(57)【要約】【課題】この発明は基板にインクジェット方式で塗布した溶液を平坦化することができるようにした溶液の塗布方法を提供することにある。【解決手段】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。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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
を備えたことを特徴とする溶液の塗布方法。
【請求項２】
上記基板に供給される溶液の接触角度が１０度以下になるよう上記基板を励起処理することを特徴とする請求項１記載の溶液の塗布方法。
【請求項３】
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装置において、
上記基板の上記溶液が塗布される板面を励起処理するための励起部と、
この励起部で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塗布部と
を備えたことを特徴とする溶液の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は基板に溶液をインクジェット方式で塗布する溶液の塗布方法及び塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置や半導体装置の製造工程においては、ガラス基板に配向膜やレジスト膜などの機能性薄膜を形成する成膜プロセスがある。この成膜プロセスによって基板に機能性薄膜を形成する場合、この機能性薄膜を形成するための溶液をノズルから噴射して基板の板面に塗布するインクジェット方式を用いた塗布装置が採用されるようになってきている。
【０００３】
インクジェット方式の塗布装置は、基板を搬送する搬送テーブルを有しており、この搬送テーブルの上方には複数のヘッドが基板の搬送方向と交差する方向に沿って並設されている。各ヘッドには、多数のノズルが基板の搬送方向と交差する方向に所定間隔で形成されている。
【０００４】
各ヘッドには供給管を介して溶液タンクから溶液が供給される。各ヘッドに供給された溶液は、ヘッドのノズルから上記基板の上面にドット状に噴射される。したがって、基板を所定方向に搬送するとともに所定の搬送時間ごとに溶液をノズルから噴射すれば、上記基板の上面にドット状の溶液を行列状に塗布することができる。
【０００５】
基板にドット状の溶液を行列状に塗布すると、各ドットは経時的に流動して平坦化する。そのため、上記溶液が基板の板面全体に拡がり、上記溶液による機能性薄膜を形成することができる。このように、基板の板面に機能性薄膜を形成する場合、たとえば液晶表示装置の性能上などの観点から上記機能性薄膜の厚さが均一であることが要求される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、溶液が液晶表示装置の配向膜を形成するポリイミドのように粘度の高い場合、その溶液を基板にドット状に供給すると、その溶液の基板の板面に対する接触角が大きくなることが避けられない。とくに、溶液が塗布される基板の板面が有機物などによって汚れていると、上記接触角がさらに大きくなる。
【０００７】
基板の板面に対する溶液の接触角が大きいと、基板に溶液をドット状に塗布した後、そのドットが十分に平坦化しないということがある。そのため、基板に厚さが均一な機能性薄膜を形成することができなくなる。
【０００８】
この発明は、溶液の基板に対する接触角を小さくすることで、基板にドット状に塗布された溶液を平坦化することができるようにした溶液の塗布方法及び塗布装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、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
を備えたことを特徴とする溶液の塗布方法にある。
【００１０】
上記基板に供給される溶液の接触角度が１０度以下になるよう上記基板を励起処理することが好ましい。
【００１１】
この発明は、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装置において、
上記基板の上記溶液が塗布される板面を励起処理するための励起部と、
この励起部で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塗布部と
を備えたことを特徴とする溶液の塗布装置にある。
【００１２】
この発明によれば、励起処理された基板の板面に溶液を塗布するようにしたから、励起処理によって基板の板面が清浄化されるため、その板面に対するドット状の溶液の接触角を小さくすることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の一実施の形態を説明する。
【００１４】
図１はこの発明の一実施の形態に係る溶液の塗布装置を示し、この塗布装置はたとえば液晶表示装置に用いられるガラス製の基板Ｗを励起処理する励起処理部１と、この励起処理部１で処理された基板Ｗの板面に、たとえばポリイミドなどのドット状の溶液を行列状に塗布する溶液塗布部２及び基板Ｗに塗布された溶液を仮焼成する仮焼成部３とを備えている。
【００１５】
上記励起処理部１は、図２に示すように一端に搬入口４ａ、他端に搬出口４ｂが形成されたチャンバ５を有する。このチャンバ５内には基板Ｗを所定方向に搬送する複数の搬送ローラ６が搬送方向に沿って所定間隔で設けられている。
【００１６】
搬送ローラ６によって搬送される基板Ｗの上方には励起手段としての１７２ｎｍの波長に紫外線を放出する複数のエキシマランプ７が基板Ｗの搬送方向に所定所定間隔で配設されている。
【００１７】
上記チャンバ５内には不活性ガスと酸素との混合ガスが供給される。このチャンバ５内の酸素濃度は所定の濃度、たとえば１０％以下、好ましくは５％以下に維持される。したがって、上記エキシマランプ７を照射すれば、チャンバ５内の酸素が紫外線によって励起されて励起酸素が発生するから、その励起酸素によって基板Ｗに付着した汚れである、有機物が分解除去されることになる。
【００１８】
なお、励起手段としては、エキシマランプ７に限られず、低圧水銀ランプや高周波電流が印加されることで放電によるプラズマを発生し、そのプラズマで酸素を励起する放電電極であってもよく、さらには基板Ｗにオゾンガスやオゾン水を供給して励起処理するようにしてもよく、要は基板Ｗを励起酸素によって処理することができる手段であればよい。
【００１９】
上記励起処理部１で処理された基板Ｗは上記溶液塗布部２に供給される。溶液塗布部２は、図３に示すようにベース１０を有し、このベース１０には上面に基板Ｗを載置して往復駆動される搬送テーブル１１が設けられている。この搬送テーブル１１の走行路の上方には複数のヘッド１２が基板Ｗの搬送方向に対して交差する方向に沿って配置されている。この実施の形態では図４（ａ）に示すように５つのヘッド１２が基板Ｗの搬送方向に対して２列で配置されている。各ヘッドには図示しない供給タンクから機能性薄膜を形成する、たとえばポリイミドなどの溶液が供給管１３を通じて供給される。
【００２０】
図３に示すように、各ヘッド１２にはノズルプレート１４が設けられ、各ノズルプレート１４には図４（ｂ）に示すように多数のノズル１５が基板Ｗの搬送方向と交差する方向に沿って所定のピッチｔで千鳥状に形成されている。
【００２１】
上記ヘッド１２内には、各ノズル１５に対向して圧電素子（図示せず）が設けられている。したがって、圧電素子に電圧を印加すれば、その圧電素子と対応するノズル１５からドット状の溶液を上記搬送テーブル１１上の基板Ｗに噴射することができる。
【００２２】
基板Ｗの搬送速度と、圧電素子に電圧を印加する時間の間隔を制御すれば、上記基板Ｗの上面にはドット状の溶液をノズル１５のピッチｔと対応する間隔で行列状に塗布することができる。
【００２３】
ドット状の溶液が行列状に塗布された基板Ｗは、所定時間放置されてから上記仮焼成部３で加熱される。それによって、基板Ｗに塗布された溶液が乾燥させられる。仮焼成部３で基板Ｗを加熱する手段としてはホットプレートなどが用いられる。
【００２４】
ところで、上記基板Ｗに溶液を塗布する前に、上記基板Ｗは励起処理部１で励起処理される。そのため、励起処理によって有機物などの汚れが除去された基板Ｗは、溶液に対する接触角が小さくなるから、基板Ｗに塗布されたドット状の溶液は平坦化し易くなる。その結果、仮焼成部３で溶液を乾燥すれば、基板Ｗの板面には厚さが均一な機能性薄膜を形成することができる。
【００２５】
図５は基板Ｗを励起処理部１でエキシマランプ７によって励起処理する処理時間と、基板Ｗに供給されたドット状のポリイミドがなす接触角との関係を実験して求めたグラフである。
【００２６】
このグラフから分かるように、エキシマランプ７による励起処理を行なわなかった場合、接触角は４０℃であったが、励起処理を１５秒行なうと、ポリイミドの基板Ｗに対する接触角が１０度以下である、約７度になることが確認された。さらに、エキシマランプ７による励起処理を３０秒、４５秒、６０秒行なって接触角を調べたが、１５秒以上行なっても接触角がさらに小さくなることがなく、ほぼ一定であった。したがって、基板Ｗの励起処理は最大で１５秒行えば、最小の接触角が得られることになる。
【００２７】
図６（ａ）は基板Ｗを励起処理し、ポリイミドＰに対する基板Ｗの接触角が１０度以下として基板ＷにポリイミドＰをドット状に塗布して乾燥した実験結果を模式的に示しており、同図（ｂ）は基板Ｗを励起処理せず、ポリイミドＰに対する基板Ｗの接触角が１０度以上で基板ＷにポリイミドＰをドット状に塗布して乾燥した実験結果を模式的に示している。
【００２８】
これらの実験から明らかなように、ポリイミドＰに対する基板Ｗの接触角を１０度以下にすることで、図６（ａ）に示すように仮焼成後のポリイミドＰの膜厚を均一化、つまり平坦化できることが確認できた。しかしながら、図６（ｂ）に示すように、基板Ｗを励起処理しない場合には、図６（ｂ）に示すようにヘッド１２に形成されたノズル１５のピッチｔに対応する間隔で突条２１が形成され、ポリイミドＰが平坦化されないことが確認できた。
【００２９】
上記一実施の形態では、溶液としてポリイミドを挙げたが、たとえばレジストや液晶などポリイミド以外の溶液であっても、この発明を適用することができる。つまり、基板が汚れている場合に接触角が大きくなる溶液であって、基板への塗布後に膜厚を均一化したい場合にこの発明を適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、励起処理された基板の板面に溶液を塗布するようにした。
【００３１】
そのため、励起処理によって基板の板面が清浄化され、その板面に塗布されるドット状の溶液の接触角を小さくすることが可能となるから、ドット状の溶液を平坦化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係る溶液の塗布装置の概略的構成図。
【図２】励起処理部の概略的構成を示す断面図。
【図３】溶液塗布部の概略的構成図。
【図４】（ａ）は溶液塗布部のヘッドの配置状態の平面図、（ｂ）はヘッドのノズルプレートの平面図。
【図５】基板をエキシマランプからの紫外線によって処理した時間とポリイミドの基板に対する接触角との関係を示すグラフ。
【図６】（ａ）は接触角が１０度以下に処理された基板に溶液を塗布したときに説明図、（ｂ）は励起処理されていない基板に溶液を塗布したときの説明図。
【符号の説明】
１…励起処理部、２…溶液塗布部、７…エキシマランプ（励起手段）、１２…ヘッド、１４…ノズル。
【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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