本發(fā)明申請是國際申請日為2013年10月2日、國際申請?zhí)枮閜ct/jp2013/076813、進(jìn)入中國國家階段的國家申請?zhí)枮?01380053966.5、發(fā)明名稱為“薄膜形成裝置及薄膜形成方法”的發(fā)明申請的分案申請。
本發(fā)明涉及薄膜形成裝置及薄膜形成方法。
本申請基于2012年10月19日申請的日本國特愿2012-231876號及2012年10月19日申請的日本國特愿2012-231877號要求優(yōu)先權(quán),并將其內(nèi)容援引于此。
背景技術(shù):
作為構(gòu)成顯示器裝置等顯示裝置的顯示元件,已知有例如液晶顯示元件、有機電致發(fā)光(有機el)元件、電子紙中使用的電泳元件等。作為制作安裝有這些元件的顯示器面板等電子器件的一個方法,已知有例如被稱為卷對卷(rolltoroll)方式(以下,簡記為“卷軸方式”)的方法(例如,參照專利文獻(xiàn)1)。
卷軸方式是如下方法:將卷繞在基板供給側(cè)的輥上的一片片狀的基板送出,并且一邊用基板回收側(cè)的輥卷取送出的基板,一邊搬運基板,在從基板送出到被卷取為止之間,在基板上依次形成用于電子器件(顯示像素電路、驅(qū)動器電路、布線等)的顯示電路和驅(qū)動器電路等的圖案。近年來,提出了形成例如構(gòu)成晶體管的半導(dǎo)體層等薄膜的處理裝置。
在先技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:國際公開第2008/129819號
技術(shù)實現(xiàn)要素:
在上述那樣的卷軸方式中,迫切期望能夠制造電氣特性高的薄膜的技術(shù)。
本發(fā)明的方案的目的在于,提供能夠制造電氣特性高的薄膜的薄膜形成裝置及薄膜形成方法。
根據(jù)本發(fā)明的第一方案,提供一種在基板的表面形成薄膜的薄膜形成裝置,具有:供給部,其將含有薄膜的材料的溶媒的液滴供給至基板的表面;形狀變形部,其使基板的表面上的液滴的形狀以從一個方向朝向另一個方向延伸的方式變形;以及除去部,其對從一個方向朝向另一個方向延伸了的液滴除去溶媒。
在上述薄膜形成裝置中,也可以是,除去部使材料從一個方向朝向另一個方向結(jié)晶化。
在上述薄膜形成裝置中,也可以是,除去部具有使液滴干燥的干燥部。
在上述薄膜形成裝置中,也可以是,除去部具有將液滴加熱的加熱部。
在上述薄膜形成裝置中,也可以是,除去部具有對液滴照射超聲波的超聲波照射部。
在上述薄膜形成裝置中,也可以是,形狀變形部具有以使液滴由于重力而在基板上流動的方式使基板傾斜的傾斜部。
在上述薄膜形成裝置中,也可以是,形狀變形部具有使氣流對液滴作用的氣流作用部。
在上述薄膜形成裝置中,也可以是,形狀變形部具有調(diào)整部,該調(diào)整部以與溶媒所含有的材料的濃度相應(yīng)的速度而調(diào)整從一個方向朝向另一個方向流動的流速。
在上述薄膜形成裝置中,也可以是,除去部具有氣氛調(diào)整部,該氣氛調(diào)整部將液滴的周圍調(diào)整為與溶媒的種類相應(yīng)的氣氛。
在上述薄膜形成裝置中,也可以是,薄膜形成裝置還具有檢測從一個方向朝向另一個方向的液滴的伸長狀態(tài)的檢測部,調(diào)整部根據(jù)伸長狀態(tài)的檢測結(jié)果來調(diào)整液滴的流動。
根據(jù)本發(fā)明的第二方案,提供一種在基板的表面形成薄膜的薄膜形成方法,具有:供給工序,其將含有薄膜的材料的溶媒的液滴供給至基板的表面;變形工序,其使基板的表面上的液滴的形狀以從一個方向朝向另一個方向延伸的方式變形;除去工序,其對從一個方向朝向另一個方向延伸了的液滴除去溶媒。
在上述薄膜形成方法中,也可以是,除去工序包含使材料從一個方向朝向另一個方向結(jié)晶化。
在上述薄膜形成方法中,也可以是,除去工序包含使液滴干燥。
在上述薄膜形成方法中,也可以是,除去工序包含將液滴加熱。
在上述薄膜形成方法中,也可以是,除去工序包含對液滴照射超聲波。
在上述薄膜形成方法中,也可以是,變形工序包含通過使基板傾斜而使液滴流動。
在上述薄膜形成方法中,也可以是,變形工序包含使氣流對液滴作用。
在上述薄膜形成方法中,也可以是,變形工序包含以與溶媒所含有的材料的濃度相應(yīng)的速度來使液滴流動。
在上述薄膜形成方法中,也可以是,除去工序包含將液滴的周圍調(diào)整為與溶媒的種類相應(yīng)的氣氛。
在上述薄膜形成方法中,也可以是,薄膜形成方法還具有:檢測工序,其檢測從一個方向朝向另一個方向的液滴的伸長狀態(tài);調(diào)整工序,其根據(jù)伸長狀態(tài)的檢測結(jié)果來調(diào)整液滴的流動。
根據(jù)本發(fā)明的第三方案,提供一種薄膜形成方法,在基板的表面上,在設(shè)定為包含薄膜晶體管的漏電極和源電極的膜形成區(qū)域內(nèi)形成半導(dǎo)體薄膜,具有:供給工序,其將含有上述半導(dǎo)體薄膜的材料的溶媒的液滴供給至上述膜形成區(qū)域的一部分;變形工序,其使供給至上述膜形成區(qū)域的一部分的上述液滴以沿上述漏電極與上述源電極之間的結(jié)晶化的方向延伸的方式變形;以及除去工序,其從上述變形的上述液滴除去上述溶媒。
根據(jù)本發(fā)明的第四方案,提供一種在基板的表面形成薄膜的薄膜形成裝置,具有:光照射部,其在基板上,對形成有接受光的照射而構(gòu)造發(fā)生變化的材料的區(qū)域照射光;供給部,其將含有薄膜的材料的溶媒的液滴供給至區(qū)域;除去部,其從供給至區(qū)域的液滴除去溶媒。
在上述薄膜形成裝置中,也可以是,除去部使材料從一個方向朝向另一個方向結(jié)晶化。
在上述薄膜形成裝置中,也可以是,除去部具有使液滴干燥的干燥部。
在上述薄膜形成裝置中,也可以是,除去部具有將液滴加熱的加熱部。
在上述薄膜形成裝置中,也可以是,除去部具有對液滴照射超聲波的超聲波照射部。
在上述薄膜形成裝置中,也可以是,除去部具有將液滴的周圍調(diào)整為與溶媒的種類相應(yīng)的氣氛的氣氛調(diào)整部。
在上述薄膜形成裝置中,也可以是,構(gòu)造變化包含使材料對于溶媒成為親液性。
在上述薄膜形成裝置中,也可以是,材料包含硅烷耦合劑、界面活性劑、聚酰亞胺類材料之中的至少一個。
在上述薄膜形成裝置中,也可以是,供給部以將液滴滴到區(qū)域的方式供給液滴。
根據(jù)本發(fā)明的第五方案,提供一種在基板的表面形成薄膜的薄膜形成方法,具有:光照射工序,其在基板上,對形成有接受光的照射而構(gòu)造發(fā)生變化的材料的區(qū)域照射光;供給工序,其將含有薄膜的材料的溶媒的液滴供給至區(qū)域;以及除去工序,其從供給至區(qū)域的液滴除去溶媒。
在上述薄膜形成方法中,也可以是,除去工序使材料從一個方向朝向另一個方向結(jié)晶化。
在上述薄膜形成方法中,也可以是,除去工序使液滴干燥。
在上述薄膜形成方法中,也可以是,除去工序?qū)⒁旱渭訜帷?/p>
在上述薄膜形成方法中,也可以是,除去工序?qū)σ旱握丈涑暡ā?/p>
在上述薄膜形成方法中,也可以是,除去工序?qū)⒁旱蔚闹車{(diào)整為與溶媒的種類相應(yīng)的氣氛。
在上述薄膜形成方法中,也可以是,供給工序包含將液滴滴在區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的第六方案,提供一種薄膜形成方法,其在以包含構(gòu)成薄膜晶體管的漏電極和源電極的方式設(shè)定在基板上的膜形成區(qū)域內(nèi)形成半導(dǎo)體薄膜,包含:第一工序,其將上述膜形成區(qū)域的表面處理為具有各向異性的分子構(gòu)造的狀態(tài);第二工序,其將含有上述半導(dǎo)體薄膜的材料的溶媒的液滴供給至上述膜形成區(qū)域;第三工序,其從供給至上述膜形成區(qū)域的上述液滴除去上述溶媒。
在上述薄膜形成方法中,也可以是,第一工序包含:涂布工序,其將通過紫外線的照射而分子構(gòu)造發(fā)生變化的材料層狀地涂布在基板的膜形成區(qū)域的表面;照射工序,其對基于涂布在膜形成區(qū)域的表面上的材料而形成的層,從傾斜方向照射紫外線而賦予各向異性。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的方案,能夠制造電氣特性高的薄膜。
根據(jù)本發(fā)明的其他方案,能夠形成高精度的圖案。
附圖說明
圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的基板處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示本實施方式的處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是表示本實施方式的基板的被處理面的一部分結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是表示本實施方式的處理裝置的一部分結(jié)構(gòu)的圖。
圖5a是表示關(guān)于液滴的傾斜的圖。
圖5b是表示關(guān)于液滴的傾斜的圖。
圖6是表示本實施方式的處理裝置的動作的圖。
圖7是表示本實施方式的處理裝置的動作的圖。
圖8是表示本實施方式的處理裝置的動作的圖。
圖9a是表示基于本實施方式的處理裝置的動作而形成的基板的被處理面的狀態(tài)的圖。
圖9b是表示基于本實施方式的處理裝置的動作而形成的基板的被處理面的狀態(tài)的圖。
圖9c是表示基于本實施方式的處理裝置的動作而形成的基板的被處理面的狀態(tài)的圖。
圖9d是表示基于本實施方式的處理裝置的動作而形成的基板的被處理面的狀態(tài)的圖。
圖10是表示本發(fā)明的第二實施方式的處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖11是表示本實施方式的處理裝置的動作的圖。
圖12a是表示基于本實施方式的處理裝置的動作而形成的基板的被處理面的狀態(tài)的圖。
圖12b是表示基于本實施方式的處理裝置的動作而形成的基板的被處理面的狀態(tài)的圖。
圖12c是表示基于本實施方式的處理裝置的動作而形成的基板的被處理面的狀態(tài)的圖。
圖12d是表示基于本實施方式的處理裝置的動作而形成的基板的被處理面的狀態(tài)的圖。
圖13是表示本發(fā)明的第三實施方式的處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖14是表示本實施方式的處理裝置的動作的圖。
圖15是表示本實施方式的處理裝置的動作的圖。
圖16是表示本實施方式的處理裝置的動作的圖。
圖17是表示本發(fā)明的第四實施方式的處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖18是表示本發(fā)明的第五實施方式的處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖19是表示本實施方式的基板的被處理面的一部分結(jié)構(gòu)的圖。
圖20是表示本實施方式的處理裝置的動作的圖。
圖21是表示本實施方式的處理裝置的動作的圖。
圖22是表示本實施方式的材料層的分子構(gòu)造的圖。
圖23是表示本實施方式的材料層的分子構(gòu)造的圖。
圖24是表示本實施方式的材料層的層厚的變化的圖。
圖25是表示本實施方式的處理裝置的動作的圖。
圖26是表示通過本實施方式的處理裝置而配置在親液層上的液滴的狀態(tài)的圖。
圖27是表示通過本實施方式的處理裝置而配置在親液層上的液滴的狀態(tài)的圖。
圖28是表示通過本實施方式的處理裝置而配置在親液層上的液滴的狀態(tài)的圖。
圖29是表示本實施方式的處理裝置的動作的圖。
圖30是表示通過本實施方式的處理裝置而配置在親液層上的液滴的狀態(tài)的圖。
圖31是表示通過本實施方式的處理裝置而配置在親液層上的液滴的狀態(tài)的圖。
具體實施方式
以下,參照附圖說明本實施方式。
[第一實施方式]
圖1是表示第一實施方式的基板處理裝置100的結(jié)構(gòu)的示意圖。
如圖1所示,基板處理裝置100具有:供給帶狀的基板(例如,帶狀的膜部件)s的基板供給部2、對基板s的表面(被處理面)sa進(jìn)行處理的基板處理部3、回收基板s的基板回收部4、控制這些各部分的控制部cont。
基板處理部3具有基板處理裝置100,基板處理裝置100用于在從基板供給部2送出基板s到通過基板回收部4回收基板s之間對基板s的表面執(zhí)行各種處理。該基板處理裝置100能夠用于在基板s上形成例如有機el元件、液晶顯示元件等顯示面板(電子器件)的情況。
另外,在本實施方式中,如圖1所示那樣設(shè)定xyz坐標(biāo)系,以下適當(dāng)?shù)厥褂迷搙yz坐標(biāo)系來進(jìn)行說明。xyz坐標(biāo)系例如沿著水平面設(shè)定x軸及y軸,沿著鉛垂方向朝上設(shè)定z軸。此外,基板處理裝置100整體沿著x軸,從x軸負(fù)側(cè)(-x軸側(cè))向x軸正側(cè)(+x軸側(cè))搬運基板s。此時,帶狀的基板s的寬度方向(短邊方向)設(shè)定為y軸方向。
在基板處理裝置100中作為處理對象的基板s能夠使用例如樹脂膜或不銹鋼等的箔(foil)。例如,樹脂膜能夠使用聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚酯樹脂、乙烯乙烯醇共聚物樹脂(ethylenevinylalcoholcopolymer)、聚氯乙烯樹脂、纖維素樹脂、聚酰胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、乙酸乙烯酯樹脂等材料。
基板s優(yōu)選熱膨脹系數(shù)小的基板,以使得即使承受例如200℃左右的熱,基板的尺寸也不變。例如能夠?qū)o機填料混合在樹脂膜中來降低熱膨脹系數(shù)。作為無機填料的例子,可列舉出氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁、氧化硅等。此外,基板s也能夠是用浮動法等制造的厚度100μm左右的極薄玻璃的單體,或者在該極薄玻璃上貼合上述樹脂膜或鋁箔而成的層疊體。
基板s的寬度方向(短邊方向)的尺寸形成為例如1m~2m左右,長度方向(長邊方向)的尺寸形成為例如10m以上。當(dāng)然,該尺寸僅為一個例子,并不限于此。例如,基板s的y方向上的尺寸可以為1m以下或者50cm以下,也可以在2m以上。此外,基板s的x方向上的尺寸也可以在10m以下。
基板s具有例如1mm以下的厚度且具有撓性。在此所謂撓性,是指即使對基板施加自重程度的力基板也不會斷裂或破斷,能夠使上述基板撓曲的性質(zhì)。此外,因自重程度的力而發(fā)生彎曲的性質(zhì)也包含在撓性中。此外,上述撓性根據(jù)上述基板的材質(zhì)、大小、厚度、或溫度等環(huán)境等而變化。另外,作為基板s,可以使用一片帶狀的基板,也可以使用連接多個單位基板而形成為帶狀的結(jié)構(gòu)。
基板供給部2例如將卷成卷軸狀的基板s朝向基板處理部3送出,并將基板s供給至基板處理部3內(nèi)。在這種情況下,在基板供給部2中,設(shè)置有卷繞基板s的軸部及使該軸部旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。而且也可以構(gòu)成為:基板供給部2具有例如將卷成卷軸狀的狀態(tài)下的基板s覆蓋的罩部。另外,基板供給部2不限定于送出卷成卷軸狀的基板s的機構(gòu),只要包含將帶狀的基板s沿其長度方向依次送出的機構(gòu)(例如夾持式的驅(qū)動輥等)即可。
基板回收部4將通過基板處理部3所具有的基板處理裝置100后的基板s例如卷取成卷軸狀而回收。在基板回收部4中,與基板供給部2相同地,設(shè)置有用于卷繞基板s的軸部和使該軸部旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源、覆蓋回收后的基板s的罩部等。另外,在基板處理部3中將基板s切成板(panel)狀的情況等下,也可以構(gòu)成為:例如以將基板s重疊的狀態(tài)回收等、以與卷成卷軸狀的狀態(tài)不同的狀態(tài)來回收基板s。
基板處理部3將從基板供給部2供給的基板s向基板回收部4搬運,并在搬運的過程中對基板s的被處理面sa進(jìn)行處理。基板處理部3具有處理裝置10及搬運裝置20,處理裝置10對基板s的被處理面sa進(jìn)行加工處理,搬運裝置20包含在與加工處理的形態(tài)對應(yīng)的條件下輸送基板s的搬運輥r等。在本說明書中處理裝置10也可以稱為加工處理裝置。
處理裝置10具有用于對基板s的被處理面sa形成例如有機el元件的各種裝置。作為這樣的裝置,可列舉出例如用于在被處理面sa上形成隔壁的壓印(imprint)方式等的隔壁形成裝置、用于形成電極的電極形成裝置、用于形成發(fā)光層的發(fā)光層形成裝置等。更具體地說,可列舉出液滴涂布裝置(例如噴墨型涂布裝置等)、成膜裝置(例如鍍敷裝置、蒸鍍裝置、濺射裝置等)、曝光裝置、顯影裝置、表面改質(zhì)裝置、清洗裝置等。這些各裝置沿基板s的搬運路徑適當(dāng)?shù)卦O(shè)置,能夠用所謂卷對卷方式生產(chǎn)柔性顯示器(flexibledisplay)的面板等。在本實施方式中,作為處理裝置10,列舉例如薄膜形成裝置作為例子進(jìn)行說明。
搬運裝置20具有在基板處理部3內(nèi)將基板s從基板供給部2引導(dǎo)至基板回收部3的多個引導(dǎo)輥r(在圖1中僅例示了兩個輥)。引導(dǎo)輥r沿基板s的搬運路徑配置。在多個引導(dǎo)輥r之中的至少一個引導(dǎo)輥r上安裝有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)(未圖示)。在本實施方式中,搬運裝置20中的搬運路徑的長度為例如全長數(shù)百米左右。在本說明書中,也可以將引導(dǎo)輥r稱為搬運輥。
圖2是表示處理裝置10的結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示基板s的被處理面sa的一部分結(jié)構(gòu)的圖。
如圖2所示,處理裝置10具有液滴供給部11、形狀變形部12及溶媒除去部13。
液滴供給部11將液滴q供給至基板s的被處理面sa。該液滴q包含形成于基板s的薄膜材料和其溶媒。液滴供給部11具有將液滴q排出的液滴排出部11a。以下,說明作為薄膜例如形成有機半導(dǎo)體薄膜的情況。在這種情況下,作為液滴q所包含的材料,可列舉出例如甲硅烷基乙炔基取代的并五苯等有機半導(dǎo)體材料。另外,作為液滴q所包含的溶媒,可列舉出例如甲苯(toluene)等有機溶劑。
如圖3所示,液滴排出部11a能夠?qū)錽的被處理面sa上的多個薄膜形成區(qū)域pg排出規(guī)定量的液滴q。作為液滴排出部11a,可列舉出例如通過噴墨方式排出液滴q的結(jié)構(gòu)或通過電子噴霧方式排出液滴q的結(jié)構(gòu)等。
如圖3所示,在基板s的被處理面sa上形成有構(gòu)成作為晶體管元件的薄膜晶體管的源電極es和漏電極ed。在本實施方式中,在源電極es及漏電極ed中,源電極es配置于基板s的搬運方向(x方向)的上游側(cè)(-x側(cè)),漏電極ed配置于基板s的搬運方向的下游側(cè)(+x側(cè))。
薄膜形成區(qū)域pg以包含源電極es的一部分和漏電極ed的一部分的方式分別設(shè)定為矩形狀。在該薄膜形成區(qū)域pg中,有機半導(dǎo)體薄膜配置為分別與源電極es的一部分及漏電極ed的一部分重疊。薄膜形成區(qū)域pg也可以是除矩形以外的形狀(例如圓形、橢圓形、多邊形或它們的組合)。
形狀變形部12使配置于基板s的被處理面sa的液滴q的形狀變形。形狀變形部12具有第一輥12a及第二輥12b。第一輥12a與基板s的被處理面sa接觸地旋轉(zhuǎn)。第一輥12a既可以是通過未圖示的驅(qū)動部的驅(qū)動力而旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu),也可以是隨著其他輥的驅(qū)動力而驅(qū)動的結(jié)構(gòu)。圖4是表示第一輥12a的結(jié)構(gòu)的立體圖。如圖4所示,第一輥12a具有接觸部12c、接觸部12d及軸部12e。在本實施方式中,第一輥12a及第二輥12b也可以稱為將基板s傾斜以使液滴q由于重力而在基板s上流動的傾斜部。
接觸部12c及接觸部12d由具有外周面(圓周面)及兩個側(cè)面的圓板狀部件形成。接觸部12c及接觸部12d通過以外周面(圓周面)與基板s接觸的狀態(tài)繞y軸旋轉(zhuǎn)而對基板s沿旋轉(zhuǎn)方向賦予搬運力。接觸部12c相對于基板s的短邊方向的一側(cè)的端部(例如+y側(cè)端部)接觸。接觸部12d與基板s的短邊方向的另一側(cè)的端部(例如-y側(cè)端部)接觸。
接觸部12c及接觸部12d以接觸部12c的側(cè)面與接觸部12d的側(cè)面在y方向上相對的方式配置。另外,接觸部12c與被處理面sa接觸的位置和接觸部12d與被處理面sa接觸的位置在x方向及z方向上位置一致。接觸部12c及接觸部12d形成為直徑相同。在該狀態(tài)下,接觸部12c及接觸部12d通過軸部12e連結(jié)起來。
軸部12e形成為圓柱狀或圓筒狀。軸部12e配置為軸線方向與y軸平行。軸部12e的+y側(cè)端部與接觸部12c的側(cè)面的中心部連接。軸部12e的-y側(cè)端部與接觸部12d的側(cè)面的中心部連接。軸部12e的直徑比接觸部12c及接觸部12d的直徑形成得小。
在接觸部12c及接觸部12d與基板s的被處理面sa接觸的情況下,在基板s的被處理面sa與軸部12e之間形成間隙。該間隙形成為能夠供被液滴排出部11a排出而配置于基板s的被處理面sa上的液滴q不與軸部12e接觸地通過。
由此,在本實施方式中,分別設(shè)定接觸部12c的直徑、接觸部12d的直徑及軸部12e的直徑以使接觸部12c及接觸部12d的直徑與軸部12e的直徑之差比液滴q的高度(將基板s的被處理面sa設(shè)為基準(zhǔn)的z方向的液滴q的尺寸)高。
另外,如圖2所示,第二輥12b相對于第一輥12a配置于基板s被搬運的方向(搬運方向:+x方向)的下游側(cè)(+x側(cè)),與基板s的背面sb接觸地旋轉(zhuǎn)。第二輥12b與第一輥12a相同,既可以是通過未圖示的驅(qū)動部的驅(qū)動力而旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu),也可以是隨著其他輥的驅(qū)動力而驅(qū)動的結(jié)構(gòu)。
此外,也可以由從輥產(chǎn)生氣體的非接觸式引導(dǎo)輥構(gòu)成第一輥12a、第二輥12b,在基板s的被處理面sa與第一輥12a及第二輥12b之間形成空氣層,以不接觸的方式搬運基板s。
該第二輥12b相對于第一輥12a配置于+z側(cè)。位于第一輥12a和第二輥12b之間的基板s的部分的下游側(cè)以規(guī)定的角度θ1向+z側(cè)傾斜。以下,將位于第一輥12a與第二輥12b之間的基板s的部分表示為傾斜部分sl。傾斜部分sl在以角度θ1傾斜的狀態(tài)下被搬運。
溶媒除去部13具有超聲波照射部13a、加熱部13b及氣氛調(diào)整部13c。溶媒除去部13使用超聲波照射部13a和加熱部13b之中的至少一個來從形狀變形了的液滴q除去溶媒。溶媒除去部13也可以具有使液滴q干燥的干燥部。
超聲波照射部13a配置于基板s的被處理面sa側(cè)(+z側(cè))。超聲波照射部13a從基板s的被處理面sa側(cè)對液滴q照射超聲波。超聲波照射部13a通過超聲波的能量而使液滴q所包含的溶媒分離。加熱部13b配置于基板s的背面sb側(cè)(-z側(cè))。加熱部13b從基板s的背面sb側(cè)加熱液滴q。加熱部13b通過熱能量而使液滴q所包含的溶媒蒸發(fā)。
氣氛調(diào)整部13c調(diào)整液滴q的周圍的氣氛。例如使用腔室(chamber)裝置等來作為氣氛調(diào)整部13c。氣氛調(diào)整部13c能夠?qū)⒁旱蝢周圍的氣氛調(diào)整為氮氣氣氛。此外,氣氛調(diào)整部13c能夠調(diào)整為與溶媒種類相應(yīng)的氣氛。在氣氛調(diào)整部13c中設(shè)有未圖示的氣體供給部及排氣部。通過調(diào)整從氣體供給部對液滴q的周圍供給的氣體的種類、供給量、供給的定時、排氣部的排氣量、排氣的定時等,而能夠?qū)⒁旱蝢的周圍的氣氛調(diào)整為所希望的氣氛。
此外,也可以是如下結(jié)構(gòu):設(shè)置能夠調(diào)整處理裝置10的整體的氣氛的調(diào)整機構(gòu)(未圖示),通過該調(diào)整機構(gòu)調(diào)整處理裝置10的整體的氣氛而能夠調(diào)整液滴q的周圍的氣氛。
此外,溶媒除去部13可以是如下結(jié)構(gòu):通過氣氛調(diào)整部13c將液滴q的周圍設(shè)為室溫環(huán)境下或者減壓下而使液滴q的溶媒自然地氣化,從而從液滴q除去溶媒。另外,溶媒除去部13也可以是具有對液滴q照射紫外線的紫外線照射部(未圖示)的結(jié)構(gòu)。在這種情況下,從液滴q除去溶媒之后,能夠通過紫外線的能量而使除去溶媒后的液滴q固化。
在溶媒除去部13的+x側(cè)配置有第三輥r3及第四輥r4。第三輥r3配置于與第二輥12b在z坐標(biāo)相同的位置。在第三輥r3與第二輥12b之間搬運基板s以使基板s成為與xz平面平行的姿勢。
第四輥r4配置于與第一輥12a在z坐標(biāo)相同的位置。第四輥r4的配置不限于圖示的位置,也可以配置于其他位置。
圖5a及圖5b是表示在基板s的被處理面sa上配置了液滴q的狀態(tài)下將基板s傾斜的情況下的前后變化的圖。圖5a表示將基板s傾斜之前的樣子,圖5b表示將基板s傾斜之后的樣子。
如圖5a所示,將基板s傾斜之前,配置于基板s的被處理面sa上的液滴q以不變形而穩(wěn)定的狀態(tài)配置。與此相對的,如圖5b所示,當(dāng)將基板s傾斜時,液滴q由于重力的作用,以在基板s的被處理面sa上沿重力方向流動的方式變形。通過該變形,液滴q所包含的溶媒的晶體的取向變得容易與流動的方向一致,而形成構(gòu)造的各向異性。
例如在基板s的被處理面sa上形成有凹凸等的構(gòu)造,或基板s的被處理面sa具有針對親液性和稀疏液性等的液滴q的表面能的情況,在與基板s的被處理面sa的界面處的液滴q中,晶體向受該表面能的影響的方向生長。與此相對的,在從與基板s的被處理面sa的界面離開的部分的液滴q中,晶體的生長方向容易受流動的影響,例如容易與流動的方向一致。
像這樣,形狀變形部12使用第一輥12a和第二輥12b,以基板s相對于x方向向+z側(cè)僅傾斜角度θ1的狀態(tài)搬運基板s。像這樣,形狀變形部12使基板s的被處理面sa上的液滴的形狀以從+x側(cè)(一個方向)朝向-x側(cè)(另一個方向)延伸的方式變形。
此外,關(guān)于將基板s傾斜的角度θ1,根據(jù)第一輥12a及第二輥12b在x方向上的坐標(biāo)位置、液滴q在第一輥12a與第二輥12b之間所通過的時間、液滴q的濃度和粘度、液滴q所包含的溶媒的種類和有機半導(dǎo)體材料的種類、要使液滴q變形的區(qū)域的變形方向上的尺寸(薄膜形成區(qū)域pg的x方向的尺寸)等來設(shè)定。關(guān)于角度θ1的最佳值,能夠預(yù)先通過實驗或模擬等求出。
如上述那樣構(gòu)成的基板處理裝置100在控制部cont的控制下,通過卷軸方式制造有機el元件、液晶顯示元件等的顯示元件(電子器件)。以下,說明使用上述結(jié)構(gòu)的基板處理裝置100來制造顯示元件的工序。
首先,將卷繞在未圖示的輥上的帶狀的基板s安裝在基板供給部2上??刂撇縞ont以在該狀態(tài)從基板供給部2送出上述基板s的方式來控制未圖示的輥的旋轉(zhuǎn)。然后,控制部cont進(jìn)行控制,使得通過基板處理部3后的上述基板s被設(shè)在基板回收部4上的未圖示的輥卷取??刂撇縞ont通過控制該基板供給部2及基板回收部4而能夠?qū)逄幚聿?連續(xù)地搬運基板s的被處理面sa。
控制部cont在基板s從基板供給部2送出后至通過基板回收部4卷取為止之間,一邊控制基板處理部3的搬運裝置20而使基板s在上述基板處理部3內(nèi)被適當(dāng)?shù)匕徇\,一邊控制處理裝置10而使顯示元件的構(gòu)成要素依次形成在基板s的被處理面sa上。
作為一個例子,說明在基板s上形成有源電極es及漏電極ed的狀態(tài)下在源電極es與漏電極ed之間的薄膜形成區(qū)域pg形成有機半導(dǎo)體薄膜的動作。
如圖6所示,控制部cont控制液滴供給部11的液滴排出部11a,對基板s的被處理面sa上的多個薄膜形成區(qū)域pg排出規(guī)定量的液滴q(供給工序)。此時,如圖9a所示,液滴q以與漏電極ed的一部分重疊的方式配置于薄膜形成區(qū)域pg的+x側(cè)端部。
接下來,控制部cont控制第一輥12a、第二輥12b、第三輥r3及第四輥r4而使基板s向+x方向搬運。當(dāng)液滴q通過基板s的搬運到達(dá)基板s的傾斜部分sl后,由于重力的作用,如圖7所示,液滴q以在基板s的被處理面sa上沿重力方向向-x側(cè)流動的方式變形(變形工序)。如圖9b所示,通過液滴q的變形,液滴q從漏電極ed向源電極es側(cè)流動。
如上述那樣,設(shè)定將基板s傾斜的角度θ1的最佳值。因此,當(dāng)液滴q通過基板s的搬運到達(dá)第二輥12b時,如圖9c所示,液滴q成為以與源電極es的一部分重疊的方式在薄膜形成區(qū)域pg的整體擴開的狀態(tài)。像這樣,使液滴q以從漏電極ed側(cè)向源電極es側(cè)流動的方式變形,從而液滴q所包含的溶媒的晶體的取向容易與流動的方向(x方向)一致,形成構(gòu)造的各向異性。
然后,如圖8所示,通過控制部cont的控制,而使基板s向+x方向搬運,液滴q向溶媒除去部13移動??刂撇縞ont在溶媒除去部13中,控制超聲波照射部13a及加熱部13b之中的至少一方,從形狀變形了的液滴q除去溶媒,從而形成有機半導(dǎo)體薄膜f(除去工序)。
例如,控制部cont控制超聲波照射部13a而從基板s的被處理面sa側(cè)對液滴q照射超聲波,由此,通過超聲波的能量而使液滴q所包含的溶媒分離。另外,控制部cont控制加熱部13b而從基板s的背面sb側(cè)使液滴q加熱,由此,通過熱能量而使液滴q所包含的溶媒蒸發(fā)。
通過該動作,液滴q從作為變形方向(-x方向)的前端側(cè)的源電極es側(cè)(-x側(cè))朝向作為變形方向的基端側(cè)的漏電極ed側(cè)(+x側(cè))除去溶媒。因此,如圖9d所示,液滴q所包含的有機半導(dǎo)體材料的晶體從源電極es側(cè)朝向漏電極ed側(cè)向+x方向生長,且有機半導(dǎo)體材料向一個方向(+x方向)結(jié)晶化。像這樣,通過使有機半導(dǎo)體材料向+x方向結(jié)晶化,而得到電荷容易沿x方向流動的結(jié)構(gòu)的有機半導(dǎo)體薄膜f。
此外,控制部cont也可以控制氣氛調(diào)整部13c,將溶媒除去部13設(shè)為室溫環(huán)境,在該環(huán)境下使液滴q的溶媒自然地氣化。另外,在溶媒除去部13中設(shè)有紫外線除去部的情況下,控制部cont控制紫外線除去部,從液滴q除去溶媒之后,通過紫外線的能量而使有機半導(dǎo)體薄膜f固化。經(jīng)過以上工序,在源電極es與漏電極ed之間形成有機半導(dǎo)體薄膜f。
如以上那樣,根據(jù)本實施方式,在基板s的被處理面sa上形成有機半導(dǎo)體薄膜的處理裝置10具有:液滴供給部11,其將包含有機半導(dǎo)體薄膜的材料的溶媒的液滴q供給至基板s的被處理面sa;形狀變形部12,其使基板s的被處理面sa上的液滴q的形狀以從+x側(cè)朝向-x側(cè)延伸的方式,即以跨著漏電極ed與源電極es之間的間隙的方式變形;溶媒除去部13,其對從+x側(cè)朝向-x側(cè)延伸后的液滴q除去溶媒。因此,能夠制造電氣特性高的有機半導(dǎo)體薄膜f。
另外,根據(jù)本實施方式,在基板s的被處理面sa上形成有機半導(dǎo)體薄膜f的薄膜形成方法具有:供給工序,其將包含有機半導(dǎo)體薄膜f的材料的溶媒的液滴q供給至基板s的被處理面sa;變形工序,其使基板s的被處理面sa上的液滴q的形狀以從+x側(cè)朝向-x側(cè)延伸的方式,即以跨著漏電極ed與源電極es之間的間隙的方式變形;除去工序,其對從+x側(cè)朝向-x側(cè)延伸的液滴q除去溶媒。因此,能夠?qū)錽高精度地制造電氣特性高的有機半導(dǎo)體薄膜f。
[第二實施方式]
接下來,說明本發(fā)明的第二實施方式。
圖10是表示本實施方式的基板處理裝置200的處理裝置210的結(jié)構(gòu)的圖。
如圖10所示,處理裝置210具有液滴供給部211、形狀變形部212及溶媒除去部213。
溶媒除去部213的結(jié)構(gòu)(超聲波照射部213a、加熱部213b及氣氛調(diào)整部213c)與第一實施方式的溶媒除去部13的結(jié)構(gòu)相同。
液滴供給部211將液滴q供給至基板s的被處理面sa。液滴供給部211具有將液滴q排出的液滴排出部211a。液滴排出部211a能夠?qū)錽的被處理面sa上的多個薄膜形成區(qū)域pg(參照圖12a~圖12d等)排出規(guī)定量的液滴q。
如圖12a~圖12d所示,在基板s的被處理面sa上形成有構(gòu)成作為晶體管元件的薄膜晶體管的源電極es和漏電極ed。在本實施方式中,在源電極es及漏電極ed中,源電極es配置于基板s的搬運方向(x方向)的下游側(cè)(+x側(cè)),漏電極ed配置于基板s的搬運方向的上游側(cè)(-x側(cè)),該點與第一實施方式不同。
如圖10所示,形狀變形部212使配置于基板s的被處理面sa的液滴q的形狀變形。形狀變形部212具有第一輥212a及第二輥212b。第一輥212a與基板s的背面sb接觸地旋轉(zhuǎn)。第二輥212b相對于第一輥212a配置于基板s被搬運的方向(搬運方向:+x方向)的下游側(cè)(+x側(cè)),與基板s的被處理面sa接觸地旋轉(zhuǎn)。第二輥212b與上述第一實施方式中的第一輥12a相同,具有:與基板s的短邊方向的一側(cè)的端部(例如+y側(cè)端部)接觸的接觸部;與基板s的短邊方向的另一側(cè)的端部(例如-y側(cè)端部)接觸的接觸部;將兩個接觸部連結(jié)起來的軸部。在本實施方式中,第一輥212a及第二輥212b也可以稱為將基板s傾斜以使液滴q由于重力而在基板s上流動的傾斜部。
在第二輥212b的兩個接觸部與基板s的被處理面sa接觸的情況下,在基板s的被處理面sa與軸部之間形成間隙。該間隙形成為能夠供被液滴排出部211a排出而配置于基板s的被處理面sa上的液滴q不與軸部接觸地通過。
另外,如圖10所示,第二輥212b相對于第一輥212a配置于-z側(cè)。位于第一輥212a與第二輥212b之間的基板s的部分成為下游側(cè)以規(guī)定的角度θ2向-z側(cè)傾斜的傾斜部分sl。傾斜部分sl在以角度θ2傾斜的狀態(tài)下被搬運。
關(guān)于將基板s傾斜的角度θ2,根據(jù)第一輥212a及第二輥212b在x方向上的坐標(biāo)位置、液滴q在第一輥212a與第二輥212b之間所通過的時間、液滴q的濃度和粘度、液滴q所包含的溶媒的種類和有機半導(dǎo)體材料的種類、要使液滴q變形的區(qū)域的變形方向上的尺寸(薄膜形成區(qū)域pg的x方向的尺寸)等來設(shè)定。關(guān)于角度θ2的最佳值,能夠預(yù)先通過實驗或模擬等求出。
接下來,說明使用如上述那樣構(gòu)成的處理裝置210,在基板s上形成有源電極es及漏電極ed的狀態(tài)下,在源電極es與漏電極ed之間的薄膜形成區(qū)域pg上形成有機半導(dǎo)體薄膜的動作。
首先,控制部cont控制液滴供給部211的液滴排出部211a,對基板s的被處理面sa上的多個薄膜形成區(qū)域pg排出規(guī)定量的液滴q(供給工序)。此時,如圖12a所示,液滴q以與漏電極ed的一部分重疊的方式配置于薄膜形成區(qū)域pg的-x側(cè)端部。
接下來,控制部cont控制第一輥212a、第二輥212b、第三輥r3及第四輥r4而使基板s向+x方向搬運。當(dāng)液滴q通過基板s的搬運而到達(dá)基板s的傾斜部分sl后,由于重力的作用,如圖11所示,液滴q以在基板s的被處理面sa上沿重力方向向+x側(cè)流動的方式變形(變形工序)。由于液滴q的變形,如圖12b所示,液滴q從漏電極ed向源電極es側(cè)向+x方向流動。
如上述那樣,設(shè)定將基板s傾斜的角度θ2的最佳值。因此,當(dāng)液滴q通過基板s的搬運而到達(dá)第二輥212b時,如圖12c所示,液滴q成為以與源電極es的一部分重疊的方式在薄膜形成區(qū)域pg的整體擴開的狀態(tài)。像這樣,使液滴q以從漏電極ed側(cè)向源電極es側(cè)流動的方式變形,從而液滴q所包含的溶媒的晶體的取向容易與流動的方向(x方向)一致,形成構(gòu)造的各向異性。
然后,通過控制部cont的控制,而使基板s向+x方向搬運,液滴q向溶媒除去部213移動??刂撇縞ont在溶媒除去部213中,控制超聲波照射部213a及加熱部213b之中的至少一方,從形狀變形了的液滴q除去溶媒,從而形成有機半導(dǎo)體薄膜f(除去工序)。
通過以上的動作,液滴q從作為變形方向(+x方向)的前端側(cè)的源電極es側(cè)(+x側(cè))朝向作為變形方向的基端側(cè)的漏電極ed側(cè)(-x側(cè))除去溶媒。因此,如圖12d所示,液滴q所包含的有機半導(dǎo)體材料的晶體從源電極es側(cè)朝向漏電極ed側(cè)向-x方向生長,且有機半導(dǎo)體材料向一個方向(-x方向)結(jié)晶化。像這樣,通過使有機半導(dǎo)體材料向-x方向結(jié)晶化,而得到電荷容易沿x方向流動的結(jié)構(gòu)的有機半導(dǎo)體薄膜f。
如以上那樣,由于本實施方式的處理裝置210具有:液滴供給部211,其將包含有機半導(dǎo)體薄膜的材料的溶媒的液滴q供給至基板s的被處理面sa;形狀變形部212,其使基板s的被處理面sa上的液滴q的形狀以從-x側(cè)朝向+x側(cè)延伸的方式,即以跨著漏電極ed與源電極es之間的間隙的方式變形;溶媒除去部213,其對從-x側(cè)朝向+x側(cè)延伸的液滴q除去溶媒,所以即使在使液滴q的形狀變形的方向與第一實施方式不同的情況下,也能夠制造電氣特性高的有機半導(dǎo)體薄膜f。
[第三實施方式]
接下來,說明本發(fā)明的第三實施方式。
圖13是表示本實施方式的基板處理裝置300的處理裝置310的結(jié)構(gòu)的圖。
如圖13所示,處理裝置310具有液滴供給部311、形狀變形部312及溶媒除去部313。在本實施方式中,形狀變形部312的結(jié)構(gòu)與上述各實施方式不同。此外,液滴供給部311(液滴排出部311a)及溶媒除去部313(超聲波照射部313a、加熱部313b及氣氛調(diào)整部313c)的結(jié)構(gòu)分別與第一實施方式的液滴供給部11及溶媒除去部13的結(jié)構(gòu)相同。
另外,關(guān)于基板s的被處理面sa的結(jié)構(gòu),形成有構(gòu)成作為晶體管元件的薄膜晶體管的源電極和漏電極,源電極配置于基板s的搬運方向(x方向)的上游側(cè)(-x側(cè)),漏電極配置于基板s的搬運方向的下游側(cè)(+x側(cè)),以包含源電極的一部分與漏電極的一部分的方式設(shè)定有薄膜形成區(qū)域,該點與第一實施方式是相同的。
本實施方式的形狀變形部312具有氣流作用部312a。氣流作用部312a對基板s的被處理面sa例如向-x方向吹送氣體ar。由此,氣流作用部312a能夠使氣流對液滴q發(fā)生作用。通過氣流作用部312a使氣流對液滴q發(fā)生作用,而使液滴q以向氣流的方向(-x方向)延伸的方式變形。此外,基于氣流作用部312a的氣體ar的吹送方向可以設(shè)為+x方向。在這種情況下,液滴q以向+x方向延伸的方式變形。
氣流作用部312a能夠通過調(diào)整噴出的氣體ar的噴出壓和噴出量而調(diào)整氣流的強度。關(guān)于氣體ar的噴出壓和噴出量,根據(jù)例如通過氣流作用部312a之前的基于基板s的搬運而得到的液滴q的移動距離和移動速度、液滴q的濃度和粘度、液滴q所包含的溶媒的種類和有機半導(dǎo)體材料的種類、要使液滴q變形的區(qū)域的變形方向上的尺寸(薄膜形成區(qū)域pg的x方向的尺寸)等來設(shè)定。關(guān)于氣體ar的噴出壓和噴出量的最佳值,能夠預(yù)先通過實驗和模擬等求出。
接下來,說明使用本實施方式的處理裝置310在基板s上形成有機半導(dǎo)體薄膜的動作。
首先,如圖14所示,控制部cont控制液滴供給部311的液滴排出部311a,對基板s的被處理面sa上的多個薄膜形成區(qū)域排出規(guī)定量的液滴q(供給工序)。此時液滴q以與漏電極的一部分重疊的方式配置于薄膜形成區(qū)域的+x側(cè)端部。
接下來,控制部cont控制第一輥r1、第二輥r2、第三輥r3及第四輥r4而使基板s向+x方向搬運。通過基板s的搬運,當(dāng)液滴q到達(dá)形狀變形部312的-x側(cè)時,如圖15所示,控制部cont控制氣流作用部312a,向-x方向吹送氣體ar。像這樣,使-x方向的氣流對液滴q發(fā)生作用。通過該氣流,液滴q以向-x側(cè)流動的方式變形(變形工序)。通過液滴q的變形,液滴q從漏電極向源電極側(cè)流動。
如上述那樣,設(shè)定氣體ar的噴出壓和噴出量的最佳值。因此,當(dāng)液滴q通過基板s的搬運而到達(dá)第二輥r2時,液滴q成為以與源電極的一部分重疊的方式在薄膜形成區(qū)域的整體擴開的狀態(tài)。像這樣,使液滴q以從漏電極側(cè)向源電極側(cè)流動的方式變形,從而液滴q所包含的溶媒的晶體的取向容易與流動的方向(x方向)一致,形成構(gòu)造的各向異性。
然后,通過控制部cont的控制,而使基板s向+x方向搬運,且液滴q向溶媒除去部313移動。控制部cont在溶媒除去部313中,控制超聲波照射部313a及加熱部313b之中的至少一方,如圖16所示,從形狀變形了的液滴q除去溶媒,而形成有機半導(dǎo)體薄膜f(除去工序)。
通過以上的動作,液滴q從作為變形方向(-x方向)的前端側(cè)的源電極側(cè)(-x側(cè))朝向作為變形方向的基端側(cè)的漏電極側(cè)(+x側(cè))除去溶媒。因此,液滴q所包含的有機半導(dǎo)體材料的晶體從源電極側(cè)朝向漏電極側(cè)向+x方向生長,且有機半導(dǎo)體材料向一個方向(+x方向)結(jié)晶化。像這樣,通過使有機半導(dǎo)體材料向+x方向結(jié)晶化,而得到電荷容易沿x方向流動的結(jié)構(gòu)的有機半導(dǎo)體薄膜f。
如以上那樣,由于本實施方式的處理裝置310具有氣流作用部312a,其能夠通過對基板s的被處理面sa向例如-x方向吹送氣體ar,而使氣流對液滴q發(fā)生作用,所以能夠使液滴q以向氣流的方向延伸的方式變形。由此,能夠制造電氣特性高的有機半導(dǎo)體薄膜f。
[第四實施方式]
接下來,說明本發(fā)明的第四實施方式。
圖17是表示本實施方式的基板處理裝置400的處理裝置410的結(jié)構(gòu)的圖。
如圖17所示,處理裝置410具有液滴供給部411、形狀變形部412及溶媒除去部413。在本實施方式中,形狀變形部412的結(jié)構(gòu)與上述各實施方式不同。此外,液滴供給部411(液滴排出部411a)及溶媒除去部413(超聲波照射部413a、加熱部413b以及氣氛調(diào)整部413c)的結(jié)構(gòu)分別與第一實施方式的液滴供給部411及溶媒除去部413的結(jié)構(gòu)相同。
形狀變形部412使配置于基板s的被處理面sa的液滴q的形狀變形。形狀變形部412具有第一輥r1、第二輥r2、第三輥r3、形狀檢測部412a及傾斜調(diào)整部412b。
第一輥r1與基板s的背面sb接觸地旋轉(zhuǎn)。第二輥r2相對于第一輥r1配置于基板s被搬運的方向(搬運方向:+x方向)的下游側(cè)(+x側(cè)),與基板s的被處理面sa接觸地旋轉(zhuǎn)。第二輥r2與上述第一實施方式中的第一輥12a相同,具有:與基板s的短邊方向的一側(cè)的端部(例如+y側(cè)端部)接觸的接觸部、與基板s的短邊方向的另一側(cè)的端部(例如-y側(cè)端部)接觸的接觸部、將兩個接觸部連結(jié)起來的軸部。
另外,第二輥r2相對于第一輥r1配置于-z側(cè)。位于第一輥r1與第二輥r2之間的基板s是下游側(cè)以規(guī)定的角度θt向-z側(cè)傾斜的傾斜部分sl。傾斜部分sl在以角度θt傾斜的狀態(tài)下被搬運。
第三輥r3配置于與第二輥r2在z坐標(biāo)相同的位置。在第三輥r3與第二輥r2之間以使基板s成為與xy平面平行的姿勢的方式搬運基板s。
在第三輥r3的下游側(cè)(+x側(cè))設(shè)有第四輥r4。第四輥r4配置于與第一輥r1在z坐標(biāo)相同的位置。第四輥r4的配置不限于圖示的位置,也可以配置于其他位置。
形狀檢測部412a檢測在傾斜部分sl中變形的液滴q的伸長狀態(tài)。在此,液滴q的伸長狀態(tài)為例如每單位時間的液滴q的伸長量(伸長速度)。作為形狀檢測部412a,使用例如ccd相機等拍攝液滴q的拍攝裝置等。形狀檢測部412a能夠?qū)z測結(jié)果發(fā)送至控制部cont。
傾斜調(diào)整部412b通過控制部cont的控制來調(diào)整第二輥r2及第三輥r3在z方向的位置。傾斜調(diào)整部412b具有未圖示的馬達(dá)機構(gòu)或氣缸機構(gòu)等、使第二輥r2及第三輥r3沿z方向移動的驅(qū)動機構(gòu)(未圖示)。在本實施方式中,z方向的位置固定的第一輥r1、z方向的位置可變的第二輥r2、及傾斜調(diào)整部412b構(gòu)成傾斜部,其將基板s傾斜以使液滴q由于重力而在基板s上流動。
通過傾斜調(diào)整部412b使第二輥r2及第三輥r3沿z方向移動而調(diào)整傾斜部分sl的傾斜角度θt。通過調(diào)整傾斜角度θt,而能夠調(diào)整液滴q的流速。液滴q的流速與例如液滴q所包含的有機半導(dǎo)體材料的濃度相應(yīng)地不同。傾斜調(diào)整部412b根據(jù)有機半導(dǎo)體材料的濃度來調(diào)整傾斜部分sl的傾斜角度θt,從而能夠調(diào)整液滴q的流速。此外,關(guān)于按液滴q的伸長狀態(tài)的傾斜角度θt,預(yù)先通過實驗和模擬等求出最佳值,使該最佳值存儲在控制部cont中。
在使用上述結(jié)構(gòu)的處理裝置410而對基板s形成薄膜的情況下,控制部cont控制液滴供給部411的液滴排出部411a,對基板s的被處理面sa上的多個薄膜形成區(qū)域排出規(guī)定量的液滴q(供給工序)。此時首先如圖12b所示,液滴q以與漏電極的一部分重疊的方式配置于薄膜形成區(qū)域的-x側(cè)端部。
接下來,控制部cont使用第一輥r1、第二輥r2、第三輥r3及第四輥r4而使基板s向+x方向搬運。此時,將基板s的傾斜部分sl的傾斜角度θt設(shè)定為預(yù)先設(shè)定的角度(例如θ1)。在該狀態(tài)下,當(dāng)液滴q通過基板s的搬運而到達(dá)形狀變形部412后,由于重力的作用,液滴q以在基板s的被處理面sa上沿重力方向而向+x側(cè)流動的方式變形(變形工序)。
此時,控制部cont控制形狀檢測部412a而檢測液滴q的伸長狀態(tài),并使檢測結(jié)果發(fā)送至控制部cont。例如,在液滴q的粘度、有機半導(dǎo)體材料的含有濃度等按每個液滴q而不同的情況下,伸長狀態(tài)按每個液滴q而不同。在這樣的情況下,若傾斜部分sl的傾斜角度為恒定,則在液滴q到達(dá)第二輥r2時,根據(jù)液滴q的狀態(tài)不同,能夠考慮到延伸沒有到達(dá)薄膜形成區(qū)域整體的情形、相反地,液滴q超過薄膜形成區(qū)域地伸長的情形等。
另一方面,在本實施方式中,控制部cont根據(jù)基于形狀檢測部412a的檢測結(jié)果來調(diào)整基板s的傾斜部分sl的傾斜角度θt。例如,控制部cont從預(yù)先存儲的最佳值之中選擇與基于形狀檢測部412a的檢測結(jié)果相對應(yīng)的值,調(diào)整傾斜角度θt以使其接近該選擇的值。
像這樣,在本實施方式中,設(shè)為能夠通過調(diào)整傾斜部分sl的傾斜角度θt而調(diào)整液滴q的流速的結(jié)構(gòu)。因此,即使在液滴q的狀態(tài)(例如粘度、有機半導(dǎo)體材料的含有濃度等)不同的情況下,也能夠高精度地形成有機半導(dǎo)體材料的薄膜。
本發(fā)明的技術(shù)范圍不限定于上述實施方式,在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠添加適當(dāng)變更。
例如,在上述實施方式中,作為薄膜舉例說明了形成有機半導(dǎo)體薄膜f的情況,但并不限于此。在形成其他種類的薄膜(例如構(gòu)成有機el層的薄膜等)的情況下也能夠適用相同的說明。
另外,在上述實施方式中,舉例說明了使設(shè)于溶媒除去部的加熱部的位置固定而使用的結(jié)構(gòu),但并不限于此。加熱部也可以作為能夠沿x方向、y方向及z方向的至少一個方向移動的結(jié)構(gòu)。例如,也可以是以追隨液滴q的移動的方式向+x方向移動的結(jié)構(gòu)。
另外,在上述實施方式中,舉例說明了在形狀變形部中使用第一輥及第二輥這兩個輥來搬運基板s的結(jié)構(gòu),但并不限于此。也可以是例如在形狀變形部中設(shè)置載臺,在基板s載置于載臺的狀態(tài)下搬運的結(jié)構(gòu)。在這種情況下,只要在基板s的搬運方向上在載臺的上游側(cè)及下游側(cè)配置使基板s撓曲的(不施加張力)緩沖部即可。
[第五實施方式]
接下來,說明本發(fā)明的第五實施方式。在本實施方式中,對與上述實施方式相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記,并簡化或省略其說明。
本實施方式的基板處理裝置具有與圖1所示的第一實施方式的基板處理裝置100相同的結(jié)構(gòu)。在本實施方式中,作為基板處理裝置的處理裝置510設(shè)置有曝光裝置,也根據(jù)需要串聯(lián)(inline)設(shè)置承擔(dān)其前后的工序(感光層形成工序、感光層顯影工序等)的裝置。
在本實施方式的基板處理部3中,設(shè)有作為曝光裝置的與處理裝置510相配合的對準(zhǔn)相機(未圖示)。對準(zhǔn)相機例如獨立地檢測分別沿基板s的-y側(cè)端邊及沿+y側(cè)端邊形成的對準(zhǔn)標(biāo)記(不圖示)?;趯?zhǔn)相機的檢測結(jié)果發(fā)送至控制部cont。
圖18是表示處理裝置510的結(jié)構(gòu)的圖。圖19是表示基板s的被處理面sa的一部分結(jié)構(gòu)的圖。
如圖18所示,處理裝置510具有材料供給部511、光照射部512、液滴供給部513及溶媒除去部514。處理裝置510在基板s的被處理面sa上形成有機半導(dǎo)體薄膜。
如圖19所示,在基板s的被處理面sa上形成有構(gòu)成作為晶體管元件的薄膜晶體管的源電極es和漏電極ed。在本實施方式中,在源電極es及漏電極ed中,源電極es配置于基板s的搬運方向(x方向)的上游側(cè)(-x側(cè)),漏電極ed配置于基板s的搬運方向的下游側(cè)(+x側(cè))。
薄膜形成區(qū)域pg是上述的有機半導(dǎo)體薄膜所形成的區(qū)域。薄膜形成區(qū)域pg形成為包含源電極es的一部分和漏電極ed的一部分。在薄膜形成區(qū)域pg中,有機半導(dǎo)體薄膜以與源電極es的一部分及漏電極ed的一部分分別重疊的方式形成。薄膜形成區(qū)域pg可以是除矩形以外的形狀(例如圓形、橢圓形、多邊形或它們的組合)。
材料供給部511將接受光的照射而構(gòu)造發(fā)生變化的材料提供至基板s的被處理面sa。作為這樣的材料,可列舉出例如硅烷耦合劑、自組裝單分子膜(sam:self-assembledmonolayer)等所使用的界面活性劑、作為液晶的垂直取向劑而被知曉的聚酰亞胺類材料等。
關(guān)于這些材料,既可以僅使用一種,也可以組合多種而使用。這些材料例如當(dāng)受到紫外線等光的照射時分子構(gòu)造發(fā)生變化,例如對有機溶劑等呈現(xiàn)親液性。以下,在本實施方式中,舉例說明使用上述材料中的界面活性劑的情況。
如圖18所示,材料供給部511具有將上述材料涂布在基板s的被處理面sa上的涂布部511a。涂布部511a在被處理面sa上的薄膜形成區(qū)域pg內(nèi)對例如未處于源電極es上及漏電極ed的區(qū)域涂布上述材料以使其成為規(guī)定的厚度,從而形成材料層15。
光照射部512相對于材料供給部511配置于基板s的搬運方向(+x方向)的下游側(cè)(+x側(cè))。光照射部512對形成于基板s的被處理面sa上的材料層15照射光。光照射部512具有支承基板s的載臺輥512a和對材料層15照射作為光的紫外線的紫外線照射部512b。
載臺輥512a例如形成為圓筒狀或圓柱狀,設(shè)置為能夠繞y軸旋轉(zhuǎn)。載臺輥512a通過其外周面(圓周面)來支承基板s的背面sb。
紫外線照射部512b朝向通過載臺輥512a支承的基板s的被處理面sa照射紫外線。紫外線照射部512b以使紫外線以規(guī)定的入射角θ對沿載臺輥512a的外周面彎曲而被支承的基板s上的材料層15入射的方式照射上述紫外線。
紫外線照射部512b向面向基板s的搬運方向(+x方向)的方向(-x方向)照射紫外線uv。即,紫外線照射部512b向與基板s的搬運方向(+x方向)相反朝向的方向(-x方向)照射紫外線uv。另外,預(yù)先設(shè)置使例如紫外線照射部512b繞θy軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(未圖示),能夠通過控制部cont的控制來控制紫外線照射部512b的繞θy軸的位置的變化而調(diào)整紫外線的入射角θ。
從紫外線照射部512b照射的紫外線為例如沿y方向具有長邊方向的狹縫狀的激光。關(guān)于x方向上的紫外線的光路長度,從維持角度θ的觀點來看,能夠設(shè)定為例如幾mm左右。此外,作為光舉例說明了紫外線,但并不限于此。能夠例如照射與材料相應(yīng)的光的能量(波長)。另外,通過調(diào)整基板s的搬運速度,也能夠調(diào)整光對材料層15的照射量。
液滴供給部513將液滴q供給至基板s的被處理面sa。液滴供給部513相對于光照射部512配置于基板s的搬運方向(+x方向)的下游側(cè)(+x側(cè))。液滴q包含形成于基板s的薄膜的材料和其溶媒。作為液滴q所包含的材料,列舉出例如甲硅烷基乙炔基取代的并五苯等有機半導(dǎo)體材料。另外,作為液滴q所包含的溶媒,列舉出例如甲苯等有機溶劑。
液滴供給部513具有排出液滴q的液滴排出部13a。液滴排出部13a對如圖19所示的薄膜形成區(qū)域pg排出規(guī)定量的液滴q。液滴排出部13a能夠以使液滴q滴在薄膜形成區(qū)域pg的方式排出。作為液滴排出部13a,可列舉出例如通過噴墨方式排出液滴q的結(jié)構(gòu)等。
溶媒除去部514相對于液滴供給部513配置于基板s的搬運方向(+x方向)的下游側(cè)(+x側(cè))。溶媒除去部514具有超聲波照射部514a、加熱部514b及氣氛調(diào)整部514c。溶媒除去部514使用超聲波照射部514a及加熱部514b之中的至少一方,從提供至基板s的液滴q除去溶媒。溶媒除去部514也可以具有使液滴q干燥的干燥部。
超聲波照射部514a配置于基板s的被處理面sa側(cè)(+z側(cè))。超聲波照射部514a從基板s的被處理面sa側(cè)對液滴q照射超聲波。超聲波照射部514a通過超聲波的能量而使液滴q所包含的溶媒分離。加熱部514b配置于基板s的背面sb側(cè)(-z側(cè))。加熱部514b從基板s的背面sb側(cè)加熱液滴q。加熱部514b通過熱能量,而使液滴q所包含的溶媒蒸發(fā)。
氣氛調(diào)整部514c調(diào)整液滴q的周圍的氣氛。例如使用腔室裝置等來作為氣氛調(diào)整部514c。氣氛調(diào)整部514c能夠?qū)⒁旱蝢的周圍的氣氛調(diào)整為氮氣氣氛。此外,氣氛調(diào)整部13c能夠調(diào)整為與溶媒的種類相應(yīng)的氣氛。在氣氛調(diào)整部514c中設(shè)有未圖示的氣體供給部及排氣部。通過調(diào)整從氣體供給部對液滴q的周圍供給的氣體的種類、供給量、供給的定時、排氣部的排氣量、排氣的定時等,而能夠?qū)⒁旱蝢周圍的氣氛調(diào)整為所希望的氣氛。
此外,也可以是如下結(jié)構(gòu):設(shè)置能夠調(diào)整處理裝置510的整體的氣氛的調(diào)整機構(gòu)(未圖示),通過該調(diào)整機構(gòu)調(diào)整處理裝置510的整體的氣氛而能夠調(diào)整液滴q周圍的氣氛。
此外,溶媒除去部514可以是如下結(jié)構(gòu):通過氣氛調(diào)整部514c將液滴q的周圍設(shè)為室溫環(huán)境下或減壓下而使液滴q的溶媒自然地氣化,從而從液滴q除去溶媒。另外,溶媒除去部514也可以是具有對液滴q照射紫外線的紫外線照射部(未圖示)的結(jié)構(gòu)。在這種情況下,從液滴q除去溶媒之后,能夠通過紫外線的能量而使除去溶媒后的液滴q固化。
如上述構(gòu)成的本實施方式的基板處理裝置在控制部cont的控制下,通過卷軸方式制造有機el元件、液晶顯示元件等的顯示元件(電子器件)。以下,說明使用上述結(jié)構(gòu)的本實施方式的基板處理裝置來制造顯示元件的工序。
首先,將卷繞在未圖示的輥上的帶狀的基板s安裝在基板供給部2上。控制部cont以在該狀態(tài)從基板供給部2送出上述基板s的方式來控制未圖示的輥的旋轉(zhuǎn)。然后,控制部cont進(jìn)行控制,使得通過基板處理部3后的上述基板s被設(shè)在基板回收部4上的未圖示的輥卷取。通過控制部cont控制該基板供給部2及基板回收部4,能夠?qū)逄幚聿?連續(xù)地搬運基板s的被處理面sa。
控制部cont在基板s從基板供給部2送出后至通過基板回收部4卷取為止之間,一邊控制基板處理部3的搬運裝置20而使基板s在上述基板處理部3內(nèi)被適當(dāng)?shù)匕徇\,一邊控制處理裝置510而使顯示元件的構(gòu)成要素依次形成在基板s的被處理面sa上。
作為一個例子,說明在基板s形成有源電極es及漏電極ed的狀態(tài)下,在源電極es與漏電極ed之間的薄膜形成區(qū)域pg形成有機半導(dǎo)體薄膜的動作。
首先,如圖20所示,控制部cont控制涂布部511a,對基板s的被處理面sa上的多個薄膜形成區(qū)域pg的一部分涂布規(guī)定量的材料。通過該動作,在基板s的被處理面sa上形成材料層15。即,能夠?qū)⑼ㄟ^紫外線uv的照射而分子構(gòu)造發(fā)生變化的材料層狀地涂布在基板s的薄膜形成區(qū)域pg的表面。
形成了材料層15之后,控制部cont控制搬運輥500r等而使基板s向+x方向搬運,使材料層15配置于光照射部512的載臺輥512a上。然后,如圖21所示,控制部cont進(jìn)行控制,使得從紫外線照射部512b射出紫外線uv,使紫外線uv以入射角θ對材料層15照射。
圖22及圖23是表示對材料層15照射紫外線uv時的分子構(gòu)造的變化的圖。圖22是表示照射紫外線uv前的材料層15的狀態(tài)的圖。圖23是表示照射了紫外線uv后的材料層15的狀態(tài)的圖。另外,圖24是示意性地表示對材料層15照射紫外線uv前后的材料層15的膜厚及面積的變化的圖。
如圖22所示,在照射紫外線uv前,構(gòu)成材料層15的材料(界面活性劑)的分子m成為例如相對于基板s的被處理面sa以接近垂直的角度立起的狀態(tài)。在這種情況下,材料層15相對于有機溶劑等液體成為非親液性(例如,疏液性)。由此,即使在使上述的液滴q滴在材料層15上的情況下,液滴q也不擴開。
與此相對的,通過以入射角θ對基板s的被處理面sa照射紫外線uv,分子m以朝向紫外線uv的入射方向的方式傾斜。其結(jié)果是,如圖23所示,成為分子m相對于基板s的被處理面sa的垂直方向傾斜了角度θ的狀態(tài)。由此,形成具有各向異性的分子構(gòu)造的材料層15,相對于有機溶劑等液體,材料層15具有親液性。像這樣,受到紫外線uv的照射的材料層15的分子構(gòu)造發(fā)生變化,成為相對于有機溶劑的液體等具有親液性的親液層16。即,紫外線uv能夠從傾斜方向向涂布于薄膜形成區(qū)域pg的表面的材料層15照射并賦予各向異性。
另外,在紫外線uv照射的前后,各分子m從與基板s的被處理面sa大致垂直地立起的狀態(tài)成為傾斜了角度θ的狀態(tài)。因此,如圖24所示,與材料層15的層厚相比親液層16的層厚變薄,與材料層15相比親液層16在俯視下面積變大。
接下來,通過控制部cont的控制,而使基板s向+x方向搬運,親液層16向液滴排出部13a的-z側(cè)移動。然后,通過控制部cont的控制,如圖25所示,液滴q從液滴排出部13a排出,液滴q滴在親液層16上。通過控制部cont的控制,如圖26所示,液滴q配置在親液層16的+x側(cè)端部。其結(jié)果是,液滴q以與漏電極ed的一部分重疊的方式配置在薄膜形成區(qū)域pg的+x側(cè)端部。
親液層16相對于有機溶劑成為親液性。因此,配置于親液層16上的液滴q在親液層16的整個面上擴開。由此,液滴q如圖27所示,以從親液層16的+x側(cè)端部向-x側(cè)擴開的方式變形。其結(jié)果是,如圖28所示,液滴q成為在親液層16的整體擴開的狀態(tài)。
此時,如圖29所示,液滴q成為以與源電極es的一部分重疊的方式在薄膜形成區(qū)域pg的整體擴開的狀態(tài),漏電極ed與源電極es之間通過液滴q連接。像這樣,通過使液滴q以從漏電極ed側(cè)向源電極es側(cè)流動的方式變形,液滴q所包含的溶媒的晶體的取向容易與流動的方向(-x方向)一致而形成構(gòu)造的各向異性。
然后,通過控制部cont的控制,而使基板s向+x方向搬運,液滴q向溶媒除去部514移動。如圖30所示,控制部cont在溶媒除去部514中,控制超聲波照射部514a及加熱部514b之中的至少一方,從形狀變形了的液滴q除去溶媒,從而形成有機半導(dǎo)體薄膜f(除去工序)。
例如,通過控制部cont的控制,從超聲波照射部514a從基板s的被處理面sa側(cè)對液滴q照射超聲波,通過超聲波的能量,液滴q所包含的溶媒分離。另外,通過控制部cont控制加熱部514b而從基板s的背面sb側(cè)加熱液滴q,通過熱能量而使液滴q所包含的溶媒蒸發(fā)。
通過該動作,液滴q從作為變形方向(-x方向)的前端側(cè)的源電極es側(cè)(-x側(cè))朝向作為變形方向的基端側(cè)的漏電極ed側(cè)(+x側(cè))除去溶媒。因此,如圖31所示,液滴q所包含的有機半導(dǎo)體材料的晶體從源電極es側(cè)朝向漏電極ed側(cè)向+x方向生長,且有機半導(dǎo)體材料向一個方向(+x方向)結(jié)晶化。像這樣,通過使有機半導(dǎo)體材料向+x方向結(jié)晶化,而得到電荷容易沿x方向流動的結(jié)構(gòu)的有機半導(dǎo)體薄膜f。此外,能夠通過調(diào)整紫外線uv的入射角θ而調(diào)整有機半導(dǎo)體材料的晶體的生長方向。
此外,控制部cont也可以控制氣氛調(diào)整部514c,使溶媒除去部514成為室溫環(huán)境,在該環(huán)境下使液滴q的溶媒自然地氣化。另外,在溶媒除去部514中設(shè)有紫外線除去部的情況,控制部cont控制紫外線除去部,從液滴q除去溶媒之后,通過紫外線的能量而使有機半導(dǎo)體薄膜f固化。經(jīng)過以上工序,在源電極es與漏電極ed之間形成有機半導(dǎo)體薄膜f。
如以上那樣,由于本實施方式的處理裝置510是在基板s的被處理面sa上形成有機半導(dǎo)體薄膜的處理裝置510,具有:紫外線照射部12,其對材料層15照射紫外線uv而使材料層15變化為親液層16,所述材料層15是在基板s上形成有受到紫外線uv的照射而構(gòu)造發(fā)生變化的材料所得到的;液滴供給部513,其將包含有機半導(dǎo)體薄膜的材料的溶媒的液滴q供給至親液層16;除去部14,其從供給至親液層16的液滴q除去溶媒,所以本實施方式的處理裝置510能夠制造電氣特性高的有機半導(dǎo)體薄膜f。
本發(fā)明的技術(shù)范圍不限定于上述實施方式,在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠添加適當(dāng)變更。
例如,在上述實施方式中,作為薄膜舉例說明了形成有機半導(dǎo)體薄膜f的情況,但并不限于此。在形成其他種類的薄膜(例如構(gòu)成有機el層的薄膜等)的情況下也能夠適用相同的說明。
另外,在上述實施方式中,舉例說明了使設(shè)于溶媒除去部的加熱部的位置固定而使用的結(jié)構(gòu),但并不限于此。加熱部也可以設(shè)為能夠沿x方向、y方向及z方向至少一個方向移動的結(jié)構(gòu)。例如,也可以為以追隨液滴q的移動的方式而向+x方向移動的結(jié)構(gòu)。
附圖標(biāo)記說明
s:基板;sa:被處理面;cont:控制部;q:液滴;pg:薄膜形成區(qū)域;sl:傾斜部分;f:有機半導(dǎo)體薄膜;100、200、300、400:基板處理裝置;10、210、310、410:處理裝置;11、211、311、411:液滴供給部;12、212、312、412:形狀變形部;13、213、313、413:溶媒除去部;500r:搬運輥;es:源電極;ed:漏電極;uv:紫外線;511:材料供給部;511a:涂布部;512:光照射部;512a:載臺輥;512b:紫外線照射部;513:液滴供給部;513a:液滴排出部;514:溶媒除去部;514a:超聲波照射部;514b:加熱部;514c:氣氛調(diào)整部;15:材料層;16:親液層。