(57)【要約】【課題】  平坦で均一な膜厚を有する薄膜を容易に形成する。【解決手段】  基板２上に複数の液滴９９ａ、９９ｂを塗布して製膜する。液滴９９ａ、９９ｂを複数の大きさで基板２に塗布する工程と、基板２上の液滴９９ａ、９９ｂを、互いに異なる振動特性で振動させる工程とを有する。【選択図】      図６
2005131497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数の液滴を塗布して製膜する方法であって、
前記液滴を複数の大きさで前記基板に塗布する工程と、
前記基板上の液滴を、互いに異なる振動特性で振動させる工程とを有することを特徴とする製膜方法。
【請求項２】
請求項１記載の製膜方法において、
前記複数の大きさの液滴のうち、少なくとも一つの大きさの液滴の固有振動数に基づく周波数で振動させることを特徴とする製膜方法。
【請求項３】
請求項２記載の製膜方法において、
前記周波数を、前記液滴の大きさに対応する全ての固有振動数を含む範囲で変化させることを特徴とする製膜方法。
【請求項４】
請求項３記載の製膜方法において、
前記周波数を高い値から低い値へ変化させることを特徴とする製膜方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の製膜方法において、
第１方向に沿って第１範囲内の複数の大きさの液滴からなる第１液滴群を塗布する工程と、
第２方向に沿って、前記第１範囲とは異なる第２範囲内の複数の大きさの液滴からなる第２液滴群を塗布する工程と、
前記第１範囲内の大きさの液滴の固有振動数に基づく周波数で前記第１方向に振動を付与する工程と、
前記第２範囲内の大きさの液滴の固有振動数に基づく周波数で前記第２方向に振動を付与する工程とを有することを特徴とする製膜方法。
【請求項６】
基板上に薄膜を形成する製膜工程を含むデバイス製造方法であって、
請求項１から５のいずれかに記載の製膜方法を用いて前記製膜工程を行うことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項７】
請求項６記載のデバイス製造方法により製造されたことを特徴とするデバイス。
【請求項８】
請求項７記載のデバイスを有することを特徴とする電子機器。
【請求項９】
基板上に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えた製膜装置であって、
前記液滴吐出ヘッドの駆動を制御して前記液滴を複数の大きさで前記基板に吐出させる制御装置と、
前記基板上の液滴を異なる振動特性で振動させる振動付与装置とを有することを特徴とする製膜方法。
【請求項１０】
基板上に薄膜を形成する製膜装置を有するデバイス製造装置であって、
前記製膜装置として、請求項９記載の製膜装置が用いられることを特徴とするデバイス製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製膜方法、製膜装置、デバイス製造方法、デバイス製造装置及びデバイス並びに電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器、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、液晶表示デバイス、特にカラー液晶表示デバイスの使用が増加している。この種の液晶表示デバイスは、表示画像をカラー化するためにカラーフィルターを用いている。カラーフィルターには、基板を有し、この基板に対してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（赤）のインク（液滴）を所定パターンで着弾させ、このインクを基板上で乾燥させることで着色層を形成するものがある。このような基板に対してインクを着弾させて塗布する方式としては、例えばインクジェット方式（液滴吐出方式）の描画装置が採用されている。
【０００３】
インクジェット方式を採用した場合、描画装置においては液滴吐出ヘッドから所定量のインクをフィルターに対して吐出して着弾させるが、この場合、例えば基板はＹステージ（Ｙ方向に移動自在なステージ）に搭載され、液滴吐出ヘッドはＸステージ（Ｘ方向に移動自在なステージ）に搭載される。そして、Ｘステージの駆動により液滴吐出ヘッドを所定位置に位置決めした後に、Ｙステージの駆動により基板を液滴吐出ヘッドに対して相対移動させながらインクを吐出することで、複数の液滴吐出ヘッドからのインクが基板の所定位置に着弾できるようになっている。
【０００４】
ところで、上記基板上には、表面の保護及び平坦化のために薄膜の保護膜が製膜される場合があるが、保護膜の形成に上記の液滴吐出方式を用いた場合、基板上に着弾したインクが表面張力のため均一に拡がりにくいため、膜プロファイルが凸凹になり、平坦で均一な膜厚を有する薄膜を形成することが困難であるという問題があった。
【０００５】
そこで、本出願人は、液滴が着弾した基板に対して振動を付与することにより、液滴同士を融合させて、膜厚を均一にする技術を提案している（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２６０３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
基板に着弾した複数の液滴は、ほぼ同様の振動特性を有しているため、同位相で振動することになり、隣り合う液滴同士が十分に融合しないという問題がある。特に、高粘度の液体を用いて液滴吐出を行う場合には、この傾向が顕著になる。
このように、融合が不十分である場合、凸凹が大きくなり、膜を有する素子の特性に悪影響を及ぼす可能性がある。また、ヘッドと基板との相対移動を改行する場合、改行位置に沿ってわずかな段差が生じてしまい、いわゆる改行スジとして表示品質を低下させる虞もある。
【０００７】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、平坦で均一な膜厚を有する薄膜を容易に形成できる製膜方法、製膜装置、デバイス製造方法、デバイス製造装置及びデバイス並びに電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の製膜方法は、基板上に複数の液滴を塗布して製膜する方法であって、前記液滴を複数の大きさで前記基板に塗布する工程と、前記基板上の液滴を、互いに異なる振動特性で振動させる工程とを有することを特徴とするものである。
従って、本発明では、隣り合う液滴をその大きさに応じた異なる位相（周期）で振動するため、液滴同士が衝突して融合させやすくなる。また、融合して大きな液滴になると振動周期が変わるため、更に別の液滴と衝突して融合しやすくなり、全ての液滴を融合させることで均一な膜厚を有する薄膜を形成することができる。その結果、この薄膜を有する素子の特性に悪影響が及ぶことを防止できる。
【０００９】
互いに異なる振動特性で振動させるには、前記複数の大きさの液滴のうち、少なくとも一つの大きさの液滴の固有振動数に基づく周波数（共振周波数）で振動させることが好ましい。この場合、他の大きさの液滴に比べて、該当する液滴が大きく動くとともに、共振するまでの時間を短くすることができる。
また、振動させる周波数を、前記液滴の大きさに対応する全ての固有振動数を含む範囲で変化させることも好適である。
この場合、異なる大きさの液滴の全てに対して共振周波数で振動させることができるため、対応する周波数の振動が付与された際に該当する液滴が大きく動くことになり、全ての液滴において融合を促進でき、膜厚をより均一にすることが可能になる。
また、この場合、液滴同士が融合すると大きくなって固有振動数が低くなるため、液滴を振動させる際の周波数は高い値から低い値へ変化させることが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、第１方向に沿って第１範囲内の複数の大きさの液滴からなる第１液滴群を塗布する工程と、第２方向に沿って、前記第１範囲とは異なる第２範囲内の複数の大きさの液滴からなる第２液滴群を塗布する工程と、前記第１範囲内の大きさの液滴の固有振動数に基づく周波数で前記第１方向に振動を付与する工程と、前記第２範囲内の大きさの液滴の固有振動数に基づく周波数で前記第２方向に振動を付与する工程とを有する手順も採用可能である。
これにより、第１範囲内の液滴の大きさに対応する周波数で振動を付与することにより、第１液滴群の液滴同士が衝突して融合し第１方向に延びる線状の薄膜を形成することができる。このとき、第２液滴群の液滴は、第１液滴群とは大きさが異なるため、ほとんど動かない。同様に、第２範囲内の液滴の大きさに対応する周波数で振動を付与することにより、第２液滴群の液滴同士が衝突して融合し第２方向に延びる線状の薄膜を形成することができる。すなわち、振動方向及びその周波数を適宜選択することにより、第１方向及び第２方向に延びる線状のパターンを形成することが可能になる。
【００１１】
一方、本発明のデバイス製造方法は、基板上に薄膜を形成する製膜工程を含むデバイス製造方法であって、上記の製膜方法を用いて前記製膜工程を行うことを特徴としている。
また、本発明のデバイスは、上記のデバイス製造方法により製造されたことを特徴としている。
そして、本発明の電子機器は、上記のデバイスを有することを特徴としている。
従って、本発明では、凸凹が少なく平坦で均一な膜厚の薄膜を基板上に形成することが可能となり、表示品質等、品質の高いデバイス及び電子機器を得ることができる。
【００１２】
本発明の製膜装置は、基板上に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えた製膜装置であって、前記液滴吐出ヘッドの駆動を制御して前記液滴を複数の大きさで前記基板に吐出させる制御装置と、前記基板上の液滴を異なる振動特性で振動させる振動付与装置とを有することを特徴としている。
従って、本発明では、隣り合う液滴をその大きさに応じた異なる位相（周期）で振動するため、液滴同士が衝突して融合させやすくなる。また、融合して大きな液滴になると振動周期が変わるため、更に別の液滴と衝突して融合しやすくなり、全ての液滴を融合させることで均一な膜厚を有する薄膜を形成することができる。その結果、この薄膜を有する素子の特性に悪影響が及ぶことを防止できる。
【００１３】
また、本発明のデバイス製造装置は、基板上に薄膜を形成する製膜装置を有するデバイス製造装置であって、前記製膜装置として、上記の製膜装置が用いられることを特徴としている。
従って、本発明では、凸凹が少なく平坦で均一な膜厚の薄膜を基板上に形成することが可能となり、表示品質等、品質の高いデバイスを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の製膜方法、製膜装置、デバイス製造方法、デバイス製造装置及びデバイス並びに電子機器の実施の形態を、図１ないし図１５を参照して説明する。
（第１実施形態）
まず、デバイス製造装置に備えられる製膜装置について説明する。
図１は、製膜装置としての液滴塗布装置３０の概略的な外観斜視図である。
【００１５】
液滴塗布装置３０は、ベース３２、第１移動手段３４、第２移動手段１６、図示しない電子天秤（重量測定手段）、液滴吐出ヘッド２０、キャッピングユニット２２、クリーニングユニット２４等を有している。第１移動手段３４、電子天秤、キャッピングユニット２２、クリーニングユニット２４および第２移動手段１６は、それぞれベース３２上に設置されている。
【００１６】
第１移動手段３４は、好ましくはベース３２の上に直接設置されており、しかもこの第１移動手段３４は、Ｙ軸方向に沿って位置決めされている。これに対して第２移動手段１６は、支柱１６Ａ、１６Ａを用いて、ベース３２に対して立てて取り付けられており、しかも第２移動手段１６は、ベース３２の後部３２Ａにおいて取り付けられている。第２移動手段１６のＸ軸方向は、第１移動手段３４のＹ軸方向とは直交する方向である。Ｙ軸はベース３２の前部３２Ｂと後部３２Ａ方向に沿った軸である。これに対してＸ軸はベース３２の左右方向に沿った軸であり、各々水平である。
【００１７】
第１移動手段３４は、ガイドレール４０、４０を有しており、第１移動手段３４としては、例えば、リニアモータを採用することができる。このリニアモータ形式の第１移動手段３４のスライダー４２は、ガイドレール４０に沿って、Ｙ軸方向に移動して位置決め可能である。テーブル４６は、ワークとしての基板２を位置決めして、しかも保持するものである。また、テーブル４６は、吸着保持手段５０を有しており、吸着保持手段５０が作動することにより、テーブル４６の穴４６Ａを通して、基板２をテーブル４６の上に吸着して保持することができる。テーブル４６には、液滴吐出ヘッド２０がインクを捨打ち或いは試し打ち（予備吐出）するための予備吐出エリア５２が設けられている。
【００１８】
なお、図１では図示を省略しているが、実際には基板２は、図２に示すように、テーブル４６にピエゾ素子（振動付与装置）７１〜７３を介して載置された矩形のホルダ７０上に保持される。ピエゾ素子７１〜７３は、制御装置２９（図３参照）の制御下で液滴吐出方向であるＺ方向にそれぞれ独立して伸縮する構成になっており、図３に示すように、ピエゾ素子７１はホルダ７０の下方（−Ｚ側）で、且つ＋Ｙ側の端縁中央部に配置されている。また、ピエゾ素子７２、７３は、ホルダ７０の下方で、且つ−Ｙ側の端縁両側に互いに間隔をあけて配置されている。
【００１９】
また、ホルダ７０の側面には、支持台３９（図２参照；図２ではピエゾ素子３４、３５のみ図示）を介してテーブル４６に支持されたピエゾ素子（振動付与装置）３４〜３５、及び３６〜３８が当接状態で設けられている。ピエゾ素子３４〜３５は、ホルダ７０を挟んだＸ方向両側の中央部にそれぞれ配置され、制御装置２９の制御下で、基板２の表面に沿う方向であるＸ方向にそれぞれ独立して伸縮する構成になっている。
【００２０】
ピエゾ素子３６は、ホルダ７０の−Ｙ側の中央部に配置され、ピエゾ素子３７、３８は、ホルダ３０の＋Ｙ側に互いに間隔をあけて配置されている。これらピエゾ素子３４〜３８は、制御装置２９の制御下で、基板２の表面に沿う方向であるＹ方向にそれぞれ独立して伸縮する構成になっている。
【００２１】
第２移動手段１６は、支柱１６Ａ，１６Ａに固定されたコラム１６Ｂを有しており、このコラム１６Ｂには、リニアモータ形式の第２移動手段１６が設けられている。スライダー６０は、ガイドレール６２Ａに沿ってＸ軸方向に移動して位置決め可能であり、スライダー６０には、液滴吐出手段としての液滴吐出ヘッド２０が備えられている。
スライダー４２は、θ軸用のモータ４４を備えている。このモータ４４は、例えばダイレクトドライブモータであり、モータ４４のロータはテーブル４６に固定されている。これにより、モータ４４に通電することでロータとテーブル４６は、θ方向に沿って回転してテーブル４６をインデックス（回転割り出し）することができる。
【００２２】
液滴吐出ヘッド２０は、揺動位置決め手段としてのモータ６２，６４，６６，６８を有している。モータ６２を作動すれば、液滴吐出ヘッド２０は、Ｚ軸に沿って上下動して位置決め可能である。このＺ軸はＸ軸とＹ軸に対して各々直交する方向（上下方向）である。モータ６４を作動すると、液滴吐出ヘッド２０は、Ｙ軸回りのβ方向に沿って揺動して位置決め可能である。モータ６６を作動すると、液滴吐出ヘッド２０は、Ｘ軸回りのγ方向に揺動して位置決め可能である。モータ６８を作動すると、液滴吐出ヘッド２０は、Ｚ軸回りのα方向に揺動して位置決め可能である。
【００２３】
このように、図１の液滴吐出ヘッド２０は、スライダー６０を介して、Ｘ軸方向に直線移動して位置決め可能で、且つα、β、γに沿って揺動して位置決め可能であり、液滴吐出ヘッド２０のインク吐出面２０Ｐは、テーブル４６側の基板２に対して正確に位置あるいは姿勢をコントロールすることができる。なお、液滴吐出ヘッド２０のインク吐出面２０Ｐには、それぞれがインクを吐出する複数（例えば１２０個）の吐出部としてのノズルが設けられている。
【００２４】
ここで、液滴吐出ヘッド２０の構造例について、図４を参照して説明する。液滴吐出ヘッド２０は、たとえば、ピエゾ素子（圧電素子）を用いたヘッドであり、図４（Ａ）に示すようにヘッド本体９０のインク吐出面２０Ｐには、複数のノズル（吐出部）９１が形成されている。これらのノズル９１に対してそれぞれピエゾ素子９２が設けられている。図４（Ｂ）に示すようにピエゾ素子９２は、ノズル９１とインク室９３に対応して配置されており、例えば一対の電極（図示せず）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。そしてこのピエゾ素子９２に対して図２（Ｃ）に示すように印加電圧Ｖｈを印加することで、図４（Ｄ），（Ｆ）及び（Ｅ）に示すようにして、ピエゾ素子９２を矢印Ｑ方向に伸縮させることで、インクを加圧して所定量の液滴（インク滴）９９をノズル９１から吐出させるようになっている。これらピエゾ素子９２の駆動、即ち液滴吐出ヘッド２０からの液滴吐出は、制御装置２５（図１参照）により制御される。
【００２５】
図１に戻り、電子天秤は、液滴吐出ヘッド２０のノズルから吐出された液滴の１滴の重量を測定して管理するために、例えば、液滴吐出ヘッド２０のノズルから、５０００滴分のインク滴を受ける。電子天秤は、この５０００滴の液滴の重量を５０００で割ることにより、液滴１滴の重量をほぼ正確に測定することができる。この液滴の測定量に基づいて、液滴吐出ヘッド２０から吐出する液滴の量を最適にコントロールすることができる。
【００２６】
上記の構成の液滴塗布装置装置３０の中、ピエゾ素子３４〜３８、７１〜７３の駆動による振動付与に関してまず説明する。
各ピエゾ素子３４〜３８、７１〜７３は、制御装置２９から所定の周波数、駆動波形で駆動電圧を印加されると、この駆動電圧に応じた周期、ストロークで伸縮し、当接するホルダ７０を介して基板２にこの伸縮を伝達する。換言すると、ピエゾ素子３４〜３８、７１〜７３は駆動電圧に応じた周波数、振幅の振動を基板２に付与することになる。
【００２７】
例えば、ピエゾ素子７１〜７３を同一の駆動電圧（以下、周波数、振幅、位相等の振動パラメータと称する）で駆動した場合には、基板２にＺ方向の振動を付与することができ、ピエゾ素子７２、７３を同一の振動パラメータで駆動し、ピエゾ素子７１をこれとは異なる振動パラメータで駆動した場合には基板２に、Ｘ軸と平行な軸周りの回転方向の振動を付与することができる。さらに、これらピエゾ素子７１〜７３の振動パラメータを調整することで、基板２にＹ軸と平行な軸周りの回転方向の振動を付与することができる。
【００２８】
また、位相をずらせた振動パラメータでピエゾ素子３４、３５を駆動した場合には、基板２にＸ方向の振動を付与することができ、ピエゾ素子３７、３８を同一の振動パラメータで駆動し、ピエゾ素子３６をこれと位相をずらせた振動パラメータで駆動した場合には基板２にＹ方向の振動を付与することができる。さらに、これらピエゾ素子３６〜３８の振動パラメータを調整することで、基板２にＺ軸と平行な軸周りの回転方向の振動を付与することができる。
すなわち、ピエゾ素子３４〜３８、７１〜７３の振動パラメータを制御することで、基板２に対して、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、Ｘ軸周りの回転方向、Ｙ軸周りの回転方向、Ｚ軸周りの回転方向の６自由度で振動を付与することが可能である。
【００２９】
続いて、上記の液滴塗布装置３０により、基板２に液滴を塗布する処理について説明する。
基板２をテーブル４６の前端側から第１移動手段３４のテーブル４６の上に給材すると、この基板２はテーブル４６に対して吸着保持されて位置決めされる。そして、モータ４４が作動して、基板２の端面がＹ軸方向に並行になるように設定される。
次に、基板２が第１移動手段３４によりＹ軸方向に適宜に移動して位置決めされるとともに、液滴吐出ヘッド２０が第２移動手段１６によりＸ軸方向に適宜移動して位置決めされる。そして、液滴吐出ヘッド２０は、予備吐出エリア５２に対して全ノズルから液滴を予備吐出した後に、基板２に対する吐出開始位置に移動する。
そして、液滴吐出ヘッド２０と基板２とをＹ軸方向に所定の行路を相対移動させて（実際には、基板２が液滴吐出ヘッド２０に対して−Ｙ方向に移動する）、基板２表面上の所定領域（所定位置）に対してノズル９１から液滴を吐出する。
【００３０】
このとき、制御装置２５は、液滴吐出ヘッド２０のピエゾ素子９２に対する駆動電圧（駆動波形）を制御して、図５に示すように、大きさを異ならせた液滴９９ａ、９９ｂを吐出させる。ここでは、液滴の大きさを２種類とし、大径のものを液滴９９ａ、小径のものを液滴９９ｂとして説明する。
また、制御装置２５は、これら大きさの異なる液滴９９ａと液滴９９ｂとが互いに隣り合うように、液滴吐出ヘッド２０（ピエゾ素子９２）の駆動と第１移動手段３４、第２移動手段１６の駆動とを制御する。
【００３１】
ここで、基板２上の液滴９９ａ、９９ｂの振動特性について説明する。
液滴吐出により基板２に着弾した微小液滴は、その表面張力によって表面形状は球面の一部となる。制御装置２５がピエゾ素子３４〜３８、７１〜７３、ホルダ７０及び基板２を介してこれらの液滴に振動を付与すると、液滴直径、弾性定数、粘度、表面張力、接触角等によって決まる固有振動数（共振周波数）で振動（共振）する。液滴吐出ヘッド２０から連続的に液滴を吐出する場合は、液滴の諸物性は同一とみなせるので、液滴の固有振動数（振動特性）は直径のみで決まり下式で表される。
【００３２】
【数１】
2005131497.tif 000003
ｆ；周波数、Ｃ；定数、σ；表面張力、ρ；密度、Ｒ；液滴半径
上記で示されるように、液滴の固有振動数は、直径ｄ（Ｒ×２）の（−３／２）乗に比例するため、直径の異なる液滴９９ａ、９９ｂは異なる周期で振動することになる。その結果、例えば図６（ａ）に示すように、隣り合って配置された液滴９９ａ、９９ｂは、図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、液滴同士が衝突して融合する。そして、液滴同士が融合すると大きな液滴となり振動周期が変わるため、さらに別の液滴と衝突して融合する。このように、液滴同士の衝突、融合を繰り返すことにより、図７に示すように、基板２上には平坦で膜厚の均一な膜９８が形成される。
【００３３】
このとき、液滴９９ａ、９９ｂの直径ｄは既知であるため、制御装置２５がピエゾ素子３４〜３８、７１〜７３、ホルダ７０及び基板２を介して、例えば小径の液滴９９ｂの共振周波数ｆｂで振動を付与した場合、液滴９９ａの共振周波数ｆａが（２×ｆｂ）程度であれば、液滴９９ａはほとんど動かず液滴９９ｂが大きく動くので液滴９９ｂが液滴９９ａに対して衝突することになり、液滴同士の融合が促進される。
【００３４】
このように、本実施の形態では、基板２上に複数の大きさの液滴９９ａ、９９ｂを塗布して異なる振動特性で振動させるので、隣り合う液滴同士を確実に衝突させて融合することができる。そのため、本実施の形態では、平坦で均一な膜厚を有する薄膜を容易、且つ確実に形成することが可能になり、この薄膜を有する素子の特性に悪影響を及ぼしたり、いわゆる改行スジが生じて表示品質が低下してしまうことを防止できる。また、比較的粘度の大きい材料の液滴を塗布した場合でも、容易に均一な膜厚とすることができる。
また、本実施の形態では、液滴９９ｂの固有振動数に基づく周波数で振動を付与しているので、液滴間の動きの差が大きくなり、効率的に衝突させて融合を促進することができるとともに、液滴９９ｂが共振するまでの時間を短くすることができ、スループットの向上にも寄与できる。
【００３５】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、２種類の大きさの液滴９９ａ、９９ｂに対して一定の周波数で振動を付与する場合について説明したが、本実施の形態では周波数を変えて振動を付与する場合について説明する。
図８（ａ）に示すように、本実施の形態では基板２上に３種類の大きさで液滴９９ａ〜９９ｃが塗布されている（直径は、９９ａ＞９９ｂ＞９９ｃ）。そして、制御装置２５は、ピエゾ素子３４〜３８、７１〜７３の駆動を制御することにより、液滴９９ａ〜９９ｃのそれぞれの大きさに対応する固有振動数（共振周波数）ｆａ、ｆｂ、ｆｃ（上式から、ｆａ＜ｆｂ＜ｆｃ）を含む範囲で、付与する振動の周波数を変化させる。
【００３６】
このとき、制御装置２５は、周波数を高い値から低い値で変化（掃引）させる。この場合、まず共振周波数が最も高い液滴９９ｃが大きく振動（共振）して、例えば図８（ｂ）に示すように、隣の液滴９９ｂに衝突することでこれらが融合した液滴９９ｄが形成される。また、振動周波数が変化してｆｂになると、同様に液滴９９ｂが共振して隣の液滴に衝突して融合する。そして、さらに周波数が変化すると、液滴９９ａが共振して隣の液滴に衝突して融合する。
【００３７】
このとき、例えば、図８（ｂ）のように液滴９９ｄの直径が液滴９９ａよりも大きい場合は、液滴９９ａが先に共振して液滴９９ｄに衝突することで、図８（ｃ）に示すように、より大きな液滴９９ｅが形成される。一方、液滴９９ａの直径が液滴９９ｄよりも大きい場合は、先に液滴９９ｄが共振して液滴９９ａに衝突する。
【００３８】
このように、本実施の形態では、振動周波数を変化させることで全ての大きさの液滴を順次共振させて液滴同士を衝突させることができるため、効果的に液滴の融合を図ることができ、膜厚の均一化により貢献できる。特に、本実施の形態では、高周波数から低周波数へと振動周波数を変化させているため、融合により固有振動数が小さくなった液滴に対しても共振させることが可能となり、より効果的に液滴を融合させることができる。
【００３９】
（第３実施形態）
第３実施形態では、振動により、線状の膜を形成する場合について説明する。
本実施の形態では、例えば図９（ａ）に示すように、Ｘ軸方向（第１方向）に沿って複数の大きさ（少なくとも隣り合う液滴が異なる大きさ）で大径の液滴群（第１液滴群）９７ａを塗布するとともに、液滴群９７ａを挟んだＹ方向両側にＹ軸方向（第２方向）に沿って複数の大きさ（少なくとも隣り合う液滴が異なる大きさ）で小径の液滴群（第２液滴群）９７ｂを塗布する。
液滴群９７ａは、所定範囲（第１範囲）内の大きさから選択して塗布され、液滴群９７ｂは、液滴群９７ａとは異なる範囲（第２範囲）内の大きさから選択して塗布される。
なお、各液滴群９７ａ、９７ｂにおける液滴の大きさは、少なくとも隣り合う液滴で異なるが、図９（ａ）においては便宜上、各群内では液滴の大きさを同一に図示している。
【００４０】
そして、制御装置２５は、ピエゾ素子３６〜３８を駆動することで、液滴群９７ｂにＹ軸方向の振動を付与する。このとき、振動周波数を第２範囲内の大きさの液滴の共振周波数ｆｂとすることで、液滴群９７ａの液滴はほとんど動かずに液滴群９７ｂを共振させることができる。
これにより、液滴群９７ｂにおける液滴同士が衝突・融合して、図９（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向に延びる線状の膜（パターン）９８ｂがＸ軸方向に隙間をあけて複数形成される。
【００４１】
また、制御装置２５は、ピエゾ素子３４、３５を駆動することで、液滴群９７ａにＸ軸方向の振動を付与する。このとき、振動周波数を第１範囲内の大きさの液滴の共振周波数ｆａとすることで、液滴群９７ｂの液滴はほとんど動かずに液滴群９７ａを共振させることができる。
これにより、液滴群９７ａにおける液滴同士が衝突・融合して、図９（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向に延びる線状の膜（パターン）９８ａが形成される。
このように、本実施の形態では、振動方向及びその周波数を適宜選択することにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に延びる線状のパターンを個別に形成することが可能になる。
【００４２】
（第４実施形態）
次に、上記の製膜方法により薄膜が製膜されることにより製造されるデバイスとして液晶表示装置について説明する。
本発明は図１０〜図１２に示す液晶表示装置を製造する際に適用できる。本実施形態の液晶表示装置は、スイッチング素子としてＴＦＴ（ThinFilm Transistor）素子を用いたアクティブマトリクスタイプの透過型液晶装置である。図１０は該透過型液晶装置のマトリクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図である。図１１はデータ線、走査線、画素電極等が形成されたＴＦＴアレイ基板の相隣接する複数の画素群の構造を示す要部平面図である。図１２は図１１のＡ−Ａ’線断面図である。なお、図１２においては、図示上側が光入射側、図示下側が視認側（観察者側）である場合について図示している。また、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００４３】
本実施形態の液晶表示装置において、図１０に示すように、マトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極１０９と当該画素電極１０９への通電制御を行うためのスイッチング素子であるＴＦＴ素子１３０とがそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線１０６ａが当該ＴＦＴ素子１３０のソースに電気的に接続されている。データ線１０６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線１０６ａに対してグループ毎に供給される。また、走査線１０３ａがＴＦＴ素子１３０のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線１０３ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極１０９はＴＦＴ素子１３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ素子１３０を一定期間だけオンすることにより、データ線１０６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを所定のタイミングで書き込む。画素電極１０９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、後述する共通電極との間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークすることを防止するために、画素電極１０９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量１７０が付加されている。
【００４４】
次に、図１１を参照しながら、本実施形態の液晶表示装置の要部の平面構造について説明する。図１１に示すように、ＴＦＴアレイ基板上に、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電性材料からなる矩形状の画素電極１０９（点線部１０９Ａにより輪郭を示す）が複数、マトリクス状に設けられており、画素電極１０９の縦横の境界に各々沿ってデータ線１０６ａ、走査線１０３ａおよび容量線１０３ｂが設けられている。各画素電極１０９は、走査線１０３ａとデータ線１０６ａとの各交差部に対応して設けられたＴＦＴ素子１３０に電気的に接続されており、各画素毎に表示を行うことが可能な構造になっている。データ線１０６ａは、ＴＦＴ素子１３０を構成する例えばポリシリコン膜からなる半導体層１０１ａのうち、後述のソース領域にコンタクトホール１０５を介して電気的に接続されており、画素電極１０９は、半導体層１０１ａのうち、後述のドレイン領域にコンタクトホール１０８を介して電気的に接続されている。また、半導体層１０１ａのうち、後述のチャネル領域（図中左上がりの斜線の領域）に対向するように走査線１０３ａが配置されており、走査線１０３ａはチャネル領域に対向する部分でゲート電極として機能する。容量線１０３ｂは、走査線１０３ａに沿って略直線状に伸びる本線部（すなわち、平面的に見て、走査線１０３ａに沿って形成された第１領域）と、データ線１０６ａと交差する箇所からデータ線１０６ａに沿って前段側（図中上向き）に突出した突出部（すなわち、平面的に見て、データ線１０６ａに沿って延設された第２領域）とを有する。
【００４５】
次に、図１２を参照しながら、本実施形態の液晶表示装置の断面構造について説明する。図１２は上述した通り、図１１のＡ−Ａ’線断面図であり、ＴＦＴ素子１３０が形成された領域の構成について示す断面図である。本実施の形態の液晶表示装置においては、ＴＦＴアレイ基板１１０と、これに対向配置される対向基板１２０との間に液晶層１５０が挟持されている。ＴＦＴアレイ基板１１０は、透光性の基板本体１１０Ａ、その液晶層１５０側表面に形成されたＴＦＴ素子１３０、画素電極１０９、配向膜１４０を主体として構成されており、対向基板１２０は透光性のプラスチック基板１２０Ａと、その液晶層１５０側表面に形成された共通電極１２１と配向膜１６０とを主体として構成されている。そして、各基板１１０，１２０は、スペーサ１１５を介して所定の基板間隔（ギャップ）が保持されている。ＴＦＴアレイ基板１１０において、基板本体１１０Ａの液晶層１５０側表面には画素電極１０９が設けられ、各画素電極１０９に隣接する位置に、各画素電極１０９をスイッチング制御する画素スイッチング用ＴＦＴ素子１３０が設けられている。画素スイッチング用ＴＦＴ素子１３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有しており、走査線１０３ａ、当該走査線１０３ａからの電界によりチャネルが形成される半導体層１０１ａのチャネル領域１０１ａ’、走査線１０３ａと半導体層１０１ａとを絶縁するゲート絶縁膜１０２、データ線１０６ａ、半導体層１０１ａの低濃度ソース領域１０１ｂおよび低濃度ドレイン領域１０１ｃ、半導体層１０１ａの高濃度ソース領域１０１ｄおよび高濃度ドレイン領域１０１ｅを備えている。上記走査線１０３ａ上、ゲート絶縁膜１０２上を含む基板本体１１０Ａ上には、高濃度ソース領域１０１ｄへ通じるコンタクトホール１０５、及び高濃度ドレイン領域１０１ｅへ通じるコンタクトホール１０８が開孔した第２層間絶縁膜１０４が形成されている。つまり、データ線１０６ａは、第２層間絶縁膜１０４を貫通するコンタクトホール１０５を介して高濃度ソース領域１０１ｄに電気的に接続されている。さらに、データ線１０６ａ上および第２層間絶縁膜１０４上には、高濃度ドレイン領域１０１ｅへ通じるコンタクトホール１０８が開孔した第３層間絶縁膜１０７が形成されている。すなわち、高濃度ドレイン領域１０１ｅは、第２層間絶縁膜１０４および第３層間絶縁膜１０７を貫通するコンタクトホール１０８を介して画素電極１０９に電気的に接続されている。
【００４６】
本実施形態では、ゲート絶縁膜１０２を走査線１０３ａに対向する位置から延設して誘電体膜として用い、半導体膜１０１ａを延設して第１蓄積容量電極１０１ｆとし、更にこれらに対向する容量線１０３ｂの一部を第２蓄積容量電極とすることにより、蓄積容量１７０が構成されている。また、ＴＦＴアレイ基板１１０Ａと画素スイッチング用ＴＦＴ素子１３０との間には、画素スイッチング用ＴＦＴ素子１３０を構成する半導体層１０１ａをＴＦＴアレイ基板１１０Ａから電気的に絶縁するための第１層間絶縁膜１１２が形成されている。さらに、ＴＦＴアレイ基板１１０の液晶層１５０側最表面、すなわち、画素電極１０９および第３層間絶縁膜１０７上には、電圧無印加時における液晶層１５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜１４０が形成されている。
したがって、このようなＴＦＴ素子１３０を具備する領域においては、ＴＦＴアレイ基板１１０の液晶層１５０側最表面、すなわち液晶層１５０の挟持面には複数の凹凸ないし段差が形成された構成となっている。他方、対向基板１２０には、基板本体１２０Ａの液晶層１５０側表面であって、データ線１０６ａ、走査線１０３ａ、画素スイッチング用ＴＦＴ素子１３０の形成領域（非画素領域）に対向する領域に、入射光が画素スイッチング用ＴＦＴ素子１３０の半導体層１０１ａのチャネル領域１０１ａ’や低濃度ソース領域１０１ｂ、低濃度ドレイン領域１０１ｃに侵入することを防止するための第２遮光膜１２３が設けられている。さらに、第２遮光膜１２３が形成された基板本体１２０Ａの液晶層１５０側には、その略全面にわたって、ＩＴＯ等からなる共通電極１２１が形成され、その液晶層１５０側には、電圧無印加時における液晶層１５０内の液晶分子の配向を制御する配向膜１６０が形成されている。
【００４７】
本実施の形態では、上述した製膜方法を用いて金属微粒子を含む液滴を塗布することによりデータ線１０６ａ、ゲート電極を構成する走査線１０３ａ、容量線１０３ｂ、及び画素電極１０９等を形成することができ、液晶組成物の液滴を塗布することにより液晶層１５０を形成することができる。さらに、配向膜形成材料を含む液滴を塗布することにより、配向膜１４０、１６０を形成することができる。
上記の製膜方法により形成される金属配線は、凸凹が少ない均一な膜厚となり、電気抵抗の増大等、素子の特性に悪影響を及ぼすことを防止できる。
また、上記の製膜方法により形成される液晶層や配向膜は、凸凹の少ない膜となり、膜厚ムラによる生じる表示ムラ等の発生も抑えることができ、品質向上に寄与できる。
【００４８】
（第５実施形態）
本発明は、カラーフィルタの構成要素となる膜の形成にも用いることができる
図１３および図１４を参照して、描画処理及び薄膜形成処理（製膜処理）によりカラーフィルターを製造する例について説明する。
図１３は、基板Ｐ上に形成されるカラーフィルタを示す図であり、図１４はカラーフィルタの製造手順を示す図である。図１３に示すように、本例では長方形形状の基板Ｐ上に生産性を向上させる観点から複数個のカラーフィルタ領域２５１をマトリクス状に形成する。これらカラーフィルタ領域２５１は、後で基板Ｐを切断することにより、液晶表示装置に適合するカラーフィルタとして用いることができる。カラーフィルタ領域２５１は、Ｒ（赤）の液状体組成物、Ｇ（緑）の液状体組成物、及びＢ（青）の液状体組成物をそれぞれ所定のパターン、本例では従来公知のストライプ型で形成される。
なお、この形成パターンとしては、ストライプ型の他に、モザイク型、デルタ型、あるいはスクウェア型などでもよい。
【００４９】
このようなカラーフィルタ領域２５１を形成するには、まず図１４（ａ）に示すように透明の基板Ｐの一方の面に対し、バンク２５２が形成される。このバンク２５２の形成方法は、スピンコート後に露光、現像する。バンク２５２は平面視格子状に形成され、格子で囲まれるバンク内部にインクが配置される。このとき、バンク２５２は撥液性を有することが好ましい。また、バンク２５２はブラックマトリクスとして機能することが好ましい。
【００５０】
次に、図１４（ｂ）に示すように、前記液滴吐出ヘッドから液状体組成物の液滴２５４が吐出され、フィルタエレメント２５３に着弾する。吐出する液滴２５４の量については、加熱工程における液状体組成物の体積減少を考慮した十分な量とする。このようにして基板Ｐ上の全てのフィルタエレメント２５３に液滴２５４を充填したら、ヒータを用いて基板Ｐが所定の温度（例えば７０℃程度）となるように加熱処理される。この加熱処理により、液状体組成物の溶媒が蒸発して液状体組成物の体積が減少する。この体積現状の激しい場合には、カラーフィルタとして十分な膜厚が得られるまで、液滴吐出工程と加熱工程とを繰り返す。この処理により、液状体組成物に含まれる溶媒が蒸発して、最終的に液状体組成物に含まれる固形分のみが残留して膜化し、図１４（ｃ）に示すようなカラーフィルタ２５５となる。
【００５１】
次いで、基板Ｐを平坦化し、且つカラーフィルタ２５５を保護するために、図１４（ｄ）に示すようにカラーフィルタ２５５やバンク２５２を覆って基板Ｐ上に保護膜２５６を形成する。この保護膜２５６の形成にあたっては、スピンコート法、ロールコート法、リッピング法などの方法を採用することができるが、カラーフィルタ２５５と同様に、液滴吐出法により行うこともできる。次いで、図１４（ｅ）に示すようにこの保護膜２５６の全面に、スパッタ法や真空蒸着法などによって透明導電膜２５７を形成する。その後、透明導電膜２５７をパターニングし、図１４（ｆ）に示すように画素電極２５８をフィルタエレメント２５３に対応させてパターニングする。なお、液状表示パネルの駆動にＴＦＴ（Thin Film Transistor）を用いる場合には、このパターニングは不用となる。
本実施形態では、カラーフィルタ２５５や画素電極２５８、保護膜２５６を形成する際に本発明の製膜方法及びデバイス製造方法を適用できる。
【００５２】
本実施の形態では、上述した製膜方法を用いて、Ｒ・Ｇ・Ｂの液状体組成物を対応するカラーフィルタ領域２５１に塗布することによりカラーフィルタを製造することができる。これにより、凸凹が少ない略均一な膜厚を有するカラーフィルタを得ることができ、表示品質を向上させることが可能になる。
また、保護膜２５６も上記の製膜方法を用いて形成することで、表面が平坦化されるため、表示品質を向上させることが可能になる。
【００５３】
さらに、本発明は、上述した液晶表示用のカラーフィルターの製造に限定されるものではなく、デバイスの例としてたとえば、プラズマ型表示装置やＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示デバイスや半導体デバイスの金属配線の形成に対しても応用が可能である。ＥＬ表示デバイスは、蛍光性の無機および有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子および正孔（ホール）を注入して再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光させる素子である。こうしたＥＬ表示素子の中、正孔注入層、発光層、封止層、透明電極等を上述した製膜方法を用いて形成することができる。
本発明におけるデバイスの範囲には、このようなＥＬ表示デバイスやプラズマ型表示デバイスも含まれる。
【００５４】
（第６実施形態）
第６実施形態として、本発明の電子機器の具体例について説明する。
図１５（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１５（ａ）において、６００は携帯電話本体を示し、６０１は上記実施形態の液晶表示装置を備えた液晶表示部を示している。
図１５（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１５（ｂ）において、７００は情報処理装置、７０１はキーボードなどの入力部、７０３は情報処理本体、７０２は上記実施形態の液晶表示装置を備えた液晶表示部を示している。
図１５（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１５（ｃ）において、８００は時計本体を示し、８０１は上記実施形態の液晶表示装置を備えた液晶表示部を示している。
図１５（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、上記実施形態の液晶表示装置を備えたものであるので、高品質化が可能となる。
なお、本実施形態の電子機器は液晶装置を備えるものとしたが、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、プラズマ型表示装置等、他の電気光学装置を備えた電子機器とすることもできる。
【００５５】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上記実施の形態では、本発明の製膜方法により、カラーフィルターや金属配線を形成するものとして説明したが、これら以外にも、基板上に光導波路等の光学素子を形成する場合や、レジストやマイクロレンズアレイを製造する際にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る液滴塗布装置の概略斜視図である。
【図２】ホルダがピエゾ素子を介してテーブルに設置された部分断面図である。
【図３】ホルダとピエゾ素子との配置関係を示す図である。
【図４】ピエゾ方式による液状体の吐出原理を説明するための図である。
【図５】大きさが異なる液滴が塗布された図である。
【図６】基板上の液滴が振動する図である。
【図７】基板上に均一な厚さで膜が形成された断面図である。
【図８】大きさが異なる液滴が融合される図である。
【図９】Ｘ軸方向及びＹ軸方向に延びる膜が形成される動作を説明する図である。
【図１０】本発明を適用するスイッチング素子及び信号線等の等価回路図である。
【図１１】本発明が適用されるＴＦＴアレイ基板の構造を示す平面図である。
【図１２】本発明が適用される液晶表示装置の要部断面図である。
【図１３】本発明が適用されるカラーフィルタの模式図である。
【図１４】本発明が適用されるカラーフィルタの模式図である。
【図１５】本発明の電子機器の具体例を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
Ｐ、２…基板、  ２０…液滴吐出ヘッド、  ２５…制御装置、  ３０…液滴塗布装置（製膜装置）、  ３４〜３８、７１〜７３…ピエゾ素子（振動付与装置）、  ９７ａ…液滴群（第１液滴群）、  ９７ｂ…液滴群（第２液滴群）、  ９９、９９ａ〜９９ｅ…液滴（インク滴）、  ６００…携帯電話本体（電子機器）、  ７００…情報処理装置（電子機器）、  ８００…時計本体（電子機器）
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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