JP2004103496A

JP2004103496A - 成膜方法、成膜装置、光学素子、有機エレクトロルミネッセンス素子、半導体素子および電子機器

Info

Publication number: JP2004103496A
Application number: JP2002266692A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Asuke; 足助　慎太郎
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】液状材料を用いて薄膜を形成する場合に、簡易に、その薄膜の形状を所望の形状にすることが可能な成膜方法、成膜装置、光学素子、有機エレクトロルミネッセンス素子、半導体素子および電子機器を提供する。
【解決手段】基板１０の被処理面に隔壁１１を設け、隔壁１１で囲まれたパターン領域２０内に液状材料１５を充填し、その充填の後に、基板１０に所定の振動を与える。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液状材料を塗布する工程を有する成膜方法、成膜装置、光学素子、有機エレクトロルミネッセンス素子、半導体素子および電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器、例えばコンピュータ、携帯用の情報機器端末の発達に伴い、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示デバイス、液晶表示デバイス、プラズマ表示デバイスなどの使用又は開発が行われている。この種の表示デバイスを製造する工程においては、液滴吐出方式を用いて基板のパターン領域に液状材料を塗布する手法が考え出されている。
【０００３】
次に、上記表示デバイスの構成要素であるカラーフィルタを液滴吐出方式で形成する方法について説明する。カラーフィルタには、基板を有し、この基板に対してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のインクを所定の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。ここで、インクは、インクジェットノズルなどから吐出させる液滴吐出方式で基板上に着弾させられる。
【０００４】
インクジェットノズルを備える描画装置は、インクジェットのヘッドから所定量のインクを基板のパターン領域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、インクジェットヘッドはＸステージ（Ｘ方向に移動自在なステージ）に搭載される。そして描画装置は、Ｘステージの駆動によりインクジェット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インクジェット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、複数のインクジェットヘッドからインクがパターン領域内の所定位置に着弾できるようになっている。
【０００５】
ところで、上記基板上の着色層に対しては、表面の保護及び平坦化のために薄膜の保護膜が成膜される。従来、保護膜などの薄膜形成には、例えばスピンコート法、ロールコート法、リッピング法などの方法が採用されているが、近年では、上記液滴吐出方式で薄膜を形成することが検討されている。そして、例えば、光ディスク用オーバーコート剤又はハードコート剤などの光ディスク用材料に適するインクジェット記録方式用紫外線硬化性樹脂組成物に関する技術がある（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１８３９２７号公報
【特許文献２】
特開平９−１８３９２８号公報
【特許文献３】
特開平９−１８３９２９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
また、例えば基板のパターン領域の周囲に凸形状の隔壁（バンク）を設けることで、液滴吐出方式で打ち込まれた液状材料がパターン領域からはみ出ることを防ぐ手法がある。ここで、隔壁には予め撥液処理を施し、パターン領域には親液処理を施すことで、液状材料がパターン領域以外に付着する事態を回避して、所望形状のパターンの薄膜を形成しようとしている。
【０００８】
しかしながら、隔壁表面の撥液性が不均一となっている場合、又は隔壁表面の形状が荒れているような場合に、インクジェットノズルから吐出された液状材料の一部が隔壁の側面などに引き寄せられ、その液状材料によって形成された薄膜の外縁などの形状が歪になることが生じてしまう。
【０００９】
そして、歪な形状の薄膜によって、有機ＥＬ表示デバイス、液晶表示デバイス又はプラズマ表示デバイスなどのカラーフィルタなどを設けると、発光ムラが生じ高品質な表示をすることができないという問題点が生じる。また、歪な形状の薄膜を用いて複数の層を形成した場合、下側の薄膜の形状が歪であるとその上側の薄膜の形状も歪になってしまい、不具合製品が発生する確率が高くなり、歩留まりが低下してしまう。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、液状材料を用いて薄膜を形成する場合に、簡易に、その薄膜の形状を所望の形状にすることができる成膜方法、成膜装置、光学素子、有機エレクトロルミネッセンス素子、半導体素子および電子機器の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために本発明の成膜方法は、基板の被処理面に隔壁を設け、該隔壁で囲まれたパターン領域内に液状材料を充填し、該充填した後に、該基板に振動を与えることを特徴とする。
本発明によれば、基板に振動を与えることにより、パターン領域に充填された液状材料の膜厚分布などを均一化することができ、その液状材料による薄膜の形状の均一化を向上させることができる。したがって、本発明によれば、液状材料を用いて形成した薄膜について、簡易に、より正確に所望の形状にすることができる。
また、本発明によれば、例えば、パターン領域の周囲に設けられた隔壁の上又は隔壁の側面に液状材料が塗布されたままの状態となっているときに、基板に振動を与えることにより、かかる隔壁に塗布されている液状材料をパターン領域に移動させることができ、薄膜の形状を所望のパターンに整えることができる。
【００１２】
また、本発明の成膜方法は、前記液状材料の充填が液滴吐出方式を用いて行われることが好ましい。
本発明によれば、隔壁に囲まれたパターン領域に液滴吐出方式で液状材料を充填したときに、その液状材料による薄膜形状を均一化することができる。
また、本発明によれば、例えば、液滴吐出方式による液状材料の吐出位置がずれたこと又は隔壁に対する撥液処理が十分でない場合などに、液状材料が隔壁の上に塗布されたままの状態となっているときに、基板に振動を与えることによりかかる隔壁に塗布されている液状材料をパターン領域に移動させることができ、液滴吐出方式における吐出位置の精度条件などを緩和させながら、薄膜の形状を所望のパターンに整えることができる。
【００１３】
また、本発明の成膜方法は、前記液状材料の充填をする前に、前記隔壁に撥液処理を施すことが好ましい。
本発明によれば、隔壁に撥液処理を施しておくことにより、その隔壁の上面又は側面に塗布された液状材料について、基板に振動を与えることで、より簡易にパターン領域に移動させることができ、薄膜の形状を所望のパターンに整えることができる。
【００１４】
また、本発明の成膜方法は、前記基板に振動を与えることにより、前記隔壁に接触している前記液状材料を該隔壁から引き離して前記パターン領域内に移動させることが好ましい。
本発明によれば、例えば、隔壁で囲まれたパターン領域内に充填された液状材料の一部が、隔壁側面の所々に接触している場合に、基板に振動を与えることにより、パターン領域を取り囲む隔壁側面の全てから液状材料を引き離すことができ、薄膜のパターン形状を所望の形状に整えることができる。
【００１５】
また、本発明の成膜方法は、前記基板への振動の付与を超音波振動子を用いて行うことが好ましい。
本発明によれば、超音波振動子を用いて基板を振動させることにより、簡易に所望の高周波で基板を微弱振動させることができ、パターン領域から液状材料が飛び散るというような逆効果を回避しながら、薄膜のパターン形状を所望の形状に整えることができる。
【００１６】
また、本発明の成膜方法は、前記基板への振動の付与を、前記液状材料を充填した直後に行うことが好ましい。
本発明によれば、液状材料を充填した直後に基板を振動させることにより、液状材料が揮発して粘度が高くなる前に、その液状材料を隔壁などからパターン領域に移動させることができる。
【００１７】
また、本発明の成膜方法は、前記基板への振動の付与を、前記液状材料を揮発させながら行うことが好ましい。
本発明によれば、基板を振動させることにより液状材料に作用する力と、その液状材料が揮発していくことにより液状材料の表面張力で該液状材料の面積を縮小させる力とが合成されて、より効果的に、隔壁にはみ出して塗布されている液状材料をパターン領域に引き戻すことができ、薄膜の形状を所望のパターンに整えることができる。
【００１８】
また、本発明の成膜方法は、前記基板への振動の付与を、前記液状材料を揮発させながら行い、該液状材料が所定の粘度にまで上昇する前に終了させることが好ましい。
本発明によれば、液状材料が高粘度になる前に、基板を振動させて、その液状材料を隔壁などからパターン領域へ移動させることができる。
また、本発明によれば、液状材料が高粘度となった状態で振動を加え続けることによる薄膜表面の荒れを防ぐことができる。この作用は、パターン領域の表面積が見かけ上大きいときにより効果的である。
【００１９】
また、本発明の成膜方法は、前記基板への振動の付与を、前記液状材料について乾燥処理を施し体積が所望の値まで低下した時点で行うことが好ましい。
本発明によれば、液状材料が揮発してその体積が所望の値まで低下した時点で基板に振動を与えることにより、所望のパターン領域内にその液状材料全部が収まり易くなり、より効果的に、隔壁にはみ出して塗布されている液状材料をパターン領域に引き戻すことができ、薄膜の形状を所望のパターンに整えることができる。
【００２０】
また、本発明の成膜方法は、前記液状材料を充填してから前記基板へ振動を与え始めるまでの時間が、該液状材料の粘度、該液状材料の表面張力、前記隔壁の側面の傾斜角度、前記隔壁の撥液性の度合い、前記パターン領域の面積と該パターン領域への該液状材料の充填量との比率、のうちの少なくとも１つに基づいて調整されることが好ましい。
本発明によれば、液状材料の粘度や表面張力など状態、隔壁の側面の傾斜角度や撥液性の度合いなどの状態、パターン領域への液状材料の充填量などに基づいて、基板の振動を開始させるタイミングを制御することで、より効果的に、隔壁にはみ出して塗布されている液状材料をパターン領域に引き戻すことができ、薄膜の形状を所望のパターンに整えることができる。
【００２１】
また、本発明の成膜方法は、前記振動の周波数が２０ＫＨｚから１５０ＫＨｚであることが好ましい。
本発明によれば、上記周波数で基板を振動させることで、隔壁にはみ出して塗布されている液状材料をパターン領域に引き戻すことができるとともに、基板を振動させることによってパターン領域から液状材料が隔壁上などに飛び出ることを回避することができる。
【００２２】
また、本発明の成膜方法は、前記振動の周波数が、前記液状材料の粘度、前記液状材料の表面張力、前記隔壁の側面の傾斜角度、前記隔壁の撥液性の度合い、前記パターン領域の面積と該パターン領域への前記液状材料の充填量との比率、のうちの少なくとも１つに基づいて調整されることが好ましい。
本発明によれば、上記のように周波数を調整制御することで、各種液状材料の各種状態に対して、効果的に、隔壁にはみ出している液状材料をパターン領域に引き戻すことができるとともに、基板を振動させることによってパターン領域から液状材料が飛び出ることを回避することができる。
【００２３】
また、本発明の成膜方法は、前記振動の波形が、正弦波、ノコギリ波、矩形波のうちの少なくとも１つであることが好ましい。
本発明によれば、基板に加える振動の波形を正弦波、ノコギリ波、矩形波のうちの所望波形とすることで、より効果的に、薄膜の形状を所望のパターンに整えることができる。
【００２４】
また、本発明の成膜方法は、前記振動の振幅が、前記液状材料の粘度、前記液状材料の表面張力、前記隔壁の側面の傾斜角度、前記隔壁の撥液性の度合い、前記パターン領域の面積と該パターン領域への前記液状材料の充填量との比率、のうちの少なくとも１つに基づいて調整されることが好ましい。
本発明によれば、上記のように振幅を調整制御することで、各種液状材料の各種状態に対して、効果的に、隔壁にはみ出している液状材料をパターン領域に引き戻すことができるとともに、基板を振動させることによってパターン領域から液状材料が飛び出ることを回避することができる。
【００２５】
また、本発明の成膜方法は、前記基板への振動の付与が、該基板の縁の底面部及び側面が接触する額縁形状のホルダを介して付与されることが好ましい。
本発明によれば、簡易に、基板をホルダへセットして振動を加えることができるので、薄膜製造のスループットを向上させることができる。なお、基板への振動の付与は、基板をハンドリングするロボットのアームによって行ってもよい。
【００２６】
また、本発明の成膜装置は、所望のパターン領域に液状材料が充填された基板に振動を与える振動発生手段と、前記振動発生手段が生成する振動の周波数、振幅、波形のうちの少なくとも１つを制御する制御手段とを有することを特徴とする。
本発明によれば、振動発生手段によって所望の振動を基板に加えることができるので、パターン領域に充填された液状材料の膜厚分布などを均一化することができ、その液状材料による薄膜の形状の均一化を向上させることができる。
【００２７】
また、本発明の成膜装置は、前記振動発生手段が超音波振動子からなり、前記制御手段は、前記液状材料の粘度、前記液状材料の表面張力、前記隔壁の側面の傾斜角度、前記隔壁の撥液性の度合い、前記パターン領域の面積と該パターン領域への前記液状材料の充填量との比率、のうちの少なくとも１つに基づいて、前記振動の周波数、振幅、波形のうちの少なくとも１つを制御することが好ましい。
本発明によれば、各種液状材料の各種状態に対応させて、基板に加える振動の周波数、振幅及び波形を制御することができるので、その各種液状材料の各種状態による薄膜の形状について、効果的に、所望のパターンに整えることができる。
【００２８】
また、本発明の成膜装置は、前記制御手段が、前記液状材料の粘度が所定の値まで上昇した時に、前記振動を停止させることが好ましい。
本発明によれば、基板のパターン領域などに吐出された液状材料が時間経過につれて揮発していって液状材料の粘度が上昇していき、その液状材料が高粘度になりすぎる前に、基板を振動させてその液状材料を隔壁などからパターン領域へ移動させることができる。
【００２９】
また、本発明の光学素子は、前記成膜方法を用いて製造された薄膜を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、薄膜の形状を均一化することができるので、かかる薄膜でカラーフィルタ、液晶素子、プラズマ表示素子、有機ＥＬ素子などの光学素子を構成することで、発光ムラのない光学素子を提供することができる。
また、本発明によれば、薄膜の形状を均一化することができるので、光学素子をなす複数の薄膜それぞれの形状を均一化することができ、光学素子の製造における歩留まりを向上させることができる。
【００３０】
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記成膜方法を用いて製造された薄膜を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、薄膜の形状を均一化することができるので、発光ムラのない有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
【００３１】
また、本発明の半導体素子は、前記成膜方法を用いて製造された薄膜を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、薄膜の形状を均一化することができるので、より微細で高密度な回路などなす半導体素子を提供することができる。
【００３２】
また、本発明の電子機器は、前記光学素子を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、表示画面における発光ムラなどの不具合がない高品質な光学素子を備えた電子機器であって、低コストで且つ短時間に製造することができる電子機器を提供することができる。
【００３３】
また、本発明の電子機器は、前記有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、表示画面における発光ムラなどの不具合がない高品質な有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた電子機器であって、低コストで且つ短時間に製造することができる電子機器を提供することができる。
【００３４】
また、本発明の電子機器は、前記半導体素子を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、より高密度に構成された半導体集積回路など備え、例えば、短絡不良などの不具合が発生することを抑制することができ、低コストで且つ短時間で製造することができる電子機器を提供することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る成膜方法について図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態に係る成膜方法を示す図である。図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は基板１０の被処理面の各工程における状態を示す平面図である。図１（ｄ）は図１（ａ）の断面図であり、図１（ｅ）は図１（ｂ）の断面図であり、図１（ｆ）は図１（ｃ）の断面図である。
【００３６】
被処理基板である基板１０は、例えば有機ＥＬ基板を形成するための基板とする。なお、基板１０としては、有機ＥＬ基板に限らず、半導体集積回路基板、液晶基板又はプラズマディスプレイ基板など各種の基板を適用することができる。先ず、図１（ａ），（ｄ）に示すように、基板１０の上面に凸形状の隔壁１１を設ける。隔壁１１は、所望のパターン領域２０の周囲を取り囲むように設ける。したがって、パターン領域２０は隔壁１１に囲まれた凹部となる。なお、図１において、隔壁１１の側面１１ａは傾きを持っているが、側面１１ａを基板面に対して略垂直に形成してもよい。
【００３７】
そして、隔壁１１の上面及び側面１１ａについて撥液処理を施す。この撥液処理は、撥液処理された面に液状材料１５が滴下された場合に、撥液処理された面と液状材料１５の表面との接触角度を大きくするための処理であり、撥液処理された面から液状材料１５をはじき出す作用を与えるものである。撥液処理としては、例えば、側面１１ａを含む隔壁１１の表面について、フッ素系化合物などで表面処理するといった方法を採用する。フッ素化合物としては、例えばＣＦ４　、ＳＦ５　、ＣＨＦ３　などがあり、表面処理としては、例えばプラズマ処理、ＵＶ照射処理などが挙げられる。
【００３８】
また、隔壁１１で囲まれたパターン領域２０については、親液処理を施しておくことが好ましい。この親液処理は、親液処理された面に液状材料１５が滴下された場合に、親液処理された面と液状材料との接触角度を小さくするための処理であり、親液処理された面の全体に、液状材料１５を濡れ広げる作用を与えるための処理である。親液処理としては、例えばパターン領域２０について紫外線を照射する、オゾン処理する、酸素プラズマ処理する、又はこれらの組み合わせなどの手法をとる。
【００３９】
その後、図１（ｂ），（ｅ）に示すように、隔壁１１で囲まれたパターン領域２０に液状材料１５を充填する。この液状材料１５の充填は、インクジェットノズルなどから液状材料１５を吐出する液滴吐出方式を用いて行う。インクジェットノズルなどから一滴ずつ吐出された液状材料１５の着弾位置は、パターン領域２０の中央であることが好ましい。パターン領域２０内に着弾した液状材料１５は、着弾位置の周囲に濡れ広がっていく。そして、パターン領域２０の全面に液状材料１５が行き渡るように、液状材料１５の滴下数を調整する。
【００４０】
しかしながら、側面１１ａを含む隔壁１１表面の撥液性が不均一である場合、側面１１ａを含む隔壁１１表面が荒れている場合、液状材料１５の着弾位置がパターン領域２０の中央からずれた場合、液状材料１５の滴下数が多すぎた場合など、図１（ｂ），（ｅ）に示すように、液状材料１５の一部が隔壁１１の側面１１ａに引き寄せられたままの状態になることがある。この状態のままで液状材料１５について乾燥及び焼成して薄膜を形成すると、例えば、本来きれいな曲線となるべき薄膜の縁の形状が歪んでしまう。
【００４１】
そこで、本実施形態では、液滴吐出方式によってパターン領域２０に所定量の液状材料１５を滴下した直後に、基板１０に振動を加える。
この振動により、図１（ｂ）、（ｅ）に示すように隔壁１１の側面１１ａに引き寄せられていた液体材料１５が、移動してパターン領域２０に引き戻さる。そこで、図１（ｃ），（ｆ）に示すように、隔壁１１の側面１１ａにおいて液状材料１５と接触している部分が消滅し、液状材料１５と隔壁１１との境界状態が歪みのない本来の均一な状態となる。
【００４２】
このように液状材料１５を均一な状態にして、液状材料１５について乾燥及び焼成して薄膜を形成する。これにより、形状が均一化され、正確に所望の形状となった薄膜を得ることができる。
【００４３】
次に、基板１０に振動を加える振動発生手段を有する成膜装置について図２から図４を参照して説明する。図２は、かかる振動発生手段を示す図であり、（ａ）は模式断面図、（ｂ）は模式平面図である。本振動発生手段は、台座１と、台座１の上面に取り付けられたホルダ２と、振動発生源となる超音波振動子３ａ，３ｂとを有して構成されている。
【００４４】
ホルダ２は、基板１０を保持するものであり、基板１０の縁である４辺周辺の底面部及び側面部が接触するドーナツ形状であって額縁形状のものである。ホルダ２の４辺の中央部位には、それぞれ超音波振動子３ａが取り付けられている。超音波振動子３ａの振動は、ホルダ２にセットされた基板１０に対してそのホルダ２を介して伝達される。また、台座１の略中央部位には超音波振動子３ｂが取り付けられており、ホルダ２にセットされた基板１０の底面に直接超音波振動子３ｂが接触するように構成されている。
【００４５】
超音波振動子３ａ，３ｂの振動数、すなわち基板１０に加える信号の周波数は２０ＫＨｚから１５０ＫＨｚ（好ましくは３０ＫＨｚから１２０ＫＨｚ）とする。２０ＫＨｚ以下にすると、隔壁１１に飛び出している液状材料１５又は隔壁１１の側面１１ａに接触している液状材料１５をパターン領域２０内に引き戻すことが困難となる。一方、１５０ＫＨｚ以上にすると、パターン領域２０内の液状材料１５がかえってパターン領域２０の外へ飛び出るなどの逆効果となる事態が生じる。
【００４６】
超音波振動子３ａ，３ｂに印加される駆動電圧の波形は、図示しない制御手段によって制御される。そして、制御手段により、超音波振動子３ａ，３ｂがなす振動の周波数及び振幅、並びに正弦波、ノコギリ波、矩形波などの波形を制御する。
【００４７】
また、制御手段は、超音波振動子３ａ，３ｂが振動するタイミング及び期間も制御する。例えば、基板１０のパターン領域２０に充填された液状材料１５を揮発させながら、超音波振動子３ａ，３ｂを振動させて基板１０に振動を加える。これにより、基板１０を振動させることで液状材料１５に作用する力と、液状材料１５が揮発していくことで表面張力でその液状材料１５の面積及び体積を縮小させる力とが合成され、より効果的に、隔壁１１にはみ出して塗布されている液状材料１５をパターン領域２０に引き戻すことができ、薄膜の形状を所望のパターンに整えることができる。
【００４８】
また、超音波振動子３ａ，３ｂを振動させて基板１０へ振動を加える期間は、制御手段により、液状材料１５が揮発していってその液状材料１５が所定の粘度にまで上昇する前に終了させることが好ましい。これは、液状材料１５が高粘度となった状態で振動を加え続けると、その液状材料１５によって形成された薄膜の表面が荒れてしまうからである。この現象は、パターン領域の表面積が見かけ上大きいときにより大きく作用する。
【００４９】
また、パターン領域２０に充填した液状材料１５の容量が隔壁１１の側面１１ａで囲まれたパターン領域２０の容積よりも大きい場合、制御手段は、液状材料１５を乾燥処理してその液状材料１５の体積が所望の値まで低下した時点で、基板１０へ振動を加え始めることが好ましい。
これにより、より効果的に、隔壁１１にはみ出して塗布されている液状材料１５をパターン領域２０に引き戻すことができ、薄膜の形状を所望のパターンに整えることができる。
【００５０】
また、制御手段は、液状材料１５をパターン領域２０に充填してから基板１０へ振動を与え始めるまでの時間を、その液状材料１５の粘度、液状材料１５の表面張力、隔壁１１の側面１１ａの傾斜角度、隔壁１１及び側面１１ａの撥液性の度合い、パターン領域２０の面積又は体積とそのパターン領域２０への液状材料１５の充填量との比率、のうちの少なくとも１つに基づいて調整することが好ましい。
【００５１】
これにより、液状材料１５の粘度や表面張力などの状態、隔壁１１の側面１１ａの傾斜角度や撥液性の度合いなどの状態、パターン領域２０への液状材料１５の充填量などに基づいて、基板１０の振動を開始させるタイミングを制御することで、より効果的に、隔壁１１にはみ出して塗布されている液状材料１５をパターン領域２０に引き戻すことができる。
【００５２】
また、制御手段は、超音波振動子３ａ，３ｂを振動させる周波数とその振幅、すなわち基板１０を振動させる周波数とその振幅を、液状材料１５の粘度、液状材料１５の表面張力、隔壁１１の側面１１ａの傾斜角度、隔壁１１及び側面１１ａの撥液性の度合い、パターン領域２０の面積又は体積とそのパターン領域２０への液状材料１５の充填量との比率、のうちの少なくとも１つに基づいて調整することが好ましい。
【００５３】
これにより、各種の液状材料１５の各種状態に対して、効果的に、隔壁１１にはみ出している液状材料１５をパターン領域２０に引き戻すことができるとともに、基板１０を振動させることによってパターン領域２０から液状材料１５が飛び出ることを回避することができる。
【００５４】
次に、上記のように基板１０に振動を加える振動発生手段を有する成膜装置の全体構成について図３を参照して説明する。図３はかかる成膜装置の全体構成を示す模式斜視図である。
この成膜装置１０１は、例えば、電子光学素子である有機ＥＬ基板の構成要素となる発光層又はカラーフィルタなどを形成する装置である。成膜装置１０１は、ベース架台１０２上に載置されたＸＹテーブル１０３と、ＸＹテーブル１０３の上方に設けられた液滴吐出ヘッド部１０４とを備えて構成されたものである。ＸＹテーブル１０３の上には、図２に示す振動発生手段の台座１が固定されており、台座１の上にホルダ２及び超音波振動子３ａが固着されている。そして、ホルダ２によって被処理基板である基板１０が保持されている。
【００５５】
液滴吐出ヘッド部１０４は、架台１０５に設けられた支持部材１０６に取り付けられたもので、赤、青、緑の各色のインク（液状材料１５）をそれぞれ吐出する各色用の独立したヘッド１０４ａを備えている。これらの各ヘッド１０４ａには、それぞれ独立してインク供給チューブ１０７ａ及び電気信号用ケーブル（ＦＦＣなど、図示せず）が接続されている。インク供給チューブ１０７ａのもう一方の端部には、三方弁、容存酸素系などを含む弁ボックス１０８及びインク供給チューブ１０７ｂを介してインク供給ユニット１０９が接続されている。
【００５６】
このような構成のもとに成膜装置１０１は、インク供給ユニット１０９のタンク内のインクを、インク供給チューブ１０７ｂ、弁ボックス１０８及びインク供給チューブ１０７ａを介して液滴吐出ヘッド部１０４に移送する。そして、液滴吐出ヘッド部１０４に移送されたインクが各ヘッド１０４ａから吐出されて基板１０のパターン領域２０に塗布される。
【００５７】
次いで、超音波振動子３ａが振動することで基板１０に振動が加えられる。これにより、図１に示すように、隔壁１１及び隔壁１１の側面１１ａに塗布されているインク（液状材料１５）をパターン領域２０に移動させる。ついで、基板１０をベイク炉（図示せず）などに入れて乾燥及び焼成することで、所望形状の薄膜が完成する。
【００５８】
これらにより、本実施形態の成膜方法によれば、膜形状を均一化することができる。したがって、本実施形態の成膜方法を用いて有機ＥＬ素子の発光層又はカラーフィルタなどをなす薄膜を製造した場合は、発光ムラのない有機ＥＬ素子を製造することができる。また、本実施形態の製造方法を用いて半導体素子を製造した場合は、短絡などの欠陥がなく、より微細で高密度な回路などをなす半導体素子を製造することができる。
【００５９】
次に、上記成膜装置１０１の構成要素であって超音波振動子３に印加する電圧を生成する駆動装置について図４を参照して説明する。図４は駆動装置の構成を示すブロック図である。本駆動装置は、所望の電圧波形を形成する駆動波形生成回路３００と、駆動波形生成回路３００から出力された電圧波形について電圧増幅又は電流増幅して超音波振動子３に印加する駆動部２００とで構成されている。
【００６０】
駆動波形生成回路３００は、Ｄ／Ａコンバータ３０１と、プリアンプ３０２と、パワーアンプ３０３とで構成されている。Ｄ／Ａコンバータ３０１は、超音波振動子３の振動波形を示すデジタル信号をアナログ信号に変換する。なお、Ｄ／Ａコンバータに入力されるデジタル信号は、例えばパーソナルコンピュータを用いて作成する。また、そのデジタル信号は、液状材料１５の粘度、隔壁１１の側面１１ａの傾斜角度、隔壁１１及び側面１１ａの揮発性の度合い、パターン領域２０の面積又は体積とそのパターン領域２０への液状材料１５の充填量との比率、のうちの少なくとも１つに基づいて、生成されたものであることが好ましい。
【００６１】
Ｄ／Ａコンバータ３０１から出力されたアナログ信号は、プリアンプ３０２によって所定量だけ増幅される。プリアンプ３０２から出力されたアナログ信号は、パワーアンプ３０３によって所定量だけ増幅される。パワーアンプ３０３から出力されたアナログ信号は、ＦＦＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ　Ｆｌａｔ　Ｃａｂｌｅ）を介して駆動部２００のアナログスイッチＴＧに送られる。なお、ＦＦＣにはインダクタンスＬの成分が含まれている。アナログスイッチＴＧに送られたアナログ信号は、さらに所定量だけ増幅されて超音波振動子３に送られる。
これらにより、超音波振動子３は、所望波形の電圧が印加され、所望の振動波形で振動する。
【００６２】
（電子機器）
上記実施形態の薄膜形成方法を用いて製造された光学素子（有機ＥＬ素子など）又は半導体素子であるデバイスを備えた電子機器の例について説明する。
図５は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図５において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の光学素子を用いた表示部を示している。
【００６３】
図６は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図６において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記の光学素子を用いた表示部を示している。
【００６４】
図７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７において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上記の光学素子を用いた表示部を示している。
【００６５】
図５から図７に示す電子機器は、上記実施形態の光学素子を備えているので良好に画像表示することができ、製造コストを低減することができるとともに、製造期間を短縮することができる。
【００６６】
なお、本発明の技術範囲は上記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種々の変更を加えることが可能であり、実施形態で挙げた具体的な材料や層構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【００６７】
例えば、上記実施形態では、本発明に係る薄膜形成方法を用いて光学素子（有機ＥＬ素子）を製造する方法について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、本発明に係る薄膜形成方法を用いて半導体集積回路の配線などを製造することも可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、基板に振動を与えることにより、隔壁などに塗布された液状材料を所望形状のパターン領域に移動させることができ、その液状材料による膜形状について均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る成膜方法を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る振動発生手段を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る成膜装置を示す模式斜視図である。
【図４】超音波振動子を駆動する駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本実施形態の光学素子を備えた電子機器の一例を示す図である。
【図６】本実施形態の光学素子を備えた電子機器の一例を示す図である。
【図７】本実施形態の光学素子を備えた電子機器の一例を示す図である。
【符号の説明】
１　　　　台座
２　　　　ホルダ
３、３ａ、３ｂ　超音波振動子
１０　　　基板
１１　　　隔壁
１１ａ　　側面
１５　　　液状材料
２０　　　パターン領域
１０１　　成膜装置
１０２　　ベース架台
１０３　　ＸＹテーブル
１０４　　液滴吐出ヘッド部
１０５　　架台
１０６　　支持部材
１０７ａ、１０７ｂ　インク供給チューブ
１０８　　弁ボックス
１０９　　インク供給ユニット

Claims

基板の被処理面に隔壁を設け、該隔壁で囲まれたパターン領域内に液状材料を充填し、該充填した後に、該基板に振動を与えることを特徴とする成膜方法。
前記液状材料の充填は、液滴吐出方式を用いて行うことを特徴とする請求項１記載の成膜方法。
前記液状材料の充填をする前に、前記隔壁に撥液処理を施すことを特徴とする請求項１又は２記載の成膜方法。
前記基板に振動を与えることにより、前記隔壁に接触している前記液状材料を該隔壁から引き離して前記パターン領域内に移動させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の成膜方法。
前記基板への振動の付与は、超音波振動子を用いて行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の成膜方法。
前記基板への振動の付与は、前記液状材料を充填した直後に行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の成膜方法。
前記基板への振動の付与は、前記液状材料を揮発させながら行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の成膜方法。
前記基板への振動の付与は、前記液状材料を揮発させながら行い、該液状材料が所定の粘度にまで上昇する前に終了させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の成膜方法。
前記基板への振動の付与は、前記液状材料について乾燥処理を施し体積が所望の値まで低下した時点で行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の成膜方法。
前記液状材料を充填してから前記基板へ振動を与え始めるまでの時間は、該液状材料の粘度、該液状材料の表面張力、前記隔壁の側面の傾斜角度、前記隔壁の撥液性の度合い、前記パターン領域の面積と該パターン領域への該液状材料の充填量との比率、のうちの少なくとも１つに基づいて調整することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の成膜方法。
前記振動の周波数は、２０ＫＨｚから１５０ＫＨｚとすることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項記載の成膜方法。
前記振動の周波数は、前記液状材料の粘度、前記液状材料の表面張力、前記隔壁の側面の傾斜角度、前記隔壁の撥液性の度合い、前記パターン領域の面積と該パターン領域への前記液状材料の充填量との比率、のうちの少なくとも１つに基づいて調整することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項記載の成膜方法。
前記振動の波形は、正弦波、ノコギリ波、矩形波のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項記載の成膜方法。
前記振動の振幅は、前記液状材料の粘度、前記液状材料の表面張力、前記隔壁の側面の傾斜角度、前記隔壁の撥液性の度合い、前記パターン領域の面積と該パターン領域への前記液状材料の充填量との比率、のうちの少なくとも１つに基づいて調整することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項記載の成膜方法。
前記基板への振動の付与は、該基板の縁の底面部及び側面が接触する額縁形状のホルダを介して付与することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項記載の成膜方法。
所望のパターン領域に液状材料が充填された基板に振動を与える振動発生手段と、
前記振動発生手段が生成する振動の周波数、振幅、波形のうちの少なくとも１つを制御する制御手段とを有することを特徴とする成膜装置。
前記振動発生手段は、超音波振動子からなり、
前記制御手段は、前記液状材料の粘度、前記液状材料の表面張力、前記隔壁の側面の傾斜角度、前記隔壁の撥液性の度合い、前記パターン領域の面積と該パターン領域への前記液状材料の充填量との比率、のうちの少なくとも１つに基づいて、前記振動の周波数、振幅、波形のうちの少なくとも１つを制御することを特徴とする請求項１６記載の成膜装置。
前記制御手段は、前記液状材料の粘度が所定の値まで上昇した時に、前記振動を停止させることを特徴とする請求項１６又は１７記載の成膜装置。
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の成膜方法を用いて製造された薄膜を備えたことを特徴とする光学素子。
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の成膜方法を用いて製造された薄膜を備えたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の成膜方法を用いて製造された薄膜を備えたことを特徴とする半導体素子。
請求項１９記載の光学素子を備えたことを特徴とする電子機器。
請求項２０記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする電子機器。
請求項２１記載の半導体素子を備えたことを特徴とする電子機器。