(57)【要約】【課題】本発明は、インクジェットヘッドから基板に材料を噴射塗布して薄膜を形成する際に、局部的な部分も含めて膜厚の均一性を高め、塗布形状を正確に実現するための薄膜形成装置及び方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、複数のノズルから材料液を吐出するインクジェットヘッドを複数配置したヘッドと、各インクジェットヘッドに材料液を供給するタンクと、ヘッドの下方において載置した基板を駆動用アクチュエーターで水平移動させる搬送テーブルと、搬送テーブルの位置を取得する位置検出手段と、各インクジェットヘッドにヘッド駆動信号を出すヘッドコントローラと、ヘッドコントローラを駆動させるエンコーダパルスを定期的に入力するとともに位置検出手段で取得した位置を基に前記駆動用アクチュエータをフィードバック制御するステージコントローラとからなる薄膜形成装置の構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルから材料液を吐出するインクジェットヘッドを複数配置したヘッドと、
前記各インクジェットヘッドに材料液を供給するタンクと、
前記ヘッドの下方において載置した基板を駆動用アクチュエーターで水平移動させる搬送テーブルと、
前記搬送テーブルの位置を取得する位置検出手段と、
前記各インクジェットヘッドに塗布パターンに基づく吐出量及び吐出タイミングをヘッド駆動信号により指示するヘッドコントローラ及び前記ヘッドコントローラを駆動させるエンコーダパルスを定期的に入力するとともに前記位置検出手段で取得した位置を基に前記駆動用アクチュエータをフィードバック制御するステージコントローラをコンピュータでコントロールする制御装置とからなり、
前記基板の周縁部に塗布するドットに対する吐出量を中心部の吐出量よりも少なくすることにより塗布後に拡散展開した際の膜厚を均一化することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
隣接するインクジェットヘッドのヘッド間ノズル間隔に応じて、境界部のノズルの吐出量を調整することを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項３】
塗布ピッチ及び吐出タイミングを調整してドット間隔を一定にし、薄膜の表面形状を均一化することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の薄膜形成装置。
【請求項４】
２段組とした複数のインクジェットヘッドを段ごとにインクジェットヘッド列としてまとめ、ノズルピッチを狭小化するためにヘッドを傾斜させた際にスライド移動可能とすることにより、ノズルのオーバーラップ及び隙間を解消することを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の薄膜形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４に記載の薄膜形成装置により塗布することを特徴とする薄膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドから材料を噴射して基板上に塗布することにより成膜する薄膜形成装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種の表示素子や半導体装置等においては、その構成に色々な薄膜が用いられる。この薄膜の例としては、液晶表示素子における配向膜などがある。
【０００３】
薄型軽量又は低消費電力等の大きな長所を持つ液晶表示装置は、携帯電話、パーソナルコンピュータ又は薄型テレビに採用されて大きな発展を遂げている。液晶表示素子は、電極が形成された２枚の基板の間に液晶組成物を挟持し、電極間に電圧を印加することで分子配列の捩れを生じさせて光を直進させたり遮ったりする現象を利用し、偏光板と組み合わせることにより画像を表示する。
【０００４】
配向膜は、液晶の分子配列を変化させるためのトリガとして機能する。液晶分子にプレチルト角（液晶分子の分子軸と配向膜表面とがなす角）を与える際に、配向膜の薄膜表面が重要である。薄膜形成後、表面を布などで軽く摩擦（ラビング処理）して電極間に電圧を印加すれば、液晶の分子配列を一定方向にすることができる。均一な表示をする上でも、配向膜の膜厚や組成の均一性が要求される。
【０００５】
また、液晶の分子配列の状況は、明るさや視野角等の表示性能と深い関係があり、これらの特性改善のために、横電界方式配向（ＩＰＳ）や垂直配向（ＶＡ）が提案されており、それに応じた配向膜材料の開発において、薄く且つ均一に成膜できるようにすることが重要な課題である。
【０００６】
従来、液晶表示素子における配向膜の形成は、オフセット印刷（フレキソ印刷）による方法がほとんどであった。まず、アニロックスローラ上に注入ノズルを介してポリイミド等の配向膜材料を滴下し、ドクターローラをアニロックスローラに押し付けることによって、滴下された配向膜材料の厚さが均一になるように延ばす。そして、それを版胴上に設けられた印刷版上に転写し、さらに基板の表面に転写して、乾燥及び焼成を経た後、液晶表示素子の配向膜が完成する。
【０００７】
特許文献１又は特許文献２に記載されているように、液晶表示素子を製造する基板の大型化や配向膜材料の節約動向に対して、配向膜溶液をノズルから噴射して、基板の表面に塗布し、これを展開し、乾燥及び焼成のプロセスを経て配向膜を形成するインクジェット方式の塗布装置の発明も公開されている。
【０００８】
図１８は、従来の塗布装置で塗布したドット群と膜厚分布を示す図である。従来の塗布方法２０では、ノズルから各ドット２０ａに対して同量の溶液を噴射するため、塗布領域境界２０ｂ付近の膜厚２０ｃが厚くなり、内部が薄くなる傾向にある。
【０００９】
また、特許文献３に記載されているように、インクジェット方式で薄膜を形成する方法において、基板上に液滴を塗布する順番などを制御する方法に関する発明も公開されている。
【特許文献１】特開昭５４−２１８６２号公報
【特許文献２】特開２００３−８０１３０号公報
【特許文献３】特開２００５−７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、オフセット印刷（フレキソ印刷）によって配向膜を形成する方法は、印刷版上に一様に塗布された配向膜溶液を基板表面に転写することにより形成するため膜厚の均一性は良いが、ドクターローラとアニロックスローラに配向膜溶液を塗布する必要があるため、この部分に材料が滞留し、最終的には廃棄となるため、材料の使用効率が低い。また、基板大型化に伴い、装置が設置されるクリーンルーム内では、重量物である版胴の交換が容易でないという課題もある。
【００１１】
インクジェットヘッドを用いた非接触方式の配向膜形成方法においては、材料の使用効率や版替えに関する課題は解決されている。しかし、ノズルから極めて微量の液滴を噴射して基板に点状のドットを塗布し、これを拡散展開して配向膜を作るが、ドットの位置ずれが膜厚変動の大きな要因となる。
【００１２】
また、低粘度の溶液が基板上に着弾すると、溶剤の蒸発と流体としての拡散展開が同時に起こり、最終的に半乾燥の状態になったところで移動が止まるが、相対的に比重が大きい材料が端部に置かれ、円弧状の線の繋がりが形成されることで、端部の膜厚が飛び抜けて大きくなるコーヒーステイン現象が生じ、周縁部が切り立った凹凸の激しい膜となってしまう。
【００１３】
そこで、本発明は、インクジェットヘッドから基板に材料を噴射塗布して薄膜を形成する際に、局部的な部分も含めて膜厚の均一性を高め、塗布形状を正確に実現するための薄膜形成装置及び方法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】
【００１４】
本発明は、上記の課題を解決するために、複数のノズルから材料液を吐出するインクジェットヘッドを複数配置したヘッドと、前記各インクジェットヘッドに材料液を供給するタンクと、前記ヘッドの下方において載置した基板を駆動用アクチュエーターで水平移動させる搬送テーブルと、前記搬送テーブルの位置を取得する位置検出手段と、前記各インクジェットヘッドに塗布パターンに基づく吐出量及び吐出タイミングをヘッド駆動信号により指示するヘッドコントローラ及び前記ヘッドコントローラを駆動させるエンコーダパルスを定期的に入力するとともに前記位置検出手段で取得した位置を基に前記駆動用アクチュエータをフィードバック制御するステージコントローラをコンピュータでコントロールする制御装置とからなることを特徴とする薄膜形成装置の構成とした。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、インクジェットヘッドにノズル毎に吐出する液滴量を変更できる制御装置を設け、塗布動作の際に、塗布領域の周縁部では液滴量を少なくし、中央部では多くすることにより、周縁部の膜厚の増加を抑制し、膜厚分布を均一にすることができる。
【００１６】
複数のインクジェットヘッドを配置して大型の基板へ塗布する際に、隣接するヘッドの間隔に応じて端部のノズルの液滴量を制御装置でコントロールすることにより、膜厚分布を均一にすることができる。また、これにより材料液の使用効率も向上する。
【００１７】
ノズルピッチ及び塗布ピッチを制御して、一のドットから周囲に隣接するドットまでの距離が均等になるように、滴下位置を調整することにより、材料の滴下後の拡散が均等になり、滴下痕や合流痕を最小に抑えることができる。
【００１８】
複数のインクジェットヘッド全体を傾斜させた際に、組単位でインクジェットヘッドをスライド移動させることで、インクジェットヘッド間の隙間を無くし、オーバーラップを最小限にすることにより、膜厚分布を均一にすることができる。
【００１９】
本発明は、面発光型の有機ＥＬ（ＯＬＥＤ）の発光層や正孔輸送層の薄膜形成及び保護膜充填塗布、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）における配光膜形成や液晶の充填塗布、プラズマディスプレイ等に応用可能である。
【００２０】
また、その他に、半導体に代表される各種のエレクトロニクス製品の製造プロセスで多用される薄膜レジストの形成にも適用可能であり、良好な薄膜分布や塗布形状を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明は、インクジェットヘッドから基板に材料を噴射塗布して薄膜を形成する際に、局部的な部分も含めて膜厚の均一性を高め、塗布形状を正確に実現するという目的を、基板の周縁部に塗布するドットに対する吐出量を中心部の吐出量よりも少なくすることにより塗布後に拡散展開した際の膜厚を均一化し、隣接するインクジェットヘッドのヘッド間ノズル間隔に応じて境界部のノズルの吐出量を調整したり、塗布ピッチ及び吐出タイミングを調整してドット間隔を一定にしたり、２段組とした複数のインクジェットヘッドを段ごとにインクジェットヘッド列としてまとめ、ノズルピッチを狭小化するためにヘッドを傾斜させた際にスライド移動可能としてノズルのオーバーラップ及び隙間を解消したりすることで実現した。
【実施例１】
【００２２】
以下に、添付図面に基づいて、本発明である薄膜形成装置について詳細に説明する。図１は、本発明である薄膜形成装置の斜視図である。
【００２３】
薄膜形成装置１は、ヘッド２、ヘッド支持構造体３、タンク４、供給管５、搬送テーブル６、駆動用アクチュエータ７、ガイドレール８、位置検出手段９、台座１０、及び制御装置１１等からなり、非接触方式により基板１２に薄膜を塗布する。
【００２４】
ヘッド２は、複数のインクジェットヘッド１３の集合体であり、各インクジェットヘッド１３に供給された材料液４ａを、それぞれ複数のノズル１３ａに分岐させて吐出する部材である。
【００２５】
ヘッド支持構造体３は、ヘッド２を搬送テーブル６の上方において支持するための枠体である。各インクジェットヘッド１３は、垂直方向に配置され、ノズル１３ａが下を向くようにして空中に保持される。
【００２６】
タンク４は、配向膜溶液などの材料液４ａを貯留する容器であり、供給管５によりヘッド２へ材料液４ａを供給する。供給管５は、タンク４とヘッド２を繋ぐ管であり、材料液４ａをタンク４からヘッド２まで流す。
【００２７】
搬送テーブル６は、駆動用アクチュエータ７によりガイドレール８に沿って、ノズル１３ａに対し相対的に水平移動する台である。上面には静電チャック等により基板１２が保持され、ヘッド２から材料液４ａを塗布しながら、基板１２を搬送する。
【００２８】
駆動用アクチュエータ７は、搬送テーブル６の下側に設置される駆動装置であり、ガイドレール８の上に載置する。ガイドレール８は、台座１０上に敷いた棒状の部材であり、搬送テーブル６の軌道となる。
【００２９】
尚、搬送テーブル６を固定し、ヘッド支持構造体３に駆動用アクチュエータ７を取り付けてガイドレール８に沿って移動させることにより、搬送テーブル６上の基板１２に塗布する方法もある。
【００３０】
位置検出手段９は、搬送テーブル６の位置をセンサーで感知し、搬送テーブル６の速度が適正となるように、駆動用アクチュエータ７をフィードバック制御する。台座１０は、全体を支える台である。
【００３１】
制御装置１１は、ヘッド２及び駆動用アクチュエータ７の速度やタイミング等の動作をコンピュータ１４等により制御する機器である。各インクジェットヘッド１３と搬送テーブル６とが協働するようにお互いを関係付ける。
【００３２】
基板１２は、ガラスやプラスチック等の板であり、薄膜を形成する対象である。液晶表示素子を製造する場合は、配向膜を材料塗布、展開、乾燥及び焼成により成膜した上で、２枚の基板１２の間に液晶組成物を挟持する。
【００３３】
図２は、本発明である薄膜形成装置のヘッドの正面図である。図３は、本発明である薄膜形成装置のヘッドの平面図である。図４は、本発明である薄膜形成装置のヘッドの底面図である。
【００３４】
ヘッド２は、単一又は複数のインクジェットヘッド１３からなり、各インクジェットヘッド１３がヘッド支持構造体３により支えられる。また、インクジェットヘッド１３間の間隔を補うために、２組を位置をずらして平行に配置する。
【００３５】
各インクジェットヘッド１３は、供給口２ａと複数のノズル１３ａ等を備え、それぞれヘッドコントローラ接続ケーブル２ｂが接続される。尚、各供給口２ａには供給管５が接続される。
【００３６】
供給口２ａは、インクジェットヘッド１３内に材料液４ａを吸入する際の入口であり、接続された供給管５から材料液４ａが送り込まれる。ノズル１３ａは、インクジェットヘッド１３の下面に複数に分岐されて設けられる。
【００３７】
２組並べた複数のインクジェットヘッド２は、１段目の左端のノズル１３ａと２段目左側の右端のノズル１３ａとが一直線上に、１段目の右端のノズル１３ａと２段目右側の左端のノズル１３ａとが一直線上に並ぶような配置が好ましい。
【００３８】
ヘッドコントローラ接続ケーブル２ｂは、制御装置１１からの制御信号を受信するためのケーブルである。制御信号により、各インクジェットヘッド１３の各ノズル１３ａの吐出量が指定される。
【００３９】
図５は、本発明である薄膜形成装置のインクジェットヘッドの斜視図である。インクジェットヘッド１３内の空間は、駆動部１３ｂにより複数の流路１３ｃが形成され、各流路１３ｃの先は一列に並んだ各ノズル１３ａに至る。
【００４０】
駆動部１３ｂは、複数の細長い圧電素子を平行かつ間欠的に一定間隔で配置したものである。電圧の負荷又は除荷により変位を生じさせ、流路１３ｃの体積を変化させることで、ポンプとして機能する。
【００４１】
流路１３ｃは、インクジェットヘッド１３に供給された材料液４ａが、複数のノズル１３ａから吐出されるように、分岐して流すための通路である。駆動部１３ｂのポンプ機能により、材料液４ａの吸入と吐出が行われる。
【００４２】
尚、流路１３ｃを材料液４ａが円滑に流れるためには粘度の制約があり、また、ノズル１３ａから液滴として噴射するには表面張力の制約があるため、必要があれば、溶剤を大量に用いて低粘度で噴射塗布する。
【００４３】
図６は、本発明である薄膜形成装置の制御装置の構成を示すブロック図である。制御装置１１は、ステージコントローラ１５、ヘッドコントローラ１６及びコンピュータ１４等からなる。
【００４４】
コンピュータ１４は、制御に必要なパラメータ等を与えたり、動作に関する指示を与える装置である。基板１２の搬送に関しては、ステージコントローラ１５により制御し、基板１２への塗布に関しては、ヘッドコントローラ１６により制御する。
【００４５】
ステージコントローラ１５は、駆動用アクチュエータ７を制御する手段である。ヘッドコントローラ１６は、制御部１６ａ、メモリ部１６ｂ及びヘッド駆動部１６ｃからなり、複数のインクジェットヘッド１３を制御する手段である。
【００４６】
制御部１６ａは、コンピュータ１４又はステージコントローラ１５からの信号を取得し、信号に応じて、メモリ部１６ｂからデータを取り出したり、ヘッド駆動部１６ｃに動作命令を出す手段である。
【００４７】
メモリ部１６ｂは、塗布に関するパラメータ等のデータを記憶する手段である。予め、コンピュータ１４から取得したデータを蓄積しておき、制御部１６ａの命令に従い、ヘッド駆動部１６ｃに必要なデータを送る。
【００４８】
ヘッド駆動部１６ｃは、塗布動作に関する信号を発する手段である。制御部１６ａの命令に従い、メモリ部１６ｂから状況に応じたデータを取得して、それに応じた動作信号を発信する。
【００４９】
塗布開始前に、予めコンピュータ１４からビットマップデータ１４ｃを入力し、ヘッドコントローラ１６のメモリ部１６ｂに蓄積しておく。ビットマップデータ１４ｃは、ドット１２ａ単位で塗布量を階調情報として持たせたデータである。
【００５０】
コンピュータ１４からヘッドコントローラ１６の制御部１６ａとステージコントローラ１５に塗布開始信号１４ｂを出すことで、塗布が開始される。塗布ピッチ１２ｃに応じた搬送速度も設定され、ステージコントローラ１５に送られる。
【００５１】
制御部１６ａが塗布開始信号１４ｂを受け取ったら、基板１２の絶対位置を決定するなどメモリ部１６ｂ及びヘッド駆動部１６ｃを動作させるための準備を行い、ステージコントローラ１５からエンコーダパルス１５ａが来るまで待機する。
【００５２】
ステージコントローラ１５が塗布開始信号１４ｂを受け取ったら、駆動用アクチュエータ７に搬送テーブル６を設定された搬送速度で移動開始させる信号を送り、また、制御部１６ａにエンコーダパルス１５ａを送信する。
【００５３】
制御部１６ａがエンコーダパルス１５ａをトリガ信号として受け取るごとに、メモリ部１６ｂのビットマップデータ１４ｃから搬送の進み具合に応じたドットデータ１６ｄをヘッド駆動部１６ｃに送る。
【００５４】
ヘッド駆動部１６ｃは、ドットデータ１６ｄを基に、全てのインクジェットヘッド１３の各ノズル１３ａの吐出タイミング及び吐出量を設定した上で、インクジェットヘッド１３に材料液４ａの供給及び吐出を指示するヘッド駆動信号１６ｅを送信する。
【００５５】
搬送テーブル６の移動に伴い、搬送テーブル６の位置を位置検出手段９のセンサー等により取得し、その位置データ１４ａをステージコントローラ１５を介してコンピュータ１４に送る。
【００５６】
コンピュータ１４は、搬送テーブル６の移動速度が適正であるかを判断し、搬送速度に補正が必要であれば、フィードバック制御信号１５ｂをステージコントローラ１５を介して駆動用アクチュエータ７に送り、速度を調整する。
【００５７】
図７は、本発明である薄膜形成装置のインクジェットヘッドの吐出制御を示す図である。ヘッドコントローラ１６からインクジェットヘッド１３にヘッド駆動信号１６ｅが送信されると、各ノズル１３ａから球形の材料液４ａが基板１２に向けて吐出される。
【００５８】
１回に吐出される液滴量はほぼ決まっているため、基板１２上に形成されるドット１２ａのサイズもほぼ決まってしまうが、吐出される液滴数を変えることで、液滴量を増減させることができる。
【００５９】
例えば、１つのノズル１３ａから連続吐出できる最大液滴数を７個とすれば、０個から７個の８段階の液滴量にすることができ、その結果、８段階の大きさのドット１２ａを形成することができる。
【００６０】
ヘッド駆動信号１６ｅを入力してから次のヘッド駆動信号１６ｅを入力するまでの間に連続吐出が完了し、１つのドット１２ａを形成できるように、タイミングを管理する必要がある。
【００６１】
図８は、本発明である薄膜形成装置の吐出制御のタイミングチャートである。上段が塗布開始信号１４ｂのチャートであり、中段がエンコーダパルス１５ａのチャートであり、下段がヘッド駆動信号１６ｅのチャートである。
【００６２】
塗布開始信号１４ｂにより塗布開始が指示されると、それ以降、塗布終了が指示されるまで、一定周期ごとにエンコーダパルス１５ａが発生する。エンコーダパルス１５ａは、搬送テーブル６が移動する際に、位置検出手段９で検出された位置に対応してステージコントローラ１５が出力する。
【００６３】
例えば、１μｍの等距離間隔で出力するように設定すると、搬送テーブル６が１μｍ移動するごとに、１パルスのエンコーダパルス１５ａが出力される。この距離間隔はコンピュータ１４で任意の値に設定可能である。尚、エンコーダパルス１５ａの周期は、この距離間隔を搬送テーブル６の移動速度で除算した値になる。
【００６４】
エンコーダパルス１５ａが発生したら、次のエンコーダパルス１５ａが発生するまでに、吐出したい回数分のヘッド駆動信号１６ｅを発生させることで、ヘッド駆動信号１６ｅの回数に応じたサイズのドット１２ａが形成される。
【００６５】
例えば、一のノズル１３ａに対して設定されたヘッド駆動信号１６ｅの数が、１周期目は５個、２周期目は３個、３周期目は１個であれば、基板１２には、大サイズのドット、中サイズのドット、小サイズのドットが順に塗布される。
【００６６】
図９は、本発明である薄膜形成装置の吐出量のビットマップデータを示す図である。ビットマップデータ１４ｃは、ドット１２ａごとの液滴数を２次元の表形式で表現した塗布パターンのデータである。
【００６７】
まず、塗布方向長さ及び塗布幅を取得し、塗布方向長さを塗布ピッチ１２ｃで割ることでビットマップの長さ方向のピクセル数が決まり、塗布幅をノズルピッチ１２ｂで割ることでビットマップの幅方向のピクセル数が決まる。
【００６８】
ビットマップの各ピクセルにドット１２ａの液滴数を階調情報として設定し、ビットマップデータ１４ｃを作成する。即ち、ドット１２のサイズが８段階であれば、０から７までの値を用いる。
【００６９】
例えば、４周期目の場合、ビットマップデータ１４ｃの４行目がドットデータ１６ｄとして抽出され、１列目はなし、２列目は１回分、３列目は３回分、４列目は５回分、・・・の大きさでドット１２ａが形成される。
【００７０】
図１０は、本発明である薄膜形成装置で塗布したドット群及び膜厚を示す図である。上段が基板１２上のドット１２ａ群の一部を示す平面図であり、下段がＡ−Ａで切断したときの膜厚１２ｅを示す断面図である。
【００７１】
基板１２を載せた搬送テーブル６を水平にずらしながら、インクジェットヘッド１３の各ノズル１３ａから材料液４ａを吐出することで、基板１２上に１行ずつドット１２ａ群を形成する。
【００７２】
尚、ノズルピッチ１２ｂは、インクジェットヘッド１３に設けた各ノズル１３ａの間隔であり、ドット１２ａ同士の列間隔となる。また、塗布ピッチ１２ｃは、エンコーダパルス１５ａの周期に対する基板１２の移動距離であり、ドット１２ａの行間隔となる。
【００７３】
基板１２に着弾した材料液４ａは、それぞれが中心から放射状に拡散するので、塗布領域境界１２ｄ付近の液滴量を中心付近の液滴量と同じにすると、塗布領域境界１２ｄ付近に材料液４ａが集まる可能性が高い。
【００７４】
そこで、塗布領域境界１２ｄ付近のドット１２ａに関しては、中心付近のドット１２ａよりも液滴量を少なくして、塗布領域境界１２ｄの膜厚１２ｅが高くなり過ぎたり、塗布領域境界１２ｄの外へはみ出したりしないようにする。
【００７５】
即ち、ビットマップデータ１４ｃの設定を、塗布領域境界１２ｄ付近のドット１２ａに該当するデータは液滴数の値を少なくし、中心付近のドット１２ａに該当するデータは液滴数の値を大きくする。
【００７６】
中央部から周縁部へかけてドット１２ａの大きさが小さくなるように勾配を持たせることで、周囲の液滴と合流して、溶媒の蒸発に伴う流動により周縁部に固形成分が集中したとしても、全体の膜厚１２ｅを均等化することができる。
【００７７】
制御装置１１の管理の下、各行ごとに、各ノズル１３ａから吐出する液滴量を変更することで、全体における液滴量の調整が可能となり、材料液４ａの拡散展開及び乾燥に柔軟に対応できる。
【実施例２】
【００７８】
図１１は、本発明である薄膜形成装置のヘッド間ノズル間隔に応じてドット群を調整した図である。基板１２の塗布領域が広い場合には、複数のインクジェットヘッド１３を並べて対応する。
【００７９】
しかし、隣接する２つのインクジェットヘッド１３の端部のノズル１３ａ同士のヘッド間ノズル間隔１２ｆを、ノズルピッチ１２ｂと等しく配置することは、機械的に非常に困難である。
【００８０】
そのため、境界部は複数の塗布領域の重ね合わせとなるが、ヘッド間ノズル間隔１２ｆが近い場合、継ぎ目付近の膜厚１２ｅが増大し、ヘッド間ノズル間隔１２ｆが離れている場合、継ぎ目付近の膜厚１２ｅが小さくなる。
【００８１】
尚、インクジェットヘッド１３間の隙間を補うためには、２段組にして配置するのが好ましいが、塗布方向に関して、インクジェットヘッド１３の厚み相当のノズル１３ａのオフセットが生じるため、制御装置１１で吐出のタイミングを制御する。
【００８２】
１段目の右端のノズル１３ａと２段目の左端のノズル１３ａとのヘッド間ノズル間隔１２ｆが狭い場合、それぞれのドット１２ａから拡散する材料液４ａが重なり、膜厚１２ｅが高くなる可能性があるので、液滴数を減らす必要がある。
【００８３】
逆に、１段目の右端のノズル１３ａと２段目の左端のノズル１３ａとのヘッド間ノズル間隔１２ｆが広い場合、それぞれのドット１２ａから材料液４ａがあまり拡散せず、膜厚１２ｅが薄くなる可能性があるので、液滴数を増やす必要がある。
【００８４】
尚、１段目の右端のノズル１３ａと２段目の左端のノズル１３ａの位置を合わせれば、ヘッド間ノズル間隔１２ｆを無くすことができるが、ノズル１３ａが重複するので、液滴量はそれぞれ減らすように調整する。
【実施例３】
【００８５】
図１２は、本発明である薄膜形成装置の塗布ピッチを変更してドット群を調整した図である。塗布ピッチ１２ｃは、エンコーダパルス１５ａを出力する距離間隔をソフトウェア上で変えることにより変更することができる。
【００８６】
行と列の幅を均等にドット１２ａを形成した場合、上下左右のドット１２ａとの距離は同じであるが、斜めのドット１２ａとは距離が離れており、拡散展開の度合いが異なるため、膜厚１２ｅに濃淡が生じ、スジやムラ等の塗布不良が現れる場合がある。
【００８７】
そこで、制御装置１１で吐出タイミングを調整する。塗布ピッチ１２ｃをノズルピッチ１２ｂの１／√３倍にし、奇数列のノズル１３ａと偶数列のノズル１３ａを交互に吐出すれば、ドット間隔１２ｇを同じにすることができる。即ち、一のドット１２ａの周囲のドット１２ａが正六角形状に配置される。
【００８８】
一のドット１２ａの周囲のドット１２ａが正六角形状に配置されるように制御すれば、周囲の各ドット１２ａまでのドット間隔１２ｇは全て一定となり、形成される薄膜の表面形状を均一化することができる。
【実施例４】
【００８９】
図１３は、本発明である薄膜形成装置のヘッドを傾けてノズルピッチを狭小化した図である。ノズルピッチ１２ｂを狭くすれば、各ドット１２ａの材料液４ａの密度を高くすることができる。
【００９０】
ノズルピッチ１２ｂは、材料液４ａの流路１３ｃを確保する必要があるため狭小化には限度があるが、インクジェットヘッド１３を傾けることで、よりノズルピッチ１２ｂの狭小化が可能となる。
【００９１】
１つのインクジェットヘッド１３の有効塗布幅は３０〜５０ｍｍ程度であるため、複数のインクジェットヘッド１３を並べたヘッド２を用いるので、ヘッド２を傾けることで、インクジェットヘッド１３全体を傾ける。
【００９２】
しかし、ヘッド２全体を傾けて傾斜角１７を付けると、１段目の左端のノズル１３ａと２段目の右端のノズル１３ａ、及び１段目の右端のノズル１３ａと２段目の左端のノズル１３ａの位置合わせも斜め方向に傾く。
【００９３】
その結果、進行方向においては、１段目のノズル１３ａと２段目のノズル１３ａとがオーバーラップ１７ａする箇所が拡がり、１段目のノズル１３ａと２段目のノズル１３ａとの隙間１７ｂも生じてしまう。
【００９４】
図１４は、本発明である薄膜形成装置のインクジェットヘッド列のスライド機構の平面図である。図１５は、本発明である薄膜形成装置のインクジェットヘッド列のスライド機構の断面図である。
【００９５】
ヘッド１８は、２組のインクジェットヘッド列１８ａと、回転軸１８ｂを有し、各インクジェットヘッド列１８ａに対しては、スライド用アクチュエータ１８ｃとスライド溝１８ｄを設け、回転軸１８ｂには、モータ１８ｅと回転角度センサ１８ｆを設ける。
【００９６】
インクジェットヘッド列１８ａは、インクジェットヘッド１３を段ごとにまとめたものである。即ち、インクジェットヘッド列１８ａをスライドさせれば、同じ段のインクジェットヘッド１３が一斉に移動する。
【００９７】
回転軸１８ｂは、ヘッド１８の中央、かつ、１段目のインクジェットヘッド列１８ａと、２段目のインクジェットヘッド列１８ａの間に設け、ヘッド１８を回転可能としたものである。
【００９８】
スライド用アクチュエータ１８ｃは、各インクジェットヘッド列１８ａをスライド溝１８ｄに沿って駆動させる機構である。スライド溝１８ｄは、各インクジェットヘッド列１８ａの可動範囲を制限するために設けた溝である。
【００９９】
モータ１８ｅは、回転軸１８ｂに回転運動を加えるための動力である。回転角度センサ１８ｆは、ヘッド１８の傾きを検知してコンピュータ１４等に送り、スライド用アクチュエータ１８ｃやモータ１８ｅを制御する。
【０１００】
図１６は、本発明である薄膜形成装置のヘッド傾斜時のオーバーラップ及び隙間を解消した図である。ヘッド１８を傾けても、インクジェットヘッド列１８ａの位置をずらせば、オーバーラップ１７ａ及び隙間１７ｂを解消できる。
【０１０１】
コンピュータ１４等からヘッド１８を傾斜角１７だけ傾けるよう指定した場合、まず回転角度センサ１８ｆで傾きを確認しながら、モータ１８ｅを動作させて、ヘッド１８を傾ける。
【０１０２】
同時に、回転角度センサ１８ｆで検知した角度に応じて、スライド用アクチュエータ１８ｃでインクジェットヘッド列１８ａを押す又は引くことにより、インクジェットヘッド列１８ａをスライド移動させる。
【０１０３】
例えば、１段目のインクジェットヘッド列１８ａを押し、２段目のインクジェットヘッド列１８ａを引くことで、進行方向において、１段目の左端と２段目の右端のノズル１３ａ及び１段目の右端と２段目の左端のノズル１３ａの位置が合うようにする。
【０１０４】
尚、スライド量１７ｄをΔＬ、インクジェットヘッドと中心線の距離１７ｃをｒ、傾斜角１７をθとすると、スライド量１７ｄは、ΔＬ＝ｒ・ｔａｎθの式により求めることができる。
【実施例５】
【０１０５】
図１７は、本発明である薄膜形成装置のインクジェットヘッド列の自動スライド機構の平面図である。簡単な機構を利用して、ヘッド１９の傾きに伴うインクジェットヘッド列１８ａのスライド移動を実現することもできる。
【０１０６】
ヘッド１９には、スライド用アクチュエータ１８ｃ及び回転角度センサ１８ｆは用いず、代わりに、回転軸１８ｂの他に案内円板１９ａを取り付け、各インクジェットヘッド列１８ａにガイドピン１９ｂを設ける。
【０１０７】
案内円板１９ａは、ガイドピン１９ｂが入る溝を設けた円板である。ガイドピン１９ｂは、インクジェットヘッド列１８ａから回転軸１８ｂ側に突出させた上で、ピンを垂直方向に突起させ、案内円板１９ａの溝に掛ける。尚、案内円板１９ａは、回転軸１８ｂと独立して固定される。
【０１０８】
ヘッド１９が回転しても、案内円板１９ａの溝により、ガイドピン１９ｂの回転が拘束されているので、連設するインクジェットヘッド列１８ａがスライド溝１８ｄに沿って移動する。
【０１０９】
案内円板１９ａにＵ字状の対向する溝を空け、ガイドピン１９ｂに可動範囲を持たせることで、ヘッド１９の回転に応じたガイドピン１９ｂの移動を実現している。
【０１１０】
即ち、案内円板１９ａの拘束を利用することで、対向する１段目のインクジェットヘッド列１８ａと２段目のインクジェットヘッド列１８ａとを逆方向に移動させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明である薄膜形成装置の斜視図である。
【図２】本発明である薄膜形成装置のヘッドの正面図である。
【図３】本発明である薄膜形成装置のヘッドの平面図である。
【図４】本発明である薄膜形成装置のヘッドの底面図である。
【図５】本発明である薄膜形成装置のインクジェットヘッドの斜視図である。
【図６】本発明である薄膜形成装置の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明である薄膜形成装置のインクジェットヘッドの吐出制御を示す図である。
【図８】本発明である薄膜形成装置の吐出制御のタイミングチャートである。
【図９】本発明である薄膜形成装置の吐出量のビットマップデータを示す図である。
【図１０】本発明である薄膜形成装置で塗布したドット群及び膜厚を示す図である。
【図１１】本発明である薄膜形成装置のヘッド間ノズル間隔に応じてドット群を調整した図である。
【図１２】本発明である薄膜形成装置の塗布ピッチを変更してドット群を調整した図である。
【図１３】本発明である薄膜形成装置のヘッドを傾けてノズルピッチを狭小化した図である。
【図１４】本発明である薄膜形成装置のインクジェットヘッド列のスライド機構の平面図である。
【図１５】本発明である薄膜形成装置のインクジェットヘッド列のスライド機構の断面図である。
【図１６】本発明である薄膜形成装置のヘッド傾斜時のオーバーラップ及び隙間を解消した図である。
【図１７】本発明である薄膜形成装置のインクジェットヘッド列の自動スライド機構の平面図である。
【図１８】従来の塗布装置で塗布したドット群と膜厚分布を示す図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１        薄膜形成装置
２        ヘッド
２ａ      供給口
２ｂ      ヘッドコントローラ接続ケーブル
３        ヘッド支持構造体
４        タンク
４ａ      材料液
５        供給管
６        搬送テーブル
７        駆動用アクチュエータ
８        ガイドレール
９        位置検出手段
１０        台座
１１        制御装置
１２        基板
１２ａ      ドット
１２ｂ      ノズルピッチ
１２ｃ      塗布ピッチ
１２ｄ      塗布領域境界
１２ｅ      膜厚
１２ｆ      ヘッド間ノズル間隔
１２ｇ      ドット間隔
１３        インクジェットヘッド
１３ａ      ノズル
１３ｂ      駆動部
１３ｃ      流路
１４        コンピュータ
１４ａ      位置データ
１４ｂ      塗布開始信号
１４ｃ      ビットマップデータ
１５        ステージコントローラ
１５ａ      エンコーダパルス
１５ｂ      フィードバック制御信号
１６        ヘッドコントローラ
１６ａ      制御部
１６ｂ      メモリ部
１６ｃ      ヘッド駆動部
１６ｄ      ドットデータ
１６ｅ      ヘッド駆動信号
１７        傾斜角
１７ａ      オーバーラップ
１７ｂ      隙間
１７ｃ      距離
１７ｄ      スライド量
１８        ヘッド
１８ａ      インクジェットヘッド列
１８ｂ      回転軸
１８ｃ      スライド用アクチュエータ
１８ｄ      スライド溝
１８ｅ      モータ
１８ｆ      回転角度センサ
１９        ヘッド
１９ａ      案内円板
１９ｂ      ガイドピン
２０        塗布方法
２０ａ      ドット
２０ｂ      塗布領域境界
２０ｃ      膜厚
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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