(57)【要約】【課題】  膜厚や組成が均一となる有機薄膜を形成する有機薄膜形成方法を提供する。【解決手段】  有機溶媒に導電性高分子等を溶解させた有機溶液を基板上にスクリーン印刷工法にてスキージ部を駆動部に移動させるとともに振動させながら塗布した後に、前記有機溶媒を蒸発させることにより有機薄膜を形成する有機薄膜形成方法であって、前記スキージ部に３軸加速度センサを有してなり、塗布時のスキージ部の移動速度が一定となるように前記駆動部をフィードバックする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機溶媒に導電性高分子等を溶解させた有機溶液を基板上にスクリーン印刷工法にてスキージ部を駆動部により移動させるとともに振動させながら塗布した後に、前記有機溶媒を蒸発させることにより有機薄膜を形成する有機薄膜形成方法であって、
前記スキージ部に３軸加速度センサを有してなり、塗布時のスキージ部の移動速度が一定となるように前記駆動部をフィードバックすることを特徴とする有機薄膜形成方法。
【請求項２】
前記有機溶液の塗布時に、スキージ部をスクリーンの面に対して左右方向に振幅の振動を与えることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜形成方法。
【請求項３】
前記有機溶液の塗布時に、スキージ部をスクリーンの面に対して上下方向に振幅の振動を与えることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜形成方法。
【請求項４】
前記有機溶液の塗布時に、前記基板に超音波振動を与えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の有機薄膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機溶媒に導電性高分子等を溶解させた有機溶液を基板上にスクリーン印刷工法より、有機薄膜を形成する有機薄膜形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特許文献１に開示されているように、スクリーン印刷工法にてスキージ部を振動させながら、有機溶媒に導電性高分子等を溶解させた有機溶液を塗布することにより、基板上に有機薄膜を形成することが実施されている。しかしながら、このような有機薄膜形成方法では、揮発性の高い有機溶媒を用いる場合には、均一のモルフォロジを得ることが容易ではなく、形成された有機薄膜の膜厚や組成が不均一となることがあった。これを改良する方法として、スキージ部にロードセルやストレインゲージを取り付けることにより、スキージ部が基板を押圧する圧力を一定にすることが、特許文献２と特許文献３に開示されている。
【特許文献１】特開平７−１８６３６３号公報
【特許文献２】特開平５−３２８８６２号公報
【特許文献３】特開平７−０７６０６５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、特許文献２及び３に記載されている有機薄膜形成方法では、スキージ部が基板を押圧する圧力を一定にしようとすると、スキージ部の移動速度が不規則に変化することがあり、形成された有機薄膜の膜厚や組成が不均一となる問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、均一のモルフォロジを得ることにより、膜厚や組成が均一となる有機薄膜を形成する有機薄膜形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の有機薄膜形成方法は、有機溶媒に導電性高分子等を溶解させた有機溶液を基板上にスクリーン印刷工法にてスキージ部を駆動部により移動させるとともに振動させながら塗布した後に、前記有機溶媒を蒸発させることにより有機薄膜を形成する有機薄膜形成方法であって、前記スキージ部に３軸加速度センサを有してなり、塗布時のスキージ部の移動速度が一定となるように前記駆動部をフィードバックすることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の有機薄膜形成方法は、スキージ部に３軸加速度センサを具備し、前記有機溶液の塗布時のスキージ部の移動速度が一定となるように駆動部にフィードバックするので、均一のモルフォロジを得ることができ、膜厚や組成が均一となる有機薄膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
（実施形態１）
本実施形態の有機薄膜形成方法のためのスクリーン印刷機について図１〜３に基づいて説明する。当該スクリーン印刷機は、図１及び図２に示すように、所定位置に固定された、ガラス基板やプラスチック基板等の基板４と、メッシュ面を有するスクリーン２と、スクリーン２の面上に塗布される有機溶液３と、スクリーン２の面上をＡの方向に押圧しながらＢの方向に移動可能なスキージ部１とを具備している。また、スキージ部１には、３軸の加速度を測定する加速度センサ６が取り付けられている。そして、スキージ部１の上部は、駆動部７に取り付けられていて、駆動部７は、モータ（図示せず）によって、直線ガイド８を移動することができる構造になっている。また、駆動部７は、振動部（図示せず）によって、スキージ部１をＣの方向(左右)や上下の方向にも振動できる構成になっている。このとき、駆動部７の駆動状態は、ＣＰＵ（図示せず）によって制御されることになる。
【０００８】
本実施形態の有機薄膜形成方法を以下に説明する。まず、有機溶液３としては、クロロ・ベンゼン等の揮発性の高い有機溶媒に、ＰＣＢＭ（フラーレン）やＭＤＭＯ−ＰＰＶ等の導電性高分子を溶解したものがあげられる。本実施形態で形成される有機薄膜の用途としては、有機太陽電池があげられるが、本発明はこれに限られるものではない。ここで、スキージ部１をＡの方向から押圧して、Ｂの方向に移動させる。こうすることにより、スクリーン２のメッシュから有機溶液３を排出させることにより、基板４の面上に有機薄膜５を形成していく。このとき、駆動部７を左右に振動させることにより、スキージ部１をＣの方向に振動させながら、Ｂの方向に移動させていく。
【０００９】
このとき、加速度センサ６から出力される加速度データをＣＰＵに入力して、あらかじめＣＰＵに記憶されている移動データとなるように、フィードバックをしながら、駆動部７を制御することにより、図３に示す速度制御プロファイルになるように、スキージ部１の移動と振動を制御する。また、このとき、スキージ部１の押圧力が一定となり、前後や上下方向に振動しないように、フィードバック制御をする。
【００１０】
本実施形態の有機薄膜形成方法によれば、スキージ部に具備された３軸加速度センサの出力データをフィードバックしているので、有機溶液の塗布時のスキージ部は、必要となる左右方向の振動のみをしながら、他の方向の振動をすることなく、一定の速度で移動している。このために、有機溶液は適度に撹拌されて、溶解している導電性高分子が均一な状態で、基板に塗布されることになる。つまり、溶媒が高揮発性であるために、短時間で揮発する場合であっても、形成される有機薄膜の膜厚や組成が均一とすることができる。
【００１１】
（実施形態２）
本実施形態の有機薄膜形成方法を図４に基づいて説明する。本実施形態のスクリーン印刷機の構成要件と動作は、実施形態１とほぼ同じである。ただし、スキージ部１を振動させる方向Ｄが、上下であるということが異なっている。
【００１２】
つまり、スキージ部１をＡの方向から押圧して、Ｂの方向に移動させ、スクリーン２のメッシュから有機溶液３を排出させることにより、基板４の面上に有機薄膜５を形成していく。このとき、駆動部７を振動させることにより、スキージ部1をＤの方向（上下）に振動させながら、Ｂの方向に移動させていく。このとき、加速度センサ６から出力される加速度データをフィードバックしながら、駆動部７を制御することにより、スキージ部１の押圧力が一定となり、前後や上下方向に振動しないように、フィードバック制御をする。
【００１３】
本実施形態の有機薄膜形成方法によれば、スキージ部に具備された３軸加速度センサの出力データをフィードバックしているので、有機溶液の塗布時のスキージは、必要となる上下方向の振動のみをしながら、他の方向の振動をすることなく、一定の速度で移動している。このために、有機溶液は適度に撹拌されて、溶解している導電性高分子が均一な状態で、基板に塗布されることになる。つまり、溶媒が高揮発性であるために、短時間で揮発する場合であっても、形成される有機薄膜の膜厚や組成が均一とすることができる。さらに、スキージは、上下方向の振動のみをしながら移動しているので、移動時の摩擦抵抗が小さくなり、より均一な有機薄膜を形成することができる。
【００１４】
（実施形態３）
本実施形態の有機薄膜形成方法を図５に基づいて説明する。本実施形態のスクリーン印刷機の構成要件と動作は、実施形態１とほぼ同じである。ただし、基板４を左右の方向Ｅに超音波振動させるということが異なっている。
【００１５】
つまり、スキージ部１をＡの方向から押圧して、Ｂの方向に移動させ、スクリーン２のメッシュから有機溶液３を排出させることにより、基板４の面上に有機薄膜５を形成していく。このとき、基板４を方向Ｅに超音波振動させながら、スキージ部１をＢの方向に移動させていく。実際には、基板を載置している支持板を超音波振動させる。このとき、加速度センサ６から出力される加速度データをフィードバックしながら、駆動部７を制御することにより、スキージ部１の押圧力が一定となり、不要な振動をしないように、フィードバック制御をする。
【００１６】
本実施形態の有機薄膜形成方法によれば、スキージ部に具備された３軸加速度センサの出力データをフィードバックしているので、有機溶液の塗布時は、基板のみが振動をしながら、スキージは、不要な振動をすることなく、一定の速度で移動している。このために、有機溶液は適度に撹拌されて、溶解している導電性高分子が均一な状態で、基板に塗布されることになる。つまり、溶媒が高揮発性であるために、短時間で揮発する場合であっても、形成される有機薄膜の膜厚や組成が均一とすることができる。さらに、スキージとは独立して基板を超音波振動させるので、制御が容易となるとともに、スキージの進行方向に横縞ができにくくなるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１の有機薄膜形成方法を示す断面図である。
【図２】実施形態１の有機薄膜形成方法を示す斜視図である。
【図３】実施形態１の速度制御プロファイルを示す図である。
【図４】実施形態２の有機薄膜形成方法を示す斜視図である。
【図５】実施形態３の有機薄膜形成方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００１８】
１      スキージ部
２      スクリーン
３      有機溶媒
４      基板
５      有機薄膜
６      加速度センサ
７      駆動部
８      直線ガイド
Ａ      スキージ部の押圧方向
Ｂ      スキージ部の移動方向
Ｃ      スキージ部の振動方向(左右)
Ｄ      スキージ部の振動方向(上下)
Ｅ      基板の振動方向(左右)
【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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