JP2010027884A - Method and apparatus for forming thin film, and method and apparatus for manufacturing solar cell panel - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for forming a thin film, with which processes are simplified without using etchant when forming micro irregularities on the thin film. <P>SOLUTION: An inkjet head includes a plurality of injection nozzles injecting viscous ink distributed or dissolved in solvent by making a material of the thin film into particles. When ink is injected from the inkjet to a workpiece conveyed by a conveyance table 32, ink is injected so that ink injected from the injection nozzles becomes a convex curve shape on the workpiece 21, and adjacent inks make a continuous shape at end parts. When heating ink on the workpiece 21, evaporating solvent and thermally curing the material to the workpiece 21, slow heating is performed at a rise temperature at which inks formed in the workpiece 21 are sequentially and thermally cured toward a center from the end parts. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、微小厚みの薄膜を形成するための薄膜形成方法、薄膜形成装置、太陽電池パネルの製造方法および太陽電池パネルの製造装置に関するものである。   The present invention relates to a thin film forming method, a thin film forming apparatus, a solar cell panel manufacturing method, and a solar cell panel manufacturing apparatus for forming a thin film having a very small thickness.

太陽電池の１つである薄膜系シリコン太陽電池は、基板上に透明電極層、光変換層、背面電極層の順番に薄膜を積層した積層体の構造となっている。光変換層は、ｐ層とｎ層との間にｉ層を挟んだ構造としており、この光変換層の基板側に透明電極層を形成し、背面側に背面電極層を形成している。太陽光は、基板表面から光変換層内部に進入し、光エネルギーが吸収されて正孔と電子とを発生し、起電力を発生する。光変換層は薄膜により形成されていることから、その厚みは極めて薄いものになり、入射した光のエネルギーは十分に光変換層で吸収されない。このため、積層体を構成する薄膜や基板に微小凹凸部を形成して、光を散乱させて光閉じ込め効果を発揮させている。光閉じ込め効果は、微小凹凸部で光を散乱させることにより光変換層での光路長を増加させて、高い光変換効率を得ている。   A thin film silicon solar cell, which is one of the solar cells, has a laminated structure in which a thin film is laminated in the order of a transparent electrode layer, a light conversion layer, and a back electrode layer on a substrate. The light conversion layer has a structure in which an i layer is sandwiched between a p layer and an n layer, a transparent electrode layer is formed on the substrate side of the light conversion layer, and a back electrode layer is formed on the back side. Sunlight enters the light conversion layer from the substrate surface, and the light energy is absorbed to generate holes and electrons to generate electromotive force. Since the light conversion layer is formed of a thin film, the thickness thereof is extremely thin, and the energy of incident light is not sufficiently absorbed by the light conversion layer. For this reason, the micro unevenness | corrugation part is formed in the thin film and board | substrate which comprise a laminated body, light is scattered, and the light confinement effect is exhibited. The light confinement effect increases the optical path length in the light conversion layer by scattering light at the minute concavo-convex portions, and obtains high light conversion efficiency.

また、フラットパネルディスプレイとしての液晶ディスプレイは、カラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板とＴＦＴ回路が形成されたＴＦＴ基板との中間層に液晶を封入して接合したアレイ・セル基板から構成される。アレイ・セル基板のＴＦＴ基板側の表面には、封入された液晶分子の配向を制御するための配向膜が形成されている。この配向膜は、ポリイミド膜を薄膜としてＴＦＴ基板表面に成膜し、その表面を一定方向に擦ることにより複数の微小凹凸部を形成しているものである。この微小凹凸部を形成することにより、液晶分子は所定の方向に制御される。   A liquid crystal display as a flat panel display is composed of an array cell substrate in which liquid crystal is sealed and bonded to an intermediate layer between a color filter substrate on which a color filter is formed and a TFT substrate on which a TFT circuit is formed. An alignment film for controlling the alignment of the encapsulated liquid crystal molecules is formed on the surface of the array cell substrate on the TFT substrate side. This alignment film is formed by forming a polyimide film as a thin film on the surface of the TFT substrate and rubbing the surface in a certain direction to form a plurality of minute irregularities. By forming the minute irregularities, the liquid crystal molecules are controlled in a predetermined direction.

薄膜系シリコン太陽電池にしろ、液晶ディスプレイの配向膜にしろ、形成された薄膜はナノオーダーの極めて膜厚の薄い膜であり、この薄膜に微小凹凸部を形成することは難しい。このため、微小凹凸部を形成する処理を専用に行わなければならない。例えば、特許文献１では、微結晶などの結晶層を含むシリコン層では、エッチング速度が結晶層より非晶質層の方が速いことを利用して、光変換層の一部をエッチング処理することにより、微小凹凸部を形成している。
特開２００６−１９４８１号公報 Whether it is a thin-film silicon solar cell or an alignment film of a liquid crystal display, the formed thin film is a nano-thin film having a very thin film thickness, and it is difficult to form a minute uneven portion on this thin film. For this reason, it is necessary to carry out a process for forming the minute uneven portions. For example, in Patent Document 1, a silicon layer including a crystal layer such as a microcrystal is etched on a part of a light conversion layer by using the fact that an amorphous layer is faster than a crystal layer. Thus, a minute uneven portion is formed.
JP 2006-19481 A

特許文献１の技術ではエッチング液を用いて処理を行っているが、近年では環境負荷の観点から、エッチング液の使用制限の要請が高い。また、特許文献１では、薄膜形成のためにＣＶＤ（気相成長法）を用いており、蒸着装置によりＣＶＤを行っているため、微小凹凸部を形成するためには別途のエッチング装置を配備しなければならない。しかも、使用済みのエッチング液は排液処理機構を要することから、機構の複雑化・大型化を招来する。また、レーザ加工等を薄膜に施して微小凹凸部を形成する手法もあるが、レーザ加工を行うための専用の装置を、薄膜形成装置とは別に独立して設けなくてはならず、またレーザ加工処理を行うための別途の処理工程を行うために、工程が複雑化するようになる。近年では、生産効率の向上が主要な課題となっているため、工程の簡略化を行い、生産時間を短縮するようにしなければならない。   In the technique of Patent Document 1, processing is performed using an etching solution, but in recent years, there is a high demand for restriction on the use of the etching solution from the viewpoint of environmental load. Further, in Patent Document 1, CVD (vapor phase epitaxy) is used for forming a thin film, and CVD is performed by a vapor deposition apparatus. Therefore, a separate etching apparatus is provided in order to form minute uneven portions. There must be. In addition, since the used etching solution requires a drainage processing mechanism, the mechanism becomes complicated and large. In addition, there is a technique for forming minute irregularities by applying laser processing or the like to a thin film, but a dedicated device for performing laser processing must be provided separately from the thin film forming device. Since a separate processing process for performing the processing process is performed, the process becomes complicated. In recent years, improvement of production efficiency has become a major issue, so the process must be simplified to reduce production time.

そこで、本発明は、薄膜に微小凹凸部を形成するときに、エッチング液を用いることなく、且つ工程の簡略化を図ることを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to simplify the process without using an etching solution when forming a minute uneven portion on a thin film.

本発明の請求項１の薄膜形成方法は、薄膜の形成処理がされる被処理体に前記薄膜を形成する薄膜形成方法であって、前記薄膜の材料を粒子として溶媒に分散ないしは溶解させた粘性の液体を噴射する複数の噴射ノズルを備える噴射ヘッドから、この噴射ヘッドに対して相対移動される被処理体に対して前記液体を噴射する液体噴射工程と、前記液体を加熱して前記溶媒を気化させ、前記材料を前記被処理体に熱硬化させる焼成工程と、を有し、前記液体噴射工程において、各噴射ノズルから噴射した前記液体が前記被処理体上で凸曲面形状となり、且つ隣接する液体同士が端部において連続した形状となるように前記噴射ノズルから液体を噴射し、前記焼成工程において、前記被処理体に形成された各液体が端部から先に順次中央部に向けて熱硬化する上昇温度で緩速加熱を行うこと、を特徴とする。   The thin film forming method according to claim 1 of the present invention is a thin film forming method for forming the thin film on an object to be processed, and the viscosity is obtained by dispersing or dissolving the material of the thin film as a particle in a solvent. A liquid ejecting step of ejecting the liquid from a jet head having a plurality of jet nozzles for jetting the liquid to a target to be moved relative to the jet head; and heating the liquid to remove the solvent Vaporizing and heat-curing the material on the object to be processed, and in the liquid ejecting step, the liquid ejected from each ejection nozzle has a convex curved surface shape on the object to be treated and adjacent In the baking step, each liquid formed on the object is sequentially directed from the end portion toward the center portion in such a manner that the liquids to be processed have a continuous shape at the end portions. Performing the slow heating at elevated temperatures to thermoset, and wherein.

この薄膜形成方法によれば、多数の凸曲面形状の液体が端部において連続するように被処理体上に形成されるようになる。この液体に対して緩速加熱を行っていくことにより、被処理体の表面に最も近い端部から順に熱硬化していき、表面から最も遠い中央部は流動化した状態になる。凸曲面形状の液体は、中央部が蒸発していくとともに、端部に向けて液の流れが生じて、端部位置が高くなり、中央部が低くなるような凹曲面形状となる。被処理体には凸曲面形状の液体による液膜が多数形成されており、緩速加熱を行うことにより、多数の凹曲面形状（微小凹凸部）を有する薄膜となる。液体噴射による薄膜形成では、もともと液体噴射処理と焼成処理とはそれぞれ必要になることから、各処理が微小凹凸部を形成する処理を兼ねており、専用の処理工程および処理機構を必要としなくなる。従って、処理工程および処理機構の簡略化を図ることができ、且つエッチング液を使用することがないため、環境負荷の問題もなくなる。   According to this thin film forming method, a large number of convex curved liquids are formed on the object to be processed so as to be continuous at the end portions. By slowly heating the liquid, it is thermally cured in order from the end closest to the surface of the object to be processed, and the central part farthest from the surface becomes fluidized. The convex curved liquid has a concave curved surface shape in which the central portion evaporates and the liquid flows toward the end portion, the end position becomes higher and the central portion becomes lower. A large number of liquid films of convex-curved liquid are formed on the object to be processed, and a thin film having a large number of concave-curved shapes (micro-uneven portions) is obtained by slow heating. In the formation of a thin film by liquid jetting, since the liquid jetting process and the baking process are originally required, each process also serves as a process for forming a minute uneven portion, and a dedicated processing step and processing mechanism are not required. Accordingly, it is possible to simplify the processing steps and the processing mechanism, and since no etching solution is used, there is no problem of environmental load.

本発明の請求項２の薄膜形成方法は、請求項１記載の薄膜形成方法において、前記液体の粘度をＡ、前記被処理体の表面の接触角をθ、前記噴射ノズルの噴射孔の孔径をＲ、前記噴射ノズルのピッチ間隔をＤ、前記被処理体を加熱するときの１秒あたりの上昇温度をＴとしたときに、前記粘度ＡがＡ＞１０（ｍＰａｓ）、前記接触角θがθ＞２０°のときに、前記ピッチ間隔Ｄを、√２×Ｒ（μｍ）＜Ｒ＜３５０（μｍ）とし、前記上昇温度Ｔを、１（℃／ｓｅｃ）＜Ｔ＜６（℃／ｓｅｃ）としたこと、を特徴とする。   The thin film forming method according to claim 2 of the present invention is the thin film forming method according to claim 1, wherein the viscosity of the liquid is A, the contact angle of the surface of the object to be processed is θ, and the hole diameter of the injection hole of the injection nozzle is set. R, the viscosity A is A> 10 (mPas), and the contact angle θ is θ, where D is the pitch interval of the spray nozzles, and T is the rising temperature per second when the workpiece is heated. When> 20 °, the pitch interval D is √2 × R (μm) <R <350 (μm), and the temperature rise T is 1 (° C./sec)<T<6 (° C./sec). It is characterized by that.

この薄膜形成方法によれば、前記の数値に設定することにより、被処理体上に形成される液体を、凸曲面形状の液体が端部において連続した形状とすることができるようになる。また、多数の凹曲面形状を有するように緩速加熱を行うことができるようになる。   According to this thin film forming method, by setting the above numerical value, the liquid formed on the object to be processed can be formed into a shape in which the convex curved liquid is continuous at the end. Moreover, it becomes possible to perform slow heating so as to have a large number of concave curved surface shapes.

本発明の請求項３の薄膜形成装置は、薄膜の形成処理がされる被処理体に前記薄膜を形成する薄膜形成装置であって、前記薄膜の材料の粒子を溶媒に分散ないしは溶解させた粘性の液体を噴射する噴射ノズルを複数配列した噴射ヘッドと、この噴射ヘッドと前記被処理体とを相対的に移動させる移動手段と、を備え、この移動手段により移動される前記被処理体に対して液体を噴射する液体噴射装置と、前記被処理体を加熱して前記溶媒を気化させ、前記材料を前記被処理体に加熱硬化させる加熱装置を備える焼成装置と、を備え、各噴射ノズルから噴射した前記液体が前記被処理体上で凸曲面形状となり、且つ隣接する液体同士が端部において連続した形状となるように、前記液体の粘度と前記被処理体の表面の接触角と前記噴射ノズルの噴射孔の孔径とに基づいたピッチ間隔で前記各噴射ノズルを配列させ、前記加熱装置が、前記被処理体上に形成された各液体が端部から先に順次中央部に向けて熱硬化する上昇温度で緩速加熱を行うように前記上昇温度の制御を行う温度制御部を設けたこと、を特徴とする。   A thin film forming apparatus according to a third aspect of the present invention is a thin film forming apparatus for forming the thin film on an object to be processed for forming a thin film, wherein the thin film material particles are dispersed or dissolved in a solvent. An ejecting head in which a plurality of ejecting nozzles for ejecting the liquid are arranged, and a moving means for relatively moving the ejecting head and the object to be processed, with respect to the object to be processed being moved by the moving means A liquid ejecting apparatus that ejects a liquid, and a baking apparatus that includes a heating apparatus that heats the object to be processed to vaporize the solvent and heat-cures the material on the object to be processed. The viscosity of the liquid, the contact angle of the surface of the object to be processed, and the injection so that the injected liquid has a convex curved surface shape on the object to be processed and the adjacent liquids have a continuous shape at the end. Nozzle The spray nozzles are arranged at a pitch interval based on the hole diameter of the spray holes, and the heating device thermally cures each liquid formed on the object to be processed from the end portion toward the center portion in order. A temperature control unit for controlling the rising temperature is provided so as to perform slow heating at the rising temperature.

本発明の請求項４の薄膜形成装置は、請求項３記載の薄膜形成装置において、前記液体の粘度をＡ、前記被処理体の表面の接触角をθ、前記噴射ノズルの噴射孔の孔径をＲ、前記噴射ノズルのピッチ間隔をＤ、前記被処理体を加熱するときの１秒あたりの上昇温度をＴとしたときに、前記粘度ＡがＡ＞１０（ｍＰａｓ）、前記接触角θがθ＞２０°のときに、前記ピッチ間隔Ｄを、√２×Ｒ（μｍ）＜Ｒ＜３５０（μｍ）とし、前記上昇温度Ｔを、１（℃／ｓｅｃ）＜Ｔ＜６（℃／ｓｅｃ）としたこと、を特徴とする。   The thin film forming apparatus according to claim 4 of the present invention is the thin film forming apparatus according to claim 3, wherein the viscosity of the liquid is A, the contact angle of the surface of the object to be processed is θ, and the hole diameter of the injection hole of the injection nozzle is set. R, the viscosity A is A> 10 (mPas), and the contact angle θ is θ, where D is the pitch interval of the spray nozzles, and T is the rising temperature per second when the workpiece is heated. When> 20 °, the pitch interval D is √2 × R (μm) <R <350 (μm), and the temperature rise T is 1 (° C./sec)<T<6 (° C./sec). It is characterized by that.

本発明の請求項５の太陽電池パネルの製造方法は、請求項１または２記載の薄膜形成方法を有すること、を特徴とする。また、本発明の請求項６の太陽電池パネルの製造装置は、請求項３または４記載の薄膜形成装置を備えたこと、を特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a solar cell panel comprising the thin film forming method according to the first or second aspect. According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a solar cell panel manufacturing apparatus including the thin film forming apparatus according to the third or fourth aspect.

前述してきた薄膜形成方法および薄膜形成装置は、太陽電池パネルの製造方法および太陽電池パネルの製造装置に適用することができる。太陽電池パネルを構成する薄膜に微小凹凸部を形成することにより、入射した太陽光を散乱させることができ、光変換効率を向上させることができるようになる。また、太陽電池パネルの製造以外にも、前述してきた薄膜形成方法を適用することができる。例えば、有機ＥＬディスプレイや無機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤ等の発光素子において、発光効率を向上させるために、反射膜等に微小凹凸部を形成しており、発光素子に使用される薄膜もナノオーダーの極めて薄い膜厚になるため、前述してきた薄膜形成方法が好適である。つまり、薄膜に対して複数の微小凹凸部を形成するものであれば、任意のものに適用することができる。   The above-described thin film forming method and thin film forming apparatus can be applied to a solar cell panel manufacturing method and a solar cell panel manufacturing apparatus. By forming minute uneven portions on the thin film constituting the solar cell panel, incident sunlight can be scattered and the light conversion efficiency can be improved. Moreover, the thin film formation method mentioned above is applicable besides manufacture of a solar cell panel. For example, in a light emitting element such as an organic EL display, an inorganic EL display, and an LED, a minute uneven portion is formed on a reflective film or the like in order to improve light emission efficiency, and the thin film used for the light emitting element is extremely nano-order. Since the film thickness is small, the thin film forming method described above is suitable. That is, as long as a plurality of minute uneven portions are formed on the thin film, the present invention can be applied to any desired one.

また、液晶ディスプレイの配向膜としての薄膜に微小凹凸部を形成するものにも適用することができる。ＴＦＴ基板に形成される配向膜には、液晶分子を同じ方向に向けて配列させるためにラビング処理を行うが、微小凹凸部に１方向の方向性を持たせるようにしている。本発明では、微小凹凸部に１方向に延びる方向性を持たせることができるため、配向膜の形成に好適である。   Further, the present invention can also be applied to a thin film as an alignment film for a liquid crystal display in which minute irregularities are formed. The alignment film formed on the TFT substrate is rubbed in order to align the liquid crystal molecules in the same direction, but the concavo-convex portion has a direction in one direction. In the present invention, since the micro unevenness portion can have a directionality extending in one direction, it is suitable for forming an alignment film.

本発明は、噴射ヘッドから液体供給をして被処理体に液膜を形成するときに、各液体が凸曲面形状となり、端部において連続した形状となるように、各噴射ノズルのピッチ間隔を設定しており、また凸曲面形状の液体の端部から先に順次中央部に向けて、液体が加熱硬化する上昇温度で被処理体を緩速加熱しているため、被処理体に形成された薄膜は多数の凹曲面形状が連続した形状となる。液体の噴射工程と焼成工程とは、もともと薄膜形成に必要な工程であり、これらの処理と同時に薄膜に連続した凹部が形成されるため、別途の処理を要することがなくなる。このための処理工程および処理機構の簡略化を図ることができ、且つエッチング液を使用しないため、環境に対する付加を与えることもなくなる。   According to the present invention, when the liquid is supplied from the ejection head to form a liquid film on the object to be processed, the pitch interval of each ejection nozzle is set so that each liquid has a convex curved surface shape and a continuous shape at the end. It is set and formed on the object to be processed because the object to be processed is heated slowly at the rising temperature at which the liquid is heated and cured from the end of the convex curved liquid to the center first. The thin film has a shape in which a number of concave curved surface shapes are continuous. The liquid spraying step and the firing step are originally necessary steps for forming a thin film, and since a continuous recess is formed in the thin film at the same time as these processes, a separate process is not required. The processing steps and processing mechanism for this purpose can be simplified, and since no etching solution is used, there is no need to add to the environment.

以下、図面を参照して本実施形態について説明する。本実施形態では、薄膜系シリコン太陽電池パネル（以下、単に太陽電池パネルとする）の製造を行うときに、薄膜形成装置および薄膜形成方法を適用しているものについて説明する。薄膜形成装置および薄膜形成方法の用途はこれに限定されず、薄膜に微小凹凸部を形成するものであれば任意の用途に適用することができる。   Hereinafter, this embodiment will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a thin film forming apparatus and a thin film forming method are applied when a thin film silicon solar cell panel (hereinafter simply referred to as a solar cell panel) is manufactured. The use of the thin film forming apparatus and the thin film forming method is not limited to this, and can be applied to any use as long as it forms a minute uneven portion on the thin film.

図１に一例として示している太陽電池パネル１は、ガラス等を素材とした透明な基板２に順次薄膜を積層した積層体となっている。基板２から、透明電極層３、ボトムセル層４、トップセル層５、背面電極層６、反射層７の順番に各層が積層されている。各層には、複数の薄膜が積層されており、基板側から順番にＳｉＯ_２膜１０、ＺｎＯＡｌ膜１１は透明電極層３として、ｐα―Ｓｉ膜１２、ｉα―Ｓｉ膜１３、ｎα―Ｓｉ膜１４はボトムセル層４として、ｐα―Ｓｉ膜１５、ｉμＣ―Ｓｉ膜１６、ｎα―Ｓｉ膜１７はトップセル層５として、ＺｎＯＡｌ膜１８は背面電極層６として、Ａｇ膜１９、Ａｌ膜２０は反射層７として形成している。これらのうち、ボトムセル層４とトップセル層５とにより光変換層８を構成している。図１の例は、ｐｉｎ接合型の太陽電池を例示しているが、薄膜形成による太陽電池であれば、ｐｉｎ接合型以外の太陽電池に対しても適用できる。各層の薄膜は極めて薄い膜であり、その厚みはナノオーダーになる。例えば、Ａｇ膜１９の膜厚は２００ｎｍ程度、ＳｉＯ_２膜１０の膜厚は８０ｎｍ程度といった極めて薄い膜になる。 A solar cell panel 1 shown as an example in FIG. 1 is a laminate in which thin films are sequentially laminated on a transparent substrate 2 made of glass or the like. From the substrate 2, the transparent electrode layer 3, the bottom cell layer 4, the top cell layer 5, the back electrode layer 6, and the reflective layer 7 are laminated in this order. In each layer, a plurality of thin films are laminated, and the SiO ₂ film 10 and the ZnOAl film 11 are sequentially formed from the substrate side as the transparent electrode layer 3 as a pα-Si film 12, an iα-Si film 13, and an nα-Si film 14. Is the bottom cell layer 4, the pα-Si film 15, the iμC-Si film 16, the nα-Si film 17 is the top cell layer 5, the ZnOAl film 18 is the back electrode layer 6, the Ag film 19 and the Al film 20 are the reflective layers. 7 is formed. Among these, the bottom cell layer 4 and the top cell layer 5 constitute a light conversion layer 8. The example of FIG. 1 illustrates a pin junction type solar cell, but any solar cell other than the pin junction type can be applied as long as it is a solar cell by thin film formation. The thin film of each layer is a very thin film, and its thickness is on the nano order. For example, the Ag film 19 has a very thin film thickness of about 200 nm, and the SiO ₂ film 10 has a film thickness of about 80 nm.

基板２には、薄膜の材料を粒子として溶媒中に分散ないしは溶解させたインク（液体に相当）を散布してインクの液膜を形成した後に、溶媒を気化させて粒子を熱硬化させて薄膜を形成する。溶媒にはエチレングリコールやＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等が用いられ、この溶媒中に、例えば銀等をナノ粒子として分散ないしは溶解させるようにしている。基板２にインクを散布して、極めて薄い厚みのインクの液膜を形成し、その後に焼成して溶媒を気化させ、粒子を熱硬化させる。このインク散布処理と焼成処理とを繰り返して行うことにより、基板２には複数の薄膜が順次積層された積層体が形成される。ここで、インクを散布して薄膜を形成する対象物を被処理体２１として説明する。基板２に薄膜が形成されていない状態であれば、被処理体２１は基板２となり、基板２に薄膜が形成されている状態であれば、形成されている薄膜と基板２とを含むものが被処理体２１となる。   A thin film material is sprayed on the substrate 2 by spraying ink (corresponding to a liquid) dispersed or dissolved in a solvent as a thin film material, and then the solvent is evaporated to thermally cure the particles. Form. As the solvent, ethylene glycol, IPA (isopropyl alcohol) or the like is used, and silver or the like is dispersed or dissolved as nanoparticles in the solvent. Ink is sprayed on the substrate 2 to form a very thin ink liquid film, and then fired to vaporize the solvent and thermally cure the particles. By repeatedly performing the ink spraying process and the baking process, a stacked body in which a plurality of thin films are sequentially stacked is formed on the substrate 2. Here, the target object which forms a thin film by spraying ink will be described as the object to be processed 21. If the thin film is not formed on the substrate 2, the workpiece 21 becomes the substrate 2, and if the thin film is formed on the substrate 2, the object 21 includes the thin film and the substrate 2 that are formed. A workpiece 21 is obtained.

図２に、インクの散布を行うインクジェット装置３０の構成を説明する。インクジェット装置３０は、ベース３１の上に設置されており、搬送テーブル３２とリニアモータ手段３３とＸ軸ガイド３４とガントリ３５とインクジェット機構３６とを有して概略構成される。インクジェット機構３６は、ヘッドブロック３７とヘッドスライド機構３８とヘッド上下機構３９とヘッドシフト機構４０とヘッド回転機構４１とを備えて概略構成している。また、ヘッドブロック３７には複数のインクジェットヘッド４２（図２の例では、４つのインクジェットヘッド４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄ）を装着している。   FIG. 2 illustrates the configuration of an inkjet apparatus 30 that performs ink dispersion. The ink jet device 30 is installed on a base 31, and is roughly configured to include a transport table 32, a linear motor means 33, an X axis guide 34, a gantry 35, and an ink jet mechanism 36. The ink jet mechanism 36 includes a head block 37, a head slide mechanism 38, a head up / down mechanism 39, a head shift mechanism 40, and a head rotation mechanism 41. A plurality of inkjet heads 42 (four inkjet heads 42A, 42B, 42C, and 42D in the example of FIG. 2) are mounted on the head block 37.

被処理体２１は搬送テーブル３２に搭載されて、真空吸着手段等で固定的に保持されている。搬送テーブル３２は、リニアモータ手段３３により駆動されて、ガイドレールであるＸ軸ガイド３４に沿って図中のＸ方向（基板の移動方向：主走査方向）に移動される。リニアモータ手段３３は、固定子４３と可動子４４とにより構成される。固定子４３は、超電導コイルにより構成されており、コイルに流れる電流により磁界を発生させる。固定子４３は可動子４４の移動方向、つまり図中のＸ方向に向けて直線的に延在されるように配置している。可動子４４はエンコーダ付きのモータであり、超電導磁石を搭載している。固定子４３に発生した磁界と可動子４４の超電導磁石とにより、可動子４４が推進されて、固定子４３に沿って移動する。可動子４４は、所定ピッチ間隔の間欠的に移動するように推進していく。これに伴い、搬送テーブル３２は間欠移動となり、移動のタイミングに合わせてインクジェットヘッド４２からインクを散布していく。ただし、間欠移動ではなく、連続移動であってもよい。   The workpiece 21 is mounted on the transfer table 32 and is fixedly held by a vacuum suction means or the like. The conveyance table 32 is driven by the linear motor means 33 and is moved in the X direction (substrate movement direction: main scanning direction) along the X-axis guide 34 which is a guide rail. The linear motor means 33 includes a stator 43 and a mover 44. The stator 43 is composed of a superconducting coil, and generates a magnetic field by a current flowing through the coil. The stator 43 is arranged so as to extend linearly in the moving direction of the movable element 44, that is, in the X direction in the drawing. The mover 44 is a motor with an encoder and is equipped with a superconducting magnet. The mover 44 is propelled and moved along the stator 43 by the magnetic field generated in the stator 43 and the superconducting magnet of the mover 44. The mover 44 is propelled to move intermittently at a predetermined pitch interval. Accordingly, the transport table 32 is intermittently moved, and ink is sprayed from the inkjet head 42 in accordance with the movement timing. However, continuous movement may be used instead of intermittent movement.

ヘッドスライド機構３８は、搬送テーブル３２を跨ぐように門型をしたガントリ３５に装着されており、インクジェット機構３６全体をＹ方向（Ｘ方向に直交する方向：副走査方向）に移動させるものである。ヘッド上下機構３９は、Ｚ方向（被処理体２１に対して近接・離間する上下方向）にヘッドブロック３７を昇降させる機構である。ヘッドシフト機構４０は、Ｘ方向にヘッドブロック３７を微小に移動させる機構であり、ヘッド回転機構４１は、ヘッドブロック３７を任意の角度で回転させる機構である。各機構によりインクジェット機構３６の位置を、Ｘ方向とＹ方向とＺ方向とに任意に調整することができる。   The head slide mechanism 38 is mounted on a gate-shaped gantry 35 so as to straddle the transport table 32, and moves the entire inkjet mechanism 36 in the Y direction (direction perpendicular to the X direction: sub-scanning direction). . The head up-and-down mechanism 39 is a mechanism that raises and lowers the head block 37 in the Z direction (up and down direction approaching and separating from the workpiece 21). The head shift mechanism 40 is a mechanism that minutely moves the head block 37 in the X direction, and the head rotation mechanism 41 is a mechanism that rotates the head block 37 at an arbitrary angle. By each mechanism, the position of the inkjet mechanism 36 can be arbitrarily adjusted in the X direction, the Y direction, and the Z direction.

図３を参照して、インクジェットヘッド４２の構成について説明する。インクジェットヘッド４２には多数の噴射ノズル５０を配列しており、各噴射ノズル５０に対応してインクの噴射口となるノズル孔５１が所定ピッチ間隔で配列されている。インクジェットヘッド４２の各噴射ノズル５０からは薄膜の材料となる粒子が混在されたインクを噴射するようになっており、噴射ノズル５０から噴射されたインクが被処理体２１に散布されていく。図中では、１つのインクジェットヘッド４２に８個の噴射ノズル５０が配列されているものを例示しているが、実際にはさらに多くの噴射ノズル５０、例えば１２８個の噴射ノズル５０が１つのインクジェットヘッド４２に配列されているものがある。   The configuration of the inkjet head 42 will be described with reference to FIG. A large number of ejection nozzles 50 are arranged in the inkjet head 42, and nozzle holes 51 serving as ink ejection openings corresponding to the ejection nozzles 50 are arranged at predetermined pitch intervals. Each of the ejection nozzles 50 of the inkjet head 42 ejects ink in which particles that are a thin film material are mixed, and the ink ejected from the ejection nozzle 50 is dispersed on the object 21 to be processed. In the drawing, an example in which eight ejection nozzles 50 are arranged in one inkjet head 42 is illustrated, but actually, more ejection nozzles 50, for example, 128 ejection nozzles 50 are one inkjet. Some are arranged in the head 42.

図３（ａ）に示すように、各噴射ノズル５０は２枚の圧電素子５２により挟まれて区画形成されており、各区画はインクを充填するためのチャンバ５３となっている。圧電素子５２は非通電状態では平板状態を維持しているが、電圧の印加により変形を行う素子である。圧電素子５２に負の電圧を印加すると、各圧電素子５２は外向きに変形して、チャンバ５３の容積が拡張する。チャンバ５３には、図示しないインクタンクが接続されており、拡張した容積分のインクがインクタンクから吸い込まれる。その後、圧電素子５２に正の電圧を印加すると、図３（ｂ）のように、内向きに変形し、チャンバ５３の容積が急激に減少する。これにより、インクに加圧力が作用してノズル孔５１からインクが液滴として噴射されるようになる。なお、図３では、各噴射ノズル５０が１列に並列して配列されているものを示しているが、複数列に配列されているものであってもよい。   As shown in FIG. 3A, each ejection nozzle 50 is partitioned and formed between two piezoelectric elements 52, and each partition is a chamber 53 for filling ink. The piezoelectric element 52 is an element that is deformed by application of a voltage, while maintaining a flat plate state in a non-energized state. When a negative voltage is applied to the piezoelectric elements 52, each piezoelectric element 52 is deformed outward and the volume of the chamber 53 is expanded. An ink tank (not shown) is connected to the chamber 53, and the expanded volume of ink is sucked from the ink tank. Thereafter, when a positive voltage is applied to the piezoelectric element 52, the piezoelectric element 52 is deformed inward as shown in FIG. 3B, and the volume of the chamber 53 is rapidly reduced. As a result, pressure is applied to the ink, and the ink is ejected as droplets from the nozzle hole 51. In FIG. 3, the injection nozzles 50 are arranged in parallel in one row, but may be arranged in a plurality of rows.

図２に戻って、リニアモータ手段３３により搬送テーブル３２をＸ方向に移動している間に、上部に配置している各噴射ノズル５０からインクを噴射するようにする。噴射ノズル５０とリニアモータ手段３３とは相対的に移動されることから、被処理体２１の所定領域にインクが散布されていく。図２の例では、ヘッドブロック３７の長さは被処理体２１の半分の長さを有していることから、搬送テーブル３２を往復移動させ、且つインクジェット機構３６をＹ方向に移動させることにより、被処理体２１の全面にインクを形成することができるようになる。ここで、各ノズル孔５１は極めて微小なサイズとなっており、噴射時には微小量のインクが所定の噴射圧をもって噴射されることから、インクの噴射量を微細に制御でき、且つ被処理体２１への密着性も良好なものになる。従って、被処理体２１に形成されたインクの液膜を薄いものとすることができ、均一に且つむらのない液膜を形成することができ、厚み管理も厳格に行うことができる。このため、被処理体２１には極めて厚みの薄いインクの液膜が形成されるようになる。   Returning to FIG. 2, while the conveyance table 32 is moved in the X direction by the linear motor means 33, ink is ejected from the ejection nozzles 50 arranged at the upper part. Since the ejection nozzle 50 and the linear motor means 33 are moved relative to each other, ink is sprayed on a predetermined area of the object 21 to be processed. In the example of FIG. 2, the length of the head block 37 is half that of the workpiece 21, so that the transport table 32 is reciprocated and the inkjet mechanism 36 is moved in the Y direction. Ink can be formed on the entire surface of the object 21. Here, each nozzle hole 51 has a very small size, and since a small amount of ink is ejected with a predetermined ejection pressure at the time of ejection, the amount of ink ejected can be finely controlled, and the object 21 is processed. Good adhesion to the surface. Accordingly, the ink liquid film formed on the object to be processed 21 can be made thin, a uniform and uniform liquid film can be formed, and the thickness can be strictly controlled. Therefore, an extremely thin ink liquid film is formed on the object 21 to be processed.

次に、噴射ノズル５０のピッチ間隔について説明する。図４には２種類のインクジェットヘッド４２Ｘ、４２Ｙを示している。インクジェットヘッド４２Ｘと４２Ｙとでは、噴射ノズル５０のピッチ間隔（隣接する噴射ノズル５０のノズル孔５１の中心間の距離）が異なる。インクジェットヘッド４２Ｙのピッチ間隔Ｄ２は、インクジェットヘッド４２Ｘのピッチ間隔Ｄ１よりも大きくしている。つまり、Ｄ２＞Ｄ１となっている。   Next, the pitch interval of the injection nozzle 50 will be described. FIG. 4 shows two types of inkjet heads 42X and 42Y. The inkjet heads 42X and 42Y have different pitch intervals between the ejection nozzles 50 (the distance between the centers of the nozzle holes 51 of the adjacent ejection nozzles 50). The pitch interval D2 of the inkjet head 42Y is larger than the pitch interval D1 of the inkjet head 42X. That is, D2> D1.

なお、ここでは、被処理体２１の移動方向（Ｘ方向）に対して、噴射ノズル５０が配列されるインクジェットヘッド４２の向きが直交している場合について説明している（つまり、インクジェットヘッド４２がＹ方向に向いている場合について説明している）。インクジェットヘッド４２は、着弾した後のインクの間隔を詰めるために、Ｙ方向に対して傾けて配置するものもある。この場合には、噴射ノズル５０のピッチ間隔自体を調整しなくても、インクジェットヘッド４２の傾き角度を可変にすることにより、Ｙ方向における噴射ノズル５０のピッチ間隔（つまり、実際の噴射ノズル５０のピッチ間隔の余弦成分）の調整を行うことも可能になる。   Here, a case is described in which the direction of the inkjet head 42 in which the ejection nozzles 50 are arranged is orthogonal to the moving direction (X direction) of the workpiece 21 (that is, the inkjet head 42 is The case where it faces in the Y direction is described). Some inkjet heads 42 are inclined with respect to the Y direction in order to reduce the interval between the inks after landing. In this case, the pitch interval of the ejection nozzle 50 in the Y direction (that is, the actual ejection nozzle 50) can be changed by changing the inclination angle of the inkjet head 42 without adjusting the pitch interval of the ejection nozzle 50 itself. It is also possible to adjust the cosine component of the pitch interval.

インクは粘性の高い液体であり、被処理体２１の表面に着弾すると、各インクは表面張力により凝集しようとし、凸曲面形状になろうとする。インクジェットヘッド４２には複数の噴射ノズル５０が配列されており、搬送テーブル３２の間欠移動のタイミングに合わせて各噴射ノズル５０から同時にインクが噴射される。このため、被処理体２１の表面には、図２のＸ方向とＹ方向とに、多数の凸曲面形状のインクが形成された状態になる。ここで、図４（ａ）のインクジェットヘッド４２Ｘにおいては、各噴射ノズル５０の間隔（ピッチ間隔Ｄ１）が近接しており、被処理体２１に形成されるインクは、Ｙ方向において密な状態になる。つまり、各インク同士が相互に大きく重なり合うようになる。各インク同士が相互に大きく重なり合うようになると、インクの表面張力により各インク同士が一体になろうとする。このため、同図（ａ）のように、Ｙ方向において配列された各インクは、一体となって１列の直線状の液膜を形成するようになる。   The ink is a highly viscous liquid. When the ink lands on the surface of the object 21 to be processed, each ink tends to agglomerate due to surface tension and tends to have a convex curved shape. A plurality of ejection nozzles 50 are arranged in the inkjet head 42, and ink is ejected simultaneously from the ejection nozzles 50 in accordance with the timing of intermittent movement of the transport table 32. Therefore, a large number of convex curved inks are formed on the surface of the workpiece 21 in the X and Y directions in FIG. Here, in the inkjet head 42X of FIG. 4A, the intervals between the ejection nozzles 50 (pitch interval D1) are close to each other, and the ink formed on the object to be processed 21 is in a dense state in the Y direction. Become. That is, the inks greatly overlap each other. When the inks greatly overlap each other, the inks tend to be integrated with each other due to the surface tension of the ink. Therefore, as shown in FIG. 6A, the inks arranged in the Y direction are integrated to form a linear liquid film in one row.

そこで、インクジェットヘッド４２Ｙのように、噴射ノズル５０をある程度離間したピッチ間隔Ｄ２となるように配列する。これにより、被処理体２１上の隣接するインク同士は疎な状態になり、相互に重なり合う範囲を小さくすることができる。これにより、インク同士の表面張力が作用としたとしても、隣接したインクと一体となることはなく、独立した形状を維持することができる。ただし、各インクが隣接するインクと非連続の形状とならないようにする。非連続な部位は切れ目となり、当該部位に薄膜が形成されなくなる。そのため、適切な薄膜としての機能が損なわれる。このため、噴射ノズル５０のピッチ間隔Ｄ２を極端に離間させないようにする。つまり、噴射ノズル５０の間のピッチ間隔は、過剰に近接させず、且つ過剰に離間させないようにする。これにより、各インクは独立して中央部位は凸曲面形状を維持しつつ、端部において隣接するインクと連続した形状になる。   Therefore, like the inkjet head 42Y, the ejection nozzles 50 are arranged so as to have a pitch interval D2 that is separated to some extent. As a result, the adjacent inks on the object to be processed 21 are in a sparse state, and the overlapping range can be reduced. Thereby, even if the surface tension between the inks acts, it is not integrated with the adjacent ink, and an independent shape can be maintained. However, each ink should not be discontinuous with the adjacent ink. The discontinuous part becomes a break, and a thin film is not formed at the part. Therefore, the function as an appropriate thin film is impaired. For this reason, the pitch interval D2 of the injection nozzle 50 is not extremely separated. That is, the pitch interval between the injection nozzles 50 is not excessively close and is not excessively separated. As a result, each ink independently becomes a shape that is continuous with the ink adjacent to the end portion while maintaining the convex curved surface shape at the central portion.

次に、インクの粘度をＡ（単位はｍＰａｓ）、被処理体２１の接触角をθ、各ノズル孔５１の孔径をＲ（単位はμｍ）、噴射ノズル５０のピッチ間隔をＤ（単位はμｍ）とする。インクの粘度Ａおよび被処理体２１の接触角θは大きいことが望ましい。粘度Ａおよび接触角θが小さいと、被処理体２１に着弾したインクは簡単に濡れ広がってしまい、各インクが独立した凸曲面形状の状態を維持しなくなるためである（つまり、隣接するインクと一体となってしまう）。   Next, the viscosity of the ink is A (unit is mPas), the contact angle of the workpiece 21 is θ, the diameter of each nozzle hole 51 is R (unit is μm), and the pitch interval of the ejection nozzles 50 is D (unit is μm). ). It is desirable that the viscosity A of the ink and the contact angle θ of the workpiece 21 are large. This is because when the viscosity A and the contact angle θ are small, the ink that has landed on the object 21 easily wets and spreads, and each ink does not maintain an independent convex curved surface state (that is, with the adjacent ink). Will become one).

そこで、インクの粘度ＡがＡ＞１０（ｍＰａｓ）、被処理体２１の接触角θがθ＞θＭｉｎとなるような条件に設定する。これにより、被処理体２１に着弾したインクが簡単に濡れ広がることがない。そして、この条件下で、ピッチ間隔Ｄを、「√２×Ｒ≦Ｄ≦３５０（μｍ）」となるように設定する。Ｄが√２×Ｒよりも小さくなると、被処理体２１に着弾した後に各インクの重なり合う範囲が大きくなることにより、各インクが独立した凸曲面形状の状態を維持せず、Ｄが３５０（μｍ）よりも大きくなると、隣接する液膜同士が非接触の状態になり、切れ目が生じてしまうためである。ピッチ間隔Ｄが「√２×Ｒ≦Ｄ≦３５０（μｍ）」となるように、噴射ノズル５０を配列することにより、図４（ｂ）のように、各インクが凸曲面形状を維持しつつ、端部において隣接するインクと連続するように形成することができるようになる。   Therefore, the conditions are set such that the viscosity A of the ink is A> 10 (mPas), and the contact angle θ of the workpiece 21 is θ> θMin. As a result, the ink that has landed on the object to be processed 21 does not spread easily. Under this condition, the pitch interval D is set to satisfy “√2 × R ≦ D ≦ 350 (μm)”. When D is smaller than √2 × R, the overlapping range of the respective inks after landing on the object to be processed 21 increases, so that each ink does not maintain an independent convex curved shape, and D is 350 (μm This is because the adjacent liquid films are not in contact with each other and a break occurs. By arranging the ejection nozzles 50 so that the pitch interval D is “√2 × R ≦ D ≦ 350 (μm)”, each ink maintains a convex curved surface shape as shown in FIG. 4B. Thus, the ink can be formed so as to be continuous with the adjacent ink at the end.

次に、被処理体２１に形成された液膜の焼成を行う。このために、リニアモータ手段３３により搬送テーブル３２をインクジェット装置３０から、図５（ａ）に示す焼成装置６０に搬出する。焼成装置６０は、ホットプレート６１と加熱ヒータ６２とを備えた構成となっており、加熱ヒータ６２の温度は温度制御部６３により制御される。搬送テーブル３２により移動された被処理体２１は、図示しない搬送手段等により、ホットプレート６１に移載される。   Next, the liquid film formed on the object 21 is baked. For this purpose, the conveyance table 32 is unloaded from the inkjet apparatus 30 to the baking apparatus 60 shown in FIG. The baking apparatus 60 includes a hot plate 61 and a heater 62, and the temperature of the heater 62 is controlled by a temperature control unit 63. The workpiece 21 moved by the transfer table 32 is transferred to the hot plate 61 by a transfer means (not shown).

ホットプレート６１は被処理体２１を載置するためのプレートであり、加熱ヒータ６２はホットプレート６１を加熱するためのヒータである。温度制御部６３により加熱ヒータ６２の温度制御がされるが、この温度制御部６３は加熱ヒータ６２を緩やかに加熱するように制御を行う。被処理体２１には各インクによる液膜が形成されるが、この液膜は多数の凸曲面形状のインクが端部において連続した形状となっている。この液膜を加熱ヒータ６２により緩速加熱していくと、液膜のうちホットプレート６１に最も近い部位から順に熱硬化をしていく。このため、最も少ない厚みの各インクの端部（隣接するインクと連続している部位）から順に熱硬化をしていき、中央部からはインクが蒸発していく。そして、中央部のインクはなお流動化している状態になっていることから、端部に向けた液の流れが生じていく。これにより、被処理体２１上に形成されたインクが全て熱硬化すると、多数の凸曲面形状は、図５（ｂ）のように、端部は厚く、中央部が薄くなった形状の凹面形状となる。これが薄膜７１となり、薄膜７１は、多数の凹曲面形状を有し、各凹曲面形状は、他の凹曲面形状との境界部位においては連続した形状になる。   The hot plate 61 is a plate on which the workpiece 21 is placed, and the heater 62 is a heater for heating the hot plate 61. The temperature control unit 63 controls the temperature of the heater 62. The temperature control unit 63 performs control so that the heater 62 is gently heated. A liquid film of each ink is formed on the object to be processed 21. This liquid film has a shape in which a large number of convex curved inks are continuous at the end. When this liquid film is slowly heated by the heater 62, the liquid film is thermally cured in order from the portion closest to the hot plate 61 in the liquid film. For this reason, the ink is thermally cured in order from the end portion of each ink having the smallest thickness (a portion continuous with the adjacent ink), and the ink is evaporated from the central portion. Then, since the ink in the central portion is still fluidized, a liquid flow toward the end portion is generated. Thereby, when all the ink formed on the to-be-processed object 21 is thermoset, many convex curved surface shapes are concave shape of the shape where the edge part was thick and the center part became thin like FIG.5 (b). It becomes. This becomes the thin film 71, and the thin film 71 has a number of concave curved surface shapes, and each concave curved surface shape is a continuous shape at a boundary portion with other concave curved surface shapes.

被処理体２１は急速加熱を行うと、前記のように端部から徐々に中央部に向けて熱硬化せず、多数の凹曲面形状を有するような薄膜は形成されない。そこで、緩速加熱を行うようにしている。緩速加熱の温度上昇としては、１秒あたりに約０．０２８℃に設定することが望ましい。単位時間当たりの上昇温度をＴとしたときに、１（℃／ｓｅｃ）＜Ｔ＜６（℃／ｓｅｃ）となるように設定すれば、図５（ｂ）のように、多数の凹曲面形状を有する薄膜７１を形成することができるようになる。   When the object to be processed 21 is rapidly heated, as described above, the object 21 is not gradually cured from the end portion toward the center portion, and a thin film having a large number of concave curved surfaces is not formed. Therefore, slow heating is performed. The temperature increase for the slow heating is preferably set to about 0.028 ° C. per second. When the temperature rise per unit time is T, if it is set so that 1 (° C./sec)<T<6 (° C./sec), a large number of concave curved surface shapes as shown in FIG. It becomes possible to form the thin film 71 having the following.

以上により、噴射ヘッド５０の配列間隔を過剰に近接および離間させないようにして、且つ被処理体２１を緩速加熱していくことにより、多数の凹曲面形状を有する薄膜７１が形成されるようになる。インクジェット装置３０によるインク散布処理と加熱装置による焼成処理とは、もともとインクによる薄膜形成のために必要な処理であり、噴射ヘッド５０の配列間隔と被処理体２１の加熱温度とを制御するだけで、薄膜形成と同時に微小凹凸部が形成されるようになる。つまり、もともと必要な処理が微小凹凸部の形成処理を兼ねているため、専用の工程を要することがなくなり、生産効率の向上を図ることができる。しかも、エッチング液を用いていないため、環境負荷に対する問題を起こすこともない。   As described above, the thin film 71 having a large number of concave curved surfaces can be formed by heating the object to be processed 21 at a slow speed so that the arrangement interval of the ejection heads 50 is not excessively approached and separated. Become. The ink dispersion process by the ink jet apparatus 30 and the baking process by the heating apparatus are processes originally necessary for forming a thin film using ink, and only the arrangement interval of the ejection heads 50 and the heating temperature of the object to be processed 21 are controlled. At the same time as the formation of the thin film, minute uneven portions are formed. In other words, since the necessary process originally serves as the formation process of the minute uneven portions, a dedicated process is not required and the production efficiency can be improved. In addition, since no etchant is used, there is no problem with respect to environmental load.

多数の微小凹凸部が形成される薄膜７１としては、図１の各薄膜の何れに対して適用するものであってもよいが、このうち、特に反射層７を構成するＡｇ膜１９に適用すると好適である。つまり、反射層７以外の薄膜は光を透過または吸収するためのものであるため、これらの薄膜に微小凹凸部を形成するよりも、光を反射するための反射層７に微小凹凸部を形成する方が、より高い光散乱効果を得られるためである。Ａｇ膜１９に形成される微小凹凸部はＡｌ膜２０側に形成されるが、Ａｇ膜１９全体とＡｌ膜２０全体とで光を反射させ、しかも各薄膜は極めて薄い膜であるため、Ａｇ膜１９の微小凹凸部で多くの光が反射し、高い光散乱効果が得られるようになる。   The thin film 71 on which a large number of minute irregularities are formed may be applied to any of the thin films in FIG. 1, and among these, particularly when applied to the Ag film 19 constituting the reflective layer 7. Is preferred. That is, since the thin films other than the reflective layer 7 are for transmitting or absorbing light, rather than forming the micro uneven portions on these thin films, the micro uneven portions are formed on the reflective layer 7 for reflecting the light. This is because a higher light scattering effect can be obtained. Although the minute irregularities formed in the Ag film 19 are formed on the Al film 20 side, the Ag film 19 and the entire Al film 20 reflect light, and since each thin film is an extremely thin film, the Ag film A lot of light is reflected by the 19 minute uneven portions, and a high light scattering effect can be obtained.

以上は可動子４４を所定ピッチに間欠移動したものを例示したが、この移動ピッチ間隔を極めて短いものにすることができれば、図６のような異なるパターンの微小凹凸部を多数有する薄膜７２を形成することができるようになる。移動ピッチ間隔を極めて短いものにすると、Ｘ方向において隣接するインク同士が表面張力により一体となって、Ｘ方向に延びる１列の細長の略半円柱の形状になる。そして、隣接する略半円柱のインクは、Ｙ方向における端部において、それぞれ隣接する略半円柱のインクと連続しているパターンが形成される。また、可動子４４を連続的に推進させることにより、搬送テーブル３２を連続移動させて、各噴射ノズル５０から連続的にインクを噴射させても、前記のようにＸ方向に延びる１列の細長の略半円柱状であり、端部において連続した形状のインクを被処理体２１に形成することができるようになる。   The above is an example in which the movable element 44 is intermittently moved at a predetermined pitch. However, if the movement pitch interval can be made extremely short, a thin film 72 having a large number of minute uneven portions having different patterns as shown in FIG. 6 is formed. Will be able to. When the movement pitch interval is extremely short, adjacent inks in the X direction are united by surface tension to form a single row of elongated semi-cylindrical shapes extending in the X direction. The adjacent substantially semi-cylindrical ink forms a pattern that is continuous with the adjacent substantially semi-cylindrical ink at the end in the Y direction. Further, even if the transfer table 32 is continuously moved by continuously propelling the mover 44 and ink is continuously ejected from each ejection nozzle 50, one row of elongated shapes extending in the X direction as described above. Thus, the ink having a continuous shape at the end can be formed on the object 21 to be processed.

そして、この略半円柱のインクが並列して複数配列されている被処理体２１を緩速加熱する。緩速加熱を行うと、各インクは端部から熱硬化していき、中央部はなお流動化しているため、端部が厚くなり、中央部が薄くなる。これにより、図６のように、被処理体２１に形成される薄膜７２は、断面が凹面形状の細長の凹部がＹ方向に複数配列された状態になる。つまり、Ｙ方向においては凹部が連続している形状となっており、Ｘ方向においては直線状になっている、規則的なパターンの凹部が形成される。この形状のパターンを持つ薄膜は液晶ディスプレイのＴＦＴ基板に形成される配向膜に好適である。   And the to-be-processed object 21 in which this substantially semi-cylindrical ink is arranged in multiple numbers is heated slowly. When the slow heating is performed, each ink is thermally cured from the end portion, and since the central portion is still fluidized, the end portion becomes thick and the central portion becomes thin. As a result, as shown in FIG. 6, the thin film 72 formed on the workpiece 21 is in a state in which a plurality of elongated recesses having a concave cross section are arranged in the Y direction. That is, a regular pattern of concave portions is formed, in which the concave portions are continuous in the Y direction and linear in the X direction. A thin film having a pattern of this shape is suitable for an alignment film formed on a TFT substrate of a liquid crystal display.

液晶ディスプレイのＴＦＴ基板に形成される配向膜には、一定の方向性を持たせた凹凸部を形成して液晶分子を配向しているが、通常は配向膜としてのポリイミド膜に対してラビング処理を行うことにより、凹凸部を形成している。本発明の薄膜形成では、断面凹部の細長の形状が連続しており、ラビング処理により形成される凹凸部と同等の機能を果たすことができる。このため、別段のラビング処理を行うことなく、ポリイミドの薄膜形成と同時に、液晶分子の配向制御のための凹凸部を形成できるようになる。   The alignment film formed on the TFT substrate of the liquid crystal display forms irregularities with a certain direction and aligns the liquid crystal molecules. Usually, the rubbing treatment is applied to the polyimide film as the alignment film. By performing the above, the uneven portion is formed. In the thin film formation of the present invention, the elongated shape of the concave section is continuous, and can perform the same function as the concave and convex portion formed by rubbing treatment. For this reason, it is possible to form a concavo-convex portion for controlling the alignment of liquid crystal molecules simultaneously with the formation of a polyimide thin film without performing a separate rubbing treatment.

薄膜系シリコン太陽電池の構成の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the structure of a thin film system silicon solar cell. インクジェット装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of an inkjet apparatus. インクジェットヘッドに配列されるノズルの説明図である。It is explanatory drawing of the nozzle arranged in an inkjet head. 噴射ノズルの配列間隔と被処理体に形成した液膜との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the arrangement | positioning space | interval of an injection nozzle, and the liquid film formed in the to-be-processed object. 被処理体に形成される薄膜を示す図である。It is a figure which shows the thin film formed in a to-be-processed object. 被処理体に形成される他の例の薄膜を示す図である。It is a figure which shows the thin film of the other example formed in a to-be-processed object.

符号の説明Explanation of symbols

１ 太陽電池パネル ２ 基板
３ 透明電極層 ４ ボトムセル層
５ トップセル層 ６ 背面電極層
７ 反射層 ８ 光変換層
２１ 被処理体 ３０ インクジェット装置
４２ インクジェットヘッド ５０ 噴射ノズル
５１ ノズル孔 ５２ 圧電素子
６０ 焼成装置 ６１ ホットプレート
６２ 加熱ヒータ ６３ 温度制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell panel 2 Substrate 3 Transparent electrode layer 4 Bottom cell layer 5 Top cell layer 6 Back electrode layer 7 Reflective layer 8 Light conversion layer 21 Object 30 Inkjet device 42 Inkjet head 50 Injecting nozzle 51 Nozzle hole 52 Piezoelectric element 60 Firing device 61 Hot plate 62 Heater 63 Temperature controller

Claims (6)

薄膜の形成処理がされる被処理体に前記薄膜を形成する薄膜形成方法であって、
前記薄膜の材料を粒子として溶媒に分散ないしは溶解させた粘性の液体を噴射する複数の噴射ノズルを備える噴射ヘッドから、この噴射ヘッドに対して相対移動される被処理体に対して前記液体を噴射する液体噴射工程と、
前記液体を加熱して前記溶媒を気化させ、前記材料を前記被処理体に熱硬化させる焼成工程と、を有し、
前記液体噴射工程において、各噴射ノズルから噴射した前記液体が前記被処理体上で凸曲面形状となり、且つ隣接する液体同士が端部において連続した形状となるように前記噴射ノズルから液体を噴射し、
前記焼成工程において、前記被処理体に形成された各液体が端部から先に順次中央部に向けて熱硬化する上昇温度で緩速加熱を行うこと、を特徴とする薄膜形成方法。 A thin film forming method for forming the thin film on an object to be processed for forming a thin film,
The liquid is ejected from an ejection head having a plurality of ejection nozzles that ejects a viscous liquid dispersed or dissolved in a solvent as particles of the thin film material onto a target object that is moved relative to the ejection head. A liquid jetting process;
A heating step of heating the liquid to vaporize the solvent and thermally curing the material to be processed;
In the liquid ejecting step, the liquid ejected from each ejecting nozzle is ejected from the ejecting nozzle such that the liquid has a convex curved surface shape on the object to be processed and adjacent liquids have a continuous shape at the end. ,
A method of forming a thin film, characterized in that, in the baking step, each liquid formed on the object to be processed is subjected to slow heating at an elevated temperature at which the liquid is thermally cured sequentially from the end toward the center. 前記液体の粘度をＡ、前記被処理体の表面の接触角をθ、前記噴射ノズルの噴射孔の孔径をＲ、前記噴射ノズルのピッチ間隔をＤ、前記被処理体を加熱するときの１秒あたりの上昇温度をＴとしたときに、
前記粘度ＡがＡ＞１０（ｍＰａｓ）、前記接触角θがθ＞２０°のときに、前記ピッチ間隔Ｄを、√２×Ｒ（μｍ）＜Ｒ＜３５０（μｍ）とし、
前記上昇温度Ｔを、１（℃／ｓｅｃ）＜Ｔ＜６（℃／ｓｅｃ）としたこと、を特徴とする請求項１記載の薄膜形成方法。 The viscosity of the liquid is A, the contact angle of the surface of the object to be processed is θ, the hole diameter of the injection holes of the injection nozzle is R, the pitch interval of the injection nozzles is D, and 1 second when heating the object to be processed When the temperature rise around is T
When the viscosity A is A> 10 (mPas) and the contact angle θ is θ> 20 °, the pitch interval D is √2 × R (μm) <R <350 (μm),
2. The thin film forming method according to claim 1, wherein the rising temperature T is 1 (° C./sec)<T<6 (° C./sec). 薄膜の形成処理がされる被処理体に前記薄膜を形成する薄膜形成装置であって、
前記薄膜の材料の粒子を溶媒に分散ないしは溶解させた粘性の液体を噴射する噴射ノズルを複数配列した噴射ヘッドと、この噴射ヘッドと前記被処理体とを相対的に移動させる移動手段と、を備え、この移動手段により移動される前記被処理体に対して液体を噴射する液体噴射装置と、
前記被処理体を加熱して前記溶媒を気化させ、前記材料を前記被処理体に加熱硬化させる加熱装置を備える焼成装置と、を備え、
各噴射ノズルから噴射した前記液体が前記被処理体上で凸曲面形状となり、且つ隣接する液体同士が端部において連続した形状となるように、前記液体の粘度と前記被処理体の表面の接触角と前記噴射ノズルの噴射孔の孔径とに基づいたピッチ間隔で前記各噴射ノズルを配列させ、
前記加熱装置が、前記被処理体上に形成された各液体が端部から先に順次中央部に向けて熱硬化する上昇温度で緩速加熱を行うように前記上昇温度の制御を行う温度制御部を設けたこと、
を特徴とする薄膜形成装置。 A thin film forming apparatus for forming the thin film on an object to be processed for forming a thin film,
An ejection head in which a plurality of ejection nozzles for ejecting a viscous liquid in which particles of the thin film material are dispersed or dissolved in a solvent are disposed; and a moving means for relatively moving the ejection head and the object to be processed. A liquid ejecting apparatus that ejects liquid onto the object to be processed that is moved by the moving unit;
A baking apparatus provided with a heating device that heats the object to be processed, vaporizes the solvent, and heat-cures the material on the object to be processed;
Contact between the viscosity of the liquid and the surface of the object to be processed is such that the liquid ejected from each of the injection nozzles has a convex curved surface shape on the object to be processed, and adjacent liquids have a continuous shape at the end. Arranging each of the spray nozzles at a pitch interval based on the angle and the hole diameter of the spray nozzle of the spray nozzle;
Temperature control for controlling the rising temperature so that the heating device performs slow heating at a rising temperature at which each liquid formed on the object to be processed is thermally cured sequentially from the end toward the center. Set up a department,
A thin film forming apparatus. 前記液体の粘度をＡ、前記被処理体の表面の接触角をθ、前記噴射ノズルの噴射孔の孔径をＲ、前記噴射ノズルのピッチ間隔をＤ、前記被処理体を加熱するときの１秒あたりの上昇温度をＴとしたときに、
前記粘度ＡがＡ＞１０（ｍＰａｓ）、前記接触角θがθ＞２０°のときに、前記ピッチ間隔Ｄを、√２×Ｒ（μｍ）＜Ｒ＜３５０（μｍ）とし、
前記上昇温度Ｔを、１（℃／ｓｅｃ）＜Ｔ＜６（℃／ｓｅｃ）としたこと、を特徴とする請求項３記載の薄膜形成装置。 The viscosity of the liquid is A, the contact angle of the surface of the object to be processed is θ, the hole diameter of the injection holes of the injection nozzle is R, the pitch interval of the injection nozzles is D, and 1 second when heating the object to be processed When the temperature rise around is T
When the viscosity A is A> 10 (mPas) and the contact angle θ is θ> 20 °, the pitch interval D is √2 × R (μm) <R <350 (μm),
4. The thin film forming apparatus according to claim 3, wherein the rising temperature T is 1 (° C./sec)<T<6 (° C./sec). 請求項１または２記載の薄膜形成方法を有すること、を特徴とする太陽電池パネルの製造方法。   It has the thin film formation method of Claim 1 or 2, The manufacturing method of the solar cell panel characterized by the above-mentioned. 請求項３または４記載の薄膜形成装置を備えたこと、を特徴とする太陽電池パネルの製造装置。   An apparatus for manufacturing a solar cell panel, comprising the thin film forming apparatus according to claim 3.

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