JPS5848985A - 電子デイバイス基板への薄膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子ディバイス基板上へ所定のパターンの薄
膜を形成する方法に関する。

近年、半導体素子の絶縁被膜、あるいは液晶表示素子の
絶縁被膜、または配向制御膜に、無機酸化物薄膜や有様
物薄膜が使用されている。特に、液晶表示素子の場合に
は、ガラス基板上に、絶縁被膜（Ｓ１０鵞膜）・無反射
コート膜（Ｔｉｅ。

膜等）・透明導電３体膜（工ＴＯあるいはｓｎｏｗ）を
順次形成したのち、二酸化硅素、ポリイミド。

シラン等の配向制御膜を形成し、その表面を布等でラビ
ングした後、゛この基ｉ２枚で液晶を挾持して、液晶表
示素子を形成する。配向制御膜は、液晶表示素子の駆動
電圧を一定に保つためと、駆動電流を少なくするため、
できるだけ均一な膜を必要とする。一般には、５００Ａ
〜１００００Ａの薄膜が用いられる膜厚の均一性は、±
２０％以内であることが望ましい。

従来、このような薄膜を形成する方法として、基板を回
転し薄膜となる有機、あるいは無機化合物を含む溶液（
以下化合物溶液）を回転する基板上に滴下し、遠心力に
よる広がりにより、塗膜を形成するスピンコード法・ロ
ール円周上に細かい溝を形成し、溝中の化合物溶液を基
板上に転写し、塗膜を形成するロールコート法・化合物
溶液中に浸漬する浸漬塗り・化合物溶液を噴霧状態にし
て塗布するスプレー塗布が広く用いられる。しかし、こ
れらの方法の最大の欠点として、基板面の全域にわたっ
て塗膜が形成されてしまう。したがって、前記塗膜を適
当な加熱により薄膜を得るが、それも全域に渡ってしま
う。このような場合、たとえば、液晶表示素子用基鈑の
場合、透明導電膜の湖子群等を前記薄膜より露出させる
ためには、前記端子群に可剥性保護膜を形成し、しかる
後、前記各種塗布法を用いて薄膜形成後、可剥性保護−
膜を除去する。この場合、可剥性保護膜が基板上に凸凹
となり、均一な膜厚にならず、特に化合物溶液の表面張
力により、可剥性保護膜との境界部の膜厚が増加した。

また、別の方法として、基板面に薄膜を形成した後、前
記端子群等以外の領域にフォトレジスト等のマスクを形
成し、前記マスクより露出されている薄膜を、ウェット
エツチングやドライエツチングし、しかる後に、前記マ
スクを適当な手段を用いて除去する。（以下これらの方
法をマスキング法とする。）　これらは、煩雑な工程を
必要とするばかりでなく、形成された薄膜表面に多くの
薬剤・溶剤が接するため、膜質の劣化につながった。本
発明は、かかる欠点を除去するためになされたものであ
る。発明者は、一般の使用されるインクジェット方式に
着目し、均一な膜厚の薄膜を所望の形状に形成できない
か考察し穴。

本発明の一実施例について説明すると、第１図。

第２図において、１は化合物溶液２を噴射するノズルで
ある。これは２枚の剛体、例えばガラス３に設けた管路
に化合物溶ｆｉ２を装入させ、ガラス端部の細管開口部
をノズル噴射口５とする。さらに、その重ねた２枚のガ
ラスの表裏両面に圧電素子４を固着させる。この圧電素
子は、１０ＫＨｚ〜２５ＭＨｚまで振動できるようにす
る。圧電素子の縦振動により、２枚のガラスに振動が伝
わり、装入された化合物溶、液を圧縮時にノズル噴射口
５より噴射し、膨張時にタンク６より吸入するというよ
うに、繰り返しを行なう。噴射量は、化合物溶液の粘度
・比重などと振動数に相関がある。こノノズル１）ｊ、
Ｘ軸７．Ｙ軸８により駆動可能な駆動体９に固定させる
。ｆｃとえば、Ｘ軸７．Ｙ軸８にボールネジを用いパル
スモータ−１０に直結シテ、ソれを回転することにより
、駆動体９が所定の位置に移動する。この駆動体９は、
最高４００襲／式で移動可能である。１１は塗膜を形成
すべき基板で、例えばガラス基板である。このガラス基
板は、搭載台１２に真空ｒ１！ＬｙｆＩされ所定の位置
に設置される。ノズル噴射口５と基板１１との距離は、
（Ｌ５〜３ｕにセツティングする。化合物溶液２は、外
部空気との接触機会を押えるため、タンク６中に入れら
れる。これは、化合物浴液は空気中の水分を吸入し、加
水分解を起こす場合があるためである。また粘度は、［
１，５〜１００ｑＰＥｌと低粘度の化合物溶液にするの
が、最も良い。溶液は噴霧状の溶液がノズル噴射口５よ
り直進する噴霧状溶液球の１つ１つの径は１〜５μで、
振動数が一定するとその径も一定する。ノズル噴射口よ
り出′ｆｃ１ｗ液は、基＠１１に到達して広がりを示す
。

ノズル噴射口５より、１秒間に数千から数十万個出た溶
液球は、順次基鈑に到達して塗膜１３１形成する。

第３図において、Ｘ軸７．ｙ軸８の）くルスモーター１
０の駆動制御回路１６．ノズルの圧電体発蚤回路１５の
制御は、コンピューター１４で行なう。従って、所望の
パターンを得るには、Ｘ軸７゜Ｙ軸８啼適当に駆動させ
、ノズル１の固定された駆動体９を移動させ、それをプ
ログラミングし、それと同期させてノズル１より溶液を
噴射させる。

このようにして、所望のパターンの塗［１３を得ること
ができる。

このような方法によれば、粘度がα５〜１００ｃｐｓと
著しく低い化合物溶液を用いても、面内上５ の寸法精度道、−６−１ｎの範囲で１５〜２μｍの厚さ
の塗膜を±１０％の膜厚精度で形成することができる。

このようにして形成した化合物溶液の塗膜を、適当な温
度で乾燥することにより、基鈑全面に亘り膜厚精度の優
ｈ７’ｃ薄膜を形成できる。これは所定の元素と有機ま
たは無機の化合物を形成し、その化合物が適当な溶媒に
対して、相容性を有する場合に適用が可能であることが
わかった。特にＦＥ型液晶表示素子の配向制御膜の材料
として、エポキシ系７ラン材と有機チタンをメタノール
あるいはエチルセロソルブなどの混合溶液（粘度０．６
〜３ｃＰＳ）’を使用する。４この混合溶液をノズルよ
り間欠的に噴射することにより、端子等以外の基板面へ
塗膜形成し所定のパターンにする。

しかるのち、遠赤外線炉にて２００℃、５分間乾燥し、
薄膜を形成する。この結果、膜厚４０００Ａ、±２０Ｏ
Ａの薄膜が形成された。次いで綿布によりラビングし、
上下ガラス間１０μに保ち、液晶注入口を除き、エポキ
シ接着剤で上下ガラス板をシールする。′ＦＩｉ、晶セ
ルが形成されたのち、液晶を減圧下で浸入、シリコン系
接着剤で浸入口を封止する。このように槽底した骸晶表
示素子を観察すると、全面にわたり液晶はツイストして
いた。

前述したマスキング法により形成し窺配向制御膜を用い
た液晶表示素子は、８０℃温度９０％の恒温恒温槽内で
、２００時間で配向劣化が生じ始めたが、本実施例によ
る配向制御膜は、２５０時間経過後もなお配向劣化など
の異常は観察されない。

この理由は、薄膜形成後、パターニングするためいろい
ろな溶液溶剤に対して薄膜表面が暴露状態となり、何ら
かの変化を生じるのに対し、本実施例は、直接パターニ
ングし次薄膜を形成し、何ら薄膜表面に変化を生じさせ
るような工程を経ないからであると推察される。

以上の如く、本発明による電子ディバイス基鈑への薄膜
形成方法によれば、粘度１０００ＣＰＳ以下の低粘度の
有機または無機化合物を含む溶液で、寸法精度良好な、
また任意のパターンを直接的に薄膜形成することが可能
になつｔことで煩雑な工ａ？必要としなくなったこと、
コンピューターで制御可能なため、パターン変更が容易
になった。

また、透明電極付ガラス基板の透明電極材料（工ＴＯ・
５ｎ０２　ｅｔｃ、）を有機溶媒に溶解した溶液を、同
様な薄膜形成方法を用いれば、直接パターン化した透明
電極材料が作成可能である。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本実施例に用いた化合物溶液の噴射ノズル駆
簡の概念図。第２図は噴射ノズル部の概念図。第３図は
、ノズル発振回路とノズル駆動部の制御の概念図である
。 １・・・・・・ノズル ２・・・・・・薄膜となる有機あるいは無機化合物を含
む溶液 ５・・・・・・ガラス　　　　　４・・・・・・圧電素
子５・・・・・・ノズル噴射口　　６・・・・・・タン
ク７・・・・・・Ｘ　　軸　　　　　　　８・・・・・
・Ｙ　　軸？・・・・・・ｆｆｌｉＥｆｌ体１０・・・
・：・パルスモータ１１・・・・・・ガラス基板　　１
２・・・・・・搭載台１３・・・・・・塗　膜　　　　
　１４・・・・・・コンピュータ１５・・・・・・ノズ
ル圧電体発振回路１６・・・・・・ｘＹＩＮｌパルスモ
ータ駆動回路。 以上 出願人　株式会社諏訪精工舎 代理人　　　　　最上　　務 ラ１−　　丁　　図 名 才　２　凹 、ｌ−３図 手続補正書（自発） １、事件の表示 昭和５６年　　特許願第１５８０２４号２　発明の名称 電子ディバイス基板への薄膜形成方法 ３、補正をする者 代表取締役中村恒也 ４代理人 ６　補正により増加する発明の数 手　続　補　正　誉　（自発） 明細書第５頁第１５行 「渡って」とめるを、「亘って」に補正する４２、　明
細書第４頁第１３行 「一般の」とめる金、「一般に」に補正する。 五　明細Ｗ第５頁第３行 「１０ＫＴ３ｚ」とめる−＠−［１０ＭＨ２Ｊに補正す
る。 ４、　明細書第６貢第６行 「１〜５μ」とある金、「１０〜１００μ」に補正する
・ ５、明細書第６頁第８行 「を示す、」とあるを、「を呈す−」に補正する。 −明細書第７頁第３行 ±５ ’　”’ｒｕ　６．、ｉＪとめる金、「±ｉτ。」に補
正する。 ２　明細書第７負第１４行 「ＬＬ６〜５−１とろる？、「ＬＬ５〜３」に補正する
。 ａ　＃４細薔第７頁下から４行目〜５行目「５分間乾燥
し、・・・・・・形成する。」とろろを。 「５分間焼成、乾燥し、薄膜を形成する。」に補正する
・ ｊ　明細１第７頁下か、ら２行目 「Ｘ　、　±２ｏ　ｏ　＠Ｊ　ト；ｈｂｋ、　「Ａ±２
００ＡＪに補正する。 ｔａ　＃４ａｌｉ８頁第７行 「温度」とろるｌ　ｒ湿度」に補正する。 １１、明細書第９頁第５行 「（Ｘ　Ｔｏ　１１８ｎＯ１ａｔｅ、）　Ｊ　とあるを
。 ｒ　（ＩＴＯ、Ｓｒｓ’意ｅｔｃ、）　Ｊに補正する。 以上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）粘度１０００Ｃ！ＰＳ以下で有機ないし無機化合
   物を含む溶液をガラス、セラミック、金属又はプラスチ
   ック、又はこれらの２つ以上からなる電子ディバイス基
   板面にノズルより間欠的に前記溶液を噴射させ、かつ前
   記ノズルと前記電子ディバイス基板を相対的に動かすこ
   とにより、前記電子ディバイス基板面上に所定の形状の
   塗膜を形成し、乾燥、加熱することを特徴とする電子デ
   ィバイス基板への薄膜形成方法。
2. （２）ノズルの噴射口と電子ディバイス基板の間隙を［
   １５〜３ｊｍとした特許請求の範囲第１項記載の電子デ
   ィバイス基板への薄膜形成方法。
3. （３）２枚のガラス板に設けた管路に装入された浴ｉを
   前記ガラス板に固着された圧電素子の振動により間欠的
   噴射を行なうノズルを用い定特許請求の範囲第１項記載
   の電子ディバイス基板への薄膜形成方法。