CN1326632C - 成膜方法和装置、液滴吐出装置、滤色片的制造方法及其应用 - Google Patents

成膜方法和装置、液滴吐出装置、滤色片的制造方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了在用喷墨头那样的液滴吐出头吐出液状材料进行成膜的情况下,可以减少由液状材料的吐出量的不均一造成的不均匀的装置和方法。此外,还提供了在利用液状材料的吐出的成膜技术中,即使对于各种的对象物也可以在抑制成本的增大的同时提高处理效率的装置和方法。在制造滤色片的情况下,使滤色片单体材料成为液滴后地液滴吐出头22的喷嘴27对各个滤色片单体形成区域7吐出。在该情况下,对于某一色的滤色片单体材料来说,使液滴吐出头22对母基板12的长边方向L进行扫描,对于其它的色的滤色片单体材料来说,则使液滴吐出头22在母基板12的短边方向M上进行扫描。

Description

成膜方法和装置、液滴吐出装置、 滤色片的制造方法及其应用
技术领域
本发明涉及成膜方法、成膜装置、液滴吐出装置、滤色片的制造方法、具备滤色片的显示装置、显示装置的制造方法、显示装置和电子设备,特别是涉及吐出液状材料进行成膜的技术。
背景技术
一般地说,人们已知将液晶显示装置或电致发光装置(以下,简称为EL装置)等的电光装置作为显示装置使用的各种显示装置、或具备这些显示装置的移动电话机或移动信息终端等的电子设备。在这样的显示装置中,近些年来,由于彩色显示逐渐普及,故常常使用在用玻璃或塑料等构成的基板的表面上,用条带排列、三角形排列或马赛克排列等的规定的排列图案使R(红)、G(绿)、B(蓝)的点状的滤色片单体排列起来构成的滤色片。
另外,在被构成为可进行彩色显示的EL装置中,在用玻璃或塑料等构成的基板的表面上,用条带排列、三角形排列或马赛克排列等的规定的排列图案使R(红)、G(绿)、B(蓝)的点状的EL发光层排列起来,形成用一对电极将这些EL发光层挟持起来的显示点。然后,通过按每一个显示点控制加到这些电极上的电压,使各个显示点以规定的颜色和灰度等级发光。
在制造上述那样的各种的显示装置的情况下,常用的方法是通过用使用光刻技术使上述滤色片的各色的滤色片单体或EL装置的各色发光层图案化,但是,该使用光刻技术的图案化工序,由于必须进行材料的涂敷、曝光、显影等复杂且耗时的处理,同时还大量消费各色材料和光刻胶等,故存在着成本增高的问题。
为解决该问题,人们提出了通过喷墨法使滤色片单体材料或EL发光材料等以添加了溶剂等的液状材料的液滴的形式吐出,弹射到基板表面上,排列形成配置成点状的滤色片单体或发光层的方法。在此,对通过这种喷墨法,如图61(a)所示,在设定在由玻璃或塑料等构成的大面积的基板,所谓的母板301的表面上的多个单位区域302的内部,形成图61(b)所示的那样的排列成点状的滤色片单体303的情况进行说明。
在该情况下,例如,如图61(c)所示,使具有将多个喷嘴304排列起来构成的喷嘴列305的液滴吐出头的喷墨头306,如图61(b)的箭头A1和箭头A2所示,对于一个单位区域302,边多次(在图61中为2次)直线状地扫描,边在各个扫描期间中通过从多个喷嘴304中选择性地吐出油墨,即滤色片材料,在所希望的位置上形成滤色片单体303。
该滤色片单体303,如上所述,可以通过使R·G·B等的各色,以所谓的条带排列、三角形排列或马赛克排列等的适当的排列图案排列形成。为此,通常,要通过对每一种颜色准备RGB各色的喷墨头306,依次使用各色的喷墨头306,在一个母板301上形成规定的颜色排列的滤色片。
然而,对于喷墨头306来说,一般来说,构成喷嘴列305的多个喷嘴304的油墨吐出量存在着不均一性。例如,如图62(a)所示,具有这样的吐出特性Q,即处于对应喷嘴列305的两端部的位置上的喷嘴304的吐出量多,处于中央位置的喷嘴304的吐出量次之,处于它们中间的位置的喷嘴的吐出量最少。
因此,如像图61(b)所示的那样,通过喷墨头306形成滤色片单体303时,如图62(b)所示,在对应喷墨头303的端部位置P1或中央位置P2或在P1和P2两方,就会形成浓度浓的条纹,即条纹状的颜色不均匀。为此,存在着滤色片的平面性的光透过特性变得不均一的问题。
为此,人们已知有这样的方法:通过用多个液滴的吐出来形成各个滤色片单体303,一边使上述液滴供给头306的位置在进给方向(图61(b)的左右方向)上每次都稍微错开一点,一边依次进行扫描,以减小起因于液滴的吐出量的不均一的成膜不均匀(以下,简称为“误差分散法”,例如参照以下的专利文献1)。
但是,在如上所述使用误差分散法的情况下,存在着即使是同一制造对象也比以往的技术相比扫描次数显著增加、制造时间变长,生产效率降低的问题。于是,为了解决该问题,人们提出了可以通过将构成为可以调整姿势的多个头装载到共通的承载器上,扩大一次的扫描所进行处理的范围,可高效率地进行制造的装置(例如,参照以下的专利文献2)。
专利文献1  特开2002-221616号公报
专利文献2  特开2002-273868号公报
发明内容
如上所述,虽然人们提出了通过各种的方法减少成膜不均匀或抑制制造效率的下降的尝试方案,但是,实际上,要充分地减少在液滴吐出头的扫描方向上延伸的条纹状的成膜不均匀是困难的,特别是存在着越是要通过提高扫描速度来提高生产性,采用在上述公报中所讲述的方法来减少条纹状的不均一就会变得越困难的问题。
另一方面,在母板301上形成多个单位区域302的情况下,为了使其与显示装置的画面尺寸或画面形状相对应,有时要在单位区域302内设定不同的颜色排列图案(条带排列、三角形排列、马赛克排列等),或者在母板301内增加单位区域302的个数,对每一机种沿着母板301中的某一方向的同一颜色的显示点的排列个数或排列间隔都不同。因此,如果像这样地使之对各种的母板301一律地进行扫描,则存在着处理效率恶化的问题。在该情况下,虽然也可以考虑通过对每一机种准备不同的构造的喷墨头来提高处理效率的方法,但是,由于要准备多个喷墨头则会使得成本增加。
于是,本发明就是解决上述那些问题的发明,其目的在于提供在用液滴吐出装置进行的液滴的吐出的成膜方法或成膜装置中,可以比以往更能减少成膜不均匀的技术。另外,其目的还在于提供在用喷墨头那样的液滴吐出头等吐出液状材料成膜的情况下,可以减少因液状材料的吐出量的不均一而造成的不均匀的装置和方法。进一步,其目的还在于提供在通过液状材料的吐出进行的成膜技术中,即使是对于各种各样的对象物也可以在抑制成本的增大的同时提高处理效率的装置和方法。
为了解决上述课题,本发明的成膜方法,是通过液滴吐出装置对对象物的表面吐出液状材料的液滴进行成膜的成膜方法,其特征在于:具有边使上述液滴吐出装置对上述对象物沿着上述表面的第1方向扫描,边依次吐出多滴上述液滴的第1扫描步骤,和边使上述液滴吐出装置对上述对象物沿着与上述第1方向不同的上述表面的第2方向扫描,边依次吐出多滴上述液滴的第2扫描步骤。
根据本发明,由于通过将第1扫描步骤和第2扫描步骤中对对象物的扫描方向设定为彼此不同的第1方向和第2方向,可以使边在不同的2个方向上扫描,边依次吐出多个液滴地进行成膜,故可以减少起因于扫描方向的成膜不均匀。特别是,即使由于各个扫描产生了在扫描方向上延伸的条纹状的成膜不均匀,通过在不同的方向上延伸的条纹状的成膜不均匀使得成膜不均一变得不那么明显,产生彼此抵消,作为整体可以得到均一性更高的成膜状态。
在本发明中,优选通过在上述第1扫描步骤和上述第2扫描步骤中,使上述对象物进行旋转成为彼此不同的姿势,将上述第1方向和上述第2方向设定为彼此交叉的方向。由于通过使对象物旋转改变其姿势,而无需改变液滴吐出装置的扫描方向,故可以用简单的构成进行成膜,而无须使用大型的机构。
其次,本发明的成膜装置,是具有对对象物的表面吐出液状材料的液滴的液滴吐出装置,和使上述对象物与上述液滴吐出装置沿着上述表面进行相对移动的移动装置的成膜装置,其特征在于:其构成为可以使上述液滴吐出装置对上述对象物沿着上述表面的彼此不同的至少2个方向相对地移动,并且,在上述2个方向的任一方向的移动中,均可依次吐出多滴上述液滴。
根据本发明,就可以根据要在对象物上形成的成膜图案等选择是否要在至少2个方向中的任何一个方向上进行扫描边使之吐出液滴。另外,通过对对象物在至少2个方向上边进行扫描边依次吐出液滴,还可以减少起因于的扫描方向的成膜不均匀。
在本发明中,优选具有可以通过使上述对象物进行旋转,将上述对象物设定为至少2种姿势的姿势位置决定装置。根据本发明,由于可以通过用姿势位置决定装置使对象物旋转设定姿势,可以不使装置大型化,而且,可以制成使移动装置可仅在1个方向上扫描的简易的结构,故作为整体可以实现装置的小型化或低成本化。
其次,本发明的液滴吐出装置,该装置为用来对对象物吐出液状材料的液滴吐出装置,其特征在于具有:吐出上述液状材料的液滴吐出头,在使该液滴吐出头和对象物相对的状态下、使其沿着上述对象物的表面的方向相对移动的移动装置,和定位上述对象物的平面姿势的姿势位置决定装置,上述姿势位置决定装置被构成为可以以不同的2个以上的平面姿势定位上述对象物。
根据本发明,由于可以通过将对对象物的平面姿势进行定位的姿势位置定位装置构成为可将对象物定位为2个以上的平面姿势,对应对象物中的应滴着液滴的区域的排列形态,从2个以上的方向中选择相对对象物的液滴吐出头的相对扫描方向,故可以提高处理效率。另外,由于可以通过改变对象物的平面姿势,将由移动装置进行的液滴吐出头的扫描方向变更为相对对象物不同的2个以上的方向,故可以采用使液滴吐出头对1个对象物在不同的2个方向上进行扫描,吐出液滴进行成膜,减少起因于液滴吐出时的扫描方向而产生的条纹状的材料不均匀。
在本发明中,优选上述姿势位置决定装置的构成为:具有观察上述对象物的不同的部位的多个观察装置,在上述不同的2个以上的平面姿势中使用彼此不同的上述观察装置。
根据本发明,通过构成为使得在对象物处于不同的平面姿势时使用彼此不同的观察装置,即使不扩展观察范围,或者即使不使观察装置移动也可以进行观察,故在可以廉价地构成装置的同时还可以提高观察精度。
在本发明中,上述观察装置,优选被构成为可以观察上述对象物的多个部位。
根据本发明,通过用多个观察装置中的每一个观察对象物的多个部位,可以高精度地检测对象物的平面姿势。作为这样可以观察多个部位的观察装置,例如可以使用由2个摄像装置构成的观察装置。
在本发明中,优选上述观察装置的观察位置,在装置中是固定的。
根据本发明,由于由上述观察装置进行观察的观察位置,在装置中是固定的,故不需要使观察装置移动的移动机构,故可以提高观察精度。
在本发明中,上述不同的2个以上的平面姿势,优选沿着上述对象物的表面的法线周围旋转大约90度的2个平面姿势。
根据本发明,由于可以使液滴吐出头在对对象物彼此垂直的2个方向上扫描,故可以最有效地减少起因于液滴吐出头对对象物的扫描方向而产生的条纹状的材料不均匀。
其次,本发明的另一种液滴吐出装置,该装置是用来对对象物吐出液状材料的液滴吐出装置,其特征在于具有:吐出上述液状材料的液滴吐出头,在使该液滴吐出头和对象物相对的状态下、使其沿着上述对象物的表面的方向相对移动的移动装置,定位上述对象物的平面姿势的姿势位置决定装置,其构成为可以将上述液滴吐出头对上述对象物边吐出上述液状材料的液滴边移动的扫描方向,和通过上述姿势位置决定装置定位的上述对象物的平面姿势,设定为不同的2个以上的位置关系。
根据本发明,通过构成为可将液滴吐出头对对象物边吐出液状材料的液滴边进行移动的扫描方向,与由姿势位置决定装置定位的对象物的平面姿势设定为不同的2个以上的位置关系,对应对象物中的应吐着液滴的区域的排列形态,可从2个以上的方向中选择对对象物的液滴吐出头的相对扫描方向,故可以提高处理效率。另外,由于可以使液滴吐出头的扫描方向变更为对对象物不同的2个以上的方向,故通过使液滴吐出头对1个对象物在不同的2个方向上进行扫描,吐出液滴进行成膜,可以减少起因于液滴吐出时的扫描方向而产生的条纹状的材料不均匀。
在本发明中,优选上述姿势位置决定装置的构成为:具有观察上述对象物的不同的部位的多个观察装置,在上述不同的2个以上的位置关系中使用彼此不同的上述观察装置。
根据本发明,由于归因于上述姿势位置决定装置的构成为在对象物处于不同的平面姿势时使用彼此不同的观察装置,即便是不扩展观察范围,或者,即便是不使观察装置移动也可以进行观察,故在可以廉价地构成装置的同时,还可以提高观察精度。
在本发明中,上述观察装置理想的是被构成为可观察上述对象物的多个部位。
根据本发明,通过使多个观察装置中的每一个都可以观察多个部位,就可以高精度地检测对象物的平面姿势。如上所述,作为可以观察多个部位的观察装置,例如可以使用由2个摄像装置构成的观察装置。
在本发明中,上述观察装置的观察位置,优选的是在装置中是固定的。
根据本发明,由于用上述观察装置进行观察的观察位置,在装置中是固定的,故不需要使观察装置移动的移动机构,故可以提高观察精度。
在本发明中,上述不同的2个位置关系,优选为相对上述扫描的使上述平面姿势沿上述对象物的表面的法线周围旋转大约90度的2位置关系。
根据本发明,由于可以使液滴吐出头在对对象物彼此垂直的2个方向上扫描,故可以最有效地减少起因于液滴吐出头对对象物的扫描方向而产生的条纹状的材料不均匀。
其次,本发明的再一个液滴吐出装置,该装置是用来对对象物吐出液状材料进行成膜的液滴吐出装置,其特征在于具有:吐出上述液状材料的液滴吐出头,在使该液滴吐出头和对象物相对的状态下,使其沿着上述时象物的表面的方向相对移动的移动装置,定位上述对象物的平面姿势的姿势位置决定装置,其构成为可以在处理过程中,将上述液滴吐出头对上述对象物边吐出上述液状材料的液滴、边移动的扫描方向,变更为对于通过上述姿势位置决定装置定位的上述对象物不同的方向。
根据本发明,由于其构成为在处理过程中可以将液滴吐出头的扫描方向变更为相对对象物不同的方向,通过对1个对象物使液滴吐出头在不同的2个方向上进行扫描,吐出液滴进行成膜,可以减少起因于液滴吐出时的扫描方向而产生的条纹状的材料不均匀。
在本发明中,上述姿势位置决定装置的构成为:具有观察上述对象物的不同的部位的多个观察装置,在上述扫描方向变更的前后使用彼此不同的上述观察装置。
根据本发明,由于通过将其构成为在对对象物的扫描方向被变更的前后使用彼此不同的观察装置,即使不扩展观察范围,或者,即使不使观察装置移动也可以进行观察,所以可以廉价地构成装置的同时,还可以提高观察精度。
在本发明中,上述观察装置优选被构成为可观察上述对象物的多个部位。
根据本发明,由于多个观察装置中的每一个都观察对象物的多个部位,可以高精度地检测对象物的平面姿势。作为如上所述那样,可以观察多个部位的观察装置,例如可以使用由2个摄像装置构成的观察装置。
在本发明中,上述观察装置的观察位置,优选在装置中是固定的。
根据本发明,由于上述观察装置的观察位置在装置中是固定的,故不需要使观察装置移动的移动机构,所以可以提高观察精度。
在本发明中,上述扫描方向的变更角度,优选沿上述对象物的表面的法线周围大约90度的角度。
根据本发明,由于可使液滴吐出头在对对象物在彼此垂直的2个方向上扫描,故可以最有效地减少起因于液滴吐出头对对象物的扫描方向而产生的条纹状的材料不均匀。
在本发明中,作为上述液状材料,可以列举出可以在对象物上成膜形成滤色片单体的液状滤色片材料,可以在上述对象物上成膜形成EL发光层的液状发光材料等。由此,在构成显示装置的滤色片或EL元件等中,可以使其彩色显示的形态高品位化。
其次,本发明的滤色片的制造方法,该方法是具有对对象物吐出液状材料以成膜为滤色片单体的吐出成膜工序的滤色片的制造方法,其特征在于具有:沿着第1扫描方向,向上述对象物上连续地吐出上述液状材料的液滴的第1吐出步骤;沿着与上述第1扫描方向不同的第2扫描方向,向上述对象物上连续地吐出上述液状材料的液滴的第2吐出步骤。
根据本发明,在通过液状材料的液滴的吐出形成滤色片的滤色片单体的情况下,通过在不同的第1扫描方向和第2扫描方向的2个扫描方向上进行扫描,可以减少起因于扫描方向而产生的条纹状的颜色不均匀。
在本发明中,优选在上述第1吐出步骤中,对上述对象物的第1区域形成呈现第1色相的第1上述滤色片单体,在上述第2吐出步骤中,对与上述对象物的第1区域形成不同的第2区域呈现与第1色相不同的第2色相的的第2上述滤色片单体。
根据本发明,由于可以通过以不同的扫描方向形成不同的色相的滤色片单体,相互改变色相间的颜色不均匀的发生形态,故可以减少作为整体的颜色不均匀。
在本发明中,优选形成呈现3色色相的上述滤色片单体,在不同的吐出步骤中,形成起因于上述液状材料的液滴的扫描方向呈现产生最大的颜色不均匀的色相的上述滤色片单体,和呈现其它的2色的色相的上述滤色片单体。
根据本发明,由于呈现产生最大的颜色不均匀的色相的上述滤色片单体和呈现其它的2色的色相的上述滤色片单体以不同的扫描方向形成,故变得易于互相抵消由扫描方向的不同而产生的颜色的不均匀的不同,可以进一步减少作为整体的颜色不均匀。
在本发明中,上述滤色片单体优选,由在上述第1吐出步骤中吐出的液滴,和在上述第2吐出步骤中吐出的液滴形成。
根据本发明,由于因为滤色片单体由以不同的扫描方向吐出的多个液滴形成,可以减少起因于扫描方向的滤色片单体材料量的不均一,故可以进一步减少起因于扫描方向的条纹状的颜色不均匀。
在本发明中,上述第1扫描方向和上述第2扫描方向,优选为在上述对象物的表面的法线周围,具有约90度的角度的2个方向。
根据本发明,由于可以一边在对对象物彼此垂直的2个方向上进行扫描一边吐出液滴,故可以最有效地减少起因于对对象物的液滴吐出头的扫描方向而产生的条纹状的材料不均匀。
其次,本发明的具备滤色片的显示装置,该装置是具有通过对对象物吐出液状材料成膜的滤色片单体的滤色片的显示装置,其特征在于:上述滤色片,是由沿着不同的多个扫描方向连续地吐出的上述液状材料的液滴构成的。
根据本发明,由于具备通过沿着不同的多个扫描方向连续地吐出的上述液状材料的液滴,即,通过沿着某一扫描方向连续地吐出的液滴,和沿着另一扫描方向连续地吐出的液滴的混合形成的滤色片,故可以减少因液滴的吐出时的扫描方向而产生的条纹状的颜色不均匀,可以显示更高品位的图像。
在本发明中,上述滤色片优选具有由沿着彼此不同的扫描方向连续地吐出的上述液状材料构成的、呈现不同的色相的多种滤色片单体。
根据本发明,由于呈现不同的色相的多种滤色片单体是由沿着彼此不同的扫描方向连续地吐出的液状材料的液滴构成的,故可以减少起因于连续吐出的液滴的扫描方向而产生的条纹状的颜色不均匀。
在本发明中,优选具有呈现3色色相的上述滤色片单体,起因于上述液状材料的液滴的扫描方向呈现产生最大的颜色不均匀的色相的上述滤色片单体,和呈现其它的2色的色相的上述滤色片单体是沿着不同的扫描方向连续形成的。
根据本发明,可以通过使某一色相的最大的颜色不均匀与其它的2个色相的颜色不均匀进行混合,进一步减少作为整体的颜色不均匀。
在本发明中,优选具有通过沿着不同的扫描方向连续地吐出的上述液状材料的液滴的混合形成的上述滤色片单体。
根据本发明,因为滤色片单体是由以在不同的扫描方向吐出的多个液滴形成的,所以可以减少起因于扫描方向的滤色片单体的材料的量的不均一,由此可以进一步减少起因于扫描方向的条纹状的颜色不均匀。
在本发明中,不同的上述扫描方向,优选为在上述对象物的表面的法线周围具有大约90度的2个方向。
根据本发明,由于通过边在彼此垂直的2个方向上扫描边吐出液滴来形成滤色片,故可以最有效地减少起因于液滴的扫描方向而产生的条纹状的材料不均匀。
作为本发明的显示装置,可以举出通过电光物质可进行显示的电光装置。作为该电光装置,例如有具有与上述滤色片平面重叠的液晶面板,另外也有具有与上述滤色片平面重叠的EL发光层的情况。
其次,本发明的电子设备,是具有具备上述任何一项所述的滤色片的显示装置的设备。作为本发明的电子设备,虽然没有什么特别限定,但是,优选的是,例如移动电话机等的便携式信息终端、便携式计算机、电子手表等的便携式电子设备。
其次,本发明的显示装置的制造方法,该方法具有通过对基材吐出液状材料成膜的吐出成膜工序的显示装置的制造方法,其特征在于具有:沿着第1扫描方向,向上述基材上连续地吐出上述液状材料的液滴的第1吐出步骤;沿着与上述第1扫描方向不同的第2扫描方向,向上述基材上连续地吐出上述液状材料的液滴的第2吐出步骤。
根据本发明,通过对基材边在不同的2个扫描方向上进行扫描边吐出液滴进行成膜,可以减少起因于液滴吐出时的扫描方向而产生的条纹状的材料的不均匀。特别是作为电光装置的制造方法是有效的。
在本发明中,优选用上述液状材料的液滴形成显示点。
根据本发明,由于可以减少起因于扫描方向的显示点的材料不均匀,故可以减少显示不均匀,进行高品位的显示。
在本发明中,上述显示点由多个液滴形成,在上述第1吐出步骤中吐出上述多个液滴中的一部分,在上述第2吐出步骤中吐出上述多个液滴中的剩余部分。
根据本发明,由于显示点是通过以不同的方向吐出的多个液滴形成的,所以可以进一步减少材料不均匀,由此可以进一步提高显示品位。
在本发明中,上述显示点有时具有EL发光层。在该情况下,优选用上述液滴形成EL发光层。另外,显示点有时由EL发光层、空穴输运层、和挟持它们的一对电极构成。在该情况下,也包括EL发光层、空穴输运层、和一对电极之中的任何一者是用上述液滴形成的情况。
在本发明中,上述第1扫描方向和上述第2扫描方向,优选是在上述基材的表面的法线的周围具有约90度的角度的2个方向。
根据本发明,通过沿着彼此垂直的2个扫描方向边扫描边吐出液滴,可以有效地减少整体材料不均匀。
其次,本发明的显示装置,是具备通过对对象物吐出液状材料进行成膜的显示点的显示装置,其特征在于:上述显示点是由沿着不同的扫描方向连续地吐出的上述液状材料的液滴构成的。
根据本发明,由于通过边对基材在不同的2个扫描方向上进行扫描边吐出液滴进行成膜形成显示点,故可以减少起因于在液滴吐出时的扫描方向而产生的条纹状的材料不均匀,提高显示品位。特别是在液晶装置或EL装置等的电光装置的情况下有效。
在本发明中,优选具有通过沿着不同的扫描方向连续地吐出的上述液状材料的液滴的混合形成的上述显示点。
根据本发明,由于显示点是由在不同的2个扫描方向上吐出的多个液滴形成的,所以可以减少起因于扫描方向的材料的量的不均一,由此可以进一步减少起因于扫描方向的条纹状的显示不均匀。
在本发明中,上述显示点有时具有EL发光层。在该情况下,优选用上述液滴形成EL发光层。另外,显示点有时由EL发光层、空穴输运层、和挟持他们的一对电极构成。在该情况下,也包括EL发光层、空穴输运层、和一对电极之中的任何一者是用上述液滴形成的情况。
在本发明中,不同的上述扫描方向,优选为在上述基材的表面的法线的周围具有约90度的角度的2个方向。
根据本发明,由于通过边沿着彼此垂直的2个扫描方向进行扫描边吐出液滴来形成显示点,故可以最有效地减少起因于液滴的扫描方向而产生的条纹状的材料不均匀。
其次,本发明的电子设备,是具有具备上述任何一项所述的的显示装置的设备。作为本发明的电子设备,虽然没有什么特别限定,但是,优选的是,例如移动电话机等的便携式信息终端、便携式计算机、电子手表等的便携式电子设备。
附图的简单说明
图1为模式性地示出了本发明的滤色片的制造方法的实施形态的主要工序的平面图。
图2为模式性地示出了本发明的滤色片的制造方法的另一实施形态的主要工序的平面图。
图3为模式性地示出了本发明的滤色片的制造方法的再一实施形态的主要工序的平面图。
图4为模式性地示出了本发明的滤色片的制造方法的再一实施形态的主要工序的平面图。
图5为示出了本发明的滤色片的一个实施形态和作为其基础的母基板的实施形态的平面图。
图6用沿着图5(a)的VI-VI线的剖面部分模式性地示出了滤色片的制造工序。
图7示出了滤色片中的R、G、B3色的显示点的排列例。
图8的立体图示出了本发明的液滴吐出装置,或滤色片的制造装置、作为本发明的液晶装置的制造装置和本发明的EL装置的制造装置等各个制造装置的主要部分的液滴吐出装置的一个实施形态。
图9的立体图扩大示出了图8的装置的主要部分。
图10的立体图扩大示出了图9的装置的主要部分的喷墨头。
图11的立体图示出了喷墨头的改变例。
图12示出了喷墨头的内部构造,(a)示出了局部剖开立体图,(b)示出了沿着(a)的J-J线的剖面构造。
图13的平面图示出了喷墨头的另一改变例。
图14的框图示出了图8的喷墨头装置中使用的电气控制系统。
图15示出了用图14的控制系统执行的控制的流程。
图16的立体图示出了喷墨头的再一个改变例。
图17的工序图示出了本发明的液晶装置的制造方法的一个实施形态。
图18的立体图以分解状态示出了用本发明的液晶装置的制造方法制造的液晶装置的一个例子。
图19的剖面图示出了沿着图18的IX-IX线的液晶装置的剖面构造。
图20的工序图示出了本发明的EL装置的制造方法的实施形态。
图21是与图20的工序图对应的EL装置的剖面图。
图22的平面图(a)和(b)示出了本发明的实施形态的液滴吐出装置的工作台上的母基板的姿势。
图23平面图(a)和(b)示出了液滴吐出装置的工作台上的另一母基板的姿势。
图24的示意构成图示出了包括多个液滴吐出装置的制造装置的构成例。
图25的示意平面图(a)-(c)示出了在液滴吐出装置中的处理过程中的母基板的姿势变更的方法。
图26的示意平面图(a)和(b)示出了在液滴吐出装置中的处理过程中的母基板的姿势变更的另一方法。
图27的部分切掉立体图示出了本发明的滤色片的制造装置的液滴吐出装置。
图28的平面图示出了上述液滴吐出装置的头单元。
图29是上述液滴吐出装置的头单元的侧视图。
图30是上述液滴吐出装置的头单元的正视图。
图31的上述液滴吐出装置的头单元的剖面图。
图32的分解立体图示出了上述头装置。
图33的分解立体图示出了上述喷墨头。
图34是说明上述喷墨头的吐出滤色片单体材料的动作的说明图。
图35是说明上述喷墨头的吐出滤色片单体材料的吐出量的说明图。
图36是说明上述喷墨头的配置状态的示意图。
图37是说明上述喷墨头的配置状态的局部扩大示意图。
图38的模式图示出了用上述滤色片的制造装置制造的滤色片,(A)是滤色片的平面图,(B)是(A)的X-X线剖面图。
图39是说明制造上述滤色片的步骤的制造工序剖面图。
图40的电路图示出了使用本发明的电光装置的EL显示元件的显示装置的一部分。
图41的扩大平面图示出了上述显示装置的像素区域的平面结构。
图42的制造工序剖面图示出了上述显示装置的前处理的步骤。
图43的制造工序剖面图示出了同上显示装置的制造工序的EL发光材料的吐出的步骤。
图44的制造工序剖面图示出了上述显示装置的制造工序的EL发光材料的吐出的步骤。
图45的扩大剖面图示出了使用本发明的电光装置的EL显示元件的显示装置的像素区域的平面结构。
图46的扩大图示出了使用本发明的电光装置的EL显示元件的显示装置的像素区域的结构,(A)是平面结构,(B)是(A)的B-B线剖面图。
图47的制造工序剖面图示出了制造使用本发明的电光装置的EL显示元件的显示装置的制造工序。
图48的制造工序剖面图示出了制造使用本发明的电光装置的EL显示元件的显示装置的制造工序。
图49的制造工序剖面图示出了制造使用本发明的电光装置的EL显示元件的显示装置的制造工序。
图50的制造工序剖面图示出了制造使用本发明的电光装置的EL显示元件的显示装置的制造工序。
图51的制造工序剖面图示出了制造使用本发明的电光装置的EL显示元件的显示装置的制造工序。
图52的制造工序剖面图示出了制造使用本发明的电光装置的EL显示元件的显示装置的制造工序。
图53的立体图示出了具备上述电光装置的电子设备的个人计算机。
图54的立体图示出了具备上述电光装置的电子设备的移动电话。
图55是使多个液滴吐出头排列起来的液滴吐出单元的平面图。
图56的说明图示出了使用液滴吐出单元的处理方法。
图57A的说明图示出了液滴吐出单元对基板12的姿势。
图57B的说明图示出了液滴吐出单元对基板12的姿势。
图58是使多个液滴吐出头排列起来的液滴吐出单元的平面图。
图59是使多个液滴吐出头排列起来的液滴吐出单元的平面图
图60的说明图示出了母基板中的图案形成区域的排列形态。
图61示出了现有的滤色片的制造方法的一个例子。
图62是用来说明现有的滤色片的特性的说明图。
符号说明:
1,118          滤色片;
2,107a,107b   作为对象物的基板;
3               滤色片单体;
12              作为基板的母基板;
13              作为液状材料的滤色片单体材料;
16              液滴吐出装置(滤色片的制造装置);
19,425         构成移动装置(头扫描装置)的扫描驱动装置;
21,427         构成移动装置(头给送装置)的给送驱动装置;
25              作为液滴吐出头的保持装置的载物台;
27,466         喷嘴;
49              作为被叶出物的保持装置的台;
101             作为电光装置的液晶装置;
102             作为电光装置的液晶面板;
111a,111b      作为对象物的基材;
114a,114b      电极;
201             作为电光装置的EL装置;
202             像素电极;
204             作为基板的透明基板;
213             对向电极;
405R(405G,405B)作为液滴吐出装置的滤色片的制造装置;
421             作为液滴吐出头的喷墨头;
426             作为保持装置的载物台;
501             作为电光装置的显示装置;
502             作为对象物的基板的显示基板;
540A,540B      作为功能液状体的光学材料;
L               液晶;
M               滤色片单体材料。
发明的优选实施形态
下面,参照附图,对本发明的成膜方法、成膜装置、液滴吐出装置、滤色片的制造方法、具备滤色片的显示装置、显示装置的制造方法、显示装置和电子设备的实施形态,进行详细说明。
液滴吐出装置
首先,对本发明的成膜装置和液滴吐出装置的实施形态进行说明。本实施形态的液滴吐出装置16,如图8所示,具有具备由作为液滴吐出头的一个例子在打印机等中使用的喷墨头等构成的液滴吐出装置的液滴吐出头22的头单元26;控制液滴吐出头22的位置的控制头位置的头位置控制装置17;控制母基板12的位置的基板位置控制装置18;作为使液滴吐出头22对母基板12在X方向上进行移动扫描的扫描驱动手段的扫描驱动装置19;使液滴吐出头22对母基板12向与扫描方向进行交叉(垂直相交)的进给方向Y进给的进给驱动装置21;使母基板12供往液滴吐出装置16内的规定的作业位置的基板供给装置23;进行该液滴吐出装置16的全盘控制的控制装置24。
上述头位置控制装置17、基板位置控制装置18、扫描驱动装置19、进给驱动装置21各个装置,被设置在基座9上。另外,这些装置根据需要可用罩14盖上。在此,头位置控制装置17、扫描驱动装置19和进给驱动装置21构成移动装置。
液滴吐出头22,例如如图10所示,具有由多个喷嘴27排列布成的喷嘴列28。喷嘴27的个数例如是180,喷嘴27的孔径例如是28微米,喷嘴27的间距t例如是141微米。图10所示的短边方向S表示液滴吐出头22的标准的扫描方向,排列方向T表示喷嘴列28中的喷嘴27的排列方向。
液滴吐出头22,例如,如图12(a)和(b)所示,具有由不锈钢等构成的喷嘴板29,和与之对向的振动板31,和使它们彼此接合起来的多个分隔部件32。在喷嘴板29和振动板31之间,由分隔部件32形成多个油墨室33和液体积存室34。这些多个油墨室33和液体积存室34通过通路38彼此连通。
在振动板31的合适位置处形成有油墨供给孔36。油墨供给装置37连接到该油墨供给孔36上。油墨供给装置37,向油墨供给孔36供给R、G、B中的一色,例如R色的滤色片单体材料M。这样供给的滤色片单体材料M充满液体积存室34,进而通过通路38充满油墨室33。
在喷嘴板29上,设置有用来从油墨室33喷射状地喷出滤色片单体材料M的喷嘴27。另外,在振动板31的面临油墨室33的背面上,与该油墨室33对应地安装有油墨加压体39。该油墨加压体39,如图12(b)所示,具有压电元件41和将其挟持起来的一对电极42a和42b。压电元件41,通过向电极42a和42b的通电,挠曲变形为如箭头C所示的向外侧突出出来,由此,油墨室33的容积增大。这样一来,相当于增大的容积部分的滤色片单体材料M就从液体积存室34通过通路38流入油墨室33。
然后,当解除向压电元件41的通电时,该压电元件41和振动板31都恢复为原来的形状,由此,由于油墨室33也恢复为原来的容积,故处于油墨室33的内部的滤色片单体材料M的压力上升,滤色片单体材料M变成为液滴8从喷嘴27喷出。另外,在喷嘴27的外围部分上设置有例如由Ni-四氟乙烯共析镀层构成的疏油墨层43,用来防止液滴8的弯曲飞行或喷嘴27的孔堵塞。
其次,参照图9,说明配置在上述液滴吐出头22的周围的头位置控制装置17、基板位置控制装置18、扫描驱动装置19、进给驱动装置21和其它的装置。头位置控制装置17具有,使安装在头单元26上的液滴吐出头22在平面(水平面)内进行旋转的α电机44;使液滴吐出头22围绕着与进给方向Y平行的轴线进行摇动旋转的β电机46;使液滴吐出头22围绕着与扫描方向X平行的轴线进行摇动回转的γ电机47;和使液滴吐出头22向上下方向平行移动的Z电机48。
此外,基板位置控制装置18,具有承载母基板12的工作台49和使该工作台49在平面(水平面)内进行旋转的θ电机51。此外,扫描驱动装置19,具有沿扫描方向延伸的X导轨52,和内置例如可进行脉冲驱动的线性电机的X滑动器53。该X滑动器53,例如通过内置的线性电机的运行,沿着X导轨52向扫描方向X平行移动。
进一步,进给驱动装置19,沿进给方向Y延伸的导轨54,和内置例如可进行脉冲驱动的线性电机的Y滑动器56。Y滑动器56,例如通过内置的线性电机的运行,沿着Y导轨54向进给方向Y平行移动。
在X滑动器53和Y滑动器56中,被脉冲驱动的线性电机,可通过供给该电机的脉冲信号精密地进行输出轴的旋转角度控制。因此,可以高精度地控制支持于X滑动器53上的液滴吐出头22的扫描方向X上的位置或工作台49的进给方向Y上的位置等。另外,液滴吐出头22或工作台49的位置控制,并不限于使用脉冲电机的位置控制,还可以用使用伺服电机的反馈控制或其它的任意的方法实现。
在上述工作台49上设置有规定母基板12的平面位置的定位销50a、50b。母基板12,通过下述的基板供给装置23,在使扫描方向X一侧和进给方向Y一侧的端面接触到定位销50a、50b的状态下进行定位保持。在工作台49上,理想的是要设置用来固定在这样的定位状态下保持着的母基板12的、例如空气吸引(真空吸附)等的、众所周知的固定装置。
在本实施形态的液滴吐出装置16中,如图9所示,在工作台49的上方,配置有多组(在图示例中为2组)的摄像装置91R、91L和92R、92L。在此,摄像装置91R、91L和92R、92L,在图9中仅仅示出了镜筒,其它的部分和支持机构都被省略了。作为这些观察装置的摄像装置,可以使用CCD摄像机。另外,在图8中对于这些摄像装置未予图示。
在此,对于本实施形态的上述摄像装置91R、91L和92R、92L的构成更为详细地进行说明。图22(a)和(b)的平面图示出了将母基板12定位保持到工作台49上的状态。在工作台49上被构成为,如图22(a)所示,既可以以其长边方向L与装置的扫描方向X一致的平面姿势保持母基板12,另外,如图22(b)所示,也可以以使其长边方向L与进给方向Y一致的平面姿势保持母基板12。在此,在图示例中定位插针50a被构成为根据母基板12的平面姿势可向图示左右移动,定位插针50b则相对工作台49固定。但是,定位插针50a、50b中的任一方,既可以像50b那样固定到工作台49上,也可以像50a那样被构成为可以移动。
在母基板12上,在其周边部分上预先形成有2组合计4个12ar、12al和12br、12bl。在此,对准标记12ar、12al分别形成于母基板12的长边方向的两端。另外,对准标记12br、12bl分别形成于母基板12的短边的延伸方向,即,在短边方向M的两端。如图22(a)所示,母基板12在使其长边方向L与扫描方向X一致的状态保持在工作台49上的状态下,上述摄像装置91R、91L就变成为可以摄影对准标记12ar、12al。此外,如图22(b)所示,母基板12在使其长边方向L与扫描方向X一致的状态保持在工作台49上的状态下,上述摄像装置92R、92L就变成为可以摄影对准标记12br、12bl。
上述的摄像装置91R、91L和92R、92L,任一方均直接或间接地相对液滴吐出装置16的固定部分(例如基座9)固定上。这样一来,就构成了可以通过用这些固定的摄像装置观察母基板12,正确地检测出工作台49上的母基板12的位置。
再次返回到图8进行进行说明。图8所示的基板供给装置23,具有收容母基板12的母基板收容部分57,和搬运母基板12的机器手等的基板移载机构58。基板移载机构58,具有基台59;相对基台59进行升降移动的升降轴61;以升降轴61为中心进行旋转的第1旋转臂62;相对第1旋转臂62进行旋转的第2旋转臂63;设置在第1旋转臂63的顶端下面的吸盘64。该吸盘64被构成为可以通过空气吸引(真空吸附)等吸附保持母基板12。
此外,如图8所示,在上述液滴吐出头22的扫描轨迹下,进给驱动装置21的一方的侧边位置上,配设有加盖装置76和清洗装置77。进一步,在进给驱动装置21的另一方的侧边位置上设置有电子秤78。在这里,加盖装置76,是用来防止在液滴吐出头22处于等待状态时喷嘴27(参照图10)的干燥的装置。清洗装置77是用来清洗液滴吐出头22的装置。电子秤78是对每一个喷嘴测定从液滴吐出头22内的每一个喷嘴27吐出的油墨液滴8的重量的装置。此外,在液滴吐出头22的附近,还安装有与液滴吐出头22一体移动的头用摄像机81。
图8所示的控制装置24,具有收容处理器的计算机主机部分66,键盘等的输入装置67,CRT等的显示装置68。在计算机主机部分66中,具备图14所示的CPU(中央处理单元)69和存储各种信息的存储器的信息记录媒体71。
上述的头位置控制装置17、基板位置控制装置18、扫描驱动装置19、进给驱动装置21和驱动液滴吐出头22内的压电元件41(参照图12(b))的头驱动电路72等的各个设备,如图14所示,借助于输入输出接口73和总线74连接到CPU69上。另外,基板供给装置23、输入装置67、显示装置68、加盖装置76、清洗装置77和电子秤78,也与上述同样,借助输入输出接口73和总线74连接到CPU69上。
作为信息记录媒体71的存储器,是包括RAM(读写存储器)、ROM(唯读存储器)等的半导体存储器,硬盘、CD-ROM读取装置、盘型记录媒体等的外部存储装置等的概念,从功能上来说,可以设定存储记述液滴吐出装置16的动作的控制步骤的程序软件的存储区、用来将由液滴吐出头22进行的油墨在母基板12内的吐出位置作为坐标数据进行存储的存储区,用来存储向图9中进给方向Y进给的母基板12的进给量的存储区、供CPU使用的工作区和起着临时文件等的作用的区以及其它的各种存储区。
CPU69,根据存储在信息记录媒体71的存储器内的程序软件,进行目的为向母基板12的表面的规定位置吐出油墨的控制。作为具体的功能实现部分,如图14所示,具有进行用来实现清洗处理的运算的清洗运算部分、用来实现加盖处理的加盖运算部分,进行目的为实现使用电子秤78的重量测定的运算的重量测定运算部分,和用来通过液滴吐出使油墨滴着于母基板12的表面上,用规定的图案进行描画的描画运算部分。
在上述描画运算部分中,具有用来将液滴吐出头22设置到用来进行描画的初始位置的描画开始位置运算部分,对用来使液滴吐出头22以规定的速度向扫描方向X进行扫描移动的控制进行运算的扫描控制运算部分,对用来使母基板12向进给方向Y恰好错开规定的进给移动量的控制进行运算的进给控制运算部分,进行用来控制使液滴吐出头22内的多个喷嘴27中的哪一个喷嘴动作来吐出油墨的运算的喷嘴吐出控制运算部分等各种功能运算部分。
另外,在上述实施形态中,虽然上述各功能通过使用CPU69的程序软件来实现,但是在通过不使用CPU的电子电路可以实现上述各种功能的情况下,使用那样的电子电路也可以。
其次,根据图15所示的流程图,说明由上述构成构成的液滴吐出装置16的动作。当通过操作人员进行的电源投入使液滴吐出装置16动作后,最初在步骤S1中实现初始设定。具体地说,将头单元26和基板供给装置23和控制装置24等设定为预先决定的初始状态。
接着,当重量测定定时到来(步骤S2)时,通过扫描驱动装置19使图9所示的头单元26移动到图8所示的电子秤78处(步骤S3)。然后,用电子秤78测定从喷嘴27吐出的油墨的量(步骤S4)。进一步,对照这样测定的喷嘴27的油墨吐出特性,调节加到各个喷嘴27的压电元件41上的电压(步骤S5)。
然后,若清洗定时到来(步骤S6),则通过扫描驱动装置19使头单元26移动到清洗装置77处(步骤S7),用该清洗装置77清洗液滴吐出头22(步骤S8)。
在重量测定定时或清洗定时未到来的情况下,或者,在重量测定定时或清洗定时结束的情况下,在步骤9中,使基板供给装置23动作,向工作台49供给母基板12。具体地说,用吸盘64吸附保持基板收容部分57内的母基板12,使升降轴61、第1旋转臂62和第2旋转臂63移动,将母基板12搬运到工作台49上,进一步,推压到已预先设置在工作台49的适当部位上的定位销50a、50b(参照图9)上。另外,为了防止工作台49上边的母基板12的位置偏离,理想的是用空气吸引(真空吸附)等的手段将母基板12固定到工作台49上。
接着,通过边用图9所示的摄像装置91R、91L观察母基板12,边以微小角度单位使θ电机51的输出轴旋转,使工作台49在平面(水平面)内旋转,定位母基板12(步骤S10)。更具体地说,通过图9所示的上述一对摄像装置91R、91L或92R、92L分别摄影,分别形成于母基板12的左右两端的对准标记12ar、12al、12br、12bl,根据这些对准标记的摄像位置运算求出母基板12的平面姿势,根据该平面姿势使工作台49旋转调整角度θ。
然后,边用图8所示的头用摄像机81观察母基板12,边通过运算决定通过液滴吐出头22开始描画的位置(步骤S11)。接着,使扫描驱动装置19和进给驱动装置21适宜地动作,将液滴吐出头22移向描画开始位置(步骤S12)。
这时,液滴吐出头22既可以构成图10所示的基准方向S与扫描方向X一致的姿势,或者也可以构成为如图1和图2所示,对于扫描方向以角度φ1、φ2倾斜的姿势。该角度φ1、φ2是在多数情况下,喷嘴27的步距和在母基板12的表面上边应使油墨弹着的位置的步距不同,在使液滴吐出头22向扫描方向X移动时,为了使排列在排列方向T上的喷嘴27的间距的进给方向Y的尺寸成分与母基板12的进给方向Y的滴着位置的间距在几何学上相等的措施。
当在图15所示的步骤S12中液滴吐出头22被置于描画开始位置时,在步骤S13中,液滴吐出头22就以一定的速度向扫描方向X直线性地进行扫描移动。在该扫描中,从液滴吐出头22的喷嘴27向母基板12的表面上连续地吐出油墨的液滴。
另外,这时的油墨的液滴的吐出量,虽然也可以设定为使得通过一次扫描在液滴吐出头22所能够覆盖的吐出范围内全量吐出,但是,也可以例如如参照图3和图4后述的那样,构成为使得通过一次扫描吐出本来应吐出的量的数分之一(例如1/4)的油墨,在进行液滴吐出头22多次扫描的情况下,设定为使得其扫描范围在进给方向Y上彼此部分地重叠,在整个区域内可进行多次(例如4次)油墨吐出。
液滴吐出头22,当对母基板12的1条线量的扫描结束(步骤S14)后,反转移动返回初始位置(步骤S15),并向进给方向Y移动规定的量(恰好为已设定的移动量)(步骤S16)。然后,在步骤S13中再次进行扫描,吐出油墨,之后,重复进行上述的动作,遍及多条线地进行扫描。在此,如在下述参照图2进行说明的那样,也可以交互地使扫描方向反转那样地进行驱动,使得当1条线的量的扫描结束后,直接在进给方向Y上移动规定的量,进行反转并进行逆向扫描。
在此,如下所述,对在母基板12内形成多个滤色片的情况进行说明。当对母基板12内的滤色片区域的一列所有油墨的吐出完成(步骤S17)时,液滴吐出头22向进给方向Y移动规定的量,与上述同样再次重复进行步骤S13到步骤16的动作。然后,最终对母基板12上的所有的列的滤色片区域的油墨的吐出结束(步骤S18)时,在步骤S20中,通过基板供给装置23或别的搬运机构将处理后的母基板12排出到外部。然后,只要没有来自操作人员的作业结束的指令,就如上所述,反复进行母基板12的供给和油墨吐出作业。
当有了来自操作人员的作业结束指令(步骤S21)时,CPU69在图8中将液滴吐出头22搬运到加盖装置76处,用加盖装置76对液滴吐出头22进行加盖处理(步骤S22)。
在如上所述构成的液滴吐出装置16中,通过边使液滴吐出头2在扫描方向上扫描边连续地吐出油墨的液滴,并通过向进给方向Y的移动反复进行该扫描,就可以使油墨弹滴于母基板12的全部表面上。在本实施形态中,如图22(a)所示,由于可以将母基板12配置到工作台49上,借助于用摄像装置91R、91L进行的对准标记12ar、12al的摄影进行母基板12的定位的,同时,还可以如图22(b)所示以不同的平面姿势(围绕基板表面的法线旋转90度的姿势)将母基板12配置到工作台49上,通过用摄像装置92R、92L进行的对准标记12br、12bl的摄影,进行母基板12的定位,故可以将对母基板12的扫描方向X设定在不同的2个方向(彼此垂直的2个方向)上进行处理。
一般来说,设想将应滴着油墨的位置的排列形态不同的母基板12供往液滴吐出装置。例如,如图22所示,在在母基板12上配置多个单位区域11的情况下,对每一种产品的机种都会存在着单位区域11的大小或点排列的图案的不同,此外,为了尽可能地增多单位区域11的排列个数以提高生产性,单位区域11的排列形态有时候也不一样。因此,如图22所示,在排列有单位区域11的母基板12的情况下,虽然如图22(a)所示,使母基板12的长边方向L与液滴吐出头22的扫描方向X一致对有效地进行处理是有利的,但如图23所示,在排列有别的单位区域11’的母基板12’的情况,或在母基板12中单位区域11以与图22不同的姿势进行排列的情况下等,如图23(a)所示,使母基板12的长边方向L与进给方向Y一致,对于有效地进行处理也是有利的。
因此,根据本实施形态的液滴吐出装置16,由于构成为可以如图22和图23所示,在不同的2个方向(在图示例中是垂直的2个方向)中的任何一个方向的平面姿势下都可以对母基板12进行处理,故可以以适合对油墨的应滴着的位置的排列形态的平面姿势将把母基板12配置到工作台49上,其结果是可以根据作为对象物的母基板12的形态有效地进行处理。
另外,在上述实施形态中,由于为了将母基板12配置到工作台49上而使用了基板供给装置23,故为了把工作台49上的母基板12的姿势设定为图22和图23所示的不同的2个方向中的任一个姿势,就可以改变由基板供给装置23的供给姿势进行应对。但是,也可以构成为使得使用工作台49的旋转机构使工作台49例如旋转90度,在将母基板12供给到工作台49上后,对是否使工作台49旋转以变更母基板12的平面姿势进行选择。
然而,有关形成液滴吐出头22的喷嘴列28的多个喷嘴27的油墨吐出量的分布的不均一,例如,特别是存在于喷嘴列28的两端部的多个(例如每端个10个)的喷嘴27油墨吐出量变多,就如与图56相关连地说明的那样。这样,使用油墨吐出量比别的喷嘴27多的喷嘴27,对于为了使通过油墨吐出所形成的膜厚均一来说是不理想的。因此,理想的是将例如如图13所示在形成喷嘴列28的多个喷嘴27中,位于喷嘴列28的两端部E上的数个,例如10个左右的喷嘴,预先设定为不吐出油墨,而使用位于剩下的部分F上的喷嘴27。
此外,通过用数滴液滴进行成膜而不是用液滴吐出头22吐出的液滴的一滴在规定的区域上进行成膜,可以减小所形成的膜的厚度的不均一。即,在在多个区域中的每一个区域上进行成膜的情况下,即便是每一个液滴的量上存在着某种程度的不均一,通过用多个液滴进行一个区域的成膜,可减小在各个区域上形成的膜的厚度的不均一。
作为液滴吐出头22的结构,并不限于上述结构,可以使用各种的结构的液滴吐出头。例如,图11所示的液滴吐出头22A,具备配置在基准方向S上的2列的喷嘴列28、28。在这些任何一个喷嘴列28中,与上述同样含有多个喷嘴27。此外,图16所示的液滴吐出头22B,具备配置在基准方向上S的3列的喷嘴列28R、28G、28B。在这些任何一个液滴吐出头22A、22B中,从各个喷嘴列28的喷嘴27吐出的液滴的材料,既可以设定为相同,也可以设定为彼此不同。例如,图11所示的液滴吐出头22A,就被构成为使得从2个喷嘴列28中的任何一列的喷嘴27吐出相同的油墨,在图16所示的液滴吐出头22B的情况下,从各个喷嘴列28R、28G、28B的喷嘴27吐出的油墨彼此不同,例如可以使用这样的喷嘴,它们所喷出的材料为后述的滤色片单体材料13R、13G、13B。
滤色片及其制造方法
下面,对本发明的滤色片的制造方法的实施形态进行说明。
在该实施形态中,以使用上述液滴吐出装置16进行的例子对滤色片进行说明,但本发明的滤色片的制造方法并不受到所用的装置结构的限定。
图5(a)模式性地示出了滤色片的一个实施形态的平面构造。此外,图6(d)示出了沿着图5(a)的VI-VI线的剖面构造。
本实施形态的滤色片1,在用玻璃或塑料等形成的方形形状的基板(基材)2的表面上,以点图案状,图示例中则是点矩阵状形成有多个滤色片单体3。进一步,滤色片1,如图6(d)所示,在滤色片单体3的上层叠有保护膜4。另外。图5(a)平面地示出了去掉保护膜4的状态下的滤色片1。
在基板2的表面上边,通过形成由无透过性的树脂材料形成为网格状的隔墙6,用色材填埋由该隔墙6划分的方形形状的区域,形成滤色片单体3。此外,这些滤色片单体3,分别由R(红)、G(绿)、B(蓝)中的任一种色材形成,这些各色的滤色片单体3排列成规定的排列。作为该排列,例如可以举出如下的排列:如图7(a)所示的条带排列(矩阵的纵列都是同色的排列)、图7(b)所示的马赛克排列(排列成纵横的直线状的任意的3个滤色片单体成为R、G、B的3色的排列),图7(c)所示的三角形排列(使滤色片单体3的配置显著地不同,任意的相邻的3个滤色片单体3都变成为R、G、B的排列)等。另外,本发明中的“隔墙”,被作为也含有‘堤坝’的意思的一词使用,是指并不限于对基板大体上垂直的角度的侧面,而是包括具有某种程度的倾斜的侧面的隔墙,从基板上来看变成为凸起的部分。
另外,滤色片1的大为,例如,大约4.57cm(1.8英寸)。此外,1个滤色片单体3的大小,例如,为30微米×100微米。而相邻的滤色片单体3的间隔,即单体间间距,例如为75微米。
在将本实施形态的滤色片1作为用来进行彩色显示(全色彩显示)的光学要素使用的情况下,采用将R、G、B3个滤色片单体3作成为一个单元构成像素,使光选择地透过1个像素内的R、G、B中的任一者或它们的组合,进行彩色显示。这时,可以构成为使得把由无透光性的树脂材料形成的隔墙6起黑色掩模的作用。
上述的滤色片1,例如,可以从图5(b)所示的基板的大面积的母基板12上切出。具体地说,首先,在设定于母基板12内的多个滤色片形成区域(单位区域)11的各自的表面上形成滤色片1的1个图案。然后,通过在这些滤色片形成区域11的周围形成分断用的沟,沿着这些沟,用施加应力等的方法使母基板12分断(断开),形成图5(a)所示的各个滤色片1。
接着,具体地说明上述的滤色片1的制造方法。图6按照工序顺序模式性地示出了滤色片1的制造方法。首先,在基板12的表面上,用无透光性的树脂材料形成从箭头B方向看网格状的图案的隔墙6。网格状图案的网格孔的部分7,为待形成滤色片单体3的区域,即,滤色片单体形成区域。被该隔墙划分开来的每一个滤色片单体形成区域7的从箭头B的方向看时的平面尺寸。例如被形成为大约30微米×100微米左右。
隔墙6同时具有阻止作为向滤色片单体形成区域7供给的液状体的滤色片单体材料13的流动的功能和黑色掩模的功能。此外,隔墙6可以用任意的图案化方法,例如光刻法形成,进一步可根据需要用加热器加热进行烧成。
在隔墙6形成后,如图6(b)所示,通过向各个滤色片单体形成区域7供给滤色片单体材料13的液滴8,用滤色片单体材料13填埋各个滤色片单体形成区域7。这可以通过例如从上述液滴吐出装置16的液滴吐出头22吐出油墨(滤色片单体材料13)的液滴8,使之滴着于滤色片单体形成区域7内来进行。在图6(b)中,标号13R表示具有R(红)的颜色的滤色片单体材料,标号13G表示具有G(绿)的颜色的滤色片单体材料,标号13B表示具有B(蓝)的颜色的滤色片单体材料。
当向各个滤色片单体形成区域7中填充进规定的量的滤色片单体材料13后,用加热器将母基板12加热到例如70℃左右,使滤色片单体材料13的溶剂蒸发。通过该蒸发,如图6(c)所示,使滤色片单体材料13的体积减少,进行平坦化。在体积的减小显著的情况下,直到得到作为滤色片1充分的膜厚为止,反复进行滤色片单体材料13的液滴8的供给和该液滴8的加热。通过以上的处理,最终只残留下滤色片单体材料13的固体成分成膜,由此,形成所希望的各色的滤色片单体3。
在如上所述那样地形成滤色片单体3之后,为了使各个滤色片单体3完全干燥,以规定的温度进行规定时间的加热处理。然后,例如,用旋转涂敷法、滚动涂敷法、浸泡法或喷墨法等的适当的方法形成保护膜4。该保护膜4是为了保护滤色片单体3等和使滤色片1的表面平坦化而形成的。另外,在本实施形态中,虽然作为把隔墙6的树脂使用的是非透光性的树脂,构成为具有遮光功能的隔墙(黑色矩阵),但是,也可以代之以隔墙6的树脂使用透光性的树脂,而在该树脂的下层形成由比该树脂宽一圈的尺寸的Cr等的金属等构成的遮光层。
在本实施形态中,如图6(b)所示,通过以滤色片单体材料13作为油墨,借助于上述液滴吐出装置16使该油墨滴着于各个滤色片单体形成区域7上,形成滤色片单体3。在该情况下,若将用来形成3色的滤色片单体3的3种的滤色片单体材料13R、13G、13B,全都在对于母基板12的同一扫描方向X上,边使液滴吐出头22扫描,边不断吐出,则如上所述,由于液滴吐出头22的各个喷嘴27间的吐出量的不均一,液滴吐出头22的喷嘴27的油墨吐出量的经时变化等,有时候会在扫描方向X上产生条纹状的颜色不均匀。
于是,在本实施形态中,上述3色的滤色片单体材料13R、13G、13B中的任一色的材料的吐出是在使液滴吐出头22边在与其他颜色的材料不同的扫描方向上扫描边吐出的。例如,如图22(a)所示,在液滴吐出头22的扫描方向X与母基板12的长边方向L相一致的状态下,使之不断吐出上述3色的材料中的2色的材料(例如13R和13G),如图22(b)所示,在液滴吐出头22的扫描方向X与母基板12的长边方向L垂直的状态(即,进给方向Y与母基板12的长边方向L一致的状态)下,使之不断吐出剩下的1色的材料(例如13B)。此外,反之,如图23(a)所示,在液滴吐出头22的扫描方向X与母基板12的长边方向L垂直的状态(即进给方向Y与母基板12的长边方向L一致的状态)下,不断吐出上述3色的材料中的2色的材料(例如13R和13G),如图23(b)所示,在液滴吐出头22的扫描方向X与母基板12的长边方向L相一致的状态下,使之不断吐出剩下的1色的材料(例如13B)。
如上所述那样,由于3色的滤色片单体材料13R、13G、13B中的任一种材料的吐出时的扫描方向,与剩下的材料的吐出时的扫描方向相对母基板12彼此不同(垂直相交),所以一种材料产生的条纹状的颜色不均匀,与剩下的材料产生的条纹状的颜色的不均匀将在不同的方向上产生,由此可以使滤色片1整体的颜色不均匀变得不明显,可以实质性地减小不均匀。
图1到图4的说明图示出了从液滴吐出头22的喷嘴27对母基板12不断吐出上述的滤色片单体材料13R、13G、13B的情况的步骤。图24的示意构成图模式性地示出了用上述步骤进行处理的情况下的制造装置的装置构成。
(处理形态1)
如图24所示,在用来形成滤色片的制造装置中,具有分别与上述装置大体上同样的由液滴吐出装置16构成的第1段部分16R、第2段部分16G和第3段部分16B。但是,只在第1段部分16R中配置有基板收容部分57,在第2段部分16G和第3段部分16B中则不配置。此外,在第1段部分16R与第2段部分16G之间,第2段部分16G和第3段部分16B之间以及在第3段部分13B的后段上,分别配置有在各段的液滴吐出装置中用来使已吐出附着于母基板12上的油墨(滤色片单体材料)暂时干燥的具有热板的暂时干燥装置96。此外,还与各段对应地分别设置有用来向各个段部分供给母基板12的基板移载装置58,和从前段的液滴吐出装置中取出母基板12并向紧邻其后的暂时干燥装置96移载的基板移载装置95。进一步,还设置有从配备在第3段部分16B的后段上的暂时干燥装置96中取出母基板12,向基板收容部分98移载的基板排出机构97。
在该制造装置中,在第1段部分16R中,在R(红)的滤色片单体材料13R被吐出到母基板12上之后,就用暂时干燥装置96对滤色片单体材料13R进行暂时干燥。然后,在第2段部分16G中,G(绿)的滤色片单体材料13G被吐出到母基板12上,仍然用暂时干燥装置96进行暂时干燥。此外,在第3段部分16B中,B(蓝)的滤色片单体材料13B被吐出到母基板12上,用暂时干燥装置96进行暂时干燥。然后,在形成了R、G、B的全部的颜色的3R、3G、3B之后,最终被收纳在基板收容部分98内。
(处理形态1的细节)
图1示出了用上述制造装置对母基板12实施的各个段部分16R、16G、16B中的处理形态的具体例。另外,在图1中,为了图示方便起见,示出的是使在进给方向上移动时的液滴吐出头22的位置在扫描方向上进行了偏移的情况,这并不意味着在各个扫描中的扫描开始位置不同。
在母基板12的各个滤色片形成区域(单位区域)11上,点矩阵状地排列有滤色片单体形成区域7。母基板12的长边方向L和短边方向M的设定如图所示。接着,对于上述滤色片单体材料13R、13G、13B中的1色或2色(例如13R,或13R和13G),从母基板12的一端(图示左端)的外侧位置(初始位置)开始沿着长边方向L边使液滴吐出头22扫描边将材料作为油墨连续地吐出,并使其液滴滴着于沿着长边方向L排列的滤色片单体形成区域7上。然后,当液滴吐出头22到达母基板12的未示出的另一端(图示右端侧)后,就向母基板12的短边方向M恰好移动规定的进给移动量,再次移动到母基板12是一端的外侧位置。然后,液滴吐出头22就再次沿着长边方向L进行扫描,不断吐出液滴。
在该情况下,对于滤色片单体材料13R、13G、13B3色中的2色或1色(例如,13G和13B,或13B)的材料来说,与上述相反,将液滴吐出头22的初始位置设定为母基板12的短边方向M的一端的外侧位置,从该位置开始使液滴吐出头22边在短边方向M上扫描边不断向母基板12上吐出上述材料的液滴。在该情况下,在液滴吐出头22的扫描结束后,在使液滴吐出头22向长边方向L恰好移动规定的进给移动量后,使之在与沿着短边方向M扫描时相反的方向上移动,重复进行再次返回母基板12的短边方向M的一端的外侧位置的动作。借助于此,就变成为3色的滤色片单体材料13R、13G、13B中的至少1色在与其它的颜色的材料不同(垂直)的头扫描方向上吐出。
(处理形态1的细节的变形例)
图2示出了与上述不同的形态的各个段部分16R、16G、16B中的处理形态1的另一个例子。在该情况下,也与上述同样,对于滤色片单体材料13R、13G、13B3色中的1色或2色的材料,在液滴吐出头22的扫描方向与上述长边方向L一致的形态下进行处理,对于剩下的颜色的材料,则在液滴吐出头22的扫描方向与上述短边方向M一致的形态下进行处理。
在该情况下,与图1所示的方法不同的是,在从母基板12的一端的外侧位置向另一端的沿着液滴吐出头22的长边方向L或短边方向M的扫描结束,在母基板12的另一端的外侧位置处进行进给动作后,直接从母基板12的另一端的外侧位置开始使液滴吐出头22的扫描方向(长边方向L或短边方向M)与上一次相反地进行扫描,吐出液滴。通过反复进行这样的动作,液滴吐出头22就在母基板12上交互地方向相反地扫描下去,所以,就不再需要液滴吐出头22的返回动作,可以效率更好地进行处理。
在上述图1和图2所示的处理形态的细节中,母基板12中的滤色片单体形成区域(单位区域)11的形成间距,一般来说在长边方向L和短边方向M上会产生不同。在这样的情况下,在使用同一液滴吐出头22进行向长边方向L的扫描和进行向短边方向M的扫描的情况下,如图1和图2所示,只要使液滴吐出头22的基准方向S与扫描方向X(在图示例中,与长边方向L或短边方向M一致)之间的角度φ1、φ2互相变更即可。
(处理形态的细节的另一个变形例)
图3的说明图示出了与上述不同的液滴吐出头22的扫描形态。另外,在图3中,为便于图示起见,示出的是使在进给方向上移动时的液滴吐出头22的位置在扫描方向上进行了偏移的情况,这并不意味着在各个扫描中的扫描开始位置不同。在本例中,已预先设定好以便从液滴吐出头22吐出的液滴8的量,和滤色片单体3的体积,以便可以通过对1个滤色片单体形成区域7滴着N滴(在图示例中为4滴)从液滴吐出头22吐出的油墨(滤色片单体材料)的液滴,形成滤色片单体3。
在该情况下,在液滴吐出头22的扫描方向X是短边方向M时,设对液滴吐出头22的喷嘴列28的宽度W1,在各个扫描间进行的进给动作的进给移动量ΔS1=W1/N(在图示例中为W1/4)。此外,在液滴吐出头22的扫描方向为长边方向L时,则设对液滴吐出头22的喷嘴列28的宽度Wm,在各个扫描间进行的进给动作的进给移动量ΔSm=Wm/N(在图示例中为Wm/4)。由此,通过各个扫描向滤色片单体形成区域7内吐出的滤色片单体材料的量,虽然为总量的1/N(在图示例中为1/4),但是,由于对于各个滤色片单体形成区域7来说,结果就变成分N次(在图示例中为4次)吐出液滴8,所以,在各个滤色片单体形成区域7中,结果就变成为可填充总量的滤色片单体材料。
另外,在本例中,与图2所示的例子同样,也可以构成为使液滴吐出头22对母基板12往复进行扫描,在彼此逆向扫描时也可以吐出液滴。
(处理形态2)
在上述的处理形态1中,如图24所示,设置多段有与多种滤色片单体材料13R、13G、13B的每一种材料对应的液滴吐出装置16R、16G、16B,例如通过改变母基板12的供给姿势,使得至少1级的液滴吐出头(喷墨头)22的扫描方向与其它的级的扫描方向不同。但是,本发明并不限定于这样的方法,例如也可以使得在1个液滴吐出装置中,依次吐出多种滤色片单体材料。即,在同一液滴吐出装置中,在处理过程中改变母基板12和液滴吐出头的扫描方向之间的相对的方向关系。在该情况下,有通过在处理过程中改变液滴吐出头的扫描方向来变更相对的方向关系的方法。在该情况下,例如,将液滴吐出头(喷墨头)22构成为不仅在图9所示的扫描方向X,在进给方向Y上也可以进行扫描即可。另一方面,也有通过在处理过程中变更母基板12的平面姿势变更相对的方向关系的方法。在本发明中,虽然用哪种方法都行,但是以下参照图25更为具体地说明后者的方法。
图25示出了将母基板12载置到图8和图9所示的液滴吐出装置16中的工作台49上的状态。在本实施形态的情况下,使得可以通过使工作台49旋转,来切换使母基板12的长边方向L与扫描方向X一致的状态(图25(a)和(b)所示的状态),和使母基板12的短边方向M与扫描方向X一致的状态(图25(c)所示的状态)。由此,可以使液滴吐出头22的扫描方向X对母基板12相对地旋转90度。
例如,首先,用图8所示的基板供给装置23向工作台49上供给母基板12。这时,如图25(a)所示,使得保持在工作台49上的母基板12的长边方向L与液滴吐出装置16的液滴吐出头22的扫描方向X一致地供给母基板12。然后,直接边使液滴吐出头22在扫描方向X上扫描,边从喷嘴27不断吐出滤色片单体材料13R的液滴。然后,通过与上述同样地反复进行扫描动作和进给动作,对被认为是必要的所有的滤色片单体形成区域7填充材料,在各自的区域上形成滤色片单体3R。
接着,用与上述同样的方法,如图25(b)所示,在相同的状态下,从液滴吐出头22吐出滤色片单体材料13G。这时,通过与上述同样地反复进行扫描动作和进给动作,对被认为是必要的所有的滤色片单体形成区域7填充材料,在各自的区域上形成滤色片单体3G。
然后,如图25(c)所示,将工作台49旋转90度。由此,工作台49上的母基板12,被保持为其短边方向M与液滴吐出头22的扫描方向X一致的平面姿势。然后,在该状态下,与上述同样,从液滴吐出头22吐出滤色片单体材料13B,通过与上述同样反复进行扫描动作和进给动作,对被认为是必要的所有的滤色片单体形成区域7填充材料,在各自的区域上形成滤色片单体3B。
这时,在上述液滴吐出头22那样使用可以吐出单一的滤色片单体材料的液滴吐出头的情况下,可以准备分别可以吐出上述3种滤色片单体材料13R、13G、13B的3个喷墨头,依次使用这些喷墨头进行上述25(a)到(c)的3级的处理。此外,在图16所示的液滴吐出头22B中,被构成为从3个油墨供给装置37R、37G、37B供给滤色片单体材料13R、13G、13B,这3种材料从属于3列的喷嘴列28R、28G、28B的喷嘴27吐出。因此,在该液滴吐出头22B的情况下,用1个也可以实施上述3级的处理。
另外,至于该处理形态2的细节,可以用样适用在上述处理形态1中参照图1到图3说明的各个方法。
(处理形态3)
在上述参照图3说明的方法中,虽然说明的是向1个滤色片单体形成区域7内吐出多个液滴的方法,但是,在该情况下,在吐出上述的滤色片单体材料13R、13G、13B中的至少任意一种时,也可以改变向1个滤色片单体形成区域7吐出的多个液滴中,吐出一部分的液滴时的对母基板12的扫描方向,和吐出剩下的液滴时的对母基板12的扫描方向。这样一来,既可以实现减少因向1个滤色片单体形成区域7内填充多个液滴而产生的油墨量的不均一的效果,也可以起到减少起因于扫描方向而产生的颜色的不均匀的作用。
图26示出了如上所述向1个滤色片单体形成区域7内吐出用多个用同一材料构成的液滴的情况下的工序例。例如,如图26(a)所示,对于向滤色片单体形成区域7吐出的N个(在图示例中为4个)液滴8中的一部分(在图示例中为2个)的液滴来说,在使得母基板12的长边方向L与扫描方向X一致地保持母基板12的平面姿势的状态下,边扫描喷墨头边进行吐出。另一方面,如图26(b)所示,对于剩下(在图示例中为2个)的液滴8来说,在使得母基板12的短边方向M与扫描方向X一致地保持母基板12的平面姿势的状态下,边扫描喷墨头边进行吐出。
这样一来,由于在各个滤色片单体形成区域7中收容的液滴8的一部分对于剩余的部分来说是边在不同的扫描方向上进行头扫描边吐出的,所以可以进一步减少起因于扫描方向的材料的不均匀,也可以减少在此形成的滤色片单体3的条纹状的颜色不均匀。
(处理形态3的细节)
参照图4对上述处理形态3更为具体的方法的细节进行说明。另外,在图4中,为便于图示,示出的是使在进给方向上移动时的液滴吐出头22的位置在扫描方向上进行了偏移的情况,这并不意味着在各个扫描中的扫描开始位置不同。在本例中,在图26(a)所示的处理阶段中,设对液滴吐出头22中的短边方向M的宽度成分Wm,进给移动量ΔSm=Wm/I(在图示例中为Wm/2),反复进行与上述同样的向扫描方向X(=长边方向L)进行的扫描动作,和向进给方向Y(=短边方向M)进行的进给动作并不断吐出液滴8。此外,在图26(b)所示的处理阶段中,设对液滴吐出头22中的长边方向L的宽度成分W1,进给移动量ΔS1=W1/K(在图示例中为W1/2),反复进行与上述同样的向扫描方向X(=短边方向M)进行的扫描动作,和向进给方向Y(=长边方向L)进行的进给动作并不断吐出液滴8。在此,应向1个滤色片单体形成区域7吐出的液滴8的个数为N(在图示例中为4),N=I+K。
在以上说明的滤色片的制造方法中,理想的是在构成滤色片的多个色相中,只将起因于扫描方向而产生的条纹状的颜色不均匀最易于显眼的色相在与别的色相不同的方向上边扫描边形成。由此,通过与别色相的颜色不均匀之间的混合,可以减少作为整体来说的条纹状的颜色不均匀。例如,在上述R、G、B这3色的情况下,由于在B(蓝)的滤色片单体3B中起因于扫描方向的条纹状的颜色不均匀表现得最强,故理想的是将B的滤色片单体3B的形成时的液滴吐出头的扫描方向,设定为与其他R(红)和G(绿)的滤色片单体3R、3G的形成时的液滴吐出头的扫描方向不同的方向(垂直相交的方向)。
另外,上述的各处理形态,并不限定于滤色片的制造,在下述的EL装置的制造中也可以使用,进一步,也可以作为下述的各种的成膜方法和成膜装置的构成来采用。此外,在上述的各个处理形态中,虽然使液滴吐出头22边仅仅进给其吐出宽度量边反复进行扫描,但是,为了减少起因于设置在液滴吐出头22上的多个喷嘴间的吐出量的不均一的成膜不均匀,也可以采用使液滴吐出头22以比上述吐出宽度还小的间隔边进给边进行反复扫描的误差分散方式。这种情况下,可以进一步减小成膜的不均匀性。
具备滤色片的显示装置(电光装置)及其制造方法
图17示出了作为本发明的显示装置(电光装置)的制造方法的一个例子的液晶装置的制造方法的实施形态。另外,图18示出了作为用该制造方法制造的显示装置(电光装置)的一个例子的液晶装置的实施形态。进一步,图19示出了沿着图18的IX-IX线的液晶装置的剖面构造。首先,参照图18和图19说明液晶装置的一个例子的构造。另外,该液晶装置的一个例子,是以单纯矩阵方式进行全色彩显示显示的半透过反射式的液晶装置。
如图18所示,液晶装置101,为将液晶面板102上装配有作为半导体芯片等构成的液晶驱动用IC103a和液晶驱动用IC103b,将作为布线连接要素的FPC(柔性印刷电路)104连接到液晶面板102上的装置。液晶装置101,可以通过将照明装置106作为背光源设置在液晶面板102的背面侧的来构成。
液晶面板102,可以通过用密封剂108将第1基板107a和第2基板107b粘合来形成。密封剂108,例如,可以采用通过丝网漏印印刷等使环氧树脂环状(环绕状)地附着于第1基板107a或第2基板107b的内侧表面上的办法形成。此外,在密封剂108的内部,如图19所示,以分散状态含有由导电性材料形成为球状或圆筒状的导通构件109。
如图19所示,第1基板107a具有用透明的玻璃、透明的塑料等形成的板状的基材111a。在该基材111a的内侧表面(图19的上侧表面)上,形成有反射膜112。另外,在其上叠层绝缘膜113,在其上从箭头D方向看条带状(参照图18)地形成有第1电极114a。再在其上形成取向膜116a。另外,在基材111a的外侧表面(图19的下侧表面)上通过于粘贴等装配上偏振光板117a。
在图18中,为了易于看清楚第1电极114a的排列,将它们的间隔画得比实际宽得多。因此,比起在图面上画出来的第1电极114a的条数来,实际上在基材111a上形成有更多的第1电极114a。
如图19所示,第2基板107b,具有用透明的玻璃、透明的塑料等形成的板状的基材111b。在该基材111b的内侧表面(图19的下侧表面)上,形成滤色片118,在其上从箭头D向与上述第1电极114a垂直的方向看条带状(参照图18)地形成有第2电极114b。再在其上形成取向膜116b。此外,在基材111b的外侧表面(图19的上侧表面)上通过粘贴等装配上偏振光板117b。
在图18中,为了易于看清楚第2电极114b的排列,与第1电极的情况下同样,将它们的间隔画得比实际宽得多。因此,比起在图面上画出来的第2电极114b的条数来说,实际上在基材111b上形成有更多的第2电极114b。
如图19所示,在由第1基板107a、第2基板107b和密封剂108围起来的间隙、所谓的单元间隙内,封入液晶L,例如STN(超扭曲向列)液晶。在第1基板107a或第2基板107b的内侧表面上分布着多个微小的球形的衬垫119,由于在单元间隙内存在着这些衬垫119,使得该单元间隙被均一地保持。
第1电极114a和第2电极114b,被配设为在彼此垂直的方向上延伸。它们平面性地交叉的部分,从图19的箭头D的方向看被排列成点矩阵状。由此,该点矩阵状的各个交叉点构成一个显示点。滤色片118,可以通过从箭头D方向看以规定的图案,例如,条带排列、三角形排列、马赛克排列等的图案将R(红)、G(绿)、B(蓝)的各色要素(滤色片单体)进行排列来构成。上述的1个显示点与R、G、B中每个一一对应。由R、G、B3色的显示点,构成一个像素。
通过使矩阵状地排列的显示点选择性地成为ON状态,就可以在液晶面板102的第2基板107b的外侧显示文字、数字等的图像。这样进行图像显示的区域为有效显示区域,在图18和图19中用箭头V表示。
如图19所示,反射膜112由APC合金、铝等的光反射性材料形成。此外,在该反射膜112上,在对应第1电极114a和第2电极114b的交点的各个显示点的位置上形成有开口121。因此,开口121从图19的箭头D看与显示点同样被排列成矩阵状。
第1电极114a和第2电极114b,例如,由透明导电材料的ITO(氧化铟锡)形成。另外,取向膜116a、116b,通过使聚酰亚胺系树脂附着成均一厚度的膜状来形成。通过对这些取向膜116a、116b进行摩擦处理,来决定第1基板107a和第2基板107b的表面上的液晶分子的初始取向。
如图18所示,第1基板107a被形成为面积比第2基板107b更大,在用密封剂108将这些基板粘合起来时,第1基板107a具有向第2基板107b的外侧伸出来的基板伸出部分107c。然后,在该基板伸出部分107c上,用规定的图案形成有从第1电极114a伸出的引出布线114c、借助于存在于密封剂108的内部的导通构件109(参照图19)与第2基板107b上的第2电极114b导通的引出布线114d、液晶驱动用IC103a的输入用突点,即连接到输入端子上的金属布线114e、和连接到液晶驱动用IC103b输入用突点上的金属布线114f等各种的布线。
这时,从第1电极114a伸出的引出布线114c和向第2电极114b通电的引出布线114d,可以用与这些电极相同材料的ITO形成。此外,液晶驱动用IC103a、103b的输入侧的布线的金属布线114e、114f,可以用电阻低的金属材料,例如APC合金形成。该APC合金,是主要含有Ag、且向其中添加有Pd和Cu的合金,例如是具有Ag:98重量%、Pd:1重量%、Cu:1重量%的组成的合金。
液晶驱动用IC103a、103b,借助于ACF(各向异性导电膜)122粘接装配到基板伸出部分107c的表面上。即,在本实施形态中,可以作为将半导体芯片直接装配到基板上的构造,所谓的COG(玻板基芯片)方式的液晶面板形成。在该COG方式的装配构造中,通过含于ACF122的内部的导电粒子,将液晶驱动用IC103a、103b的输入侧突点和金属布线114e、114f进行电连接,将液晶驱动用IC103a、103b的输出一侧突点和引出布线114c、114d电连接。
在图18中,FPC104,具有可挠性的树脂薄膜123、其构成为含有芯片部件124的电路126、和金属布线端子127。电路126,可以用焊接或其它的导电连接方法直接装载到树脂薄膜123的表面上。此外,金属布线端子127可以用APC合金、Cr、Cu以及其它的导电材料形成。FPC104中形成了金属布线端子127的部分,通过ACF122连接到第1基板107a中形成了金属布线114e、114f的部分上。由此,通过含于ACF122的内部的导电粒子使基板侧的金属布线114e、114f和FPC侧的金属布线端子127导通。
在FPC104的相反侧的边端部分上形成外部连接端子131,该外部连接端子131被连接到未示出的外部电路上。由此,根据从外部传送来的信号驱动液晶驱动用IC103a、103b,向第1电极114a和第2电极114b中的一方供给扫描信号,向另一方供给数据信号。由此,可对排列在有效显示区域V内的显示点分别地进行电压控制,结果可对液晶L的取向分别地进行控制。
图18所示的照明装置106,如图19所示,具有由丙烯酸树脂等构成的导光体132、设置在该导光体132的光出射面132b上的扩散板133、设置在导光体132的光出射面132b的相反侧上的反射板134、和作为发光源的LED(发光二极管)136。
LED136,被支持于用LED基板137上,该LED基板137,例如被安装到与导光体132一体形成的支持部分(未示出)上。通过将LED基板137安装到支持部分的规定的位置上的办法,将LED136放置到与导光体132的侧边端面的光取入面132a对向的位置上。另外,标号138表示用来缓冲加到液晶面板102上的冲击的缓冲部件。
当LED136发光时,该光就从光取入面132a取入进来导往导光体132的内部,在边在反射板134或导光体132的壁面处反射边进行传播期间,从光出射面132b通过扩散板133后作为平面光向外部出射。
以上说明的液晶装置101,在太阳光、室内光等的外部光充分明亮的情况下,在图9中就从第2基板107b一侧将外部光取入液晶面板102的内部,该光在通过液晶L后在反射膜112处被反射再次供往液晶L。液晶L通过挟持它的电极114a、114b按R、G、B的每一个显示点被取向控制。因此,供往液晶L的光按每一个显示点进行调制,通过该调制由通过偏振光板117b的光和不能通过该极的光,在液晶面板102的外部显示文字、数字等的图像,进行反射式显示。
另一方面,在得不到充分的外部光的光量的情况下,LED136发光并从导光体132的光出射面132b射出平面光,该光通过在反射膜112上形成的开口121供往液晶L。这时,与反射式的显示同样,所供给的光通过可进行取向控制的液晶L对每一个显示点进行调制。由此,可以向外部显示图像,进行透过式显示。
上述构成的液晶装置101,例如,可以用图17所示的制造方法制造。在该制造方法中,工序P1-P6这一连串的工序,是形成第1基板107a的工序,工序P11-P14这一连串的工序是形成第2基板107b的工序。第1基板形成工序和第2基板形成工序,通常,分别独立地进行。
首先,在第1基板形成工序中,在由透光性玻璃、透光性塑料等形成的大面积的母基板的表面上,用光刻胶法等形成液晶面板102的多块的反射膜112。进一步,在其上用周知的成膜法形成绝缘膜113(工序P1)。其次,用光刻胶法等形成第1电极114a、引出布线114c、114d和金属布线114e、114f(工序P2)。
然后,采用在第1电极114a上,通过涂敷、印刷等形成取向膜116a(工序P3),进一步,通过对该取向膜116a进行摩擦处理来决定液晶的初始取向(工序P4)。其次,例如通过丝网漏印刷等环状地形成密封剂108(工序P5),再向其上分布球状的衬垫119(工序P6)。通过以上工序,就可以形成具有多块量的液晶面板的第1基板107a上边的面板图案的大面积的母第1基板。
与以上的第1基板形成工序分开地实施第2基板形成工序(图17的工序P11-工序P14)。首先,准备用透光性玻璃、透光性塑料等形成的大面积的母原基板,在其表面上形成液晶面板的多块量的滤色片118(工序P11)。该滤色片118的形成工序,用图6所示的制造方法进行,该制造方法中的R、G、B各色滤色片单体的形成,可以用图8的液滴吐出装置16根据图1到图4等中所示的液滴吐出头22的控制方法来进行。这些滤色片的制造方法和液滴吐出头22的控制方法,与已经说明内容是相同的,在此省略其说明。
如图6(d)所示,在母基板12,即母原基板的上形成滤色片1,即滤色片118后,接着,用光刻法形成第2电极114b(工序P12)。进一步,通过涂敷、印刷等形成取向膜116b(工序P13)。然后,对该取向膜116b进行摩擦处理来决定液晶的初始取向(工序P14)。通过以上工序,就可以形成具有多个液晶面板102的第2基板107b上的面板图案的大面积的母第2基板。
通过以上工序,在形成大面积的母第1基板和母第2基板之后,在进行位置对准,即合位之后,中间挟持密封剂108地把将这些母基板粘贴起来(工序P21)。由此,形成含有多个液晶面板量的面板部分且尚未封入液晶的状态的空的面板构造体。
接着,采用在得到的空的面板构造体的规定的位置上,形成划片沟,即分割用沟,然后以该划片沟为基准给面板构造体加上应力或热,或照射光等的方法断开基板的办法进行分断(工序P22)。借助于此,形成各个液晶面板部分的密封剂108的液晶注入用开口110(参照图18)向外部露出来的状态的、所谓的长方形的空的面板构造体。
然后,通过露出的液晶注入用开口110向各个液晶面板部分的内部注入液晶L,然后,用树脂等密封各个液晶注入用开口110(工序P23)。通常的液晶注入处理可采用对液晶面板部分的内部进行减压,借助内外压力差注入液晶来进行。例如,将液晶贮存在贮存容器中,将贮存有该液晶的贮存容器和长方形的空面板放入到容器内。使该容器等变成为真空状态后,在该容器的内部将长方形的空面板浸泡到液晶中。然后,当在大气压中打开该容器后,由于空面板的内部是真空状态,故被大气压加压的液晶就通过液晶注入用开口被导入面板的内部。然后,由于在液晶注入后的液晶面板构造体的周围附着有液晶,在液晶注入处理后的长方形的面板要在工序P24中进行清洗处理。
然后,对液晶注入和清洗完毕的长方形面板,再次在规定位置上形成划片沟。进一步,以该划片沟为基准分割长方形面板。由此,就一个一个地切出多个液晶面板102(工序P25)。对这样地制作的每一个液晶面板102,如图18所示,通过装配液晶驱动用IC103a、103b,安装作为背光源的照明装置106,再连接上FPC104,完成作为目标的液晶装置101(工序P26)。
以上所说明的液晶装置及其制造方法,特别是在制造滤色片的阶段中,可以用在上述滤色片及其制造方法中描述的多种方法中的任何一个方法实施。因此,与图5(a)所示的滤色片1同样,在制造图19所示的滤色片118的情况下,要在滤色片单体材料的液滴的扫描方向彼此不同的多个(在实施例中为2个)方向上进行处理,其结果是可以形成各自的滤色片单体。因此,由于与上述同样可以减少起因于扫描方向的条纹状的颜色不均匀,故可提高液晶装置的显示品位。
此外,在用图3和图4所示的方法制造滤色片的情况下,采用每一个滤色片单体3,并不是通过液滴吐出头22的1次扫描形成,而是通过多次的扫描N次(例如4次)重叠地接受油墨吐出形成规定的膜厚。为此,即使是在多个的喷嘴27间存在油墨吐出量上的不均一,也可以防止在多个滤色片单体3之间的膜厚上产生不均一,也可进一步减少上述的条纹状的颜色不均一,因此,可以使滤色片的光透光特性在平面上成为均一。
此外,在本实施形态的液晶装置及其制造方法中,由于通过使用图8所示的液滴吐出装置16,通过使用液滴吐出头22的油墨吐出来形成滤色片单体3,故既不需要经过使用光刻技术的方法那样的复杂的工序,另外,也不会造成材料的浪费。
另外,在上述实施形态中,对作为显示装置具备液晶面板的液晶装置进行了说明,但是作为具备与上述同样的滤色片的显示装置,也可以适用于液晶装置之外的其它的电光装置,例如EL元件、等离子体显示面板等中设置有滤色片的装置中。就是说,例如,在EL元件的情况下,通过使具备与具有EL发光功能的多个显示点对应的滤色片单体的滤色片平面重叠,可以得到与上述实施形态同样的效果。
使用EL元件的显示装置(电光装置)及其制造方法
图20示出了作为本发明的显示装置(电光装置)及其制造方法的一个例子的EL装置及其制造方法的实施形态。此外,图21示出了该制造方法的主要工序和最终得到的EL装置的主要剖面构造。如图21(d)所示,EL装置201,在透明基板204上形成像素电极202,在各个像素电极间从箭头G方向看将突点205形成网格状。在这些网格状凹部中形成空穴注入层220,使得从箭头G方向看成为条带排列等的规定的排列地,在各个网格状凹部中形成R色发光层203R、G色发光层203G和B色发光层203B。进一步,通过在其上形成对向电极213来形成EL装置201。
在用TFD(薄膜二极管)元件等的2端子型的有源元件驱动上述像素电极202的情况下,上述对向电极213从箭头G的方向看被形成为条带状。此外,在用TFT(薄膜晶体管)等的3端子型的有源元件进行驱动的情况下,上述对向电极213被形成为单一的面电极。
被各个像素电极202和各个对向电极213挟持的区域,成为一个显示点,R、G、B3色的显示点成为一个单元形成一个像素。通过控制流经各个显示点的电流,选择性地使多个显示点中的所希望的点发光,由此,可以在箭头H方向上显示所希望的彩色图像。
上述EL装置201,例如,可以用图20所示的制造方法进行制造。即,如工序P51和图21(a)所示,在透明基板204的表面上形成TFD元件或TFT元件这样的有源元件,然后再形成像素电极202。作为形成方法,例如,可以使用光刻法、真空蒸发法、溅射法、高温溶胶法等。作为像素电极202的材料,可以使用ITO、氧化锡、氧化铟和氧化锌的复合氧化物等,
接着,如工序P52和图21(a)所示,用众所周知的方法,例如用光刻法形成隔墙,即堤坝205,用该堤坝205填埋各个透明的像素电极202之间。由此,可以提高对比度,防止发光材料的混色、防止从像素和像素之间的光漏泄等。作为堤坝205的材料,虽然只要是对EL发光材料的溶剂具有耐久性的材料就即可并无特别限定,但是,优选的是通过氟碳气体等离子体处理可以四氟乙烯化的材料,例如丙烯酸树脂、环氧树脂、感光性聚酰亚胺等的有机材料。
接着,在将要涂敷作为功能性液状体的空穴注入层之前,对透明基板204进行氧气和氟碳气体等离子体的连续等离子体处理(工序P53)。由此,可以使聚酰亚胺表面被疏水化,使ITO表面被亲水化,可以控制为使液滴微细地图案化的基板侧的润湿性。作为产生等离子体的装置,不论是在真空中产生等离子体的装置还是在大气中产生等离子体的装置都同样地可以使用。
接着,如工序P54和图21(a)所示,从图8的液滴吐出装置16的液滴吐出头22吐出空穴注入层用油墨。在各个像素电极202上进行图案化涂敷。具体的液滴吐出头22的控制方法,可以使用图1、图2、图3和图4所示的方法中的任一种方法。在进行该涂敷后,在真空(1乇)中,在室温、20分钟这样的条件下,除去溶剂(工序P55)。然后,通过在大气中,20℃(热板上),10分钟的热处理,形成与发光层用油墨不相溶的空穴注入层220(工序P56)。在上述条件下,膜厚为40nm。
接着,如工序P57和图21(b)所示,用液滴吐出法,向各个滤色片单体形成区域内的空穴注入层220的上,涂敷作为功能性液状体的EL发光材料的R发光层用油墨,和作为功能性液状体的EL发光材料的G发光层用油墨。在此,也使各个发光层用油墨从图8的液滴吐出装置16的液滴吐出头22吐出。液滴吐出头22的控制方法,在图1到图4所示的方法的任一种方法中,可以使用取代上述滤色片的各个色相适用于EL发光材料的发光色的方法。若采用喷墨方式,则可以简便且短时间地进行微细的图案化。此外,通过改变油墨组成物的固体成分浓度和吐出量,可以改变膜厚。
在涂敷发光层用油墨后,在真空(1乇)中,在室温、20分钟这样的条件下,除去溶剂(工序P58)。接着,在氮气气氛中,通过1.50℃、4个小时的热处理使之共轭化形成R色发光层203R和G色发光层203G(工序P59)。在用上述条件进行形成中,膜厚为50nm。通过热处理共轭化的发光层对溶剂是不溶的。
另外,也可以在形成发光层之前对空穴注入层220进行氧气和氟碳气体等离子体的连续等离子体处理。由此,通过在空穴注入层220上形成氟化物层,离子化电位提高,可以提高供空穴注入效率,提供发光效率高的有机EL装置。
接着,如工序P60和图21(c)所示,各个显示点内的R色发光层203R、G色发光层203G和空穴注入层220的上重叠地形成作为功能性液状体的发光材料的B色发光层203B。由此,不仅可以形成R、G、B3原色,还可以填埋R色发光层203R和G色发光层203G与和堤坝205之间的台阶使之平坦化。由此,可以确实地防止上下电极间的短路。通过对B色发光层203B的膜厚进行调整,B色发光层203B,在与R色发光层203R和G色发光层203G的叠层构造中,作为电子注入输运层起作用而不发B色光。
作为以上的B色发光层203B的形成方法,例如,作为湿式法可以采用一般的旋转涂敷发,或者,也可以采用与R色发光层203R和G色发光层203G的形成方法同样的喷墨法。
然后,如工序P61和图21(d)所示,通过形成对向电极213,可以制造作为目标的EL装置。对向电极213,在其为面电极的情况下,例如,可以以Mg、Ag、Al、Li等为材料,用蒸镀法,溅射法等的成膜法形成。此外,在对向电极213为条带状电极的情况下,可以用光刻法等的图案化方法对成膜后的电极层处理形成。
根据以上所说明的EL装置201及其制造方法,由于作为喷墨头的控制方法采用图1-图4所示的任一种控制方法,故与上述同样,可以减少起因于扫描方向的条纹状的颜色不均匀。此外,图21中的各个显示点内的空穴注入层220和R、G、B各色发光层203R、203G、203B,1个显示点内的空穴注入层和/或各色发光层,不是用喷墨头(参照图1)的1次扫描形成的,而是通过多次的扫描接受N次(例如4次)的油墨吐出来形成规定的膜厚。为此,即使在多个的喷嘴27间的油墨吐出量上存在着不均一,也可以防止在多个滤色片单体3之间的膜厚上产生不均一,也可以减少上述的条纹状的颜色不均一,因此,可以使EL装置201的发光面的发光分布特性在平面上成为均一。
此外,在本实施形态的EL装置及其制造方法中,由于使用图8所示的液滴吐出装置16,通过使用液滴吐出头22的油墨吐出来形成R、G、B各个显示点,故既不需要使用光刻法那样的复杂的工序,也不会浪费材料。
滤色片的制造方法和制造装置
下面,参照附图对本发明的滤色片的制造方法和制造装置的实施形态进行说明。首先,在对该滤色片的制造装置进行说明之前,先对要制造的滤色片进行说明。图38的局部扩大图示出了滤色片,图38(A)是平面图,图38(B)是图38(A)的X-X线剖面图。另外,在图38所示的滤色片中,对于那些与图5所示的实施形态的滤色片1相同的构成,赋予同一标号地进行说明。
滤色片的构成
在图38(A)中,滤色片1具备排列成矩阵状的多个滤色片单体3。这些滤色片单体3的边界用隔墙6分隔开来。向滤色片单体3的每一个单体上,导入作为红(R)、绿(G)、蓝(B)中的任一种的油墨的液状体的滤色片材料,即滤色片单体材料13。图38所示的滤色片,虽然说明的是把红、绿、蓝的配置为所谓的马赛克排列,但是,如上所述,也可以使用条带排列或三角形排列等任一种排列。
滤色片1,如图38(B)所示,具备透光性的基板2和透光性的隔墙6。未形成该隔墙6,即(隔墙6)被除去的部分,构成配置上述滤色片单体3的滤色片单体形成区域7。在隔墙6和滤色片单体3的上面,形成有保护层的保护膜4和电极层5。
滤色片的制造装置的构成
下面,参照附图对制造上述滤色片的制造装置的构成进行说明。图27的部分切掉立体图示出了构成本发明的滤色片的制造装置的液滴吐出装置。滤色片制造装置,制造构成作为电光装置的彩色液晶面板的滤色片1。该滤色片制造装置,具备具有基本上与上述液滴吐出装置16同样的基本功能的液滴吐出装置。
液滴吐出装置的构成
该制造装置,具有图27所示的3台的液滴吐出装置405R、405G、405B。这些液滴吐出装置405R、405G、405B,对应于与分别向母基板12上吐出作为液状体的油墨,即滤色片材料的例如R、G、B滤色片单体材料13的R、G、B的3色。另外,这些液滴吐出装置405R、405G、405B配置成略直列状构成制造装置。此外,在各个液滴吐出装置405R、405G、405B上一体地设置有控制各个构成部件的动作的未示出的控制装置。
另外,在各个液滴吐出装置405R、405G、405B上,分别连接有将母基板12一块一块搬入和搬出这些液滴吐出装置405R、405G、405B中的未示出的机器手。此外,在各个液滴吐出装置405R、405G、405B上,接续有未示出的可收容例如6块母基板12的,对母基板12进行热处理,例如,120℃、加热5分钟使被吐出后的滤色片单体材料13干燥的多段烘烤炉。
液滴吐出装置405R、405G、405B,如图27所示,具有中空箱状的主体机箱的热超净室422。在该热超净室422内,使得可以得到用喷墨方式进行的稳定的描画,将内部调整为例如20℃误差0.5℃,尘埃不可能从外部侵入进来。在该热超净室422内,配设有液滴吐出处理本体423。
液滴吐出处理本体423,如图27所示,具有X轴空气滑动工作台424。在该X轴空气滑动工作台424上,配设有未示出的配置有线性电机的扫描驱动装置425。该扫描驱动装置425,具有通过例如吸引安装固定母基板12的未示出的台座部分,使该台座部分对于母基板12在扫描方向X上移动。
在液滴吐出处理本体423上,如图27所示,位于X轴空气滑动工作台424的上方,配设有作为Y轴工作台的进给驱动装置427。该进给驱动装置427,使例如沿着上下方向吐出滤色片单体材料的头单元420对于Y轴方向的母基板12在进给方向上移动。另外,在图27中,头单元420,为了使位置关系明确化,以悬空的状态用实线表示出来。
另外,在液滴吐出处理本体423中,配设有为了控制喷墨头421的位置、母基板12的位置,识别位置的观察手段的未图示的各种照像机等的摄像装置。另外,喷墨单元420、台座的位置控制,除使用脉冲电动机的位置控制之外,也可以使用伺服电动机的反馈控制、基地任意地控制方法来实现。包括上述摄影装置的各种构成与上述图8和图9所示的液滴吐出装置基本相同。
此外,在液滴吐出处理本体423上,如图27所示,配设有清扫单元481,用来把头单元420中的吐出滤色片单体材料13的面擦拭干净。该清扫单元481的构成为使例如布部材料和橡胶板叠层为一体的未示出的清扫构件的一端侧适宜地卷取,并依次用新的面清扫吐出滤色片单体材料13的面。由此,除去附着在吐出面上的滤色片单体材料13,使得不会产生下述的喷嘴466的孔堵塞。
此外,在液滴吐出处理本体423上,如图27所示,还设置有油墨系统482。该油墨系统482,具有贮存滤色片单体材料13的油墨槽483、滤色片单体材料13可流通的供给管478、和从油墨槽483通过供给管478向头单元420供给滤色片单体材料13的未示出的泵。另外,在图27中,供给管478的配管,是模式性地示出的配管,使得从油墨槽483不影响头单元420的移动地配线到进给驱动装置427上,结果变成为从扫描头单元420的进给驱动装置427的上方向头单元420供给滤色片单体材料13。
此外,在液滴吐出处理本体423上,设置有检测从头单元420吐出的滤色片单体材料13的吐出量的重量测定单元485。
再有,在液滴吐出处理本体423上,还配设有一对例如具有未示出的光传感器,检测从头单元420吐出的滤色片单体材料13的吐出状态的点遗漏检测单元487。该点遗漏检测单元487,被配设为使得沿着对从头单元420吐出液滴的方向进行交叉的方向,例如沿着X轴方向未示出的光传感器的光源和受光部分,将从头单元420吐出的液滴8要通过的空间夹在中间地对向。此外,该点遗漏检测单元487,被配置在头单元420的搬运方向的Y轴方向一侧,为了吐出滤色片单体材料13,被构成为使得每当对使头单元420进行进给移动时都检测吐出状态以检测点遗漏。
另外,虽然详细情况要在后边说明,在头单元420上还设置有2列吐出滤色片单体材料13的头装置433。为此,设置有一对点遗漏检测单元487,以检测各个头装置的每一列的吐出状态。
头单元的构成
下面,对头单元420的构成进行说明。图28的平面图示出了设置在液滴吐出装置上的头单元。图29是头单元的侧视图。图30是头单元的正视图。图31是头单元的剖面图。
头单元420,如图28~图31所示,具有头本体部分430和油墨供给部分431。此外,头本体部分430还具有平板状的载物台426,和已安装到该载物台426上的多个实质上大体同一形状的头装置433。
图32的分解立体图示出了配设在头单元上的头装置。头装置433,如图32所示,具有长方形的印制基板435。在该印制基板435上,装配各种电气部件436并设置有电气布线。此外,在印制基板435上,位于长边方向的一端侧(图23中的右侧)贯通形成窗口部分437。进一步,在印制基板435上位于窗口部分437的两侧设置有作为油墨的滤色片单体材料13可流通的流通路径438。
然后,在该印制基板435的一面侧(图32中的下面侧)上,位于长边方向的大体上一端侧(图32中的右侧),用安装部件440一体地安装有喷墨头421。该喷墨头421,被形成为长边矩形形状,以其长边方向沿着印制基板435的长边方向的状态安装。另外,各个头装置433中的各个喷墨头,只要是实质上大体同一形状,即,例如规定的规格的产品,且选为规定的品质的喷墨头即可。具体地说,这些喷墨头421具有具有相同个数的喷嘴,且喷嘴的形成位置彼此相同,这在对载物台组装喷墨头时效率好,此外,在提高组装精度方面也是理想的。进一步,如果使用经由同一制造、组装工序制作的产品,则不需要制作特别的产品,可以降低成本。
此外,在印制基板435的另一侧面(图32中的上面侧)上,位于长边方向的大体上另一端侧(图32中的左侧)一体地安装有用电布线连接到喷墨头421上的连接器441。在这些连接器441上,如在图27中模式性地示出的那样,使得不影响头单元420的移动地,连接在进给驱动装置427上布线的电气布线(包括电源布线、信号布线)442。该电布线442将未示出的控制装置和头单元420连接起来。即,这些电布线442,就如在图28和图31中用2点锁线的箭头模式性地示出的那样,从进给驱动装置427向作为头单元420的2列头装置433的排列方向的两侧的头单元420的外周一侧布线以连接到连接器441上,结果成为不会产生电噪声。
再有,在印制基板435的另一面侧(图32中的上面侧),在长边方向的大体上一端侧(图32中的右侧)与喷墨头421相对应地安装有油墨导入部分443。该油墨导入部分443,具有设置在安装构件440上,对贯通印制基板435的定位销部分444进行配合的大体上圆筒形状的定位圆筒部分445,和啮合到印制基板435上的啮合爪部446。
另外,在油墨导入部分443上,突出设置有一对顶端细形状大体上为圆筒状的连结部分448。这些连结部分448,在作为印制基板435侧的基端部分上具有大体上液密地连接到印制基板435的流通路径上的未示出的开口,在顶端部分上具有滤色片单体材料13可流通的未示出的孔。
再有,在这些连结部分448上,如图29~图31所示,位于顶端侧分别安装有密封连结部分450。这些密封连结部分450,被形成为在内周一侧大体上液密地对连结部分448进行配合的大体上圆筒状,在顶端部分上设置有密封构件449。
图33是喷墨头的分解立体图。图34是与喷墨头的剖面对应地说明喷墨头的吐出滤色片单体材料的动作的模式图,图34(A)示出的是吐出滤色片单体材料前的状态,图34(B)示出的是通过使压电元件进行收缩,正在吐出滤色片单体材料的状态,图34(C)示出的是刚刚吐出滤色片单体材料之后的状态。图35是说明喷墨头的吐出滤色片单体材料的吐出量的说明图。图36是说明喷墨头的配置状态的示意性模式图。图37是图36的局部放大图。
喷墨头421,如图33所示,具有大体上矩形形状的保持器451。在该保持器451上,沿着长边方向设置有2列例如180个压电元件等的压电振子452。此外,在保持器451上,在长边方向的两侧大体上的中央位置,分别设置有与印制基板435的流通路径438连通,流通作为油墨的滤色片单体材料13的贯通孔453。
此外,在位于保持器451的压电振子452的一面的上表面上,如图33所示,一体地设置有用合成树脂板状地形成的弹性板455。在该弹性板455上,分别设置与贯通孔453连接的连通孔456。而在弹性板455上,与突设于保持器451的上的大体四个角处的定位爪部457相配合的配合孔458,并且被定位于保持器451的上面一体安装。
此外,在弹性板455的上表面上,还设置有平板状的流路形成板460。在该流路形成板460上,设置有:在保持器451的宽度方向上细长状且与压电振子452对应地在保持器451的长边方向上180个直列状地设置2列的喷嘴沟461;在喷嘴沟461的一侧在保持器的长边方向上细长状地设置的开口部分462;和连接到弹性板455的连通孔456上的流通孔463。此外,在弹性板455上,还设置有与弹性板455一起被定位于保持器451的上表面上并一体地进行安装的与突出设置在保持器451的上表面大体上4个拐角上的定位爪部457相配合的配合孔458。
此外,在流路形成板460的上表面上,设置有大体上平板状的喷嘴板465。在该喷嘴板465上,与流路形成板460的喷嘴沟461对应地在保持器451的长边方向上,在25.4mm(1英寸)的长度范围内180个且直列状地设置有2列大体上圆形的喷嘴466。此外,在弹性板455上,还设置有与突出设置在保持器451的上表面大体上4个拐角上的定位爪部457相配合的配合孔458,与弹性板455和流路形成板460一起被定位于保持器451的上表面上安装成一体。
然后,通过进行叠层的弹性板455、流路形成板460和喷嘴板465,如在图34中模式性地示出的那样,由流路形成板460的开口部分462划分形成液体贮存器467的同时,该液体贮存器467通过液体供给路径468连接到各个喷嘴沟461上。由此,喷墨头421,通过压电振子452的动作,增大喷嘴沟461内的压力,以2到13pl,例如10pl的液滴量,以7m/s加减2m/s,从喷嘴吐出滤色片单体材料13。即,如图34所示,通过对压电振子452脉冲状地施加规定的的施加电压,如在图34(A)、(B)、(C)中依次示出的那样,通过使压电振子452在箭头Q的方向上适当伸缩,对作为油墨的滤色片单体材料13加压以规定量的液滴8从喷嘴466吐出。
此外,该喷墨头421,如在上述实施形态中也说明过的那样,存在图35所示的那样的排列方向的两端部侧的吐出量增多的吐出量的不均一的倾向。由此可知,可以进行控制使得例如从吐出量不均一为5%以内的范围的喷嘴466即从两端部的各10个的喷嘴466不吐出滤色片单体材料13。
然后,构成头单元420的头本体部分430,如图27~图31所示,其构成为彼此并列地配置有多个具有喷墨头421的头装置433。该头装置433在载物台426上的配置,如图34中模式性地示出的那样,为向与进给方向的Y轴方向垂直的扫描方向的X方向一侧倾斜偏移地排列的状态。即,例如在从进给方向的Y轴方进行一定倾斜的方向上例如并排排列配置6个,该列配置可有多列,例如2列。这是从头装置433的短边方向的宽度比喷墨头421还宽,不能使彼此相邻的喷墨头421间的配置间隔变窄,同时,喷嘴466的列必须在Y轴方向上连续地排列是状况考虑出来的一种配置方法。
再有,头本体部分430,头装置433处于向喷墨头421的长边方向相对X轴方向交叉的方向倾斜的状态,并且,在连接器441处于与相对向方向相反一侧的状态下被配置为大体上点对称。该头装置433的倾斜配置状态,例如作为喷墨头421的长边方向的喷嘴466的配设方向对于X轴方向倾斜57.1度。
此外,头装置433,被配置为大体上参差状,即相对排列方向不位于直列状态。即,如图28~图31和图36所示,使得12个喷墨头421的喷嘴466在Y轴方向上连续地进行排列那样地,把喷墨头421排列成2列,而且,在该Y轴方向上的排列顺序彼此不同的交互地配置。
具体地说,根据图36和图37,更为详细地进行说明。在这里,喷墨头421,作为长边方向的喷嘴466的排列方向对X轴方向进行倾斜。为此,在设置在喷墨头421上的2列的喷嘴466的第1列中,吐出滤色片单体材料13的第11个喷嘴466位于X轴方向的直线上边,第2列的喷嘴466的另一方,则存在成为不吐出的10个以内的位置的区域A(图37中的A)。即,在1个喷墨头421中,将产生在X轴方向上的直线上不存在2个喷嘴466的区域A。
因此,如图36和图37所示,在1个喷墨头421中,且在X轴方向的直线上存在2个喷嘴466的区域B(图37中的B)的情况下,不使构成列的头装置433在X轴方向上处于并列状态。此外,使构成一方的列的头装置433在X轴方向上的直线上只有1个的区域A,和构成另一方的列的头装置433在X轴方向上的直线上只有1个的区域A,在X轴方向上处于彼此并列状态,用一方的列的喷墨头421和另一方的列的喷墨头421,变成为在X轴方向的直线上有合计2个的喷嘴466的状态。即,在配置有喷嘴421的区域中,进行锯齿状地配设,使得不论是在什么位置上在X轴方向的直线上必须有合计2个的喷嘴466。另外,不吐出滤色片单体材料13的喷嘴466的区域X,不计算在作为该X轴方向的直线上的2个喷嘴466的个数之内。如上所述,对要进行扫描的X轴方向吐出油墨的喷嘴466,2个位于直线上,如后所述,结果就成为从该2个喷嘴466向1个地方吐出油墨。如果仅仅用来自1个喷嘴466的吐出构成1个单体,由于喷嘴466间的吐出量的不均一将引起单体的特性的不均一或成品率的劣化,故如果像这样地通过来自各个的喷嘴466的吐出来形成1个单体,则可以分散喷嘴466间的吐出不均一,可以实现单体间的特性的均一化和成品率的提高。
油墨供给部分431,如图28~图31所示,具有分别与头本体部分430的2列对应地设置的一对平板状的安装板471,多个安装在这些安装板471上的供给本体部分472。而这些供给本体部分472具有大体上长圆筒状的进退部分474,该进退部分474用安装工具473以贯通安装板471的状态沿着轴方向可动地进行安装。此外,供给本体部分472的进退部分474,被安装为例如借助于螺管弹簧475等,从安装板471向着头装置433地在进退方向上赋予势能。另外,在图28中,为了便于说明,油墨供给部分431仅仅对于2列的头装置433中的一方的列图示出,另一列则被省略。
在该进退部分474与头装置433对向的一侧的端部上,设置有法兰盘部分476。该法兰盘部分476锷状地向进退部分474的外周缘突出出来,端面则反抗螺管弹簧475的势能地大体上液密地搭接到头装置433的油墨导入部分443的密封构件449上。此外,在与设置有进退部分474的法兰盘部分476的一侧相反的一侧的端部上设置有结合部分477。该结合部分477,如在图27中模式性地示出的那样,连接滤色片单体材料13进行流通的供给管478的一端。
该供给管478,如上所述,如在图27中模式性地示出的那样,使得不影响头单元420的移动地,对进给驱动装置427,如在图28和图30中用1点锁线模式性地示出的那样,从进给驱动装置427开始在从头单元420的上方以2列排列起来的油墨供给部分431之间的大体上的中央进行配管,然后放射状地配管使顶端连接到油墨供给部分431的结合部分477上地进行配管。
然后,油墨供给部分431,把通过供给管流通的滤色片单体材料13供往头装置433的油墨导入部分443。此外,供往油墨导入部分443的滤色片单体材料13被供往剖面图21,从受电控制的喷墨头421的各个喷嘴466,适宜液滴状地进行吐出。
滤色片制造时的动作
其次,参照附图说明用上述实施形态的滤色片制造装置形成滤色片时的装置动作。图39是说明用上述滤色片的制造装置制造滤色片1的步骤的制造工序剖面图。
首先,用向热浓硫酸中添加1质量%的过氧化氢水的洗液清洗例如膜厚尺寸为0.7mm、纵向尺寸为38cm、横向尺寸为30cm的无钠玻璃的透明基板的母基板12的表面。在该清洗后,用纯水进行洗净后进行空气干燥,得到清洁表面。在该母基板12的表面上,例如,用溅射法形成平均膜厚为0.2微米的铬膜,得到金属层6a。(图39中的步骤S1)。
将该母基板12在热板上在80℃下进行5分钟干燥后,在金属层6a的表面上,例如用旋转涂敷法形成未示出的光刻胶层。在该母基板12的表面上,例如紧密粘贴上已描画上所需要的矩阵图案形状的未示出的掩模,用紫外线曝光。接着,将该曝光后的母基板12浸泡到例如含有8质量%的比例的氢氧化钾的碱性显影液中,除去未曝光部分的光刻胶,使光刻胶层图案化。接着,用例如以盐酸为主要成分的刻蚀液刻蚀除去露出来的金属层6a。这样一来,就可以得到具有规定的矩阵图案的黑色矩阵的遮光层6b(图39中的步骤S2)。另外,遮光层6b的膜厚大约为0.2微米,遮光层6b的宽度尺寸约为22微米。
在设置有该遮光层6b的母基板12上,再用例如旋转涂敷法涂敷形成负型的透明丙烯酸系的感光性树脂组成物6c(图39中的步骤S3)。将设置有该感光性树脂组成物6c的母基板12在100℃下进行20分钟的预烘干之后,用已描画上规定的矩阵图案形状的未示出的掩模进行紫外线曝光。接着,例如用上述的碱性显影液使未曝光部分的树脂显影,并用纯水洗净后进行旋转干燥。在例如200℃下实施30分钟的作为最终干燥的后坚膜,使树脂部分充分地硬化,形成堤坝层6d。该堤坝层6d的膜厚平均为约2.7微米,宽度尺寸约为14微米。用该堤坝层6d和遮光层6b形成隔墙6(图39中的步骤S4)。
为了改善由上述所得的遮光层6b和堤坝层6d划分成区的着色层形成区域的滤色片单体形成区域7(特别是母基板12的露出面)的油墨润湿性,要进行干法刻蚀,即等离子体处理。具体地说,例如给例如向氦气中混入20%的氧气的气体加上高电压,用等离子体处理形成刻蚀斑点,使母基板12通过所形成的刻蚀斑点下边进行刻蚀,实施母基板12的前处理工序。
接着,在用进行了上述前处理的母基板12的隔墙6划分成区后形成的滤色片单体形成区域7内,用喷墨方式导入,即吐出红(R)、绿(G)、蓝(B)的各个滤色片单体材料(图39中的步骤S5)。
在用该喷射方式进行的滤色片单体材料吐出时,要预先组装形成头单元420。然后在液滴吐出装置的各个液滴吐出装置405R、405G、405B中,要预先将从各个喷墨头421的1个喷嘴466中吐出的滤色片单体材料13的吐出量,调整为规定量,例如为10pl左右。另一方面,在母基板12的一个面上,要预先网格状地形成隔墙6。
接着,用未示出的搬运机器手首先将如上所述地进行了前处理的母基板12搬运到R色用的液滴吐出装置405R内,载置于液滴吐出装置405R中的台座部分上。将已载置到该台座部分上的母基板12,例如通过吸引进行定位固定。然后,保持有母基板12的台座部分用各种摄像机等的摄像装置确认母基板12的位置,为使其成为适当规定的位置控制扫描驱动装置进行移动。此外,用进给驱动装置427使头单元420适当移动,并识别其位置。之后,使头单元420向进给方向移动,用点遗漏检测单元487检测从喷嘴466的吐出状态,确认未产生吐出不良后就使之移动初始位置。
然后,用扫描驱动装置425,对保持在可动的台座部分上的母基板12在X方向上扫描,边对于母基板12相对地移动头单元420边从适当喷墨头421的规定的喷嘴466吐出适当滤色片单体材料13,并填充到被母基板12的隔墙6划分成区的凹部内。从该喷嘴466的吐出,通过未示出的控制装置,进行例如使得从两端各10个的喷嘴466不向位于图37所示的喷嘴466的配设方向的两端部上的规定区域X吐出滤色片单体材料的控制,使位于中间部分的吐出量比较均一的160个进行吐出。
此外,从喷嘴466的吐出,由于在扫描方向的直线上,即在扫描线上有2个喷嘴466,故在移动中向1个凹部从1个喷嘴466吐出2点,更具体地说,由于从1个喷嘴466作为1点吐出2个液滴8的量,故共计要吐出8个液滴8的量。每进行1次该扫描移动就要用点遗漏检测单元487检测吐出状态以确认是否未产生点遗漏。
在未识别出点遗漏的情况下,就使头单元420向进给方向移动规定量。再次重复边使保持母基板12的台座部分在扫描方向上移动边使之吐出滤色片单体材料13的动作。在规定的滤色片形成区域11的规定的滤色片单体形成区域7上形成滤色片单体3。
接着,已吐出了R色的滤色片单体材料13的母基板12,用未示出的搬运机器手从液滴吐出装置405R中取出来,用未示出的多级烘烤炉例如在120℃下使滤色片单体材料13干燥5分钟。在该干燥后,通过搬运机器手从多级烘烤炉中取出母基板12,边冷却边搬运。然后,从液滴吐出装置405R中依次搬运到G色的液滴吐出装置405G和B色的液滴吐出装置405B中,与R色的情况下同样地依次向规定的滤色片单体材料形成区域7吐出G色和B色的滤色片单体材料13。另外,在该情况下,与上述同样,使得可以例如用改变母基板12的供给姿势等的方法,3色的滤色片单体材料中的一色的材料在与其它的2色的材料不同的扫描方向上进行扫描时进行吐出。然后,回收已吐出各3色的滤色片单体材料13且已干燥后的母基板12,通过热处理,即加热滤色片单体材料13进行固化粘接(图39中的步骤S6)。
然后,在已形成了滤色片单体3的母基板12的大体上整个表面上形成保护膜4。然后,在高保护膜4上表面上用ITO以所需要的图案形成电极层5。然后,另外对每一个滤色片形成区域11进行切断,切出形成多个滤色片1(图39中的步骤S7)。已形成了该滤色片1的基板12,如在先前的实施形态中所说明的那样,可用做图18所示的那种液晶装置中的一对基板的一方。
滤色片制造装置的效果
根据图27~图39所示的实施形态,除了先前所说明的各个实施形态的作用效果之外,还具有如下的作用效果。
即说,使在一面上设置多个将作为具有流动性的液状体的例如油墨的滤色片单体材料作为液滴8吐出的喷嘴466并彼此并列地排列起来的多个喷墨头421,在通过规定的间隙,与设置有这些喷墨头421的喷嘴466的一面是对象物的母基板12的表面对向的状态下,沿着母基板12的表面相对地移动,从多个喷墨头421的各个喷嘴466向母基板12的表面上边吐出同一滤色片单体材料。为此,就可以例如用实质上同一的规格品的喷墨头421,向母基板12的宽广的范围内吐出滤色片单体材料13,通过使用多个现有的规格品的办法就可以代用而无须使用细长(长)的特别的喷墨头,因而可以降低成本。尺寸长的喷墨头,由于制造成品率会极大地下降,故将变成为昂贵的部件,但是,与之比较起来尺寸短的喷墨头421由于制造成品率好,故在本发明中,由于仅仅配置为使用多个这样的喷墨头来实质上构成细长的喷墨头,故可以大幅度地降低成本。
进一步,通过适当设定例如使喷墨头421并排排列的配置方向或个数、为了进行吐出而使用的喷嘴466的个数或间隔(也可以隔一个或隔数个地使用喷嘴466以调节像素的间距),即使对尺寸或像素的间距或排列不同的滤色片1,也可以使之与要吐出滤色片单体材料13的区域对应,可以提高通用性。
此外,通过作为多个喷墨头421使用实质上同一形状的喷墨头,即使用1种喷墨头421,通过使之进行适当排列,也可以使之与要吐出液状体的区域对应,可以简化构成,提高制造性,还可以降低造价。
此外,通过使用喷嘴466等间隔地配设在直线上的喷墨头421,可以容易地描画例如条带型或马赛克型、三角形等具有规定的规则性的构成。
此外,由于使得沿着喷嘴466的大体上直线上边的配设方向对于沿着母基板12的表面进行相对移动的扫描方向进行交叉的倾斜状态的方向那样地,使多个喷墨头421沿着母基板12的表面相对地移动,故多个喷墨头421的喷嘴466的排列方向对于沿着母基板12的表面移动的方向的扫描方向成倾斜的状态。为此,作为滤色片单体材料13的吐出间隔的间距将变得比喷嘴间的间距更窄,例如,在作为液晶面板等的电光装置的显示装置等中利用已吐出了滤色片单体材料13的母基板12的情况下,就可以得到更为详细的显示形态,可以得到良好的显示装置。进一步,还可以防止相邻的喷墨头421的干扰,可以容易地实现小型化。此外,通过适当设定其倾斜角,可以适宜设定描画的点间距,可以提高通用性。
此外,在将喷嘴466大体上等间隔地配设在直线上的喷墨头421的构成中,由于沿着长边方向大体上等间隔地将喷嘴466设置在细长矩形形状的喷墨头421上,故可以防止因喷墨头421小型化而引起的例如相邻的喷墨头421间或与别的部位之间的干扰,可以容易地实现小型化。
此外,由于在使喷嘴466的配设方向分别变成为大体上平行的状态下将多个喷墨头421配设到载物台426上构成头单元420,故可以容易地在1个区域上形成同一液状体的多个吐出区域而无须使用细长的特别的喷墨头。此外,还可以从不同的喷墨头421向1个地方重叠地吐出滤色片单体材料13,因而可以容易地使向吐出区域上吐出的吐出量平均化,可以得到稳定的良好的描画。
此外,由于使多个喷墨头421分别向对扫描方向X交叉的方向倾斜,并且,使所有的喷嘴466的配置方向彼此平行地,并排配置在与喷墨头421的长边方向不同的方向上,故可以容易地扩大吐出区域而无须制造具有细长尺寸的特别的喷墨头。再有,通过使喷嘴466的排列方向向对扫描方向交叉的方向倾斜,如上所述,相邻的喷墨头421不会产生干扰,作为滤色片单体材料13的吐出间隔的间距将变得比喷嘴466间的间距更窄,例如,在在显示装置中利用已吐出了滤色片单体材料13的母基板12的情况下,可以得到更为详细的显示形态。此外,通过适当设定其倾斜角,可以适当设定描画的点间距,可以提高通用性。
此外,由于把多个喷墨头421以多列例如2列大体上锯齿状地配设,无须使用细长的特别的喷墨头,即使使用已有的产品的喷墨头,相邻的喷墨头421也不会产生干扰,也不会产生在喷墨头421间不吐出滤色片单体材料13的区域,可以进行连续的滤色片单体材料13的良好的吐出,即可以连续的描画。
此外,在使在一面上设置多个吐出具有流动性的液状体的例如油墨的滤色片单体材料的喷嘴466的喷墨头421,在通过规定的间隙,与设置有喷墨头421的喷嘴466的一面成为对象物的母基板12的表面对向的状态下,沿着母基板12的表面相对地移动,从位于沿着该相对的移动方向的直线上的多个,例如2个喷嘴466吐出滤色片单体材料。为此,就可以得到从不同的2个喷嘴466重叠地吐出滤色片单体材料13的构成,即使在多个喷嘴466间的吐出量上存在着不均一,被吐出的滤色片单体材料13的吐出量也因被平均化而可以防止不均一,可以得到在平面上均一的吐出,由此,可以得到在平面上品质均一的良好特性的电光装置。
此外,在使在一面上设置多个吐出具有流动性的液状体的例如油墨的滤色片单体材料的喷嘴466的喷墨头421,在通过规定的间隙,与设置有喷墨头421的喷嘴466的一面成为对象物的母基板12的表面对向的状态下,沿着母基板12的表面相对地移动,从喷墨头421的各个喷嘴466位于这些喷嘴466的配设方向的两端部的规定区域X以外的中间部分上的喷嘴466,向母基板12的表面上,吐出滤色片单体材料13。借助于该构成,由于使用吐出量比较均一的中间部分的喷嘴466吐出滤色片单体材料13而不从位于吐出量特别多的喷嘴466的配设方向的两端部上的规定的区域的两端各10个的喷嘴466不吐出,故可以在平面上均一地向母基板12的表面上吐出,可以得到在平面上品质均一的滤色片1,可以用使用该滤色片1的电光装置的显示装置得到良好的显示。
此外,由于不使吐出量比滤色片单体材料13的吐出量的平均值多吐出1成以上的的喷嘴466吐出,故即使特别是在将滤色片1的滤色片单体材料13或EL发光材料、用于含有带电粒子的电泳装置等的功能性液状体作为液状体使用的情况下,作为液晶装置或EL装置等的电光装置也可以确实地得到良好的特性。
此外,由于从各个喷嘴466吐出相对吐出量的平均值正负1成以内的滤色片单体材料13,故吐出量比较均一,可以向母基板12的表面上平面均一地吐出,可以得到具有良好特性的电光装置。
再有,由于设置有点遗漏检测单元487,检测来自喷嘴466的滤色片单体材料13的吐出,故可以防止滤色片单体材料13的吐出不均匀,可以确实得到良好的液状体的吐出的描画。
此外,由于在点遗漏检测单元487上设置有光传感器,在与滤色片单体材料13的吐出方向交叉的方向上,用该光传感器检测滤色片单体材料13的吐出,故即使在吐出滤色片单体材料13的工序中,也可以以简单的构成识别确实的滤色片单体材料13的吐出状态,可以防止滤色片单体材料13的吐出不均匀,可以确实得到良好的液状体的吐出的描画。
再有,由于在从喷嘴466向母基板12上吐出滤色片单体材料13的工序的前后,通过点遗漏检测单元487,检测滤色片单体成材料13的吐出,故可以检测在滤色片单体材料13将要吐出之前和刚刚吐出之后的吐出状态,故可以确实地识别滤色片单体材料13的吐出状态,可以确实地防止点遗漏得到良好的描画。另外,也可以仅仅在进行吐出之前或之后的任一时刻进行吐出状态的检测。
此外,由于在头单元420的扫描方向一侧配设点遗漏检测单元487,可以实现为检测滤色片单体材料13的吐出状态的检测,使头单元420移动的距离短,而且,为进行吐出的向扫描方向进行的移动直接连续地进行的简单的构成,可以以高效率简单的构成进行点遗漏的检测。
此外,由于2列地点对称地配设有喷墨头421,故可以将供给滤色片单体材料13的吐出的供给管478汇总到头单元420的附近,可以容易地进行装置的组装或维护管理等。此外,用来控制喷墨头421的电布线442的布线为从头单元420的两侧引出,可以防止由布线引起的电噪声的影响,可以得到良好且稳定的描画。
再有,由于在长方形的印制基板435的一端侧配设多个喷墨头421,在另一端侧配设连接器,故即使在多条直线上配设仍可以配设连接器441不会产生干扰,可以在实现小型化的同时,可以得到连续的喷嘴466的排列,而不会形成位于扫描方向上的不存在喷嘴466的位置,不需要使用长尺寸的特别的喷墨头。
此外,由于使连接器441位于相反侧地点对称地配设,可以防止在连接器441部分处产生的电噪声的影响,可以得到良好且稳定的描画。
另外,在这些实施形态中的作用效果,只要在上述各个实施形态中具有同样的构成,也会具有相应的同样的作用效果。
使用EL元件的显示装置(电光装置)及其制造方法
下面,参照附图对本发明的显示装置(电光装置)及其制造方法进行说明。另外,在本实施形态中,在各种显示装置中,作为电光装置,对使用EL显示元件的有源矩阵型的显示装置进行说明。另外,在说明该显示装置的制造方法之前,先对要制造的显示装置的构成进行说明。
显示装置的构成
图40的等效电路图示出了本发明的电光装置的制造装置中的有机EL装置的一部分。图41的扩大平面图示出了显示装置的显示点(像素区域)的平面构造。该显示装置,如图40所示,是使用EL装置的EL显示元件的有源矩阵型的显示装置501。该显示装置501,具有这样的构成:在作为基板的透明的显示基板的502上,分别布线有多条扫描线503,在与这些扫描线503交叉的方向上延伸的多条信号线504和与这些信号线504并列地延伸的多条共通给电线505。此外,在扫描线503和信号线504之间的各个交点上设置有像素区域(显示点)501A。
对信号线504,设置有具有移位寄存器、电平移位器、视频线、模拟开关的数据侧驱动电路507。此外,对扫描线503,设置有具有移位寄存器和电平移位器的扫描侧驱动电路508。此外,在每一个像素区域501A上,设置有:通过扫描线503向栅极电极供给扫描信号的开关薄膜晶体管509;通过该开关薄膜晶体管509存储保存从信号线504供给的图像信号的存储电容cap;向栅极电极供给由该存储电容cap保持的图像信号的电流薄膜晶体管510;通过该电流薄膜晶体管510电连到共通给电线505上时从共通给电线505流入驱动电流的像素电极511;被夹入在该像素电极511和反射电极512之间的发光元件513。
通过该构成,当扫描线503被驱动而使开关薄膜晶体管509变成为ON时,这时的信号线504的电位就可以保存在存储电容cap上。根据该存储电容cap的状态,决定电流薄膜晶体管510的ON OFF状态。然后,通过电流薄膜晶体管510的沟道,从共通给电线505电流流向像素电极511,此外,电流还通过发光元件513流向反射电极512。由此,发光元件513就相应于在它中流过的电流而发光。
在此,像素区域501A,如除去了反射电极512和发光元件513的状态的扩大平面图的图41所示,成为平面形态为长方形的像素电极511的4边,被信号线504、共通给电线505、扫描线503和未示出的其它像素电极511用的扫描线503围起来的配置。
下面,对制造使用上述EL元件的有源矩阵型的显示装置的制造工序的步骤进行说明。图42~图44的制造工序剖面图示出了使用EL元件的有源矩阵型的显示装置的制造工序的步骤。
首先,如图42(A)所示,对透明的显示基板502,根据需要,以四乙氧基硅烷(TEOS)或氧气等为原料气体,通过等离子体CVD法,形成厚度尺寸约2000~5000的硅氧化膜的未示出的基底保护膜。接着,将显示基板502的温度设定为大约350℃,在基底保护膜的表面上用等离子体CVD法,形成厚度尺寸为大约300~700的非晶质的硅膜的半导体膜520a。然后,对半导体膜520a,进行激光退火或固相生长法等的结晶化工序,将半导体膜520a结晶化成多晶硅膜。在此,在激光退火法中,例如使用准分子激光且射束的长尺寸约400nm的线束,输出强度约为200J/cm2。对于线束来说,使得相当于其短尺寸方向上的激光强度的峰值的约90%的部分对每一个区域进行重叠那样地,使线束进行扫描。
然后,如图42(B)所示,使半导体膜520a图案化形成岛状的半导体膜520b。在设置有该半导体膜520b的显示基板502的表面上,以TEOS或氧气等为原料气体用等离子体CVD法形成厚度尺寸约600~1500的硅氧化膜或硅氮化膜的栅极绝缘膜512a。另外,半导体膜520b,虽然是成为电流薄膜晶体管510的沟道区域和源极·漏极区的膜,但是,在不同的剖面位置处,也形成有成为开关薄膜晶体管509的沟道区域和源极·漏极区的未示出的半导体膜。即,在图42~图44所示的制造工序中,虽然可同时形成2种开关薄膜晶体管509和电流薄膜晶体管510,由于可由同一步骤形成,故在以下的说明中,只对电流薄膜晶体管510进行说明,对于开关薄膜晶体管则省略其说明。
然后,如图42(C)所示,在通过溅射法形成铝、钽、钼、钛、钨等的金属膜的导电膜之后,进行图案化形成在图41中也示出的栅极电极510A。在该状态下,注入高温的磷离子,在半导体膜520b中,对栅极电极501A,自我整合地形成源极·漏极区510a、510b。另外,未导入杂质的部分成为沟道区域510c。
接着,如图42(D)所示,在形成层间绝缘膜522后,形成接触孔523、524,向这些接触孔523、524内埋入形成中继电极526、527。
然后,如图42(E)所示,在层间绝缘膜522上形成信号线504、共通给电线505和扫描线503(在图42中未示出)。这时,信号线504、共通给电线505和扫描线503的各个布线,可以形成得充分地厚,而并不受到作为布线所必要的厚度尺寸的限制。具体地说,各个布线可以形成例如1~2微米的厚度尺寸。在此,中继电极527和各个布线也可以在同一工序中形成,这时,中继电极526可以用下述的ITO膜形成。
接着,使得覆盖各个布线的上表面地形成层间绝缘膜530,在与中继电极526对应的位置上,形成接触孔532。以填埋该接触孔532内地形成ITO膜,使该ITO膜图案化,在被信号线504、共通给电线505和扫描线503围起来的规定位置上,形成电连到源极漏极区510a上的像素电极511。
在此,在图42(E)中,被信号线504和共通给电线505挟持起来的部分相当于选择性地配置光学材料的规定位置。然后,在该规定位置及其周围之间,通过信号线504和共通给电线505形成台阶535。具体地说,使规定位置这一方比其周围低、形成凹型的台阶535。
接着,在经上述的前处理的显示基板502上通过喷墨方式,吐出作为功能性液状体的EL发光材料。即,如图43(A)所示,在使经前处理的显示基板502的上表面朝向上方的状态下,用喷墨方式,即上述各个实施形态的装置,吐出作为用来形成位于发光元件513的下层部分的空穴注入层513A的功能性液状体的溶解于溶剂中的溶液状的前驱体的光学材料540A,向被台阶535围起来的规定位置的区域内选择性地进行涂敷。
作为要吐出的用来形成该空穴注入层513A的光学材料540A,聚合物前驱体可使用聚合物前体是聚四氢苯硫基亚苯基的聚亚苯基亚乙烯基,1,1-双-(4-N,N-二甲基氨基苯基)环己烷、三(8-羟基喹啉酚)铝等。
另外,在该吐出时,具有流动性的液状体的光学材料540A,与向上述各个实施形态的隔墙上吐出滤色片单体材料13的情况同样,由于流动性高,虽然要向平面方向扩展,但是由于包围涂敷位置地形成有台阶535,故只要不使光学材料540A的每一次的吐出量设成为极端大量的话,就可以防止光学材料540A越过台阶535向规定位置的外侧扩展。
接着,如图43(B)所示,通过加热或光照射使液状的光学材料540A的溶剂蒸发,在像素电极511上形成固体的薄的空穴注入层513A。使该图43(A)、(B)所示工序反复进行必要的次数,如图43(C)所示,形成充分的厚度尺寸的空穴注入层513A。另外,在使之吐出多个液滴以形成空穴注入层的情况下,通过如上所述使吐出时的头扫描方向为2个以上不同的方向(例如垂直的2个方向),可以减少材料不均匀。
其次,如图44(A)所示,在使显示基板502的上面朝上的状态下,用喷墨方式,即上述各个实施形态的装置,吐出作为用来在发光元件513的上层部分上形成有机半导体膜513B的功能性液状体的溶解在溶剂中的溶液状的有机荧光材料的光学材料540B,并将它选择地涂敷到用台阶535围起来的规定位置的区域内。另外,至于该光学材料540B,如上所述,也和光学材料540A的吐出同样,可以防止越过台阶435向规定位置的外侧扩展。
作为进行该吐出的用来形成有机半导体膜513B的光学材料540B,可以使用氰基聚亚苯基亚乙烯基、聚亚苯基亚乙烯基、聚烷基亚苯基、2,3,6,7-四氢-11-氧-1H,5H,11H(1)苯并吡喃并[6,7,8-ij]-喹嗪-10-羧酸、1,1-双-(4-N,N-二甲基氨基苯基)环己环、2-1 3.4′-二羟基苯基-3,5,7-三羟基-1-苯并吡喃全氯化物、三(8-羟基喹啉酸)铝、2,3,6,7-四氢-9-甲基-11-氧-1H,5H,11H(1)苯并吡喃并[6,7,8-ij]-喹嗪;芳香族二胺衍生物(TDP)、二唑二聚体(OXD)、喹啉酚系金属配合物、铍-苯并喹啉酚配合物(Bebg)、三苯基胺衍生物(MTDATA)、联苯乙烯衍生物、吡唑啉二聚物、红荧烯、喹吖酮、三唑衍生物、聚亚苯基、聚烷基芴、聚烷基噻酚、亚甲胺锌配合物、卟啉锌配合物、苯并唑锌配合物、菲绕啉铕配合物等。
其次,如图44(B)所示,通过加热或光照射使液状的光学材料540A的溶剂蒸发,在空穴注入层513A上形成固体的薄的空穴注入层513B。使该图44(A)、(B)工序反复进行必要的次数,如图44(C)所示,形成充分的厚度尺寸的空穴注入层513B。另外,在使之吐出多个液滴以形成有机半导体膜的EL发光层的情况下,通过使吐出时的头扫描方向为2个以上不同的方向(例如垂直的2个方向),可以减少材料不均匀。
用上述空穴注入层513A和有机半导体膜513B构成发光元件513。最后,如图44(D)所示,显示基板502的整个表面,或者条带状地形成反射电极512,制造显示装置501。在此,通过使空穴注入层和有机半导体膜(EL发光层)用在彼此不同的方向上吐出的液滴形成,与上述同样,可以减少起因于材料不均匀的显示不均匀。
在该图40~图44所示的实施形态中,也可以通过实施与上述各个实施形态同样的喷墨方式,得到同样的作用效果。此外,选择性地涂敷功能性液状体时,可以防止它们向周围流出,可以高精度地图案化。
另外,在该图40~图44的实施形态中,虽然说明的是使用以彩色显示为目的的EL显示元件的有源矩阵型的显示装置,但是,例如图45所示,也可以将图40~图44所示的构成应用于单色显示的显示装置。
即,有机半导体膜513B,也可以在显示基板502的整个面上均匀地形成。但是,即使在该情况下,由于为了防止串扰,空穴注入层513A必须选择性地配置在每一个规定位置上,故利用台阶535的涂敷是极其有效的。另外,在该图45中,对于那些与图40~图44所示的实施形态同一的构成,赋予同一标号。
此外,作为使用EL显示元件的显示装置,并不限于有源矩阵型,例如,也可以作成为图46所示的那种无源矩阵型的显示装置。图46是本发明的电光装置的制造装置制造的EL装置,图46(A)的平面图示出了多条第1总线布线550,和配设在与之垂直方向上的多条第2总线布线560之间的配置关系。图46(B)是同图(A)的B-B线剖面图。在该图46中,对于那些与图40~图44所示的实施形态同样的构成,赋予同一标号而省略重复的说明。此外,由于细微的制造工序等也与图40到图44所示的实施形态是同样的,故其图示和说明省略。
图46所示的实施形态的显示装置,包围要配设发光元件513的规定位置围地配置例如SiO2等的绝缘膜,由此,在规定位置和其周围之间形成有台阶535。为此,在选择性地涂敷功能性液状体时,可以防止它们向周围流出,可以高精度地图案化。
再有,作为有源矩阵型的显示装置,并不限于图40~图44所示的实施形态的构成。即,例如,也可以是图47所示的构成,图48所示的构成,图49所示的构成,图50所示的构成,图51所示的构成,或图52所示的构成等中的任一种构成。
图47所示的显示装置,通过利用像素电极511形成台阶535,使得可以高精度地图案化。图47是制造显示装置的制造工序中间的阶段的剖面图,其前后的阶段,由于大体上与图40~图44所示的实施形态是同样的,故其图示和说明省略。
在该图47所示的显示装置中,通过将像素电极511形成得比通常更厚,在像素电极511与其周围之间形成台阶535。即,在该图47所示的显示装置中,形成有后边要涂敷光学材料的像素电极511这一方比其周围更高的凸型的台阶。然后,与上述图40~图44所示的实施形态同样,通过喷墨方式,吐出用来形成位于发光元件513的下层部分的空穴注入层513A的前驱体的光学材料540A,涂敷到像素电极511的上表面上。
但是,与上述图40~图44所示的实施形态的情况不同,在使显示基板502上下颠倒过来的状态,即,使待涂敷光学材料540A的像素电极511的上表面朝下的状态下,吐出并涂敷光学材料540A。由此,光学材料540A就借助于重力和表面张力,滞留在像素电极511是上表面(图47中的下表面)上,而不会向其周围扩展。因此,通过加热或光照射等使之固形化的话,则可以形成与图43(B)同样的薄的空穴注入层513A,反复进行该操作,可以形成空穴注入层513A。用同样的方法,也可以形成有机半导体膜513B。为此,可以利用凸型的台阶高精度地图案化。另外,并不限于重力和表面张力,也可以利用离心力等的惯性力调整光学材料540A、540B的量。
图48所示的装置,也是有源矩阵型的显示装置。图48是制造显示装置的制造工序中间的阶段的剖面图,其前后的阶段,由于与图40~图44所示的实施形态是同样的,故其图示和说明省略。
在该图48所示的显示装置中,首先,在显示基板502上形成反射电极512,在该反射电极512上,形成绝缘膜570,使其包围后边要配置发光元件513的规定位置,由此,形成规定位置这一方比其周围更低的凹型的台阶535。
然后,与上述图40~图44所示的实施形态同样,通过用喷墨方式,向被台阶535围起来的区域内选择性地吐出并涂敷功能性液状体的光学材料540A,形成发光元件513。
另一方面,在剥离用基板580上,使剥离层581介于其间地形成扫描线503、信号线504、像素电极511、开关薄膜晶体管509、电流薄膜晶体管510和层间绝缘膜530。最后,将从剥离用基板580上的剥离层581上剥离下来的构造,转印到向显示基板502上。
在该图48的实施形态中,则可以减轻归因于向扫描线503、信号线504、像素电极511、开关薄膜晶体管509、电流薄膜晶体管510和层间绝缘膜530上涂敷形成光学材料540A、540B而产生的损伤。另外,在无源矩阵型的显示元件中也可以应用。
图49所示的显示装置,也是有源矩阵型的显示装置。图49是制造显示装置的制造工序的中间的阶段的剖面图,其前后的阶段,由于与图40~图44所示的实施形态是同样的,故其图示和说明省略。
在该图49所示的显示装置中,利用层间绝缘膜530来形成凹型的台阶535。为此,可以利用层间绝缘膜530而无须特地增加新的工序,因而可以防止制造工序的大幅度的复杂化等。另外,也可以在用SiO2形成层间绝缘膜530的同时,还向其表面上照射O2、CF3、Ar等的等离子体,然后使像素电极511的表面选择性地露出来,接着,选择性地吐出并涂敷液状的光学材料540A、540B。由此,可以沿着层间绝缘膜530的表面形成疏液性强的分布,光学材料540A、540B通过台阶535和层间绝缘膜的疏液性这两方的作用而变得易于停留在规定位置上,
图50所示的显示装置,是作成为通过使要涂敷液状体的光学材料540A、540B的规定位置的亲水性相对地比其周围的亲水性更强,使得所涂敷的光学材料540A、540B不向周围扩展的装置。图50是制造显示装置的制造工序的中间的阶段的剖面图,其前后的阶段,由于与图40~图44所示的实施形态是同样的,故其图示和说明省略。
在该图50所示的显示装置中,在形成了层间绝缘膜530之后,在其上表面上形成非晶质硅层590。非晶质硅层590,由于具疏水性比形成像素电极511的ITO更强,故在此,可以形成像素电极511的表面的亲水性比其周围的亲水性相对地强的防水性亲水性的分布。接着,与上述图40~图44所示的实施形态同样,通过朝向像素电极511的上表面用喷墨方式选择性地吐出涂敷液状的光学材料540A、540B,形成发光元件513,最后形成反射电极512。
另外,对于该图50所示的实施形态来说,也可以在无源矩阵型的显示元件中应用。此外,如图48所示的实施形态那样,也可以包括在剥离用基板580上介在剥离层581地形成的构造转印到显示基板502的工序。
此外,疏水性亲水性的分布,也可以用金属、阳极氧化膜、聚酰亚胺或氧化硅等的绝缘膜或其他材料形成。另外,如果是无源矩阵型的显示元件,也可以用第1总线布线550,如果是有源矩阵型显示元件,也可以用扫描线503、信号线504、像素电极511、绝缘膜530或遮光层6b形成。
图51所示的显示装置,是利用由电位产生的吸引力或排斥力等来实现图案化的精度的提高而不是利用台阶535或疏液性亲液性的分布来提高图案化精度。图51是制造显示装置的制造工序的中间的阶段的剖面图,其前后的阶段,由于与图40~图44所示的实施形态是同样的,故其图示和说明省略。
在该图51所示的显示装置中,通过驱动信号线504或共通给电线505的同时,使未示出的晶体管适当地成为ON OFF状态,形成使像素电极511成为负电位,层间绝缘膜530变成为正电位的电位分布。然后,通过喷墨方式,向规定位置选择性地吐出并涂敷形成带正电的液状的光学材料540A。由此,由于已使光学材料540A带电,故不仅可以利用自发极化还可以利用带电电荷,可以进一步提高图案化的精度。
另外,对于该图51所示的实施形态来说,也可以在无源矩阵型的显示元件中应用。此外,如图48所示的实施形态那样,也可以包括在剥离用基板580上介在剥离层581地形成的构造转印到显示基板502的工序。
此外,虽然对像素电极511和其周围的层间绝缘膜530的两方赋予了电位,但是并不限于此,例如如图52所示,也可以仅向层间绝缘膜530赋予正电位,而不向像素电极511赋予电位,然后在使液状的光学材料540A带上正电位之后再进行涂敷。根据图52所示的构成,由于在进行了涂敷后,液状的光学材料540A仍可以确实地维持带正电位的状态,通过与周围的层间绝缘膜530之间的排斥力,可以更确实地防止液状的光学材料540A向周围流出。
液滴吐出装置的构成例
下面,对可以适用于上述各个实施形态的液滴吐出装置的其他的构成例进行说明。以下说明的构成例,不论哪一种,都使用以规定的排列图案将多个液滴吐出头22排列固定起来一体地使用的液滴吐出单元。通过使用这样的液滴吐出单元,就可以与各种的对象物相对应地进行高效率的处理,而不会使液滴吐出头22的构造大型化,而且,无须制造多个不同的构造的液滴吐出头22。以下,参照附图依次对多个构成例进行说明。
构成例1
图55的示意平面图示出了本发明的液滴吐出单元的构成例1的构造。在该构成例1中,沿着喷嘴列28(在图中用28A、28B表示)的排列方向一列地排列有与在上述实施形态中所说明的液滴吐出头同样的多个液滴吐出头22。多个液滴吐出头22分别安装在子载物台25上,多个液滴吐出头22通过介在规定的间隔在喷嘴列28的延长方向上排列,在具有各个液滴吐出头22的吐出宽度t的喷嘴列28之间,设置不存在喷嘴27的间隔s。在此,理想的是使间隔s具有与液滴吐出头22的吐出宽度t同一宽度。
该液滴吐出单元25U的构成为在子载物台25上设定旋转中心25a,子载物台25可以以该旋转中心25a为中心进行旋转。例如,子载物台25被安装到上述实施形态的头单元26上,借助于电机等的驱动机构,可以其旋转中心25a为中心进行旋转,由此,就可以构成为使得液滴吐出头整体应定位为与扫描方向X垂直的方向(进给方向Y)以倾斜角度θ倾斜的姿势。上述旋转中心25a优选的是如图示例那样设定在子载物台25的中心部。
另外,要装载到子载物台25上的各个液滴吐出头22,以已设置在子载物台25上的对准原点25o为基准,以分别精密地定位的状态进行固定。对准原点25o如图示所示,优选的是设置在子载物台25上的喷嘴列28的延长方向两端部上。对准原点25o,例如,可以作为微细的印刷图案等的标记构成。
图56,示出了使用上述液滴吐出单元25U对基板12进行处理的形态。在基板(母基板)12上,纵横地排列有与上述同样的图案形成区域(单位区域)11。液滴吐出单元25U,与上述实施形态同样,对基板12进行扫描,在此过程中从各个液滴吐出头22的喷嘴不断吐出液滴。这时,在一次的扫描步骤中,液滴虽然在与液滴吐出头22的吐出宽度t重叠的区域上不断吐出,但是,在与间隔s重叠的区域上则不吐出液滴。因此,就产生了在一次的扫描中未能处理的区域要在另外的扫描中进行处理的必要。例如,在图的上部所示的液滴吐出单元25U的位置开始进行扫描步骤ST1之后,如在图的下部所示的液滴吐出单元25U那样,要在进给方向Y上恰好错开δy后再次进行扫描步骤ST2。在此,δy优选为上述吐出宽度t或间隔s。特别是在吐出宽度t=s的情况下,如设δy=t=s,则可以通过2次的扫描步骤ST1、ST2消除未吐出液滴的区域。在该情况下,如图57A和图57B所示,也可以根据基板12的短边方向M和长边方向L的图案排列周期的差,将在基板12的短边方向M上进行扫描的情况下的液滴吐出单元25U的倾斜角度θa,与在长边方向L上进行扫描的情况下的液滴吐出单元25U的倾斜角度θb设定为彼此不同的角度。
在本实施形态中,即使是在使用液滴吐出单元25U的情况下,也与上述各个实施形态同样,通过进行沿着基板12的短边方向M进行扫描的步骤,和沿着长边方向L进行扫描的步骤中的任何一者可能性减少成膜不均匀。此外,也可以根据究竟是沿着基板12的短边方向M还是长边方向L中的中的哪一方进行扫描可以进行有效的处理,选择更为理想的任何一方的扫描方向,只进行该方向的扫描。
另外,在该构成例中,与上述实施形态同样,也可以使用利用误差分散法的扫描形态。在该情况下,如上述实施形态所示,边向进给方向Y恰好进给规定量边进行反复扫描步骤即可,作为其形态,有将依次进行上述步骤ST1和ST2的工艺作为1组,边稍微向进给方向错开一点边进行该组操作的方法,和例如边稍微向进给方向Y错开一点边只进行了扫描步骤ST1之后,再边稍微向进给方向Y错开一点边进行扫描步骤ST2的方法,不论哪一个方法都可以。
(构成例2)
下面,参照图58,对液滴吐出单元的构成例2进行说明。该液滴吐出单元25V,由于在以规定间隔排列多个液滴吐出头22这一点,关于各个液滴吐出头22的构造这一点,以及在子载物台25上设置有对准原点这一点上,与上述实施形态1是同样的,故省略对同样的部分的说明。该液滴吐出单元25V与构成例1不同之处在于:各个液滴吐出头22被构成为分别对于子载物台25可进行旋转这一点。此外,多个液滴吐出头22还被构成为可变更相互间隔。
在子载物台25上,设置在其长边方向上延伸的导引路径25c,并沿着导引路径25c构成有可移动的安装部件25d。而且,被构成为液滴吐出头22可以以旋转中心22a为中心相对安装构件25d进行旋转。更具体地说,导引路径25c可用凹沟或凸条等构成,并构成为使得安装构件25d配合到该导引路径25c上,且在导引路径25c的延长方向上可进行滑动。安装构件25d,可以在用千分尺等的调整装置调整后固定到导引路径25c的适当位置上。液滴吐出头22被安装为可对安装构件25d进行旋转,可在用千分尺等的调整装置调整成适当的倾斜角度后进行固定。
在该构成例2中,各个液滴吐出头22的吐出宽度t之间存在着间隔s地进行排列这一点与构成例1是同样的。但是,在上述构成例1的情况下,由于各个液滴吐出头22被固定到子载物台25上,通过使子载物台25整体进行旋转,设定规定的倾斜角度θ,所以通过使之倾斜,将液滴吐出头22分散配置在扫描方向的宽阔的范围内,特别是在远离旋转中心25a的液滴吐出头22的情况下,在扫描步骤开始后或结束前会产生长的空送距离。与此相反,在构成例2中,各个液滴吐出头22由于被构成为使各个液滴吐出头22每一个都对子载物台25进行旋转并可以得到规定的倾斜角度θ,故几乎可以消除上述空送距离。因此,可以实现因空送距离的减少而带来的动作行程的减少。
在该构成例2中,由于其构成为装载在载物台25上的每一个液滴吐出头22都可以进行旋转,设定规定的倾斜角度θ,故例如如果想要恒定地保持液滴吐出头22的突出宽度t和间隔s之间的比率,则必须根据倾斜角度θ的变化修正每一个液滴吐出头22的间隔。例如,如果想要同一地设定液滴吐出头22的实质的吐出宽度t和间隔s,相对于在倾斜角度θ为0度的情况下t=s即可,在倾斜角度θ不为0度的情况下,就必须使间隔s与实质的吐出宽度t cosθ一致。因此,在与要形成的图案的构造周期相吻合地设定倾斜角度θ时,就要使与该倾斜角度θ相吻合地使各个液滴吐出头22沿着导引路径25c移动,并使相互间隔如上所述地修正为s=t cosθ。
构成例3
下面,参照图59对构成例3的液滴吐出单元25W的构造进行说明。该液滴吐出单元25W在排列有多个液滴吐出头22这一点上虽然与上述构成例1和构成例2是同样的,但是,其排列形态却不相同。在该构成例3中,液滴吐出头22也被安装在子载物台25上。但是,在该构成例3的情况下,具有朝向喷嘴28(28A和28B)的排列方向,且在与该排列方向垂直的方向(即上述基准方向S)上错开的2列的液滴吐出头22。因此,通过将各个液滴吐出头22排列为彼此不同,作为液滴吐出单元25W整体就成为具有连续的一体的喷嘴列的单元。即,含于一方的列中的液滴吐出头22的吐出宽度t和含于另一方的列中的液滴吐出头22的吐出宽度t被配置为邻接且连续。
在该构成例3的情况下,将液滴吐出单元25W整体来看时,可与与在一体的液滴吐出头中构成连续的单一的喷嘴列的情况下同样地使用。因此,只通过使用多个现有的液滴吐出头22就可以增大喷嘴个数而无须形成喷嘴个数不同的新的液滴吐出头。此外,由于不会存在如上述构成例1和2那样的间隔s,故也就没有必要设置用来处理与间隔对应的未处理区域的多余的扫描步骤。
另外,在该构成例3中,如构成例1所示,也可将液滴吐出单元25W构成为以规定的旋转中心为中心进行旋转,也可以构成为可通过该旋转来设定所要的倾斜角度θ。此外,如构成例2所示,也可以构成为通过使液滴吐出头22每一个都被安装为可以对子载物台25旋转而且可以并进,设定规定的倾斜角度θ,和与之对应的液滴吐出头22的间隔。
对象物的成膜图案例
下面,对在上述各个实施形态或各个构成例中,要成为对象物的母基板12的成膜图案例进行说明。图60的局部扩大平面图示出了母基板12的成膜图案。在该母基板12上,纵横地形成与上述同样的图案形成区域(单位区域)11,在该图案形成区域11内,以规定的排列图案设置有多个区域7。在此,在通过隔离图案形成区域11形成滤色片基板的情况下,上述的区域7成为滤色片单体区域,例如,R(红)、G(绿)、B(蓝)等的适当的滤色片单体可以用条带排列、三角形排列、斜马赛克排列等之类的适当的排列图案进行排列。此外,在通过隔离图案形成区域11形成EL装置或等离子体显示面板等的显示装置的情况下,上述的区域7成为显示点,以适当的排列图案排列发光层或荧光体。
在上述母基板12中,被构成为使在图案形成区域11间的X方向(例如,上述的短边方向M)上看的间隔Dx,成为在各个图案形成区域11间内的上述区域7的X方向上看的排列周期dx的自然数倍数。此外,还被构成为使在图案形成区域11间的Y方向(例如,上述的长边方向L)上看的间隔Dy,成为在各个图案形成区域11间内的上述区域7的Y方向上看的排列周期dy的自然数倍数。通过这样进行构成,由于可以用以恒定的间隔排列起来的喷嘴27的列,遍及多个图案形成区域11向各个区域7一次吐出液滴,故可以更高效率地进行制造。
其它的实施形态
以上,虽然举出优选实施形态对本发明进行了说明,但是,本发明,并不限于上述的各个实施形态,也包括以下所述的变形,在可以实现本发明的目的的范围内,可以设定为其它的任何一种具体的构造和形状。
即,例如,在图8和图9所示的滤色片的制造装置(液滴吐出装置)中,虽然通过使液滴吐出头22向扫描方向X移动以扫描母基板12,并通过进给驱动装置21使母基板12移动,实现了液滴吐出头22对母基板12的进给动作,但是,也可以与此相反地,通过母基板12的移动进行扫描,通过液滴吐出头22的移动进行进给动作。进一步,使母基板12移动而不使液滴吐出头22移动,或使双方相对地逆方向移动等,只要使至少任何一方相对地移动,使液滴吐出头22沿着母基板12的表面相对地移动的话,成为任何一种构成均可。
此外,在上述实施形态中,虽然使用的是利用压电元件的挠曲变形吐出油墨的构造的液滴吐出装置(喷墨头)421,但是,也可以使用其它的任意的构造的喷墨头,例如,用通过加热产生的泡吐出油墨的方式的喷墨头等。
再有,在图27~图37所示的实施形态中,作为喷墨头421,虽然说明的是以大体上等间隔且在直线上而且2列设置喷嘴466,但是,并不限于2列,也可以作成为多列。此外,也可以不是等间隔,也可以不在直线上成列地配设。
此外,在制造中使用液滴吐出装置16、401的,并不限于滤色片1或液晶装置101、EL装置201,可以在FED(Field Emmision Display:场致发光显示器)等的电子发射装置、PDP(Plasma Display Panel:等离子体显示面板)、电泳装置,即使作为含有带电粒子的功能性液状体的油墨向各个像素的隔墙间的凹部内吐出,给被配置为将各个像素上下地夹在之间地电极间施加电压,使带电粒子聚集到一方的电极一侧进行在各个像素中的显示的装置、薄型的布劳恩管、CRT(Cathode-Ray Tube:阴极射线管)显示器等、具有基板(基材),具有在其上方的区域上形成规定的层的工序的各种各样的显示装置(电光装置)中使用。
本发明的装置或方法,可以在是具有含有滤色片或显示装置(电光装置)的基板(基材)的装置,而且,可以使用向该基板(基材)上吐出液滴8的工序的各种装置的制造工序中使用。例如,可以在下述构成中使用:为了形成印制电路基板的电布线,用喷墨方式吐出液状金属或导电性材料、含有金属的涂料等进行金属布线等的构成;用利用喷墨方式进行要在基材上形成的微细的微型透镜的吐出形成光学部件的构成;为只向必要的部分上涂敷地用喷墨方式吐出要涂敷到基板上的光刻胶的构成;有喷墨方式向塑料等的透光性基板等上吐出形成使光散射的凸部或微小白图案等以形成光散射板的构成;用喷墨方式向在DNA(deoxyribonucleic acid:脱氧核糖核酸)芯片上矩阵排列的尖峰点(spike point)上吐出RNA(ribonucleicacid:核糖酸)制作荧光标识探针在DNA芯片上使之杂化等,用喷墨方式,向在基材上划分成区的点状的位置上,吐出试料或抗体、DNA等以形成生物芯片的构成等。
此外,作为液晶装置101,也可以在在像素中具备TFT等的晶体管或TFD等有源元件的有源矩阵液晶面板等,形成包围像素电极的隔墙6,向用该隔墙6形成的凹部内用喷墨方式吐出油墨以形成滤色片1那样的构成;用喷墨方式向像素电极上作为油墨吐出色材和导电材的混合物,作为导电性滤色片形成在像素电极上形成滤色片1的构成;用喷墨方式吐出形成用来保持基板间的间隙的衬垫的微粒的构成等,构成液晶装置101的电光系统的任何一种构成的部分中应用。
再有,并不限于滤色片1,也可以在EL装置201等其它的任何一种电光装置中应用,作为EL装置,也可以用带状地形成与R、G、B3色对应的EL的条带型,或如上所述,具备控制在每一个像素中在发光层中流过的电流的晶体管的有源矩阵型的显示装置、或无源矩阵型中应用的类型的构成等的任何一种构成。
此外,作为可组装入上述各个实施形态的电光装置的电子设备,例如并不限于图53所示的那样的个人计算机490,还包括图54所示的那样的移动电话491或PHS(个人手机系统)等的便携式电话机、电子记事本、页面调度程序、POS(销售点)终端、IC卡、微型光盘机、液晶投影仪、工程工作站(EWS)、文字处理器、电视、取景器型或监视器直视型的电视录像机、电子台式计算机、导航装置、具备触膜面板的装置、钟表、游戏机等各种各样的电子设备。
除此之外,本发明的实施时的具体的构造和步骤,在可以实现本发明的目的范围内也可以是其它的构造和步骤。例如,在用图28、图36和图37说明的实施形态中,虽然喷墨头421全部都向一个方向倾斜地进行配置,但是,既可以使2列的喷墨头列像‘八’那样地彼此具有90度的角度地进行配置,也可以在每一个喷墨头列中使彼此相邻的头间彼此具有90度的角度地配置成‘八’的形状。如上所述,只要不违反本发明的宗旨,即使进行各种的变更也包括在本发明的范围之内。
本发明的成膜方法和成膜装置,可以广泛地应用于在任意的对象物的表面上形成任意的膜的情况。例如,在对象物的表面上均一地形成膜的情况下,可以通过沿着不同的至少2个扫描方向依次吐出多个液滴,来减少起因于扫描方向的成膜不均匀。作为这样的膜,例如,可以举出感光性的膜或保护涂层膜等。此外,还可以在对象物的表面上形成各种的构造而不仅仅是膜的情况下使用。例如,在基板的表面上分散形成柱状衬垫的情况等。作为使用具有这样的柱状衬垫的基板装置,例如,可以举出液晶显示装置、输入缓冲装置等。
根据本发明,由于可以在不同的2个方向上设定对吐出液状材料的液滴时的对象物的相对的扫描方向,故可以使材料效率良好地对各种的对象物进行附着。此外,通过将对对象物的上述扫描方向设定为不同的2个以上的方向,可以减少起因于扫描方向的条纹状的材料不均匀。

Claims (16)

1.一种成膜方法,该方法为通过液滴吐出装置对对象物的表面吐出液状材料的液滴进行成膜的成膜方法,其特征在于:具有边使上述液滴吐出装置对上述对象物沿着上述表面的第1方向扫描,边依次吐出多滴第1液状材料的上述液滴的第1扫描步骤,和边使上述液滴吐出装置对上述对象物沿着与上述第1方向不同的上述表面的第2方向扫描,边依次吐出多滴与上述第1液状材料不同的第2液状材料的上述液滴的第2扫描步骤。
2.根据权利要求1所述的成膜方法,其特征在于:在上述第1扫描步骤和上述第2扫描步骤中,通过使上述对象物旋转成为彼此不同的姿势,将上述第1方向和上述第2方向设定为彼此交叉的方向。
3.一种成膜装置,该装置是具有对对象物的表面吐出液状材料的液滴的液滴吐出装置,和使上述对象物与上述液滴吐出装置沿着上述表面进行相对移动的移动装置的成膜装置,其特征在于:其构成为可以使上述液滴吐出装置对上述对象物沿着上述表面的彼此不同的至少2个方向相对地移动,并且,在上述至少2个方向的移动中,可分别依次吐出不同的多种上述液状材料的多滴上述液滴。
4.根据权利要求3所述的成膜装置,其特征在于:具有通过使上述对象物进行旋转,可以使上述对象物设定为至少2种姿势的姿势位置决定装置。
5.一种滤色片的制造方法,该方法是具有对对象物吐出液状材料以成膜为滤色片单体的吐出成膜工序的滤色片的制造方法,其特征在于具有:
沿着第1扫描方向,向上述对象物上连续地吐出上述液状材料的液滴,对上述对象物的第1区域形成呈现第1色相的第1上述滤色片单体的第1吐出步骤;
沿着与上述第1扫描方向不同的第2扫描方向,向上述对象物上连续地吐出上述液状材料的液滴,对上述对象物的第2区域形成呈现与上述第1色相不同的第2色相的第2上述滤色片单体的第2吐出步骤。
6.根据权利要求5所述的滤色片的制造方法,其特征在于:形成呈现3色色相的上述滤色片单体,在不同的吐出步骤中,形成起因于上述液状材料的液滴的扫描方向呈现产生最大的颜色不均匀的色相的上述滤色片单体,和呈现其它的2色的色相的上述滤色片单体。
7.一种具备滤色片的显示装置,该装置是具有通过对对象物吐出液状材料成膜的滤色片单体的滤色片的显示装置,其特征在于:上述滤色片,具有由沿着不同的多个扫描方向连续地吐出的不同的上述液状材料的液滴构成的、呈现不同色相的多种滤色片单体。
8.根据权利要求7所述的具备滤色片的显示装置,其特征在于:具有呈现3色色相的上述滤色片单体,起因于上述液状材料的液滴的扫描方向呈现产生最大的颜色不均匀的色相的上述滤色片单体,和呈现其它的2色的色相的上述滤色片单体是沿着不同的扫描方向连续形成的。
9.根据权利要求7或8所述的具备滤色片的显示装置,其特征在于:具有通过沿着不同的扫描方向连续地吐出的上述液状材料的液滴的混合而形成的上述滤色片单体。
10.根据权利要求7所述的具备滤色片的显示装置,其特征在于:具有与上述滤色片平面重叠的液晶面板。
11.根据权利要求7所述的具备滤色片的显示装置,其特征在于:具有与上述滤色片平面重叠的EL发光层。
12.一种电子设备,该设备具有权利要求7至11中的任一项所述的具备滤色片的显示装置。
13.一种显示装置的制造方法,该方法具有通过对基材吐出液状材料成膜的吐出成膜工序的显示装置的制造方法,其特征在于具有:
沿着第1扫描方向,向上述基材上连续地吐出第1液状材料的液滴的第1吐出步骤;
沿着与上述第1扫描方向不同的第2扫描方向,向上述基材上连续地吐出与上述第1液状材料不同的第2液状材料的液滴的第2吐出步骤。
14.根据权利要求13所述的显示装置的制造方法,其特征在于:用上述液状材料的液滴形成显示点。
15.一种显示装置,该装置是具备通过对对象物吐出液状材料进行成膜的显示点的显示装置,其特征在于:上述显示点是由沿着不同的扫描方向连续地吐出的不同的上述液状材料的液滴的混合构成的。
16.一种电子设备,具有权利要求15所述的显示装置。
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