイド軸２０２に係合したヘッドユニット２０１をＸ方向に移動させる。
【００３６】
同様にＹ方向駆動モーター２０６，２１０は、これに限定されるものではないが例えばステッピングモーターなどであり、制御装置２０８から駆動パルス信号が供給されると、Ｙ方向ガイド軸２０５に係合して回転し、Ｙ方向駆動モーター２０６，２１０を備えたステージ２０４およびクリーニング機構２０９をＹ方向に移動させる。
【００３７】
クリーニング機構２０９は、吐出ヘッド５０をクリーニングする際には、ヘッドユニット２０１を臨む位置に移動し、吐出ヘッド５０のノズル面に密着して不要な液状体を吸引するキャッピング、液状体などが付着したノズル面を拭き取るワイピング、吐出ヘッド５０の全ノズルから液状体の吐出を行う予備吐出あるいは不要となった液状体を受けて排出させる処理を行う。クリーニング機構２０９の詳細は省略する。
【００３８】
ヒーター２１１は、これに限定されるものではないが例えばランプアニールによりワークＷを熱処理する手段であり、ワークＷ上に吐出された液状体を加熱して、溶媒を蒸発させ膜に変換するための熱処理を行う。このヒーター２１１の電源の投入および遮断も制御装置２０８によって制御される。
【００３９】
液滴吐出装置２００の塗布動作は、制御装置２０８から所定の駆動パルス信号をＸ方向駆動モーター２０３およびＹ方向駆動モーター２０６に送り、ヘッドユニット２０１を副走査方向（Ｘ方向）に、ステージ２０４を主走査方向（Ｙ方向）に相対移動させる。そして、この相対移動の間に制御装置２０８から吐出用の制御信号を供給し、各吐出ヘッド５０からワークＷの所定の領域に液状体を液滴として吐出し塗布を行う。
【００４０】
図４（ａ）に示すように吐出ヘッド５０は、所謂２連のものであり、２連の接続針５４を有する液状体の導入部５３と、導入部５３に積層されたヘッド基板５５と、ヘッド基板５５上に配置され内部に液状体のヘッド内流路が形成されたヘッド本体５６とを備えている。
接続針５４は、液状体供給機構（図示省略）に配管を経由して接続され、液状体をヘッド内流路に供給する。
ヘッド基板５５には、フレキシブルフラットケーブル（図示省略）を介してヘッド駆動回路（図示省略）に接続される２連のコネクター５８が設けられている。
【００４１】
ヘッド本体５６は、圧電素子で構成されたキャビティを有する加圧部５７と、ノズル面５１ａに２つのノズル列５２ａ，５２ｂが相互に平行に形成されたノズルプレート５１とを有している。
【００４２】
図４（ｂ）に示すように、２つのノズル列５２ａ，５２ｂは、それぞれ複数（１８０個）のノズル５２がピッチＰ１で略等間隔に並べられており、互いにピッチＰ１の半分のピッチＰ２ずれた状態でノズルプレート５１に配設されている。この場合、ピッチＰ１は、およそ１４１μｍである。よって、２つのノズル列５２ａ，５２ｂからなるノズル列５２ｃに直交する方向から見ると３６０個のノズル５２がおよそ７０．５μｍのノズルピッチで配列した状態となっている。以降説明上、ノズル５２の間隔は、ノズルピッチＰ２とする。また、ノズル５２の径は、およそ２７μｍである。
【００４３】
吐出ヘッド５０は、ヘッド駆動回路から電気信号としての駆動信号が圧電素子に印加されると加圧部５７のキャビティの体積変動が起こり、これによるポンプ作用でキャビティに充填された液状体が加圧され、ノズル５２から液状体を液滴として吐出することができる。
【００４４】
吐出ヘッド５０における駆動手段は、圧電素子に限らない。アクチュエーターとしての振動板を静電吸着により変位させる電気機械変換素子や、液状体を加熱してノズル５２から液滴として吐出させる電気熱変換素子（サーマル方式）でもよい。
また、吐出ヘッド５０に設けられるノズル列５２ｃは、２連に限らず、１連でもよい。
【００４５】
このような吐出ヘッド５０を備えた液滴吐出装置２００は、上位コンピューターなどの外部情報処理装置からワークＷ上の所望の領域に液状体を塗布するための吐出データが制御装置２０８に入力され、当該吐出データに基づいて液状体がノズル５２から液滴として吐出される。吐出データには、ワークＷ上における上記所望の領域に関する位置データ、吐出タイミングを規定する制御データ、吐出ヘッド５０とワークＷとの主走査における複数のノズル５２の選択（ＯＮ）／非選択（ＯＦＦ）データや液滴の吐出回数などのノズルデータが含まれている。
【００４６】
＜薄膜の形成方法＞
次に、本実施形態の薄膜の形成方法について、配向膜の形成方法を例に図５〜図８を参照して説明する。図５は配向膜の形成方法を示すフローチャート、図６（ａ）〜（ｆ）は配向膜の形成方法を示す概略断面図、図７（ａ）および（ｂ）は基板に対する吐出ヘッドの走査方法を示す概略平面図、図８（ａ）〜（ｃ）はしみ上がりの発生状態を説明する概略図である。以降、マザー基板１１０の膜形成領域ＡＥ（図２参照）に配向膜１６を形成することを例にして説明する。
【００４７】
図５に示すように、本実施形態の配向膜の形成方法は、マザー基板１１０の表面を親液化する第１表面処理工程（ステップＳ１）と、配向膜形成材料を含む液状体をマザー基板１１０の膜形成領域ＡＥに塗布する第１塗布工程（ステップＳ２）と、塗布された液状体を乾燥させる第１乾燥工程（ステップＳ３）と、マザー基板１１０の表面を再び親液化する第２表面処理工程（ステップＳ４）と、配向膜形成材料を含む液状体をマザー基板１１０の膜形成領域ＡＥに塗布する第２塗布工程（ステップＳ５）と、塗布された液状体を乾燥させる第２乾燥工程（ステップＳ６）と、焼成工程（ステップＳ７）と、を備えている。
【００４８】
図５の第１表面処理工程（ステップＳ１）では、図６（ａ）に示すように、マザー基板１１０の表面（画素電極９が設けられた側の表面）を酸素ガス（Ｏ2ガス）を処理ガスとするプラズマ処理を行う。プラズマ処理の方法としては、チャンバー内にマザー基板１１０を配置すると共に酸素ガスを導入してプラズマを発生させ、生成されたＯ2プラズマにマザー基板１１０の表面を暴露する方法が挙げられる。Ｏ2プラズマにマザー基板１１０の表面を１分程度暴露することにより後述する液状体に対して親液化することができる。なお、プラズマ処理によってマザー基板１１０の表面に親液性を付与することができるだけでなく、基板表面に付着した有機物質からなる汚れ（液状体の塗布に影響を及ぼす）を炭酸ガスと水とに分解させて除去することが可能である。処理ガスは、酸素ガスに限らず、酸素を含む大気であってもよい。そして、ステップＳ２へ進む。
【００４９】
図５の第１塗布工程（ステップＳ２）では、前述した液滴吐出装置２００のステージ２０４に表面処理が施されたマザー基板１１０を載置する。そして、図６（ｂ）に示すように、マザー基板１１０に対して吐出ヘッド５０を相対的に走査する間に、吐出ヘッド５０のノズル５２から配向膜形成材料を含む液状体７０を液滴として膜形成領域ＡＥに吐出する。吐出された液状体７０は親液処理された表面に着弾して濡れ広がる。
【００５０】
液状体７０は、配向膜形成材料とこれを溶解する溶媒とを含み、配向膜形成材料としては、公知の配向膜形成用材料が使用できる。例えば、ポリアミック酸、ポリイミド、ポリアミック酸エステル、ポリエステル、ポリアミド、ポリシロキサン、セルロース誘導体、ポリアセタール、ポリスチレン誘導体、ポリ・スチレン−フェニルマレイミド誘導体、ポリ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
【００５１】
溶媒は、非プロトン性極性溶媒またはフェノール系溶媒が選択され用いられる。非プロトン性極性溶媒としては、アミド系溶媒、スルホキシド系溶媒、エーテル系溶媒、ニトリル系溶媒などが挙げられる。なかでも、溶質の溶解性と乾燥性の観点から、アミド系溶媒、スルホキシド系溶媒の使用が好ましい。
【００５２】
アミド系溶媒としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ'−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、テトラメチル尿素などが挙げられる。
【００５３】
スルホキシド系溶媒としては、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどが挙げられる。
【００５４】
また、フェノール系溶媒としては、ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾールなどのクレゾール、または、ｏ−キシレノール、ｍ−キシレノール、ｐ−キシレノールなどのキシレノール、フェノール、あるいは、ｏ−クロロフェノール、ｍ−クロロフェノール、ｏ−ブロモフェノール、ｍ−ブロモフェノールなどのハロゲン化フェノールなどが挙げられる。
【００５５】
これらの中でも、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ'−ジメチル−２−イミダゾリジノン、γ−ブチロラクトン、および炭酸プロピレンよりなる群から選択された少なくとも一種が好適に用いられる。
【００５６】
一方、これらの有機溶媒は、表面張力が比較的大きく、配向膜の形成面となる基板表面に対して濡れ広がり難い。したがって、これらの有機溶媒のみを配合した組成物は基板表面に対して十分な成膜ができないおそれがある。そこで、溶質に対しての溶解性は劣るものの、表面張力が小さい他の有機溶媒を加えた混合溶媒系とする。
【００５７】
他の有機溶媒としては、例えば、具体的には、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール、４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノン（ジアセトンアルコール）、１−メトキシ−２−プロパノール、１−メトキシ−２−アセトキシプロパン、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、トリエチレングリコールなどのアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、または、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコール−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル（ブチルセロソルブ）、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプリピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒、あるいは、乳酸エチル、乳酸ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルメトキシプロピオネート、エチルエトキシプロピオネート、シュウ酸ジエチル、マロン酸ジエチルなどのエステル系溶媒、さらには、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、１，４−ジクロロブタン、トリクロロエタン、クロルベンゼン、ｏ−ジクロルベンゼンなどのハロゲン化炭化水素系溶媒、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタンなどの脂肪族炭化水素系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒などが挙げられる。これらの溶媒は一種単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５８】
本実施形態では、液状体７０の組成を次の通りとした。
配向膜形成材料；ポリイミド；１〜５ｗｔ％
混合溶媒      ；γブチロラクトン；８５〜８９ｗｔ％
ＮＭＰ；５ｗｔ％
ブチルセロソルブ；５ｗｔ％
液状体７０は、粘度が３〜２０ｍＰａ，ｓの範囲であり、表面張力が３０〜４５ｍＮ／ｍの範囲となるように主に溶質である配向膜形成材料の濃度と、ブチルセロソルブの濃度とを調整している。
また、吐出ヘッド５０の吐出条件として、液滴の吐出量がおよそ１０ｎｇ程度となるようにノズル５２に対応して設けられた圧電素子の駆動条件を設定した。
膜形成領域ＡＥに吐出される液状体７０の総量は、成膜後のねらいの膜厚と、膜形成領域ＡＥの平面積ならびに溶質の濃度を考慮して設定される。そして、ステップＳ３へ進む。
【００５９】
図５の第１乾燥工程（ステップＳ３）では、膜形成領域ＡＥに塗布された液状体７０を乾燥させて、図６（ｃ）に示すように第１の薄膜１６ａを形成する。液状体７０の乾燥方法としては、例えば、液滴吐出装置２００のヒーター２１１を用い、マザー基板１１０の表面温度が７０〜１００℃となるように加熱し、１〜５分程度放置する。これにより、溶媒成分をほぼ蒸発させることができる。この乾燥方法に限定されず、ホットプレート上にマザー基板１１０を載置して加熱する方法や、チャンバー内に液状体７０が塗布されたマザー基板１１０を配置して減圧乾燥する方法などが挙げられる。そして、ステップＳ４へ進む。
【００６０】
図５の第２表面処理工程（ステップＳ４）では、図６（ｄ）に示すように、第１の薄膜１６ａが形成されたマザー基板１１０を再びプラズマ処理する。プラズマ処理の方法は、第１表面処理工程と同じだが、Ｏ2プラズマによる第１の薄膜１６ａの膜減りを考慮して暴露時間を１０秒程度とする。これにより、第１の薄膜１６ａの表面を親液化する。なお、本第２表面処理工程は、必須ではなく乾燥後の第１の薄膜１６ａの表面の濡れ性が良好ならば、削除してもよい。第１の薄膜１６ａの表面の濡れ性の評価方法は、例えば液状体７０あるいは液状体７０を構成する混合溶媒の接触角を測定する方法が挙げられる。そして、ステップＳ５へ進む。
【００６１】
図５の第２塗布工程（ステップＳ５）では、図６（ｅ）に示すように、第１の薄膜１６ａが形成された膜形成領域ＡＥに吐出ヘッド５０のノズル５２から液状体７０を液滴として吐出する。すなわち、第１乾燥工程を介して液状体７０を塗り重ねる。この場合、塗布される液状体７０の総量などの吐出条件は、第１塗布工程（ステップＳ２）と同じである。そして、ステップＳ６へ進む。
【００６２】
図５の第２乾燥工程（ステップＳ６）では、塗布された液状体７０を乾燥させる。乾燥方法は、第１乾燥工程と同じであり液滴吐出装置２００のヒーター２１１を用い、乾燥条件も同一である。これにより、図６（ｆ）に示すように第１の薄膜１６ａに積層された第２の薄膜１６ｂを形成する。そして、ステップＳ７へ進む。
【００６３】
図５の焼成工程（ステップＳ７）では、マザー基板１１０を加熱することにより、積層された第１の薄膜１６ａと第２の薄膜１６ｂとを焼成して、完全に溶媒成分を除去しポリイミドからなる高分子膜の配向膜１６を膜形成領域ＡＥに形成する。焼成方法としては、例えば不活性ガスとしての窒素ガスが封入された焼成炉内にマザー基板１１０を配置して、加熱温度を１８０〜２５０℃に設定し、１０分〜１時間程度加熱する方法が挙げられる。
【００６４】
本実施形態の上記配向膜の形成方法では、配向膜１６をむらなく、また安定した膜厚で形成するために、第１塗布工程および第２塗布工程におけるマザー基板１１０と吐出ヘッド５０とを相対移動させる走査方法を次の通りとした。
【００６５】
図７（ａ）は第１塗布工程における走査方法を説明する概略図である。前述したようにマザー基板１１０には、複数の素子基板１０がマトリクス状に面付けされている。１つの素子基板１０における膜形成領域ＡＥの大きさは、四角形の膜形成領域ＡＥの対角線の長さで１インチ未満である。これに対して、前述したように吐出ヘッド５０はノズルピッチＰ２がおよそ７０．５μｍで配置された３６０個のノズル５２を有することから、ノズル列５２ｃの長さは２５３１０μｍおよそ１インチである。したがって、マザー基板１１０上に配置されたすべての膜形成領域ＡＥに対して同時に液状体７０を吐出しようとすれば、複数の吐出ヘッド５０が必要であることは言うまでもない。だが、吐出ヘッド５０間の吐出条件をまったく同じにすることは困難であると共に、複数の吐出ヘッド５０を設けることによって液滴吐出装置２００の構造や制御が複雑になるという課題を有している。
【００６６】
そこで本実施形態では、図７（ａ）に示すように、マザー基板１１０上に配置された複数の膜形成領域ＡＥのうち、一定の方向に配置された膜形成領域ＡＥの列に対して１つの吐出ヘッド５０を走査することにより、液状体７０を吐出した。
【００６７】
具体的には、ノズル列５２ｃと走査方向（図中では矢印の方向）とが直交するように吐出ヘッド５０を液滴吐出装置２００のヘッドユニット２０１に装着する。ステージ２０４にマザー基板１１０を載置すると共に、膜形成領域ＡＥの長手方向と走査方向とが直交するようにマザー基板１１０を位置決めする。そして、吐出ヘッド５０によって膜形成領域ＡＥの列を１列ずつなぞるように走査を行う。すなわち、吐出ヘッド５０に対してステージ２０４を相対的に移動させて複数のノズル５２から液滴を吐出する主走査と、膜形成領域ＡＥの列に対応して吐出ヘッド５０を走査方向に対して直交する方向に移動させる副走査とを組み合わせた走査を行う。第１塗布工程において、膜形成領域ＡＥの列に液状体７０を吐出する主走査は、図７（ａ）に示すようにマザー基板１１０（ステージ２０４）と吐出ヘッド５０の相対移動における往動と復動の両方で実施し、合計６回行われる。主走査を往動のみとしてもよい。
【００６８】
図７（ｂ）は第２塗布工程における走査方法を説明する概略図である。第２塗布工程では、ステージ２０４上においてマザー基板１１０を第１塗布工程のときの配置に対して９０度回転させた位置に配置する。すなわち、膜形成領域ＡＥの長手方向が走査方向と合致するようにマザー基板１１０を配置する。そして、第１塗布工程と同様にして走査方向に沿って配列する膜形成領域ＡＥの列を１列ずつなぞるように主走査を行う。第２塗布工程において、膜形成領域ＡＥの列に液状体７０を吐出する主走査は、図７（ｂ）に示すようにマザー基板１１０（ステージ２０４）と吐出ヘッド５０の相対移動における往動と復動の両方で実施し、合計８回行われる。主走査を往動のみとしてもよい。
【００６９】
上記走査方法は、第１塗布工程では膜形成領域ＡＥの長手方向に直交する方向に主走査が行われ、第２塗布工程では膜形成領域ＡＥの長手方向に沿って主走査が行われる。なお、第１塗布工程における主走査の仕方と第２塗布工程における主走査の仕方を入れ替えてもよい。すなわち、第１塗布工程と第２塗布工程とで塗布方向を異ならせる。塗布方向が異なっても主走査では、ノズル列５２ｃを構成する複数のノズル５２のうち、膜形成領域ＡＥに掛かるノズル５２を選択して液状体７０を液滴として吐出させ、着弾した液滴が膜形成領域ＡＥ内に行き渡らせるように、液滴の吐出量（この場合はおよそ１０ｎｇ）や走査方向における吐出間隔、吐出数などの吐出条件を予め設定することは言うまでもない。
【００７０】
ノズル５２から吐出された液状体７０は、マザー基板１１０の表面に着弾して濡れ広がるも、液状体７０の粘度、表面張力、基板表面の濡れ性のばらつきなどによって塗布むらが生ずる。上記走査方法によれば、第１塗布工程と第２塗布工程とで塗布方向を異ならせることにより、同一の塗布方向で液状体７０を塗布する場合に比べて上記塗布むらを低減することができる。
【００７１】
さらには、第１表面処理工程および第２表面処理工程において、少なくとも膜形成領域ＡＥの表面が親液化されるため、液状体７０に対する濡れ性が改善され、塗布された液状体７０のレベリング性が向上する。したがって、吐出ヘッド５０おけるノズル５２間の液滴の吐出量ばらつきに起因する塗布むらをも改善することができる。
【００７２】
図８（ａ）に示すように、塗布された液状体７０を乾燥すると、膜形成領域ＡＥの周縁部における溶媒の蒸発速度が中央部に比べて速いので、蒸発速度が速い周縁部に向かって液膜中の溶媒移動が発生する。この溶媒移動に伴って溶質が移動することになるため、乾燥後に周縁部の膜厚が他に比べて厚くなるしみ上がり（コーヒーステインとも呼ばれている）が生ずる。膜形成領域ＡＥに形成された配向膜１６は、周縁部においてわずかに膜厚が変動しているしみ上がりを有する。
【００７３】
図８（ｂ）に示すように、上記配向膜の形成方法によれば、第１乾燥工程を経た後、形成された第１の薄膜１６ａ上に液状体７０を塗布してから第２乾燥工程を実施する。したがって、第１の薄膜１６ａのしみ上がりに重ねて第２の薄膜１６ｂのしみ上がりが形成される。
【００７４】
ところが、図８（ｃ）に示すように、１回の塗布工程で配向膜１６を形成するために必要な液状体７０をすべて塗布して乾燥することにより得られる薄膜を第３の薄膜１６ｃとすると、乾燥対象の液状体７０の量が上記第１乾燥工程や上記第２乾燥工程に比べて多いので、より多くの溶質が膜形成領域ＡＥの周縁部に移動する。それゆえに、発生したしみ上がり（図８（ａ）におけるＢ−Ｂ’線で切ったときの）の高さｈ２や幅ｄ２は、本実施形態の配向膜の形成方法におけるしみ上がりの高さｈ１や幅ｄ１に比べて大きくなる。
【００７５】
すなわち、本実施形態の配向膜の形成方法によれば、液状体７０の膜形成面に対する濡れ性に起因する塗布むらが改善されると共に、しみ上がりの大きさが小さい配向膜１６を形成することができる。
【００７６】
本実施形態の配向膜の形成方法は、素子基板１０側の配向膜１６だけでなく、対向基板２０側の配向膜２２を形成する場合にも適用できる。塗布むらが少なく安定した膜厚を有する配向膜１６，２２を備えた液晶装置１００は、塗布むらや膜厚むらに起因する配向むらが少ない優れた表示品質を有する。
【００７７】
上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【００７８】
（変形例１）上記実施形態の配向膜の形成方法における走査方法おいて、ノズル列５２ｃと走査方向とは必ずしも直交させなくてもよい。直交させることによってノズル列５２ｃが有する液状体の塗布範囲を主走査時に生かすことができるが、走査方向に対してノズル列５２ｃを傾けて配置すると、直交配置に比べて走査方向から見たときの実質的なノズル間隔が狭くなり、膜形成面における走査方向に直交する副走査方向において液滴をより高密度に配置することができる。したがって、ノズル間隔に起因する塗布むらを低減することができる。
【００７９】
（変形例２）上記実施形態の配向膜の形成方法において、第１塗布工程の塗布方向に対して第２塗布工程における塗布方向を異ならせることは、膜形成領域ＡＥに対する実質的な走査方向を回転角にして９０度異ならせることに限定されない。例えば、第１塗布工程におけるマザー基板１１０の配置に対して９０度未満あるいは９０度以上１８０度未満の角度でマザー基板１１０を相対的に回転させて配置することにより、塗布方向を変えてもよい。
【００８０】
（変形例３）上記実施形態の配向膜の形成方法において、液状体７０を吐出するのは、１つの吐出ヘッド５０に限定されない。例えば、第１塗布工程および第２塗布工程でそれぞれ複数の吐出ヘッド５０をノズル列５２ｃが走査方向に対して交差するように副走査方向に並列させてもよい。この方法によれば、１回の主走査による液状体７０の吐出範囲を拡大できる。
また、第１塗布工程と第２塗布工程とで使用する吐出ヘッド５０を異ならせてもよい。例えば、液滴吐出装置２００のヘッドユニット２０１において、ノズル列５２ｃが直交するように２つの吐出ヘッド５０を装着する。第１塗布工程では、主走査方向（Ｙ方向）に対して直交するノズル列５２ｃを用いる。第２塗布工程では、主走査方向（Ｙ方向）に沿ったノズル列５２ｃを有する吐出ヘッド５０を用い、ワークＷに対して該吐出ヘッド５０を副走査方向（Ｘ方向）に走査する方法が挙げられる。この方法によれば、同一種類の液状体を異なる走査方向で塗布できる。また、２つの吐出ヘッド５０に異なる種類の機能性材料を含む液状体を充填して吐出すれば、種類が異なる機能膜を塗布方向を変えて積層形成できる。
【００８１】
（変形例４）上記実施形態の配向膜の形成方法において、マザー基板１１０上の少なくとも膜形成領域ＡＥの表面を親液化する方法は、酸素を含む処理ガスを用いたプラズマ処理に限定されない。例えば、大気中において特定波長の紫外線を照射してオゾンを発生させ、該オゾンにマザー基板１１０を暴露する方法も採用できる。
【００８２】
（変形例５）上記実施形態の薄膜の形成方法としての配向膜の形成方法において、液状体７０を吐出する方法は、複数のノズル５２を有する吐出ヘッド５０を用いることに限定されない。図９（ａ）および（ｂ）は変形例５の薄膜の形成方法を示す概略図である。例えば、図９（ａ）に示すように、ノズルを有するシリンジに液状体を充填し、シリンジ内に窒素ガスや空気を送り込むことによって充填された液状体を加圧してノズルから吐出する所謂ディスペンサーと呼ばれる定量吐出装置を用いてもよい。塗布方向を変えて重ね塗りすることによって、ノズルの走査方向に沿った塗布むらを低減できる。
また、図９（ｂ）に示すように、スリットノズルから帯状に液状体を吐出して塗布するスリットコーターなどの塗布装置を用いる場合においても上記薄膜の形成方法を適用することができる。すなわち、一方の塗布工程が終了した後に乾燥工程を入れてから塗布方向を変えて重ね塗りすることにより、塗布むらを低減できる。
【００８３】
（変形例６）上記実施形態の薄膜の形成方法を適用可能な薄膜は、配向膜に限定されない。図１０は変形例６の薄膜の形成方法を示す概略断面図である。例えば、液晶装置１００の対向基板２０において、対向電極２１に絶縁膜２５を形成してから、絶縁膜２５を覆うように配向膜２２を形成してもよい。上記薄膜の形成方法を絶縁膜２５の形成方法に適用することにより、第１塗布工程で絶縁膜形成材料を含む液状体を塗布する。第１乾燥工程を経てから第２塗布工程で塗布方向を変えて再び絶縁膜形成材料を含む液状体を塗布する。そして、第２乾燥工程を行う。さらに、塗布方向を変えた第３塗布工程、第４塗布工程で絶縁膜２５上に配向膜形成材料を含む液状体を塗り重ねる。すなわち、塗り重ねる液状体に含まれる機能性材料の種類を変えてもよい。
これにより、異なる機能を有する多層膜を塗布むらやしみ上がりを低減して形成することができる。
【００８４】
（変形例７）上記実施形態の薄膜の形成方法を適用可能なデバイスは、液晶装置１００に限定されない。液状体を塗布することにより形成が可能な、例えば金属などの導電性材料からなる配線層や該配線層と半導体層とからなる薄膜トランジスター、複数の有機機能膜からなる有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）発光層などが挙げられる。
【符号の説明】
【００８５】
１０…基板としての素子基板、１６，２２…配向膜、２０…基板としての対向基板、５０…吐出ヘッド、５２…ノズル、７０…液状体、１１０…基板としてのマザー基板、ＡＥ…膜形成領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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