(57)【要約】【課題】  基板へ液状組成物を均一に塗布し、成膜品質の向上を図る。【解決手段】  下方に設置した基板Ｓに対してインクジェットヘッド３４を相対移動させながら前記インクジェットヘッド３４に設けられたノズル孔１１８から配向膜溶液を吐出させて前記基板Ｓの表面に前記配向膜溶液を描画して成膜を施す成膜方法であって、前記インクジェットヘッド３４によって前記基板Ｓへ複数回描画し、各描画を互いに異なる方向に沿って行うことを特徴とする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して吐出ヘッドを相対移動させながら、前記吐出ヘッドに設けられたノズルから液状組成物を吐出させ、前記基板の表面に前記液状組成物を描画して成膜を施す成膜方法であって、
前記吐出ヘッドによって前記基板に対して複数回の描画を行うものとし、該複数回の描画のうち少なくとも２つの描画の方向を互いに異ならせることを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記複数回の描画のうち各回の描画の方向をそれぞれ異ならせることを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記各描画を、前記基板面内において異なる角度の直線方向に沿って行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記液状組成物が、液晶装置に適用される配向膜の形成材料を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記液状組成物が、液晶材料を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記液状組成物が、カラーフィルタを構成する着色層の形成材料を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項７】
前記液状組成物が、カラーフィルタを保護するオーバーコートの形成材料を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項８】
前記液状組成物が、フォトレジストの形成材料を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項９】
基板に対して吐出ヘッドを相対移動させながら、前記吐出ヘッドに設けられたノズルから液状組成物を吐出させ、前記基板の表面に前記液状組成物を描画して成膜を施す成膜装置であって、
前記吐出ヘッドによって前記基板に対して複数回の描画を行うものとし、該複数回の描画のうち少なくとも２つの描画の方向を互いに異ならせる制御を行う制御手段を備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の成膜方法を用いて製造したことを特徴とする液晶装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面に液状組成物を塗布して成膜を施す成膜方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、コンピュータや携帯用の情報機器端末の発達に伴い、液晶装置の使用が増加している。この種の液晶装置は、液晶を介して一対の基板を貼り合わせてなるもので、これら基板には、ラビング処理が施された配向膜が形成されている。ところで、液晶装置の基板に配向膜を成膜する方式としては、複数のノズルが配列された吐出ヘッドを基板に対して相対移動させながら、各ノズルから配向膜形成材料を含む配向膜溶液を吐出して基板の表面に配向膜溶液を塗布するインクジェット方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１３８４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、図６に示すように、吐出ヘッド１と基板Ｓとを相対移動させながら吐出ヘッド１の各ノズル２から基板Ｓに配向膜溶液を滴下して塗布する場合、配向膜溶液の粘度や基板Ｓ上における配向膜溶液の塗れ広がり具合のばらつきから、吐出ヘッド１のノズル２からの液滴同士が結びつかず、筋状の隙間Ｇが形成されてしまうことがあり、配向膜が均一に成膜されないという不具合が生じる恐れがあった。
【０００４】
この発明は、基板に対して極めて容易に液状組成物を均一に塗布することが可能で、成膜品質の向上を図ることが可能な成膜方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の成膜方法は、基板に対して吐出ヘッドを相対移動させながら、前記吐出ヘッドに設けられたノズルから液状組成物を吐出させ、前記基板の表面に前記液状組成物を描画して成膜を施す成膜方法であって、前記吐出ヘッドによって前記基板に対して複数回の描画を行うものとし、該複数回の描画のうち少なくとも２つの描画の方向を互いに異ならせることを特徴とする。
【０００６】
このような成膜方法によると、複数回の描画のうち少なくとも２つの描画の方向を互いに異ならせているため、液状組成物の粘度や基板上における液状組成物の塗れ広がり具合のばらつきがある場合にも、各回の描画間に隙間が生じ難く、基板に対して液状組成物を均一にかつムラなく塗布し、成膜品質の向上を図ることができる。
【０００７】
前記複数回の描画のうち各回の描画の方向をそれぞれ異ならせるものとすることができる。このように全描画方向を異ならしめることで一層確実に上記隙間の発生を防止ないし抑制することが可能となる。また、前記各描画を、前記基板面内において異なる角度の直線方向に沿って行うことが好ましい。これにより、先の描画時に生じた筋状の隙間を、異なる角度の直線方向に沿って行う後の描画によって確実に消滅させることができる。
【０００８】
さらに、液状組成物として液晶装置に適用される配向膜の形成材料を含むものを採用することができる。これにより、配向膜を基板上に均一かつムラなく成膜することができ、ひいては高品質な配向膜を備えた液晶装置を製造することができる。
【０００９】
また、液状組成物として液晶を前記基板に描写して前記基板に塗布しても良い。これにより、液晶を基板上へ均一に塗布することができ、高品質な液晶装置を製造することができる。その他にも、液状組成物としては、例えば液晶装置のカラーフィルタを構成する着色層の形成材料を含むもの、或いはカラーフィルタを覆うオーバーコートの形成材料を含むもの、さらにはフォトレジストの形成材料を含むもの等を採用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る成膜方法を実施するための最良の形態につき、図面を参照して説明する。なお、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。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る成膜方法により成膜を施すための液滴吐出装置（以下、インクジェット装置とも言う）の概略構成を示す斜視図である。このインクジェット装置３００は、ベース３１、基板移動手段３２、ヘッド移動手段３３、インクジェットヘッド（吐出ヘッド）３４、インク供給手段３５等を有して構成されたもので、インクジェットヘッド３４から、液状組成物を吐出する。ここでは、このインクジェット装置３００は、後述する基板Ｓに形成する配向膜の材料となるポリイミド溶液からなる配向膜溶液をインクジェットヘッド３４から吐出する。ベース３１は、その上に前記基板移動手段３２、ヘッド移動手段３３を設置したものである。
【００１２】
基板移動手段３２は、ベース３１上に設けられたもので、Ｙ軸方向（主走査方向）に沿って配置されたガイドレール３６を有したものである。この基板移動手段３２は、例えばリニアモータにより、スライダ３７をガイドレール３６、３６に沿って移動させるよう構成されたものである。スライダ３７には、θ軸用のモータ（図示せず）が備えられている。このモータは、例えばダイレクトドライブモータからなるものであり、これのロータ（図示せず）はテーブル３９に固定されている。このような構成のもとに、モータに通電するとロータおよびテーブル３９は、θ方向に沿って回転し、テーブル３９をＹ軸に対して所定の角度θ回転固定するようになっている。
【００１３】
テーブル３９は、基板Ｓを位置決めし、保持するものである。すなわち、このテーブル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Ｓをテーブル３９の上に吸着保持するようになっている。基板Ｓは、テーブル３９の位置決めピン３９ａにより、テーブル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。テーブル３９には、インクジェットヘッド３４が配向膜溶液を捨打ちあるいは試し打ちするための捨打ちエリア４１が設けられている。この捨打ちエリア４１は、Ｘ軸方向（副走査方向）に延びて形成されたもので、テーブル３９の後端部側に設けられたものである。
【００１４】
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とを備えてなるもので、該走行路３３ｂをＸ軸方向（副走査方向）、すなわち前記の基板移動手段３２のＹ軸方向（主走査方向）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とを有して形成されたもので、ガイドレール３３ｄ、３３ｄの長さ方向にインクジェットヘッド３４を保持させるスライダ４２を移動可能に保持したものである。スライダ４２は、リニアモータ（図示せず）等の作動によってガイドレール３３ｄ、３３ｄ上を走行し、これによりインクジェットヘッド３４をＸ軸方向に移動させるよう構成されたものである。
【００１５】
インクジェットヘッド３４には、揺動位置決め手段としてのモータ４３、４４、４５、４６が接続されている。そして、スライダ４２とインクジェットヘッド３４とに接続されているモータ４３を作動させると、インクジェットヘッド３４はＺ軸に沿って上下動し、Ｚ軸上での位置決めが可能になっている。なお、このＺ軸は、前記のＸ軸、Ｙ軸に対しそれぞれに直交する方向（上下方向）である。また、モータ４４を作動させると、インクジェットヘッド３４は図１中のβ方向に沿って揺動し、位置決め可能になり、モータ４５を作動させると、インクジェットヘッド３４はγ方向に揺動し、位置決め可能になり、モータ４６を作動させると、インクジェットヘッド３４はα方向に揺動し、位置決め可能になる。
【００１６】
このようにインクジェットヘッド３４は、スライダ４２上において、Ｚ軸方向に直線移動して位置決め可能となり、かつ、α、β、γに沿って揺動し、位置決め可能となっている。したがって、インクジェットヘッド３４の吐出面を、テーブル３９側の基板Ｓに対する位置あるいは姿勢を、正確にコントロールすることができるようになっている。
【００１７】
ここで、インクジェットヘッド３４は、図２（ａ）に示すように例えばステンレス製のノズルプレート１１２と振動板１１３とを備え、両者を仕切部材（リザーバプレート）１１４を介して接合したものである。ノズルプレート１１２と振動板１１３との間には、仕切部材１１４によって複数の空間１１５と液溜まり１１６とが形成されている。各空間１１５と液溜まり１１６の内部は配向膜溶液で満たされており、各空間１１５と液溜まり１１６とは供給口１１７を介して連通したものとなっている。また、ノズルプレート１１２には、空間１１５から配向膜溶液を噴射するためのノズル孔１１８が一列に配列された状態で複数形成されている。一方、振動板１１３には、液溜まり１１６に配向膜溶液を供給するための孔１１９が形成されている。
【００１８】
また、振動板１１３の空間１１５に対向する面と反対側の面上には、図２（ｂ）に示すように圧電素子（ピエゾ素子）１２０が接合されている。この圧電素子１２０は、一対の電極１２１の間に位置し、通電するとこれが外側に突出するようにして撓曲するよう構成されたものである。そして、このような構成のもとに圧電素子１２０が接合されている振動板１１３は、圧電素子１２０と一体になって同時に外側へ撓曲するようになっており、これによって空間１１５の容積が増大するようになっている。したがって、空間１１５内に増大した容積分に相当する配向膜溶液が、液溜まり１１６から供給口１１７を介して流入する。また、このような状態から圧電素子１２０への通電を解除すると、圧電素子１２０と振動板１１３はともに元の形状に戻る。したがって、空間１１５も元の容積に戻ることから、空間１１５内部の配向膜溶液の圧力が上昇し、ノズル孔１１８から基板に向けて配向膜溶液の液滴１２２が吐出される。なお、インクジェットヘッド３４のインクジェット方式としては、前記の圧電素子１２０を用いたピエゾジェットタイプ以外の方式のものとしてもよい。例えば、バブルジェット（登録商標）方式でも良い。
【００１９】
図１に戻り、インク供給手段３５は、インクジェットヘッド３４に配向膜溶液を供給するインク供給源４７と、このインク供給源４７からインクジェットヘッド３４に配向膜溶液を送るためのインク供給チューブ４８とからなるものである。すなわちステンレス製等の容器からなるインク供給源４７に配向膜溶液を一時保管して、そこより配向膜溶液をインク供給チューブ４８によりヘッドまで供給する方式を採用している。
【００２０】
［成膜方法］
次に、上記のインクジェット装置によって基板Ｓに成膜を施す成膜方法について図面を参照しつつ説明する。まず、図３（ａ）に示すように、テーブル３９（図１参照）の所定位置に基板Ｓを位置決めして保持させる。次いで、インクジェットヘッド３４を一方向（Ｘ方向）へ走査しつつ、各ノズル孔１１８から配向膜溶液を吐出させる。
【００２１】
このようにすると、インクジェットヘッド３４のノズル孔１１８から吐出された配向膜溶液が基板Ｓ上に滴下され、基板Ｓの表面に配向膜溶液が塗布される。ここで、基板Ｓの表面に塗布された配向膜溶液は、その粘度や基板Ｓ上における配向膜溶液の塗れ広がり具合のばらつきから、図３（ｂ）に示すように、液滴同士が結びつかず、筋状の隙間Ｇが形成されてしまうことがある。
【００２２】
このため、本実施形態の成膜方法では、１回目の配向膜溶液の塗布後に、さらに次のように、基板Ｓに配向膜溶液を重ねて描画して塗布する。１回目の配向膜溶液の塗布が終了したら、図３（ｃ）に示すように、基板Ｓを保持しているテーブル３９をθ方向に沿って約９０°回転させる。この状態において、インクジェットヘッド３４を一方向（Ｘ方向）へ走査しつつ、各ノズル孔１１８から配向膜溶液を吐出させる。このようにすると、インクジェットヘッド３４のノズル孔１１８から吐出された配向膜溶液が基板Ｓ上に滴下され、図３（ｄ）に示すように、基板Ｓの表面に配向膜溶液が塗布される。
【００２３】
そして、１回目の描画を行った後に、１回目の描画と異なる方向に沿って２回目の描画を行うことにより、１回目の描画にて生じた隙間Ｇが確実に消滅する。これにより、基板Ｓには、配向膜溶液が均一に塗布された状態となる。
【００２４】
このように、上記の実施形態に係る成膜方法によれば、配向膜溶液の粘度や基板Ｓ上における配向膜溶液の塗れ広がり具合のばらつきから筋状の隙間Ｇが生じたとしても、極めて容易にかつ完全に隙間Ｇを消滅させることができ、基板Ｓへ液状組成物を均一にかつムラなく塗布し、成膜品質の向上を図ることができ、高品質な配向板を製造することができる。
【００２５】
なお、上記の実施形態に係る成膜方法では、テーブル３９を回転させることにより、１回目の描画に対して２回目の描画の方向を異ならせたが、インクジェットヘッド３４を複数配設し、これらインクジェットヘッド３４を、それぞれ異なる方向に順次移動させて基板Ｓへの描画を行っても同様な効果を得ることができる。
また、上記の実施形態に係る成膜方法では、１回目の描画を行った後に、１回目の描画に対して基板Ｓを約９０°回転させて２回目の描画を行ったが、回転角度は９０°に限定されない。
また、直線的に描画した１回目の描画に対して異なる方向に沿って直線的に２回目の描画を行ったが、それぞれの描画は直線的に行わなくても良い。
図４は、一方の描画を直線的に行い他方の描画を曲線的に行う例を示したもので、図５は、それぞれの描画を曲線的に行う例を示したものである。
【００２６】
なお、２回目の描画は、１回目の描画によって塗布された配向膜溶液が乾燥する以前に迅速に行うのが好ましい。
また、描画を行うインクジェットヘッド３４のノズル孔１１８の間隔は、約１１１μｍ程度、配向膜溶液の吐出間隔は、約６０μｍ程度が好ましく、また、１ドット当りの液滴量は、１６ｎｇ程度とし、基板Ｓに付着した液滴の着弾径が１００μｍ程度となるようにするのが望ましい。
【００２７】
また、描画の回数としては、２回に限定されない。ここで、描画の回数及び塗布量は、描画後の乾燥工程にてレベリング、溶媒成分の乾燥を行った後に、膜厚が規定膜厚以内におさまるように算出する。
例えば、形成する膜厚が３００Åのときには、１回の描画で１００Åの膜が形成される場合、描画回数を３回とする。
なお、本実施形態に係る成膜方法では、基板Ｓに配向膜溶液からなる液状組成物を成膜する場合を例にとって説明したが、本実施形態は、配向膜を成膜する場合のみならず、例えば、基板上へ液晶を塗布して液晶装置を製造する場合などの各種成膜工程に適応することができる。
そして、上記成膜方法によって液晶を基板に描写することにより、液晶を基板上へ均一に塗布することができ、高品質な液晶装置を製造することができる。
【００２８】
次に、上記成膜方法を用いて製造した液晶装置について一実施の形態を示す。図７は、液晶装置の平面図であって、図８は、図７のＨ−Ｈ′線に相当する部分における液晶装置の側面断面図である。本実施の形態の液晶装置２００は、ＴＦＴアレイ基板２１０およびカラーフィルタ基板２２０と、シール材２５２とによって形成される空間に、液晶２５０を封入して複数の画素を形成したものである。
【００２９】
ＴＦＴアレイ基板２１０は、ガラス等の基板の表面に、各画素のスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成したものである。各ＴＦＴ（不図示）のゲート電極からは、複数の走査線（不図示）が平行に延設されている。また、各ＴＦＴの上方には層間絶縁膜が形成され、その表面には複数のデータ線（不図示）が平行に形成されている。そして、各ＴＦＴのソースはスルーホールを介して各データ線に接続されている。
【００３０】
なお、各走査線および各データ線は相互に直交させて格子状に配置され、各走査線は基板周縁部に形成された走査線駆動回路２０４に接続され、各データ線は基板周縁部に形成されたデータ線駆動回路２０１に接続されている。また、走査線駆動回路２０４およびデータ線駆動回路２０１を外部に接続するための端子２０２が基板周縁部に形成されている。さらに、データ線の上方には層間絶縁膜が形成され、その表面に画素電極（不図示）が形成されている。そして、各ＴＦＴのドレインは、スルーホールを介して画素電極に接続されている。加えて、画素電極の上方には、液晶分子の配向膜が形成されている。
【００３１】
一方、図８に示すカラーフィルタ基板２２０は、ガラス等の基板の表面に、ＲＧＢ各色のカラーフィルタ層２２３を形成したものである。なお、各カラーフィルタ層２２３の間隙には、額縁状にブラックマトリクスが形成されている。またカラーフィルタ層の表面にはオーバーコート膜（保護膜）が形成され、その表面にはＩＴＯ等からなる共通電極２２１が形成されている。さらに共通電極２２１の上方には配向膜が形成されている。
【００３２】
ＴＦＴアレイ基板２１０およびカラーフィルタ基板２２０の内面側に形成された配向膜は、ポリイミドの薄膜等によって構成されている。また、その配向膜の表面をナイロンのロール等によって所定方向に擦ることにより、ラビング処理が施されている。このラビング処理により、上記所定方向に液晶分子を配向規制することができる。なお、ラビング処理に代えて、配向膜の表面に複数の長細い突起等を形成することにより、液晶分子の配向規制を行うことも可能である。また、ＴＦＴアレイ基板２１０における配向膜の配向規制方向と、カラーフィルタ基板２２０における配向膜の配向規制方向とは、所定角度ずれた状態になっている。
【００３３】
そして、図７に示すように、ＴＦＴアレイ基板２１０の画像表示領域の周辺部に、硬化前の熱硬化性樹脂等からなるシール材２５２が塗布されている。なお、シール材２５２はＴＦＴアレイ基板２１０の全周に形成され、その角部にはカラーフィルタ基板の共通電極をＴＦＴアレイ基板２１０に引き回すための導通部材２０６が形成されている。
【００３４】
また、図８に示すように、このシール材２５２の内側には、後述する塗布方法により液晶２５０が塗布されている。そして、このシール材２５２を介して、ＴＦＴアレイ基板２１０とカラーフィルタ基板２２０とが貼り合わされている。これにより、ＴＦＴアレイ基板２１０およびカラーフィルタ基板２２０と、シール材２５２とによって形成される空間内に、液晶２５０が封入されるようになっている。
【００３５】
さらに、ＴＦＴアレイ基板２１０およびカラーフィルタ基板２２０の外側表面には、偏光フィルム（不図示）が形成されている。以上のように液晶装置２００は構成されている。そして、液晶装置２００の画像表示領域には複数の画素がマトリクス状に形成されている。
【００３６】
以上のような構成の本実施の形態の液晶装置は上述した成膜方法を用いて製造される。つまり、例えばカラーフィルタ、配向膜、液晶層、その他フォトレジスト等が、上述したインクジェット装置を用いた成膜方法により成膜されている。このような成膜方法を用いて製造された液晶装置は、表示ムラが少なく、優れた表示特性を示すものとなる。
【００３７】
次に、上記液晶装置を備えた電子機器の例について、図９を用いて説明する。図９は、携帯電話の斜視図である。上記の方法で形成した液晶装置は、携帯電話３０００の筐体内部に配置されている。そして、この携帯電話３０００からなる電子機器によれば、高品質な液晶装置を備えた電子機器とすることができる。
【００３８】
なお、上記の方法で形成した液晶装置は、携帯電話以外にも種々の電子機器に適用することができる。例えば、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）およびエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置などの電子機器に適用することが可能である。
【００３９】
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態の成膜方法にて用いる吐出装置の斜視図。
【図２】図１の要部斜視図及び要部断面図。
【図３】実施形態に係る成膜方法の一例を示す工程説明図。
【図４】実施形態に係る成膜方法の他の例を示す工程説明図。
【図５】実施形態に係る成膜方法の他の例を示す工程説明図。
【図６】従来の成膜の仕方を説明する工程説明図。
【図７】本発明の成膜方法を用いた製造された液晶装置の平面図。
【図８】図７のＨ−Ｈ′線に相当する部分の液晶装置の側断面図。
【図９】電子機器である携帯電話の斜視図。
【符号の説明】
【００４１】
３４…インクジェットヘッド（吐出ヘッド）、１１８…ノズル孔（ノズル）、Ｓ…基板
【図１】
2005118633.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005118633.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005118633.tif 000008
【図７】
2005118633.tif 000009
【図８】
2005118633.tif 000010
【図９】
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