(57)【要約】      （修正有）【課題】  液晶ディスプレイ用の基板に液晶分子配列に悪影響を及ぼさない良好な配向膜を形成する方法を提供する。【解決手段】液晶表示素子に用いられる基板１に配向膜を形成する工程において、配向膜となる塗膜を基板１の一方の面に形成するための溶液を塗布する第１の処理と、前記基板の前記溶液が塗布された塗膜の形成面側に、ノズル４でガスの流れを形成する第２の処理とを含み、配向膜材料塗膜に乾燥むらを生じさせないことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と前記第１基板に対向する第２基板とを有する液晶表示素子の製造方法であって、
前記第１基板の、前記第２基板側となる面に、配向膜を形成するための溶液を塗布する第１の処理と、
前記第１基板の、前記溶液が塗布された面側に、ガスの流れを形成する第２の処理と、
を含むことを特徴とする、液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の、液晶表示素子の製造方法であって、
前記第２の処理において、前記第１基板の、前記溶液が塗布された面側に、前記ガスをノズルから供給しながら、前記ノズルと前記第１基板とを相対的に移動させる、
ことを特徴とする、液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の、液晶表示素子の製造方法であって、
前記第２の処理において、前記第１基板の、前記溶液が塗布された面の反対側側に、空間が形成された状態で、前記ガスの流れを起こす、
ことを特徴とする、液晶表示素子の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の、液晶表示素子の製造方法であって、
前記第２の処理において、前記第１基板を、前記溶液が塗布された面の反対側の面内の複数位置で支持する、
ことを特徴とする、液晶表示素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１、２、３および４のうちのいずれか１項に記載の、液晶表示素子の製造方法であって、
前記第２の処理において、前記ガスを加熱する、
ことを特徴とする、液晶表示素子の製造方法。
【請求項６】
基板の一方の面に塗布された、配向膜を形成するための溶液を乾燥させる乾燥装置であって、
前記基板の、前記溶液が塗布された面側に、ガスの流れを形成するガス流形成手段を有することを特徴とする乾燥装置。
【請求項７】
請求項６記載の乾燥装置であって、
前記基板の、前記溶液が塗布された面と反対側の面側に空間が形成されるようにように、前記基板を、前記溶液が塗布された面と反対側の面内の複数位置で支持する支持手段と、
前記空間に挿入され、前記基板を前記支持手段からすくい上げるアームと、
を備えることを特徴とする乾燥装置。
【請求項８】
請求項６または７記載の乾燥装置であって、
前記ガス流形成手段は、
前記基板の、前記溶液が塗布された面に、前記ガスを供給するノズルを備え、
当該乾燥装置は、
前記ノズルと前記支持手段とを相対的に移動させる駆動手段を有することを特徴とする乾燥装置。
【請求項９】
請求項６、７および８のうちのいずれか１項に記載の乾燥装置であって、
前記ガスに熱を与える加熱手段を有することを特徴とする乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子の製造技術に係り、特に、基板に塗布した配向剤の乾燥プロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子の基板内壁には、液晶を分子配列状態を一様にさせるための配向膜が形成されている。この配向膜の形成工程には、(１)溶剤で希釈された配向膜材料の塗膜(以下、これを配向膜材料塗膜と呼ぶ)を基板の一方の面に形成する印刷工程、(２)印刷工程で形成された配向膜材料塗膜を加熱硬化させる加熱工程が含まれている。
【０００３】
ここで、加熱工程は、１００℃前後の温度で配向膜材料塗膜の含有溶剤を仮乾燥させる乾燥処理と、仮乾燥後の配向膜材料塗膜を１８０℃以上の温度で焼成する焼成処理とからなっている。これらの段階的な処理には、図１３に示すようなホットプレートが用いられる。このホットプレートは、基板１の他方の面(配向膜材料塗膜の形成面の反対側面)が接触する領域(以下、基板接触領域と呼ぶ)内の複数位置から排気口へ抜ける貫通孔１２が形成されたプレート１５、プレート１５に埋め込まれたヒータ２、プレート１５の排気口につながれた真空ポンプ(不図示)、を有している。このような構成によれば、真空ポンプの真空吸引により、基板１をプレート１５に密着させることができるため、ヒータ２の熱を、プレート１５を介して基板１に効率的に伝えることができる。基板１に形成された塗膜は、その熱によって仮乾燥または焼成される。
【０００４】
ところで、加熱処理後には、プレート１５に密着した基板１をプレート１５から搬送アームへ移し換える必要がある。そこで、プレート１５の内部には、基板接触面から基板１を突き上げるための複数の突出しピン３が収容されている。図１４に示すように、これらの突上げピン３の突き上げによって、プレート１５から基板１が浮き上がるため、基板１とプレート１５との間には、アーム１１が挿入される空間が確保される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記従来のホットプレートのプレート１５の基板接触領域内には、貫通孔１２の端部、突上げピン３の収容孔の端部が形成されているため、基板１の裏面には、部分的に、プレート１５と接触しない領域が生じる。このことによって、配向膜材料塗膜に乾燥むらが生じ、配向膜の膜厚ばらつき、配向膜表面における液晶分子配列に影響を及ぼす。その結果として、液晶表示素子の表示特性不良につながる。
【０００６】
そこで、本発明は、良好な表示特性の液晶表示素子を製造することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、液晶表示素子に用いられる基板に配向膜を形成する工程において、配向膜となる塗膜を基板の一方の面に形成し、この塗膜の形成面側にガスの流れを形成することとした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、良好な表示特性の液晶表示素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明に係る実施の一形態について説明する。
【００１０】
まず、図１により、本実施の形態に係る乾燥装置の構成について説明する。なお、以下の説明の便宜上、図１には、乾燥装置の設置面をＸＹ面に含む直交座標系を定義してある。
【００１１】
本実施の形態に係る乾燥装置は、外部から取り込んだガス(空気、窒素等)を清浄化して放出するヘパフィルタ付き給気用ブロワ５、給気用ブロワ５からのガスに熱を与えるヒータ９、上面で基板１を保持するベースプレート９、ヒータ２を通過したガスを一旦蓄える均熱容器７、ベースプレート９をＸ軸方向に往復移動させる駆動機構、均熱容器７内のガスをベースプレート９の上面に向けて放出する複数のスリットノズル４、ベースプレート９および均熱容器７を内部に収容したチャンバ１３、ベースプレート下の位置に設けられた排気口からチャンバ１３の内部ガスを放出する排気用ブロワ６、を有している。
【００１２】
複数のスリットノズル４は、それぞれ、ベースプレートの上面に対向するスリット状のノズル孔を有している。そして、これらのスリットノズル９は、それぞれのノズル孔の長径がＹ軸に沿うように、ほぼ等間隔でＸ軸方向に一列に並べられている。なお、スリットノズル４の本数は、ベースプレートの上面にのせられるガラス基板１の面積等に応じて定めればよい。
【００１３】
ベースプレート９の上面には、基板１の一方の面を点支持するピン３が複数立てられている。これらのピン３は、搬送アームの先端１１が挿入可能な隙間Ａが基板１とベースプレート９との間に形成された状態を維持することができればよい。したがって、ベースプレート９の上面には、一列に並んでいない３本のピンを含んだ３本以上のピン３が、搬送アームの先端１１の挿入径路以外に立てられていればよい。例えば、搬送アームの先端１１が二股形状を有している場合には、搬送アームの先端脚部の幅以上の行間隔を有する２行のマトリクス状に複数のピンを配置することができる。
【００１４】
これらのピン３は、上述したように、ガラス基板１を点支持しているが、実際には、ガラス基板１との接触界面に面積を有している。このため、乾燥処理中に、スリットノズル９からのガスでピン３が加熱されると、基板１は、各ピン３との接触界面からの熱により部分的に加熱される。このことによる基板１の温度むらの低減を図るには、各ピン３の先端と基板１との接触面積をより狭くすることが好ましい。そこで、各ピン３の先端形状として、曲率半径５ｍｍ以下の球面形状を採用するとした。さらに、各ピン３の先端を、熱拡散率の小さな材料で形成すればより好ましい。そこで、各ピン３の先端の形成材料として適切な材料を定めるべく、図２に示した熱拡散率３０ｍｍ2／ｓ〜０.１ｍｍ2／ｓの材料(アルミニウム、ガラス、テフロン(登録商標)、ベスペル(登録商標))で形成されたブロック材を用いて以下の実験を行った。未乾燥の配向膜材料塗膜(膜厚約１.５μｍ)が形成されたガラス基板(１００ｍｍ×１００ｍｍ×１.１ｍｍ)を複数準備し、図３に示すように、各ガラス基板１を、それぞれ、未乾燥の配向膜材料塗膜１８を上側に向けて、いずれかの材料のブロック材１７上に配置した。ただし、各材料のブロック材１７には、各ガラス基板１の配向膜材料塗膜１８の形成領域の反対側の領域の一部１８Ａが接触させた。この状態で、各ガラス基板１の配向膜材料塗膜１８に約１００℃の温風を吹き付けたところ、熱拡散率０.４７ｍｍ2／ｓ以下の材料で形成されたブロック材にのせられたガラス基板１の配向膜材料塗膜１８には乾燥むらが生じていなかった。そこで、本実施の形態では、各ピン３の少なくとも先端部を、熱拡散率０.５ｍｍ2／ｓ以下の材料で形成することとした。
【００１５】
駆動機構は、ベースプレート９をＸ軸方向に案内するガイド溝８ｂが形成されたテーブル８、ベースプレート９をガイド溝８ｂに沿って移動させるモータ１０、を有している。ここで用いられるテーブル８は、チャンバ１３の内部をノズル４側と排気用ブロワ６の連結口側とに仕切るようにベースプレート下の位置にほぼ水平に配置されて、かつ、Ｙ軸方向を長径方向とする複数のスリット状排気口８ａが形成されている。このため、排気用ブロワ６を回転させると、スリットノズル４から下方に放出されたガスは、このテーブル８のスリット状排気口８ａを介して、排気用ブロワ６側へとすみやかに回収される。このため、チャンバ内における異物浮遊を防止することができる。
【００１６】
つぎに、このような乾燥装置を用いた、液晶表示素子製造プロセスの配向膜形成処理について説明する。
【００１７】
液晶表示素子製造プロセスには、配向膜形成プロセス、ラビングプロセス、シール材印刷プロセス、スペーサ散布プロセス、基板貼り合わせプロセス、シール材焼成プロセス、液晶注入プロセス、液晶注入口封止プロセス、偏光板貼り付けプロセス等が含まれているが、ここでは、図１の乾燥装置を用いる配向膜プロセスに重点をおいて説明することとする。
【００１８】
一方の面(以下、電極面と呼ぶ)にＴＦＴ(表示領域対角１７インチ)またはカラーフィルタパターンが６面配置された洗浄後のガラス基板が配向膜形成プロセスに搬送されると、以下に示すように、ガラス基板１の配向膜材料塗膜に対する乾燥処理が実行される。なお、ここでは、可溶性ポリイミドまたはポリアミック酸を１−メチル−２−ピロリドン(ＮＭＰ)またはγ−ブチロラクトン(ＢＬ)に溶解させることによって得られた約５ｗｔ％の配向膜材料溶液を用いることとする。
【００１９】
まず、給気用ブロワ５の回転を開始することによって、加熱中のヒータ２にガスを送り込む。これにより、加熱ガスが、均熱容器７に一旦蓄えられてから、各スリットノズル４の先端から一様な温度(例えば６０℃程度)で放出される。
【００２０】
その間、洗浄後のガラス基板(７２０ｍｍ×９３０ｍｍ×０.７ｍｍ)の電極面に、フレキソ印刷によって配向膜材料溶液を約１.５μｍの厚さに塗布することによって、配向膜材料塗膜を形成しておく。そして、チャンバ１３の内部温度が適当な温度(例えば５５℃程度)に安定したら、チャンバの搬入口のシャッタを開ける。そして、ガラス基板を、配向膜材料塗膜が上側となるように搬送アーム１１の先端にのせて、チャンバ１３内のベースプレート９上まで搬送する。その後、搬送アーム１１の先端がベースプレート９上のピン列の間に収容されるように、搬送アーム１１をＺ軸方向に移動させる。これにより、搬送アーム１１の先端からピン群の先端に基板１が乗り換えられたら、搬送アーム１１をＸ軸方向に移動させることによって、搬送アーム１１の先端をピン列の間から引き抜く。そして、チャンバの搬入口のシャッタを閉じる。
【００２１】
その後、モータ１０の回転を開始することによって、ベースプレート９を適当な速度(例えば約１００ｍｍ／ｓ)でＸ軸方向に往復移動させる。このときのベースプレート９のストロークは、スリットノズル４の配置間隔とほぼ等しい距離である。これにより、配向膜材料塗膜全体から溶剤を均一かつ効率的に蒸発させることができる。このため、焼成前の段階で配向膜材料塗膜の膜厚および膜物性にばらつきが発生するのを防止することができる。なお、このとき、ガラス基板の表面付近における温風の風速が０.５ｍ／ｓ以上となるように、スリットノズル４から温風を放出させれば、気化した溶剤を含むガスがガラス基板の表面付近で滞留せずにスムーズに外部に放出されるため、乾燥時間を短縮することができる。
【００２２】
このようにして、配向膜材料塗膜の含有溶剤の８０％程度が蒸発し、配向膜材料塗膜の流動性が失われたら、搬送アーム１１の先端がガラス基板１とベースプレート９との隙間Ａに挿入されるように搬送アーム１１をＸ軸方向に移動させ、さらに、ピン３の先端から搬送アーム１１の先端にガラス基板１が乗り換わるように搬送アーム１１をＺ軸方向に移動させる。これにより、ピン先端からガラス基板１をスムーズにすくい上げることができる。このように、ガラス基板１に過度の力をかけずに、ピン先端から基板１をすくい上げることができるのは、ガラス基板１との接触面積が狭い各ピン３は、ホットプレートのプレートと異なり、ガラス基板１と間に静電気(剥離帯電)をほとんど発生させないからである。このため、ガラス基板１の割れ等の欠陥発生を防止することができる。
【００２３】
なお、ベースプレート９のピン先端から基板１をすくい上げたら、つぎのガラス基板１の配向膜材料塗膜に対する乾燥処理が開始するまで、給気用ブロワ５からの送風を停止して、ピン３の加熱を防止することが望ましい。
【００２４】
以上の乾燥処理が終了したら、ガラス基板１は、そのまま、搬送アーム１１で乾燥炉から赤外加熱炉へと搬送される。そして、ガラス基板１の配向膜材料塗膜に対する焼成処理が実行される。すなわち、赤外加熱炉の内部でガラス基板１を適当な温度(例えば、約２３０℃)で適当な時間(例えば、約２０分)加熱することによって、ガラス基板１上の配向膜材料塗膜を焼成する。これにより、ガラス基板１上に均一な膜厚および膜物性の配向膜が形成される。
【００２５】
その後、ガラス基板１は、配向膜形成プロセスから、順次、ラビングプロセス、シール材印刷プロセス、スペーサ散布プロセス、基板貼り合わせプロセス、シール材焼成プロセス、液晶注入プロセス、液晶注入口封止プロセス、偏光板貼り付けプロセス等へと搬送される。これにより、そのガラス基板１を含む液晶表示素子が完成する。
【００２６】
以上の液晶表示素子製造プロセスによれば、配向膜形成工程において、一様な膜物性の配向膜を一様な膜厚で形成することができるため、液晶表示素子における液晶分子配列の乱れ発生を防止することができる。このため、良好な表示特性の液晶表示素子を得ることができる。また、ホットプレートを用いた配向膜形成工程において発生しやすかった基板割れ発生を防止することができるため、液晶表示素子製造プロセスの歩留まりを向上させることができる。さらに、ホットプレートを用いた場合よりも、突き上げピンによる基板突き上げ処理が必要ない分だけ効率化を図ることができる。
【００２７】
これらの効果を、ホットプレートを用いた工程との比較して、図１０にまとめておく。
【００２８】
(１)本実施の形態に係る乾燥装置を用いた場合には、ホットプレートを用いた場合に生じる剥離帯電が生じない。このため、ホットプレートを用いた場合と異なり、ガラス基板の割れがほとんど発生しない。
【００２９】
(２)ホットプレートを用いた場合、ガラス基板の割れ発生を防止するため、突き上げピンによってガラス基板をゆっくり持ち上げる必要がある。これに対して、本実施の形態に係る乾燥装置を用いた場合には、このよう突き上げ処理が必要ない。このため、その分、配向膜形成プロセスを効率化することができる。例えば、ホットプレートによれば、７２０ｍｍ×９３０ｍｍのガラス基板の乾燥処理(搬入から搬出まで)に１００秒以上の時間を要するのに対して、本実施の形態に係る乾燥装置によれば、７２０ｍｍ×９３０ｍｍのガラス基板の乾燥処理に要する時間を６０秒以下に短縮することができる。
【００３０】
(３)ホットプレートを用いた場合には、ガラス基板の温度に±２℃程度のばらつきが生じるのに対して、本実施の形態に係る乾燥装置を用いた場合には、ガラス基板の温度のばらつきが±１℃程度に抑制される。このため、配向膜材料塗膜を一様に乾燥させることができる。この効果は、以下の実験により確認されている。
【００３１】
熱拡散率約０.１ｍｍ2／ｓのベスペル(登録商標)で形成されたピン３と２００ｍｍの間隔で並べられたスリットノズル４とを有する乾燥装置を用いて、以下の実験を行った。内部温度が約５５℃に安定したチャンバにおいて、各スリットノズル４から約６０℃の温風を速度０.５ｍ／ｓ〜２ｍ／ｓで放出させながら、スリットノズル４の先端から約２００ｍｍ離れた位置で、配向膜材料溶液塗布済みのガラス基板１を１００ｍｍ／ｓで往復移動させた。このときのガラス基板１のストロークは、２００ｍｍである。
【００３２】
その結果、チャンバへガラス基板１を投入してから約２５秒で配向膜材料塗膜の仮乾燥が完了したため、チャンバへガラス基板１を投入してから約４０秒後に温風の放出とガラス基板の往復移動とを停止し、ガラス基板１の外観および面内温度分布を観察した。その結果、ガラス基板１には割れ等の欠陥が生じていないことが確認された。また、ガラス基板１の温度のばらつきは、±１.０℃程度に抑制されていることが判った。ただし、図４に示すように、ガラス基板１の１部の領域を除けば、ガラス基板１の温度のばらつきは、±０.５℃程度に抑制されていることが判った。すなわち、配向膜材料膜の乾燥むらの要因となる、ガラス基板１の温度むらが抑制されていることが確認された。
【００３３】
その後、赤外加熱炉で約２３０℃で２０分間ガラス基板を加熱することによって、ガラス基板上の配向膜材料を硬化させた。このようにして配向膜が形成されたガラス基板を用いてＬＣＤパネルを作製し、そのプレチルト角を測定した。その結果、ホットプレートで配向膜を形成したガラス基板を用いたＬＣＤパネルと同程度のプレチルト角(約６°)を示すことが確認された。
【００３４】
つぎに、本実施の形態に係る乾燥装置を用いた乾燥処理の最適条件について説明する。ここでは、乾燥処理の最適条件を得るため、以下の実験を行った。
【００３５】
(１)実施１
乾燥時間を最適化するため、図５に示すように、ホットプレート１５からの伝熱およびドライヤー１９からの温風によって、それぞれ、１００ｍｍ×１００ｍｍ×１.１ｍｍのガラス基板１上の配向膜材料膜を乾燥させた。なお、ここでは、ドライヤー１９を、ガラス基板１に温風が垂直に吹き付けられるような姿勢で水平に往復移動させた。
【００３６】
ここで用いた配向膜材料は、ポリイミド骨格の主鎖と長鎖アルキル基の側鎖とからなり、長鎖アルキル基が配向膜表面に存在することでプレチルト角を発現する材料を用いた。配向膜材料を希釈した溶剤は、１−メチル−２−ピロリドン(ＮＭＰ)、γ−ブチロラクトン(ＢＬ)である。
【００３７】
溶剤乾燥後、同条件で液晶セルを作製し、プレチルト角を測定したところ、図６のようになった。ここで、乾燥時間は以下のように定義した。基板上に塗布された溶液が乾燥して溶剤が蒸発するときには、膜厚減少が起こり、膜面に干渉縞を生じる。溶剤が蒸発して膜厚が均一になると干渉縞は消え、膜面は一様の干渉色を示す。基板加熱開始から一様の干渉色となるまでの時間を乾燥時間として測定した。
【００３８】
ホットプレート乾燥では乾燥時間によらず、ほぼ一定のプレチルト角を示すのに対し、温風乾燥では乾燥時間によって大きくプレチルト角が変わり、乾燥時間が短いとプレチルト角が小さい。
【００３９】
ここで、溶剤組成が配向膜高分子に与える影響を調べた。ＮＭＰ、ＢＬに配向膜高分子をそれぞれ溶解し、分子サイズを光散乱強度の散乱角度依存性から求めた。その結果を図７に示す。ＮＭＰ溶液中では高分子が収縮していることが分かった。高分子が収縮するとプレチルト角発現に寄与する側鎖が主鎖の中に丸め込まれると考えられる。さらに、ＮＭＰ比率が高い溶液から成膜した配向膜ではプレチルト角が低下することが分かった。配向膜高分子が伸長しているときには、ガスと親和性の高い側鎖は膜表面に偏在するが、配向膜高分子が収縮するとき、プレチルト角に寄与する側鎖は主鎖に丸め込まれて、膜表面に存在する量が減り、その結果プレチルト角が低下すると考えている。
【００４０】
溶剤乾燥工程では混合溶剤が均一に蒸発せず、蒸発速度はＮＭＰよりもＢＬの方が速い。そのため、塗膜中では配向膜高分子の濃縮と同時に混合溶剤組成変化が起きる。溶剤乾燥時の塗膜中の溶剤組成は以下のように変化すると考えられる。加熱により、配向膜表面からはＢＬが蒸発する。膜内では深さ方向に溶剤の濃度勾配を生じ、基板側より表面に向かってＢＬが拡散するが、乾燥時間が短いと表面の蒸発に対して膜内の拡散が追いつかず、表面は蒸発しにくいＮＭＰの組成比が増加する。また、温風乾燥では溶剤の滞留を防ぐために積極的に溶剤を除去しているので、ＢＬとＮＭＰの蒸発速度格差を増大させ、表面のＮＭＰ濃縮が進む。従って、ＮＭＰが濃縮されやすい乾燥速度の速い条件では、表面の高分子が収縮し、プレチルト角が低下する。
【００４１】
以上の結果から、プレチルト角が従来方法のホットプレート乾燥と同等以上となる２０秒以上の乾燥時間となる温度および風速をこの配向膜材料の最適温風乾燥条件とした。その温度は温風の吹出し口温度が７０〜９０℃、基板上風速が１.５〜２.０ｍ／ｓであることが判った。
【００４２】
(２)実験２
本実施の形態に係る乾燥装置により、各温度のガスをガラス基板に吹きつけ、配向膜材料塗膜の外観を観察した。その結果、３０℃以下のガスを吹き付けた場合には、配向膜材料塗膜の平坦性が劣化することが判った。また、３０℃以上のガスを吹き付けた配向膜材料塗膜の平坦度は、図８に示すように、ガスの温度に応じて変化することが判った。すなわち、ガス温度が高いほど、配向膜材料溶液の流動性がよくなるため、平坦性が向上することが判った。
【００４３】
配向膜溶液の溶剤は一般的に混合溶剤であり、乾燥時には溶剤成分比が変化する。このとき、時間とともに、配向膜高分子と溶剤の親和性の変化、配向膜濃度増加による流動性の低下が起き、最表面の配向膜高分子構造が決定される。例えば、配向膜との親和性がやや劣る溶剤が濃縮されて、分子が収縮し、その結果、プレチルト角を発現する要素である高分子側鎖の表面濃度が低下して、プレチルト角が低下する。そこで、各温度のガスによる乾燥処理を経たガラス基板でそれぞれセルを作製し、そのプレチルト角を測定した。その結果、図９に示すように、ガス温度が高くなるほどプレチルト角が低下すること確認された。そして、１００℃以上のガスによる乾燥では、適切なプレチルト角を得ることが困難であることが確認された。
【００４４】
以上の結果より、本実施の形態では、ノズルからの供給ガスの最適温度の範囲として、約３０℃〜１００℃を採用することとした。
【００４５】
なお、本実施の形態では、均熱容器７からガスを放出するためにスリットノズル４を用いているが、必ずしも、このようにする必要はない。例えば、図１１に示すように、複数の貫通孔１４ａがマトリクス状に形成された板材１４を、スリットノズル４に代わりに均熱装置７に取り付けてもよい。このような構成において、直径約５ｍｍの貫通孔１４ａが２０ｍｍ間隔で形成された板材１４を用いれば、基板１全体に一様にガスを吹き付けることができるようになるため、基板１をＸ軸方向に往復移動させる必要性は小さくなる。そこで、基板１を移動させないようにすれば、テーブル８を除く、駆動機構の構成の省略が可能となるとともに、配向膜材料塗膜への異物巻き込みの発生を防止することができる。
【００４６】
また、本実施の形態では、基板１の正面からガスを供給しているが、必ずしも、このようにする必要はない。例えば、基板１の一端面側からガスが供給されるようにしてもよい。このようにするには、図１２に示すように、１本のスリットノズル４を、そのノズル孔が基板１とほぼ平行となるように、基板１の一端面側に配置すればよい。この場合には、スリットノズル４が１本で足りるため、均熱容器７が不要となる。このため、乾燥装置の小型化を図ることができる。ただし、この場合には、スリットノズル４からのガスは、溶剤の蒸発潜熱分のエネルギーを奪われる等の理由から、基板１の両面に沿って流れてゆくにしたがい徐々に温度が低下する。このことによる、配向膜材料塗膜の乾燥むらの低減を図るには、スリットノズル４から離れるにしたがって基板１との間隔が徐々に狭くなる天板１６をチャンバ１３内に配置することが望ましい。これにより、スリットノズル４からのガスの流速が、基板１に沿って流れてゆくにしたがい徐々に速くなるため、配向膜材料塗膜の乾燥速度の面内ばらつきが抑制され、配向膜材料塗膜の乾燥むらの低減を図ることができる。
【００４７】
なお、本実施の形態においては、ピンでガラス基板をベースプレートから浮かしているが、ピン以外の支持部材でガラス基板をベースプレートから浮かせるようにてもよい。例えば、ガラス基板に線接触する凸部をベースプレートに形成してもよい。
【００４８】
また、本実施の形態においては、ガス供給部(ノズル)に対してベースプレートを移動させるようにしているが、ベースプレートに対してガス供給部(ノズル)を移動させるようにしてもよいし、双方を移動させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の一形態に係る乾燥装置の概略構成図
【図２】ガラス基板の支持材料と熱拡散率との対応を示した図
【図３】ガラス基板の支持材料が基板温度分布に与える影響を調べるための実験設備の概略図
【図４】図１の乾燥装置により乾燥処理を施されたガラス基板の面内温度分布図
【図５】乾燥処理を最適化するための実験設備の概略図
【図６】乾燥方式ごとに乾燥時間とプレチルト角との関係を示した図
【図７】配向膜形成材料溶液中における高分子の広がりを概念的に示した図
【図８】図１の乾燥装置のチャンバ内の温度と仮乾燥後の塗膜の表面粗さとの関係を示した図
【図９】温風の温度とプレチルト角度との関係を示した図
【図１０】ホットプレートによる乾燥の効果と図１の乾燥装置による乾燥の効果との対比図
【図１１】本発明の実施の一形態に係る乾燥装置の概略構成図
【図１２】本発明の実施の一形態に係る乾燥装置の概略構成図
【図１３】従来のホットプレートの概略構成図
【図１４】従来のホットプレートの概略構成図
【符号の説明】
【００５０】
１…基板、２…ヒータ、３…ピン、４…ノズル、５…給気用ブロワ、６…排気用ブロワ、７…均熱容器、８…テーブル、９…ベースプレート、１０…モータ、１１…搬送アーム、１３…チャンバ、１４…板材、１６…天板
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006343772.tif 000005
【図４】
2006343772.tif 000006
【図５】
2006343772.tif 000007
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年8月17日(2006.8.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方の面に塗布された、配向膜を形成するための溶液を乾燥させる乾燥装置であって、
前記基板の、前記溶液が塗布された面側に、ガスの流れを形成するガス流形成手段を有することを特徴とする乾燥装置。
【請求項２】
請求項１記載の乾燥装置であって、
前記基板の、前記溶液が塗布された面と反対側の面側に空間が形成されるように、前記基板を、前記溶液が塗布された面と反対側の面内の複数位置で支持する支持手段と、
前記空間に挿入され、前記基板を前記支持手段からすくい上げるアームと、
を備えることを特徴とする乾燥装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の乾燥装置であって、
前記ガス流形成手段は、
前記基板の、前記溶液が塗布された面に、前記ガスを供給するノズルを備え、
当該乾燥装置は、
前記ノズルと前記支持手段とを相対的に移動させる駆動手段を有することを特徴とする乾燥装置。
【請求項４】
請求項１、２および３のうちのいずれか１項に記載の乾燥装置であって、
前記ガスに熱を与える加熱手段を有することを特徴とする乾燥装置。