(57)【要約】      （修正有）【課題】薄膜に微小凹凸部を形成するときに、エッチング液を用いることなく、且つ工程の簡略化を図ることができる薄膜形成方法及び薄膜形成装置を提供する。【解決手段】薄膜の材料を粒子として溶媒に分散ないしは溶解させた粘性のインクを噴射する複数の噴射ノズルを備えるインクジェットヘッドから、搬送テーブル３２により搬送される被処理体に対してインクを噴射するときに、各噴射ノズルから噴射したインクが被処理体２１上で凸曲面形状となり、且つ隣接するインク同士が端部において連続した形状となるようにインクを噴射し、被処理体２１上のインクを加熱して溶媒を気化させ、材料を被処理体２１に熱硬化させるときに、被処理体２１に形成された各インクが端部から先に順次中央部に向けて熱硬化する上昇温度で緩速加熱を行っている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜の形成処理がされる被処理体に前記薄膜を形成する薄膜形成方法であって、
前記薄膜の材料を粒子として溶媒に分散ないしは溶解させた粘性の液体を噴射する複数の噴射ノズルを備える噴射ヘッドから、この噴射ヘッドに対して相対移動される被処理体に対して前記液体を噴射する液体噴射工程と、
前記液体を加熱して前記溶媒を気化させ、前記材料を前記被処理体に熱硬化させる焼成工程と、を有し、
前記液体噴射工程において、各噴射ノズルから噴射した前記液体が前記被処理体上で凸曲面形状となり、且つ隣接する液体同士が端部において連続した形状となるように前記噴射ノズルから液体を噴射し、
前記焼成工程において、前記被処理体に形成された各液体が端部から先に順次中央部に向けて熱硬化する上昇温度で緩速加熱を行うこと、を特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２】
前記液体の粘度をＡ、前記被処理体の表面の接触角をθ、前記噴射ノズルの噴射孔の孔径をＲ、前記噴射ノズルのピッチ間隔をＤ、前記被処理体を加熱するときの１秒あたりの上昇温度をＴとしたときに、
前記粘度ＡがＡ＞１０（ｍＰａｓ）、前記接触角θがθ＞２０°のときに、前記ピッチ間隔Ｄを、√２×Ｒ（μｍ）＜Ｒ＜３５０（μｍ）とし、
前記上昇温度Ｔを、１（℃／ｓｅｃ）＜Ｔ＜６（℃／ｓｅｃ）としたこと、を特徴とする請求項１記載の薄膜形成方法。
【請求項３】
薄膜の形成処理がされる被処理体に前記薄膜を形成する薄膜形成装置であって、
前記薄膜の材料の粒子を溶媒に分散ないしは溶解させた粘性の液体を噴射する噴射ノズルを複数配列した噴射ヘッドと、この噴射ヘッドと前記被処理体とを相対的に移動させる移動手段と、を備え、この移動手段により移動される前記被処理体に対して液体を噴射する液体噴射装置と、
前記被処理体を加熱して前記溶媒を気化させ、前記材料を前記被処理体に加熱硬化させる加熱装置を備える焼成装置と、を備え、
各噴射ノズルから噴射した前記液体が前記被処理体上で凸曲面形状となり、且つ隣接する液体同士が端部において連続した形状となるように、前記液体の粘度と前記被処理体の表面の接触角と前記噴射ノズルの噴射孔の孔径とに基づいたピッチ間隔で前記各噴射ノズルを配列させ、
前記加熱装置が、前記被処理体上に形成された各液体が端部から先に順次中央部に向けて熱硬化する上昇温度で緩速加熱を行うように前記上昇温度の制御を行う温度制御部を設けたこと、
を特徴とする薄膜形成装置。
【請求項４】
前記液体の粘度をＡ、前記被処理体の表面の接触角をθ、前記噴射ノズルの噴射孔の孔径をＲ、前記噴射ノズルのピッチ間隔をＤ、前記被処理体を加熱するときの１秒あたりの上昇温度をＴとしたときに、
前記粘度ＡがＡ＞１０（ｍＰａｓ）、前記接触角θがθ＞２０°のときに、前記ピッチ間隔Ｄを、√２×Ｒ（μｍ）＜Ｒ＜３５０（μｍ）とし、
前記上昇温度Ｔを、１（℃／ｓｅｃ）＜Ｔ＜６（℃／ｓｅｃ）としたこと、を特徴とする請求項３記載の薄膜形成装置。
【請求項５】
請求項１または２記載の薄膜形成方法を有すること、を特徴とする太陽電池パネルの製造方法。
【請求項６】
請求項３または４記載の薄膜形成装置を備えたこと、を特徴とする太陽電池パネルの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小厚みの薄膜を形成するための薄膜形成方法、薄膜形成装置、太陽電池パネルの製造方法および太陽電池パネルの製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池の１つである薄膜系シリコン太陽電池は、基板上に透明電極層、光変換層、背面電極層の順番に薄膜を積層した積層体の構造となっている。光変換層は、ｐ層とｎ層との間にｉ層を挟んだ構造としており、この光変換層の基板側に透明電極層を形成し、背面側に背面電極層を形成している。太陽光は、基板表面から光変換層内部に進入し、光エネルギーが吸収されて正孔と電子とを発生し、起電力を発生する。光変換層は薄膜により形成されていることから、その厚みは極めて薄いものになり、入射した光のエネルギーは十分に光変換層で吸収されない。このため、積層体を構成する薄膜や基板に微小凹凸部を形成して、光を散乱させて光閉じ込め効果を発揮させている。光閉じ込め効果は、微小凹凸部で光を散乱させることにより光変換層での光路長を増加させて、高い光変換効率を得ている。
【０００３】
また、フラットパネルディスプレイとしての液晶ディスプレイは、カラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板とＴＦＴ回路が形成されたＴＦＴ基板との中間層に液晶を封入して接合したアレイ・セル基板から構成される。アレイ・セル基板のＴＦＴ基板側の表面には、封入された液晶分子の配向を制御するための配向膜が形成されている。この配向膜は、ポリイミド膜を薄膜としてＴＦＴ基板表面に成膜し、その表面を一定方向に擦ることにより複数の微小凹凸部を形成しているものである。この微小凹凸部を形成することにより、液晶分子は所定の方向に制御される。
【０００４】
薄膜系シリコン太陽電池にしろ、液晶ディスプレイの配向膜にしろ、形成された薄膜はナノオーダーの極めて膜厚の薄い膜であり、この薄膜に微小凹凸部を形成することは難しい。このため、微小凹凸部を形成する処理を専用に行わなければならない。例えば、特許文献１では、微結晶などの結晶層を含むシリコン層では、エッチング速度が結晶層より非晶質層の方が速いことを利用して、光変換層の一部をエッチング処理することにより、微小凹凸部を形成している。
【特許文献１】特開２００６−１９４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術ではエッチング液を用いて処理を行っているが、近年では環境負荷の観点から、エッチング液の使用制限の要請が高い。また、特許文献１では、薄膜形成のためにＣＶＤ（気相成長法）を用いており、蒸着装置によりＣＶＤを行っているため、微小凹凸部を形成するためには別途のエッチング装置を配備しなければならない。しかも、使用済みのエッチング液は排液処理機構を要することから、機構の複雑化・大型化を招来する。また、レーザ加工等を薄膜に施して微小凹凸部を形成する手法もあるが、レーザ加工を行うための専用の装置を、薄膜形成装置とは別に独立して設けなくてはならず、またレーザ加工処理を行うための別途の処理工程を行うために、工程が複雑化するようになる。近年では、生産効率の向上が主要な課題となっているため、工程の簡略化を行い、生産時間を短縮するようにしなければならない。  
【０００６】
そこで、本発明は、薄膜に微小凹凸部を形成するときに、エッチング液を用いることなく、且つ工程の簡略化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１の薄膜形成方法は、薄膜の形成処理がされる被処理体に前記薄膜を形成する薄膜形成方法であって、前記薄膜の材料を粒子として溶媒に分散ないしは溶解させた粘性の液体を噴射する複数の噴射ノズルを備える噴射ヘッドから、この噴射ヘッドに対して相対移動される被処理体に対して前記液体を噴射する液体噴射工程と、前記液体を加熱して前記溶媒を気化させ、前記材料を前記被処理体に熱硬化させる焼成工程と、を有し、前記液体噴射工程において、各噴射ノズルから噴射した前記液体が前記被処理体上で凸曲面形状となり、且つ隣接する液体同士が端部において連続した形状となるように前記噴射ノズルから液体を噴射し、前記焼成工程において、前記被処理体に形成された各液体が端部から先に順次中央部に向けて熱硬化する上昇温度で緩速加熱を行うこと、を特徴とする。
【０００８】
この薄膜形成方法によれば、多数の凸曲面形状の液体が端部において連続するように被処理体上に形成されるようになる。この液体に対して緩速加熱を行っていくことにより、被処理体の表面に最も近い端部から順に熱硬化していき、表面から最も遠い中央部は流動化した状態になる。凸曲面形状の液体は、中央部が蒸発していくとともに、端部に向けて液の流れが生じて、端部位置が高くなり、中央部が低くなるような凹曲面形状となる。被処理体には凸曲面形状の液体による液膜が多数形成されており、緩速加熱を行うことにより、多数の凹曲面形状（微小凹凸部）を有する薄膜となる。液体噴射による薄膜形成では、もともと液体噴射処理と焼成処理とはそれぞれ必要になることから、各処理が微小凹凸部を形成する処理を兼ねており、専用の処理工程および処理機構を必要としなくなる。従って、処理工程および処理機構の簡略化を図ることができ、且つエッチング液を使用することがないため、環境負荷の問題もなくなる。
【０００９】
本発明の請求項２の薄膜形成方法は、請求項１記載の薄膜形成方法において、前記液体の粘度をＡ、前記被処理体の表面の接触角をθ、前記噴射ノズルの噴射孔の孔径をＲ、前記噴射ノズルのピッチ間隔をＤ、前記被処理体を加熱するときの１秒あたりの上昇温度をＴとしたときに、前記粘度ＡがＡ＞１０（ｍＰａｓ）、前記接触角θがθ＞２０°のときに、前記ピッチ間隔Ｄを、√２×Ｒ（μｍ）＜Ｒ＜３５０（μｍ）とし、前記上昇温度Ｔを、１（℃／ｓｅｃ）＜Ｔ＜６（℃／ｓｅｃ）としたこと、を特徴とする。
【００１０】
この薄膜形成方法によれば、前記の数値に設定することにより、被処理体上に形成される液体を、凸曲面形状の液体が端部において連続した形状とすることができるようになる。また、多数の凹曲面形状を有するように緩速加熱を行うことができるようになる。
【００１１】
本発明の請求項３の薄膜形成装置は、薄膜の形成処理がされる被処理体に前記薄膜を形成する薄膜形成装置であって、前記薄膜の材料の粒子を溶媒に分散ないしは溶解させた粘性の液体を噴射する噴射ノズルを複数配列した噴射ヘッドと、この噴射ヘッドと前記被処理体とを相対的に移動させる移動手段と、を備え、この移動手段により移動される前記被処理体に対して液体を噴射する液体噴射装置と、前記被処理体を加熱して前記溶媒を気化させ、前記材料を前記被処理体に加熱硬化させる加熱装置を備える焼成装置と、を備え、各噴射ノズルから噴射した前記液体が前記被処理体上で凸曲面形状となり、且つ隣接する液体同士が端部において連続した形状となるように、前記液体の粘度と前記被処理体の表面の接触角と前記噴射ノズルの噴射孔の孔径とに基づいたピッチ間隔で前記各噴射ノズルを配列させ、前記加熱装置が、前記被処理体上に形成された各液体が端部から先に順次中央部に向けて熱硬化する上昇温度で緩速加熱を行うように前記上昇温度の制御を行う温度制御部を設けたこと、を特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項４の薄膜形成装置は、請求項３記載の薄膜形成装置において、前記液体の粘度をＡ、前記被処理体の表面の接触角をθ、前記噴射ノズルの噴射孔の孔径をＲ、前記噴射ノズルのピッチ間隔をＤ、前記被処理体を加熱するときの１秒あたりの上昇温度をＴとしたときに、前記粘度ＡがＡ＞１０（ｍＰａｓ）、前記接触角θがθ＞２０°のときに、前記ピッチ間隔Ｄを、√２×Ｒ（μｍ）＜Ｒ＜３５０（μｍ）とし、前記上昇温度Ｔを、１（℃／ｓｅｃ）＜Ｔ＜６（℃／ｓｅｃ）としたこと、を特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項５の太陽電池パネルの製造方法は、請求項１または２記載の薄膜形成方法を有すること、を特徴とする。また、本発明の請求項６の太陽電池パネルの製造装置は、請求項３または４記載の薄膜形成装置を備えたこと、を特徴とする。
【００１４】
前述してきた薄膜形成方法および薄膜形成装置は、太陽電池パネルの製造方法および太陽電池パネルの製造装置に適用することができる。太陽電池パネルを構成する薄膜に微小凹凸部を形成することにより、入射した太陽光を散乱させることができ、光変換効率を向上させることができるようになる。また、太陽電池パネルの製造以外にも、前述してきた薄膜形成方法を適用することができる。例えば、有機ＥＬディスプレイや無機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤ等の発光素子において、発光効率を向上させるために、反射膜等に微小凹凸部を形成しており、発光素子に使用される薄膜もナノオーダーの極めて薄い膜厚になるため、前述してきた薄膜形成方法が好適である。つまり、薄膜に対して複数の微小凹凸部を形成するものであれば、任意のものに適用することができる。
【００１５】
また、液晶ディスプレイの配向膜としての薄膜に微小凹凸部を形成するものにも適用することができる。ＴＦＴ基板に形成される配向膜には、液晶分子を同じ方向に向けて配列させるためにラビング処理を行うが、微小凹凸部に１方向の方向性を持たせるようにしている。本発明では、微小凹凸部に１方向に延びる方向性を持たせることができるため、配向膜の形成に好適である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、噴射ヘッドから液体供給をして被処理体に液膜を形成するときに、各液体が凸曲面形状となり、端部において連続した形状となるように、各噴射ノズルのピッチ間隔を設定しており、また凸曲面形状の液体の端部から先に順次中央部に向けて、液体が加熱硬化する上昇温度で被処理体を緩速加熱しているため、被処理体に形成された薄膜は多数の凹曲面形状が連続した形状となる。液体の噴射工程と焼成工程とは、もともと薄膜形成に必要な工程であり、これらの処理と同時に薄膜に連続した凹部が形成されるため、別途の処理を要することがなくなる。このための処理工程および処理機構の簡略化を図ることができ、且つエッチング液を使用しないため、環境に対する付加を与えることもなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本実施形態について説明する。本実施形態では、薄膜系シリコン太陽電池パネル（以下、単に太陽電池パネルとする）の製造を行うときに、薄膜形成装置および薄膜形成方法を適用しているものについて説明する。薄膜形成装置および薄膜形成方法の用途はこれに限定されず、薄膜に微小凹凸部を形成するものであれば任意の用途に適用することができる。
【００１８】
図１に一例として示している太陽電池パネル１は、ガラス等を素材とした透明な基板２に順次薄膜を積層した積層体となっている。基板２から、透明電極層３、ボトムセル層４、トップセル層５、背面電極層６、反射層７の順番に各層が積層されている。各層には、複数の薄膜が積層されており、基板側から順番にＳｉＯ２膜１０、ＺｎＯＡｌ膜１１は透明電極層３として、ｐα―Ｓｉ膜１２、ｉα―Ｓｉ膜１３、ｎα―Ｓｉ膜１４はボトムセル層４として、ｐα―Ｓｉ膜１５、ｉμＣ―Ｓｉ膜１６、ｎα―Ｓｉ膜１７はトップセル層５として、ＺｎＯＡｌ膜１８は背面電極層６として、Ａｇ膜１９、Ａｌ膜２０は反射層７として形成している。これらのうち、ボトムセル層４とトップセル層５とにより光変換層８を構成している。図１の例は、ｐｉｎ接合型の太陽電池を例示しているが、薄膜形成による太陽電池であれば、ｐｉｎ接合型以外の太陽電池に対しても適用できる。各層の薄膜は極めて薄い膜であり、その厚みはナノオーダーになる。例えば、Ａｇ膜１９の膜厚は２００ｎｍ程度、ＳｉＯ２膜１０の膜厚は８０ｎｍ程度といった極めて薄い膜になる。
【００１９】
基板２には、薄膜の材料を粒子として溶媒中に分散ないしは溶解させたインク（液体に相当）を散布してインクの液膜を形成した後に、溶媒を気化させて粒子を熱硬化させて薄膜を形成する。溶媒にはエチレングリコールやＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等が用いられ、この溶媒中に、例えば銀等をナノ粒子として分散ないしは溶解させるようにしている。基板２にインクを散布して、極めて薄い厚みのインクの液膜を形成し、その後に焼成して溶媒を気化させ、粒子を熱硬化させる。このインク散布処理と焼成処理とを繰り返して行うことにより、基板２には複数の薄膜が順次積層された積層体が形成される。ここで、インクを散布して薄膜を形成する対象物を被処理体２１として説明する。基板２に薄膜が形成されていない状態であれば、被処理体２１は基板２となり、基板２に薄膜が形成されている状態であれば、形成されている薄膜と基板２とを含むものが被処理体２１となる。
【００２０】
図２に、インクの散布を行うインクジェット装置３０の構成を説明する。インクジェット装置３０は、ベース３１の上に設置されており、搬送テーブル３２とリニアモータ手段３３とＸ軸ガイド３４とガントリ３５とインクジェット機構３６とを有して概略構成される。インクジェット機構３６は、ヘッドブロック３７とヘッドスライド機構３８とヘッド上下機構３９とヘッドシフト機構４０とヘッド回転機構４１とを備えて概略構成している。また、ヘッドブロック３７には複数のインクジェットヘッド４２（図２の例では、４つのインクジェットヘッド４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄ）を装着している。
【００２１】
被処理体２１は搬送テーブル３２に搭載されて、真空吸着手段等で固定的に保持されている。搬送テーブル３２は、リニアモータ手段３３により駆動されて、ガイドレールであるＸ軸ガイド３４に沿って図中のＸ方向（基板の移動方向：主走査方向）に移動される。リニアモータ手段３３は、固定子４３と可動子４４とにより構成される。固定子４３は、超電導コイルにより構成されており、コイルに流れる電流により磁界を発生させる。固定子４３は可動子４４の移動方向、つまり図中のＸ方向に向けて直線的に延在されるように配置している。可動子４４はエンコーダ付きのモータであり、超電導磁石を搭載している。固定子４３に発生した磁界と可動子４４の超電導磁石とにより、可動子４４が推進されて、固定子４３に沿って移動する。可動子４４は、所定ピッチ間隔の間欠的に移動するように推進していく。これに伴い、搬送テーブル３２は間欠移動となり、移動のタイミングに合わせてインクジェットヘッド４２からインクを散布していく。ただし、間欠移動ではなく、連続移動であってもよい。
【００２２】
ヘッドスライド機構３８は、搬送テーブル３２を跨ぐように門型をしたガントリ３５に装着されており、インクジェット機構３６全体をＹ方向（Ｘ方向に直交する方向：副走査方向）に移動させるものである。ヘッド上下機構３９は、Ｚ方向（被処理体２１に対して近接・離間する上下方向）にヘッドブロック３７を昇降させる機構である。ヘッドシフト機構４０は、Ｘ方向にヘッドブロック３７を微小に移動させる機構であり、ヘッド回転機構４１は、ヘッドブロック３７を任意の角度で回転させる機構である。各機構によりインクジェット機構３６の位置を、Ｘ方向とＹ方向とＺ方向とに任意に調整することができる。
【００２３】
図３を参照して、インクジェットヘッド４２の構成について説明する。インクジェットヘッド４２には多数の噴射ノズル５０を配列しており、各噴射ノズル５０に対応してインクの噴射口となるノズル孔５１が所定ピッチ間隔で配列されている。インクジェットヘッド４２の各噴射ノズル５０からは薄膜の材料となる粒子が混在されたインクを噴射するようになっており、噴射ノズル５０から噴射されたインクが被処理体２１に散布されていく。図中では、１つのインクジェットヘッド４２に８個の噴射ノズル５０が配列されているものを例示しているが、実際にはさらに多くの噴射ノズル５０、例えば１２８個の噴射ノズル５０が１つのインクジェットヘッド４２に配列されているものがある。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、各噴射ノズル５０は２枚の圧電素子５２により挟まれて区画形成されており、各区画はインクを充填するためのチャンバ５３となっている。圧電素子５２は非通電状態では平板状態を維持しているが、電圧の印加により変形を行う素子である。圧電素子５２に負の電圧を印加すると、各圧電素子５２は外向きに変形して、チャンバ５３の容積が拡張する。チャンバ５３には、図示しないインクタンクが接続されており、拡張した容積分のインクがインクタンクから吸い込まれる。その後、圧電素子５２に正の電圧を印加すると、図３（ｂ）のように、内向きに変形し、チャンバ５３の容積が急激に減少する。これにより、インクに加圧力が作用してノズル孔５１からインクが液滴として噴射されるようになる。なお、図３では、各噴射ノズル５０が１列に並列して配列されているものを示しているが、複数列に配列されているものであってもよい。
【００２５】
図２に戻って、リニアモータ手段３３により搬送テーブル３２をＸ方向に移動している間に、上部に配置している各噴射ノズル５０からインクを噴射するようにする。噴射ノズル５０とリニアモータ手段３３とは相対的に移動されることから、被処理体２１の所定領域にインクが散布されていく。図２の例では、ヘッドブロック３７の長さは被処理体２１の半分の長さを有していることから、搬送テーブル３２を往復移動させ、且つインクジェット機構３６をＹ方向に移動させることにより、被処理体２１の全面にインクを形成することができるようになる。ここで、各ノズル孔５１は極めて微小なサイズとなっており、噴射時には微小量のインクが所定の噴射圧をもって噴射されることから、インクの噴射量を微細に制御でき、且つ被処理体２１への密着性も良好なものになる。従って、被処理体２１に形成されたインクの液膜を薄いものとすることができ、均一に且つむらのない液膜を形成することができ、厚み管理も厳格に行うことができる。このため、被処理体２１には極めて厚みの薄いインクの液膜が形成されるようになる。
【００２６】
次に、噴射ノズル５０のピッチ間隔について説明する。図４には２種類のインクジェットヘッド４２Ｘ、４２Ｙを示している。インクジェットヘッド４２Ｘと４２Ｙとでは、噴射ノズル５０のピッチ間隔（隣接する噴射ノズル５０のノズル孔５１の中心間の距離）が異なる。インクジェットヘッド４２Ｙのピッチ間隔Ｄ２は、インクジェットヘッド４２Ｘのピッチ間隔Ｄ１よりも大きくしている。つまり、Ｄ２＞Ｄ１となっている。
【００２７】
なお、ここでは、被処理体２１の移動方向（Ｘ方向）に対して、噴射ノズル５０が配列されるインクジェットヘッド４２の向きが直交している場合について説明している（つまり、インクジェットヘッド４２がＹ方向に向いている場合について説明している）。インクジェットヘッド４２は、着弾した後のインクの間隔を詰めるために、Ｙ方向に対して傾けて配置するものもある。この場合には、噴射ノズル５０のピッチ間隔自体を調整しなくても、インクジェットヘッド４２の傾き角度を可変にすることにより、Ｙ方向における噴射ノズル５０のピッチ間隔（つまり、実際の噴射ノズル５０のピッチ間隔の余弦成分）の調整を行うことも可能になる。
【００２８】
インクは粘性の高い液体であり、被処理体２１の表面に着弾すると、各インクは表面張力により凝集しようとし、凸曲面形状になろうとする。インクジェットヘッド４２には複数の噴射ノズル５０が配列されており、搬送テーブル３２の間欠移動のタイミングに合わせて各噴射ノズル５０から同時にインクが噴射される。このため、被処理体２１の表面には、図２のＸ方向とＹ方向とに、多数の凸曲面形状のインクが形成された状態になる。ここで、図４（ａ）のインクジェットヘッド４２Ｘにおいては、各噴射ノズル５０の間隔（ピッチ間隔Ｄ１）が近接しており、被処理体２１に形成されるインクは、Ｙ方向において密な状態になる。つまり、各インク同士が相互に大きく重なり合うようになる。各インク同士が相互に大きく重なり合うようになると、インクの表面張力により各インク同士が一体になろうとする。このため、同図（ａ）のように、Ｙ方向において配列された各インクは、一体となって１列の直線状の液膜を形成するようになる。
【００２９】
そこで、インクジェットヘッド４２Ｙのように、噴射ノズル５０をある程度離間したピッチ間隔Ｄ２となるように配列する。これにより、被処理体２１上の隣接するインク同士は疎な状態になり、相互に重なり合う範囲を小さくすることができる。これにより、インク同士の表面張力が作用としたとしても、隣接したインクと一体となることはなく、独立した形状を維持することができる。ただし、各インクが隣接するインクと非連続の形状とならないようにする。非連続な部位は切れ目となり、当該部位に薄膜が形成されなくなる。そのため、適切な薄膜としての機能が損なわれる。このため、噴射ノズル５０のピッチ間隔Ｄ２を極端に離間させないようにする。つまり、噴射ノズル５０の間のピッチ間隔は、過剰に近接させず、且つ過剰に離間させないようにする。これにより、各インクは独立して中央部位は凸曲面形状を維持しつつ、端部において隣接するインクと連続した形状になる。
【００３０】
次に、インクの粘度をＡ（単位はｍＰａｓ）、被処理体２１の接触角をθ、各ノズル孔５１の孔径をＲ（単位はμｍ）、噴射ノズル５０のピッチ間隔をＤ（単位はμｍ）とする。インクの粘度Ａおよび被処理体２１の接触角θは大きいことが望ましい。粘度Ａおよび接触角θが小さいと、被処理体２１に着弾したインクは簡単に濡れ広がってしまい、各インクが独立した凸曲面形状の状態を維持しなくなるためである（つまり、隣接するインクと一体となってしまう）。
【００３１】
そこで、インクの粘度ＡがＡ＞１０（ｍＰａｓ）、被処理体２１の接触角θがθ＞θＭｉｎとなるような条件に設定する。これにより、被処理体２１に着弾したインクが簡単に濡れ広がることがない。そして、この条件下で、ピッチ間隔Ｄを、「√２×Ｒ≦Ｄ≦３５０（μｍ）」となるように設定する。Ｄが√２×Ｒよりも小さくなると、被処理体２１に着弾した後に各インクの重なり合う範囲が大きくなることにより、各インクが独立した凸曲面形状の状態を維持せず、Ｄが３５０（μｍ）よりも大きくなると、隣接する液膜同士が非接触の状態になり、切れ目が生じてしまうためである。ピッチ間隔Ｄが「√２×Ｒ≦Ｄ≦３５０（μｍ）」となるように、噴射ノズル５０を配列することにより、図４（ｂ）のように、各インクが凸曲面形状を維持しつつ、端部において隣接するインクと連続するように形成することができるようになる。
【００３２】
次に、被処理体２１に形成された液膜の焼成を行う。このために、リニアモータ手段３３により搬送テーブル３２をインクジェット装置３０から、図５（ａ）に示す焼成装置６０に搬出する。焼成装置６０は、ホットプレート６１と加熱ヒータ６２とを備えた構成となっており、加熱ヒータ６２の温度は温度制御部６３により制御される。搬送テーブル３２により移動された被処理体２１は、図示しない搬送手段等により、ホットプレート６１に移載される。
【００３３】
ホットプレート６１は被処理体２１を載置するためのプレートであり、加熱ヒータ６２はホットプレート６１を加熱するためのヒータである。温度制御部６３により加熱ヒータ６２の温度制御がされるが、この温度制御部６３は加熱ヒータ６２を緩やかに加熱するように制御を行う。被処理体２１には各インクによる液膜が形成されるが、この液膜は多数の凸曲面形状のインクが端部において連続した形状となっている。この液膜を加熱ヒータ６２により緩速加熱していくと、液膜のうちホットプレート６１に最も近い部位から順に熱硬化をしていく。このため、最も少ない厚みの各インクの端部（隣接するインクと連続している部位）から順に熱硬化をしていき、中央部からはインクが蒸発していく。そして、中央部のインクはなお流動化している状態になっていることから、端部に向けた液の流れが生じていく。これにより、被処理体２１上に形成されたインクが全て熱硬化すると、多数の凸曲面形状は、図５（ｂ）のように、端部は厚く、中央部が薄くなった形状の凹面形状となる。これが薄膜７１となり、薄膜７１は、多数の凹曲面形状を有し、各凹曲面形状は、他の凹曲面形状との境界部位においては連続した形状になる。
【００３４】
被処理体２１は急速加熱を行うと、前記のように端部から徐々に中央部に向けて熱硬化せず、多数の凹曲面形状を有するような薄膜は形成されない。そこで、緩速加熱を行うようにしている。緩速加熱の温度上昇としては、１秒あたりに約０．０２８℃に設定することが望ましい。単位時間当たりの上昇温度をＴとしたときに、１（℃／ｓｅｃ）＜Ｔ＜６（℃／ｓｅｃ）となるように設定すれば、図５（ｂ）のように、多数の凹曲面形状を有する薄膜７１を形成することができるようになる。
【００３５】
以上により、噴射ヘッド５０の配列間隔を過剰に近接および離間させないようにして、且つ被処理体２１を緩速加熱していくことにより、多数の凹曲面形状を有する薄膜７１が形成されるようになる。インクジェット装置３０によるインク散布処理と加熱装置による焼成処理とは、もともとインクによる薄膜形成のために必要な処理であり、噴射ヘッド５０の配列間隔と被処理体２１の加熱温度とを制御するだけで、薄膜形成と同時に微小凹凸部が形成されるようになる。つまり、もともと必要な処理が微小凹凸部の形成処理を兼ねているため、専用の工程を要することがなくなり、生産効率の向上を図ることができる。しかも、エッチング液を用いていないため、環境負荷に対する問題を起こすこともない。
【００３６】
多数の微小凹凸部が形成される薄膜７１としては、図１の各薄膜の何れに対して適用するものであってもよいが、このうち、特に反射層７を構成するＡｇ膜１９に適用すると好適である。つまり、反射層７以外の薄膜は光を透過または吸収するためのものであるため、これらの薄膜に微小凹凸部を形成するよりも、光を反射するための反射層７に微小凹凸部を形成する方が、より高い光散乱効果を得られるためである。Ａｇ膜１９に形成される微小凹凸部はＡｌ膜２０側に形成されるが、Ａｇ膜１９全体とＡｌ膜２０全体とで光を反射させ、しかも各薄膜は極めて薄い膜であるため、Ａｇ膜１９の微小凹凸部で多くの光が反射し、高い光散乱効果が得られるようになる。
【００３７】
以上は可動子４４を所定ピッチに間欠移動したものを例示したが、この移動ピッチ間隔を極めて短いものにすることができれば、図６のような異なるパターンの微小凹凸部を多数有する薄膜７２を形成することができるようになる。移動ピッチ間隔を極めて短いものにすると、Ｘ方向において隣接するインク同士が表面張力により一体となって、Ｘ方向に延びる１列の細長の略半円柱の形状になる。そして、隣接する略半円柱のインクは、Ｙ方向における端部において、それぞれ隣接する略半円柱のインクと連続しているパターンが形成される。また、可動子４４を連続的に推進させることにより、搬送テーブル３２を連続移動させて、各噴射ノズル５０から連続的にインクを噴射させても、前記のようにＸ方向に延びる１列の細長の略半円柱状であり、端部において連続した形状のインクを被処理体２１に形成することができるようになる。
【００３８】
そして、この略半円柱のインクが並列して複数配列されている被処理体２１を緩速加熱する。緩速加熱を行うと、各インクは端部から熱硬化していき、中央部はなお流動化しているため、端部が厚くなり、中央部が薄くなる。これにより、図６のように、被処理体２１に形成される薄膜７２は、断面が凹面形状の細長の凹部がＹ方向に複数配列された状態になる。つまり、Ｙ方向においては凹部が連続している形状となっており、Ｘ方向においては直線状になっている、規則的なパターンの凹部が形成される。この形状のパターンを持つ薄膜は液晶ディスプレイのＴＦＴ基板に形成される配向膜に好適である。
【００３９】
液晶ディスプレイのＴＦＴ基板に形成される配向膜には、一定の方向性を持たせた凹凸部を形成して液晶分子を配向しているが、通常は配向膜としてのポリイミド膜に対してラビング処理を行うことにより、凹凸部を形成している。本発明の薄膜形成では、断面凹部の細長の形状が連続しており、ラビング処理により形成される凹凸部と同等の機能を果たすことができる。このため、別段のラビング処理を行うことなく、ポリイミドの薄膜形成と同時に、液晶分子の配向制御のための凹凸部を形成できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】薄膜系シリコン太陽電池の構成の一例を示した図である。
【図２】インクジェット装置の概略構成図である。
【図３】インクジェットヘッドに配列されるノズルの説明図である。
【図４】噴射ノズルの配列間隔と被処理体に形成した液膜との関係を示す図である。
【図５】被処理体に形成される薄膜を示す図である。
【図６】被処理体に形成される他の例の薄膜を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    太陽電池パネル            ２    基板
３    透明電極層                ４    ボトムセル層
５    トップセル層                ６    背面電極層
７    反射層                    ８    光変換層
２１    被処理体                ３０    インクジェット装置
４２    インクジェットヘッド            ５０    噴射ノズル
５１    ノズル孔                ５２    圧電素子
６０    焼成装置                ６１    ホットプレート
６２    加熱ヒータ                ６３    温度制御部
【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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