JP2003279724A - 表示装置製造方法、表示装置製造装置、表示装置、及びデバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液滴吐出方式を用いた表示装置／デバイスの
製造において、液滴の吐出量測定などの煩雑な手間を要
することなく色むら発生を防止することができる手段の
提供を課題とする。 【解決手段】 各ノズルの液滴吐出量を、各吐出毎にラ
ンダムとなるように不均一化させる構成／方法を採用し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のノズルから
液滴を吐出して表示装置を製造する表示装置製造方法及
び表示装置製造装置と、これら表示装置製造方法及び表
示装置製造装置により製造された表示装置と、該表示装
置を備えて製造されたデバイスとに関する。特に、色む
ら発生を極めて低減させることが可能な、表示装置製造
方法、表示装置製造装置、表示装置、及びデバイスに関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータの発達、
特に携帯用パーソナルコンピュータの発達に伴い、液晶
ディスプレイ、特にカラー液晶ディスプレイの需要が増
加する傾向にある。しかしながら、さらなる普及のため
にはコストダウンが必要であり、特にコスト的に比重の
大きいカラーフィルタのコストダウンに対する要求が高
まっている。

【０００３】この種のカラーフィルタの製造方法として
は、従来、染色法、顔料分散法、電着法等があり、さら
に、コストダウンに対する要求から、印刷法や液滴吐出
方式で形成する方法が提案されている。液滴吐出方式に
関しては、例えば特開昭５９−７５２０５号公報に、
Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の色素を含有する液滴を基板上に液滴
吐出方式により付与し、各液滴を乾燥させて着色部を形
成する方法が提案されている。こうした液滴吐出方式で
は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素の形成を一工程で行なうことが
できるため、大幅な製造工程の簡略化と、大幅なコスト
ダウンを図ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この液滴吐
出方式においては、製造されるカラーフィルタのますま
すの高解像度化に対応するための課題のひとつとして、
各画素間の色むら発生防止がある。すなわち、各画素に
液滴を吐出する液滴吐出ヘッドには、各液滴を吐出する
ためのノズルが多数、穿設されているが、これらノズル
から吐出される各液滴の吐出量は、基本的に各ノズル間
でばらついているため、何らかの対策を講じないと、吐
出量の大小による濃度パターンができてしまい、目視で
見て判るような色むらを生じる恐れがある。

【０００５】このような色むらの防止を課題として、特
開２０００−８９０１９に示されるカラーフィルタの製
造方法が提案されている。このカラーフィルタの製造方
法では、複数のノズルのうち、使用するノズルのみから
液滴を吐出させてその吐出量のばらつきを測定し、この
測定結果に基づいて各ノズルの吐出条件を補正する方法
を採用している。

【０００６】しかしながら、この方法は、全てのノズル
それぞれの吐出量のばらつきを予め測定しておくことが
前提であるため、大変な手間を必要としていた。すなわ
ち、ノズルから吐出される液滴の１滴あたりの吐出量は
極めて小さい（例えばナノグラムオーダー）ので、例え
ば１０，０００発の液滴を撃ち、それらの総重量を１
０，０００で割ることにより、１滴あたりの吐出量を求
めることになる。そして１個の液滴吐出ヘッドに例えば
１８０個のノズルが穿設されている場合、この作業を１
８０回繰り返すことになる。さらに、この液滴吐出ヘッ
ドを例えば１色あたり１２個使用する場合には、その１
２倍（１８０×１２＝２，１６０回）繰り返すことにな
る。さらに、これら１２個の液滴吐出ヘッドをＲ，Ｇ，
Ｂの３色それぞれが必要とするので、その３倍（２，１
６０×３＝６，４８０回）行う必要がある。

【０００７】このような膨大な回数にわたる吐出量のば
らつき測定は、手間となるばかりでなく、作業時間がか
かって生産性の向上を妨げる要因ともなる。しかも、１
ノズルあたり１０，０００発も撃って平均値を出したと
しても、あくまでも平均値であり、その吐出精度を高め
るにも限界がある。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、液滴吐出方式を用いた表示装置／デバイスの製
造において、液滴の吐出量測定などの煩雑な手間を要す
ることなく色むら発生を防止することができる手段の提
供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために以下の手段を採用した。 ［１］ 複数のノズルから液滴を吐出して表示装置を製
造する方法であり、前記各ノズルの液滴吐出量を、各吐
出毎にランダムとなるように不均一化させることを特徴
とする表示装置製造方法。この［１］に記載の表示装置
製造方法によれば、例えば液滴の吐出量が大きいノズル
と小さいノズルがある場合、従来であれば、これらノズ
ルより塗装される塗装面にも、液滴重量（吐出量）の相
対的な差によって色の濃い部分と薄い部分とが生じる。
そして、これら濃度差が特定パターンをなし、目視で判
るような色むらを生じることとなる。これに対し、本発
明では、それぞれのノズルにおいて、各吐出回数毎（時
系列毎）の液滴吐出量が不均一化されるため、液滴の吐
出量が比較的大きくなる（もしくは小さくなる）ような
偏った傾向を持つノズルであっても、一定液滴重量の液
滴を飛ばし続けるのではなく、軽い液滴重量から重い液
滴重量にかけてのランダムな液滴を飛ばし続けるので、
特定の濃度に偏ることがない。したがって、各ノズル間
で液滴吐出量にばらつきがある液滴吐出ヘッドを使用し
ても、全てのノズルの液滴吐出量の偏り（多い／少な
い）を取り去って満遍なく均一化させることができるの
で、特定の濃度パターンを形成することがない。しか
も、全ノズルの吐出特性を事前に知っておく必要もない
ので、この吐出特性を取得するなどの煩雑な手間をかけ
なくても済む。

【００１０】［２］ 上記［１］に記載の表示装置製造
方法において、前記各ノズルより前記液滴を吐出させる
駆動源である各圧電素子に対し、複数種類ある電圧波形
の中からランダムに選んで供給することで、前記不均一
化をなすことを特徴とする表示装置製造方法。この
［２］に記載の表示装置製造方法によれば、それぞれの
ノズルにおいて、その圧電素子に加えられる電圧波形の
種類がランダムとされているため、これに応じて、各吐
出回数毎の液滴吐出量がランダムにばらつくようにな
り、偏りを生じることがない。すなわち、比較的低い電
圧値の電圧波形が圧電素子に与えられた場合には比較的
少ない吐出量となり、逆に、比較的高い電圧値の電圧波
形が圧電素子に与えられた場合には比較的多い吐出量と
なる。そして、これら吐出量は一定とならないように電
圧波形がランダムに選ばれるので、特定の吐出量に偏る
ことがない。

【００１１】［３］ 上記［１］に記載の表示装置製造
方法において、前記各ノズルより前記液滴を吐出させる
熱抵抗体に対し、ランダムな駆動パルス印加時間を与え
ることで、前記不均一化をなすことを特徴とする表示装
置製造方法。この［３］に記載の表示装置製造方法によ
れば、それぞれのノズルにおいて、その熱抵抗体に加え
られる駆動パルス印加時間の長さがランダムとされてい
るため、これに応じて、各吐出回数毎の液滴吐出量がラ
ンダムにばらつくようになり、偏りを生じることがな
い。すなわち、比較的短い駆動パルス印加時間の場合に
は比較的少ない吐出量となり、逆に、比較的長い駆動パ
ルス印加時間の場合には比較的多い吐出量となる。そし
て、これら吐出量は一定とならないように駆動パルス印
加時間の長さがランダムになっているので、特定の吐出
量に偏ることがない。

【００１２】［４］ 液滴吐出ヘッドに設けられた複数
のノズルより液滴を吐出して表示装置を製造する装置で
あり、前記各ノズルの液滴吐出量を、各吐出毎にランダ
ムとなるように不均一化させる不均一化手段が備えられ
ていることを特徴とする表示装置製造装置。この［４］
に記載の表示装置製造装置によれば、例えば液滴の吐出
量が大きいノズルと小さいノズルがある場合、従来であ
れば、これらノズルより塗装される塗装面にも、液滴重
量（吐出量）の相対的な差によって色の濃い部分と薄い
部分とが生じる。そして、これら濃度差が特定パターン
をなし、目視で判るような色むらを生じることとなる。
これに対し、本発明では、それぞれのノズルにおいて、
各吐出回数毎（時系列毎）の液滴吐出量が不均一化され
るため、液滴の吐出量が比較的大きくなる（もしくは小
さくなる）ような偏った傾向を持つノズルであっても、
一定液滴重量の液滴を飛ばし続けるのではなく、軽い液
滴重量から重い液滴重量にかけてのランダムな液滴を飛
ばし続けるので、特定の濃度に偏ることがない。したが
って、各ノズル間で液滴吐出量にばらつきがある液滴吐
出ヘッドを使用しても、全てのノズルの液滴吐出量の偏
り（多い／少ない）を取り去って満遍なく均一化させる
ことができるので、特定の濃度パターンを形成すること
がない。しかも、全ノズルの吐出特性を事前に知ってお
く必要もないので、この吐出特性を取得するなどの煩雑
な手間をかけなくても済む。

【００１３】［５］ 上記［４］に記載の表示装置製造
装置において、前記液滴吐出ヘッドには、入力された電
圧波形に応じた吐出量で前記液滴を吐出させる圧電素子
が備えられ、該圧電素子に供給する前記電圧波形の種類
が、前記不均一化手段によりランダムに選択されること
を特徴とする表示装置製造装置。この［５］に記載の表
示装置製造装置によれば、それぞれのノズルにおいて、
その圧電素子に加えられる電圧波形の種類が、不均一化
手段によりランダムに選ばれるため、これに応じて、各
吐出回数毎の液滴吐出量がランダムにばらつくようにな
り、偏りを生じることがない。すなわち、比較的低い電
圧値の電圧波形が選ばれて圧電素子に与えられた場合に
は比較的少ない吐出量となり、逆に、比較的高い電圧値
の電圧波形が選ばれて圧電素子に与えられた場合には比
較的多い吐出量となる。そして、これら吐出量は、一定
とならないように電圧波形が不均一化手段によってラン
ダムに選ばれるので、特定の吐出量に偏ることがない。

【００１４】［６］ 上記［５］に記載の表示装置製造
装置において、前記不均一化手段に、乱数を発生させる
乱数発生手段と、前記乱数に応じた前記電圧波形を選択
して前記圧電素子に供給する波形選択手段とが備えられ
ていることを特徴とする表示装置製造装置。この［６］
に記載の表示装置製造装置によれば、波形選択手段が選
択する電圧波形は、乱数発生手段が発生させる乱数に基
づいて選ばれるので、確実にランダムな電圧波形を圧電
素子に供給することができるようになる。

【００１５】［７］ 上記［４］に記載の表示装置製造
装置において、前記液滴吐出ヘッドには、駆動パルス印
加時間に応じた吐出量で前記液滴を吐出させる熱抵抗体
が備えられ、該熱抵抗体への前記駆動パルス印加時間の
長さを、前記不均一化手段によりランダムとすることを
特徴とする表示装置製造装置。この［７］に記載の表示
装置製造装置によれば、それぞれのノズルにおいて、そ
の熱抵抗体に加えられる駆動パルス印加時間の長さがラ
ンダムとされているため、これに応じて、各吐出回数毎
の液滴吐出量がランダムにばらつくようになり、偏りを
生じることがない。すなわち、比較的短い駆動パルス印
加時間の場合には比較的少ない吐出量となり、逆に、比
較的長い駆動パルス印加時間の場合には比較的多い吐出
量となる。そして、これら吐出量は一定とならないよう
に駆動パルス印加時間の長さがランダムになっているの
で、特定の吐出量に偏ることがない。

【００１６】［８］ 上記［７］に記載の表示装置製造
装置において、前記不均一化手段には、乱数を発生させ
る乱数発生手段と、前記乱数に応じた前記駆動パルス印
加時間を選択する駆動パルス印加時間選択手段とが備え
られていることを特徴とする表示装置製造装置。この
［８］に記載の表示装置製造装置によれば、駆動パルス
印加時間選択手段が選択する駆動パルス印加時間は、乱
数発生手段が発生させる乱数に基づいて選ばれるので、
確実にランダムな駆動パルス印加時間を熱抵抗体に付与
することができるようになる。

【００１７】［９］ 上記［１］〜上記［３］の何れか
に記載の表示装置製造方法、もしくは、上記［４］〜上
記［８］の何れかに記載の表示装置製造装置により、製
造されたことを特徴とする表示装置。この［９］に記載
の表示装置によれば、その製造過程において、液滴の吐
出量測定などの煩雑な手間を要することなく、色むらの
発生を防止することができるので、製品歩留まりを向上
させ、良質かつ安価な表示装置とすることができるよう
になる。

【００１８】［１０］ 上記［９］に記載の表示装置を
備えて製造されたことを特徴とするデバイス。この［１
０］に記載のデバイスによれば、良質かつ安価な表示装
置を採用できるので、やはり、高品質かつ低コストなデ
バイスをとすることができるようになる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明は、複数のノズルから液滴
を吐出する液滴吐出方式により、表示装置を製造する表
示装置製造方法及び表示装置製造装置と、これら表示装
置製造方法及び表示装置製造装置により製造された表示
装置と、該表示装置を備えて製造されたデバイスとに関
し、特に、色むら発生を極めて低減させることが可能
な、表示装置製造方法、表示装置製造装置、表示装置、
及びデバイスに関するものであり、その一実施形態を、
図面を参照しながら以下に説明するが、本発明がこれの
みに限定解釈されるものでないことは勿論である。

【００２０】なお、以下の説明においては、まず、図１
〜図１２を参照しながら、本実施形態の表示装置製造方
法、表示装置製造装置、表示装置、及びデバイスに関す
る全般的な説明を主に行い、次に、図１３〜図１８を参
照しながら、本実施形態の特徴的部分の説明を主に行う
ものとする。また、以下の説明においては、前記の表示
装置製造方法、表示装置製造装置、表示装置、及びデバ
イスのそれぞれに対応するものが、下記である場合を例
として説明を行うものとする。 ・表示装置製造装置・・・カラーフィルタ基板の製造装置 ・表示装置製造方法・・・カラーフィルタ基板の製造方法 ・表示装置・・・カラーフィルタ基板 ・デバイス・・・ノート型パーソナルコンピュータ

【００２１】（１）表示装置製造装置（カラーフィルタ
基板の製造装置） まず、図１を用いて、本実施形態の表示装置製造装置の
説明を行う。なお、図１は、同表示装置製造装置の各構
成機器の配置を示す平面図である。同図に示すように、
本実施形態の表示装置製造装置は、これから加工される
基板（ガラス基板。以下、ウェハＷｆと称する）を収容
するウェハ供給部１と、該ウェハ供給部１から移載され
たウェハＷｆの描画方向を決めるウェハ回転部２と、該
ウェハ回転部２から移載されたウェハＷｆに対してＲ
（赤）の液滴を着弾させる液滴吐出装置３と、該液滴吐
出装置３から移載されたウェハＷｆを乾燥させるベーク
炉４と、これら装置間でのウェハＷｆの移載作業を行う
ロボット５ａ，５ｂと、ベーク炉４から移載されたウェ
ハＷｆを次工程に送るまでに冷却及び描画方向の決定を
なす中間搬送部６と、該中間搬送部６から移載されたウ
ェハＷｆに対してＧ（緑）の液滴を着弾させる液滴吐出
装置７と、該液滴吐出装置７から移載されたウェハＷｆ
を乾燥させるベーク炉８と、これら装置間でのウェハＷ
ｆの移載作業を行うロボット９ａ，９ｂと、ベーク炉８
から移載されたウェハＷｆを次工程に送るまでに冷却及
び描画方向の決定をなす中間搬送部１０と、該中間搬送
部１０から移載されたウェハＷｆに対してＢ（青）の液
滴を着弾させる液滴吐出装置１１と、該液滴吐出装置１
１から移載されたウェハＷｆを乾燥させるベーク炉１２
と、これら装置間でのウェハＷｆの移載作業を行うロボ
ット１３ａ，１３ｂと、ベーク炉１２から移載されたウ
ェハＷｆの収納方向を決めるウェハ回転部１４と、該ウ
ェハ回転部１４から移載されたウェハＷｆを収容するウ
ェハ収容部１５とを備えて概略構成されている。

【００２２】ウェハ供給部１は、１台あたり例えば２０
枚のウェハＷｆを上下方向に収容するエレベータ機構を
備えた２台のマガジンローダ１ａ，１ｂを備えており、
順次、ウェハＷｆが供給可能となっている。ウェハ回転
部２は、ウェハＷｆに対し、前記液滴吐出装置３により
どの方向に描画するかの描画方向決定と、これから液滴
吐出装置３に移載する前の仮位置決めとを行うものであ
り、２台のウェハ回転台２ａ，２ｂにより、鉛直方向の
軸線回りに９０度ピッチ間隔で正確にウェハＷｆを回転
可能に保持している。

【００２３】液滴吐出装置３，７，１１については、後
述においてその詳細を説明するため、ここでは説明を省
略するものとする。ベーク炉４は、例えば１２０℃以下
の加熱環境に５分間、ウェハＷｆを置くことにより、液
滴吐出装置３から移載されてきたウェハＷｆの赤色の液
滴を乾燥させるものであり、これにより、ウェハＷｆの
移動中に赤色の液滴が飛散するなどの不都合を防止可能
としている。

【００２４】ロボット５ａ，５ｂは、基台を中心に伸展
動作ならびに回転動作等が可能なアーム（図示せず）を
備えており、該アームの先端に装備されている真空吸着
パッドでウェハＷｆを吸着保持することにより、各装置
間でのウェハＷｆの移載作業をスムーズかつ効率的に行
うことができるようになっている。

【００２５】中間搬送部６は、ロボット５ｂによりベー
ク炉４から移載されてきた加熱状態のウェハＷｆを次工
程に送る前に冷やす冷却器６ａと、冷却後のウェハＷｆ
に対し、前記液滴吐出装置７によりどの方向に描画する
かの描画方向決定及び、これから液滴吐出装置７に移載
する前の仮位置決めを行うウェハ回転台６ｂと、これら
冷却器６ａ及びウェハ回転台６ｂ間に配置され、液滴吐
出装置３，７間での処理速度差を吸収するバッファ６ｃ
とを備えて構成されている。ウェハ回転台６ｂは、鉛直
方向の軸線回りに９０度ピッチ、もしくは１８０度ピッ
チでウェハＷｆを回転させることができるようになって
いる。

【００２６】赤色の液滴を飛ばす液滴吐出装置３と、緑
色の液滴を飛ばす液滴吐出装置７とでは、それぞれの各
液滴吐出ヘッド（液滴吐出装置３，７，１１の説明にお
いて後述）の清掃作業に要する時間が異なるため、その
結果として、両液滴吐出装置３，７間で処理速度に差が
生じることとなる。前記バッファ６ｃは、この処理速度
差を吸収するために設けられたものであり、エレベータ
状のストック台に複数枚のウェハＷｆを一時的に仮置き
することができるようになっている。

【００２７】ベーク炉１０は、前記ベーク炉６と同様の
構造を有する加熱炉であり、例えば１２０℃以下の加熱
環境に５分間、ウェハＷｆを置くことにより、液滴吐出
装置７から移載されてきたウェハＷｆの緑色の液滴を乾
燥させるものであり、これにより、ウェハＷｆの移動中
に緑色の液滴が飛散するなどの不都合を防止可能として
いる。

【００２８】ロボット９ａ，９ｂは、前記ロボット５
ａ，５ｂと同様の構造を有しており、基台を中心として
伸展動作ならびに回転動作等が可能なアーム（図示せ
ず）を備え、該アームの先端に装備されている真空吸着
パッドでウェハＷｆを吸着保持することにより、各装置
間でのウェハＷｆの移載作業をスムーズかつ効率的に行
うことができるようになっている。

【００２９】中間搬送部１０は、前記中間搬送部６と同
様の構造を有しており、ロボット９ｂによりベーク炉８
から移載されてきた加熱状態のウェハＷｆを次工程に送
る前に冷やす冷却器１０ａと、冷却後のウェハＷｆに対
し、前記液滴吐出装置１１によりどの方向に描画するか
の描画方向決定及び、これから液滴吐出装置１１に移載
する前の仮位置決めを行うウェハ回転台１０ｂと、これ
ら冷却器１０ａ及びウェハ回転台１０ｂ間に配置され、
液滴吐出装置７，１１間での処理速度差を吸収するバッ
ファ１０ｃとを備えて構成されている。ウェハ回転台１
０ｂは、鉛直方向の軸線回りに９０度ピッチ、もしくは
１８０度ピッチでウェハＷｆを回転させることができる
ようになっている。

【００３０】ウェハ回転部１４は、各液滴吐出装置３，
７，１１によりＲ，Ｇ，Ｂパターンが形成された後の各
ウェハＷｆに対し、それぞれが一定方向を向くように回
転位置決め可能となっている。すなわち、ウェハ回転部
１４は、２台のウェハ回転台１４ａ，１４ｂを備えてお
り、鉛直方向の軸線回りに９０度ピッチ間隔で正確にウ
ェハＷｆを回転可能に保持できるようになっている。ウ
ェハ収容部１５は、ウェハ回転部１４より移載されてき
た完成品のウェハＷｆ（カラーフィルタ基板）を、１台
あたり例えば２０枚づつ、上下方向に収容するエレベー
タ機構を備えた２台のマガジンアンローダ１５ａ，１５
ｂを有しており、順次、ウェハＷｆを収容可能としてい
る。

【００３１】（２）表示装置製造方法（カラーフィルタ
基板の製造方法）及び液晶表示装置 以上説明の本実施形態の表示装置製造装置によるＲＧＢ
パターン形成工程を含めた表示装置の製造工程の一連の
流れを、図１〜図３を参照しながら以下に説明する。な
お、図２は、同表示装置製造装置によるＲＧＢパターン
形成工程を含めた一連のカラーフィルタ基板製造工程を
示す図であり、（ａ）〜（ｆ）の順に製造される流れを
示している。また、図３は、同表示装置製造装置の各液
滴吐出装置により形成されるＲＧＢパターン例を示す図
であって、（ａ）はストライプ型を示す斜視図，（ｂ）
はモザイク型を示す部分拡大図，（ｃ）はデルタ型を示
す部分拡大図である。

【００３２】製造に用いられるウェハＷｆは、例えば長
方形型薄板形状の透明基板であり、適度の機械的強度と
共に光透過性の高い性質を兼ね備えている。このウェハ
Ｗｆとしては、例えば、透明ガラス基板、アクリルガラ
ス、プラスチック基板、プラスチックフィルム及びこれ
らの表面処理品等が好ましく用いられる。なお、このウ
ェハＷｆには、ＲＧＢパターン形成工程の前工程におい
て、生産性をあげる観点から、複数のカラーフィルタ領
域が予めマトリックス状に形成されており、これらカラ
ーフィルタ領域をＲＧＢパターン形成工程の後工程で切
断することにより、液晶表示装置に適合するカラーフィ
ルタ基板として用いられるようになっている。

【００３３】図３に示すように、各カラーフィルタ領域
には、Ｒ（赤色）の液滴及びＧ（緑色）の液滴及びＢ
（青色）の液滴が、後述の各液滴吐出ヘッド５３より所
定のパターンで形成されるようになっている。この形成
パターンとしては、図３（ａ）に示すストライプ型の他
に、図３（ｂ）に示すモザイク型や、図３（ｃ）に示す
デルタ型などがあるが、本発明ではその形成パターンに
関し、特に限定はされない。

【００３４】まず、前工程であるブラックマトリックス
形成工程では、図２（ａ）に示すように、透明のウェハ
Ｗｆの一方の面（カラーフィルタ基板の基礎となる面）
に対して、光透過性のない樹脂（好ましくは黒色）を、
スピンコート等の方法により、所定の厚さ（たとえば２
μｍ程度）に塗布し、その後、フォトリソグラフィー法
等の方法によりマトリックス状にブラックマトリックス
ｂ，・・・を形成していく。これらブラックマトリックス
ｂ，・・・の格子で囲まれる最小の表示要素は、所謂フィ
ルターエレメント（符号ｅ，・・・）と言われ、たとえば
Ｘ軸方向の巾寸法が３０μｍ、Ｙ軸方向の長さ寸法が１
００μｍ程度の大きさとなる窓になる。このブラックマ
トリックスｂ，・・・を形成した後は、図示されないヒー
タにより熱を加えることで、ウェハＷｆ上の樹脂を焼成
することがなされる。

【００３５】このようにしてブラックマトリックスｂが
形成された後のウェハＷｆは、図１に示したウェハ供給
部１の各マガジンローダ１ａ，１ｂに収容され、引き続
きＲＧＢパターン形成工程が行われる。すなわち、まず
各マガジンローダ１ａ，１ｂのうちの何れか一方に収容
されたウェハＷｆを、ロボット５ａがそのアームにて吸
着保持した後、各ウェハ回転台２ａ，２ｂのうちのいず
れか一方に載置する。そして、各ウェハ回転台２ａ，２
ｂは、これから赤色の液滴を着弾させる前準備として、
その描画方向と位置決めとを行う。

【００３６】その後、ロボット５ａは、各ウェハ回転台
２ａ，２ｂ上のウェハＷｆを再び吸着保持し、今度は液
滴吐出装置３へと移載する。この液滴吐出装置３では、
図２（ｂ）に示すように、所定のパターンを形成するた
めの所定位置のフィルターエレメントｅ，・・・内に、赤
色の液滴Ｒを着弾させる。この時の各液滴Ｒの量は、加
熱工程における液滴Ｒの体積減少量を考慮した充分な量
となっている。なお、この液滴吐出装置３による液滴Ｒ
の着弾に際しては、従来の技術において説明した色むら
の問題を防止する対策が施されており、その詳細につい
ては後述で説明するものとする。

【００３７】このようにして所定の全てのフィルターエ
レメントｅ，・・・に赤色の液滴Ｒが充填された後のウェ
ハＷｆは、所定の温度（例えば７０℃程度）で乾燥処理
される。この時、液滴Ｒの溶媒が蒸発すると、図２
（ｃ）に示すように液滴Ｒの体積が減少するので、体積
減少が激しい場合には、カラーフィルタ基板として充分
な液滴膜厚が得られるまで、液滴Ｒの着弾作業と乾燥作
業とが繰り返される。この処理により、液滴Ｒの溶媒が
蒸発して、最終的に液滴Ｒの固形分のみが残留して膜化
する。

【００３８】なお、この赤色パターンの形成工程におけ
る乾燥作業は、図１で示したベーク炉４によって行われ
る。そして、乾燥作業後のウェハＷｆは、加熱状態にあ
るため、同図に示すロボット５ｂにより冷却器６ａへと
搬送され、冷却される。冷却後のウェハＷｆは、バッフ
ァ６ｃに一時的に保管されて時間調整がなされた後、ウ
ェハ回転台６ｂへと移載され、これから緑色の液滴を着
弾させる前準備として、その描画方向と位置決めとがな
される。そして、ロボット９ａが、ウェハ回転台６ｂ上
のウェハＷｆを吸着保持した後、今度は液滴吐出装置７
へと移載する。

【００３９】この液滴吐出装置７では、図２（ｂ）に示
すように、所定のパターンを形成するための所定位置の
フィルターエレメントｅ，・・・内に、緑色の液滴Ｇを着
弾させる。この時の各液滴Ｇの量は、加熱工程における
液滴Ｇの体積減少量を考慮した充分な量となっている。
なお、この液滴吐出装置７による液滴Ｇの着弾に際して
は、従来の技術において説明した色むらの問題を防止す
る対策が施されており、その詳細については後述で説明
するものとする。

【００４０】このようにして所定の全てのフィルターエ
レメントｅ，・・・に緑色の液滴Ｇが充填された後のウェ
ハＷｆは、所定の温度（例えば７０℃程度）で乾燥処理
される。この時、液滴Ｇの溶媒が蒸発すると、図２
（ｃ）に示すように液滴Ｇの体積が減少するので、体積
減少が激しい場合には、カラーフィルタ基板として充分
な液滴膜厚が得られるまで、液滴Ｇの着弾作業と乾燥作
業とが繰り返される。この処理により、液滴Ｇの溶媒が
蒸発して、最終的に液滴Ｇの固形分のみが残留して膜化
する。

【００４１】なお、この緑色パターンの形成工程におけ
る乾燥作業は、図１で示したベーク炉８によって行われ
る。そして、乾燥作業後のウェハＷｆは、加熱状態にあ
るため、同図に示すロボット９ｂにより冷却器１０ａへ
と搬送され、冷却される。冷却後のウェハＷｆは、バッ
ファ１０ｃに一時的に保管されて時間調整がなされた
後、ウェハ回転台１０ｂへと移載され、これから青色の
液滴を着弾させる前準備として、その描画方向と位置決
めとがなされる。そして、ロボット１３ａが、ウェハ回
転台１０ｂ上のウェハＷｆを吸着保持した後、今度は液
滴吐出装置１１へと移載する。

【００４２】この液滴吐出装置１１では、図２（ｂ）に
示すように、所定のパターンを形成するための所定位置
のフィルターエレメントｅ，・・・内に、青色の液滴Ｂを
着弾させる。この時の各液滴Ｂの量は、加熱工程におけ
る液滴Ｂの体積減少量を考慮した充分な量となってい
る。なお、この液滴吐出装置１１による液滴Ｂの着弾に
際しては、従来の技術において説明した色むらの問題を
防止する対策が施されており、その詳細については後述
で説明するものとする。

【００４３】このようにして所定の全てのフィルターエ
レメントｅ，・・・に青色の液滴Ｂが充填された後のウェ
ハＷｆは、図２（ｃ）に示すように所定の温度（例えば
７０℃程度）で乾燥処理される。この時、液滴Ｂの溶媒
が蒸発すると、液滴Ｂの体積が減少するので、体積減少
が激しい場合には、カラーフィルタとして充分な液滴膜
厚が得られるまで、液滴Ｂの着弾作業と乾燥作業とが繰
り返される。この処理により、液滴Ｂの溶媒が蒸発し
て、最終的に液滴Ｂの固形分のみが残留して膜化する。

【００４４】なお、この青色パターンの形成工程におけ
る前記乾燥作業は、図１で示したベーク炉１２によって
行われる。そして、乾燥作業後のウェハＷｆは、ロボッ
ト１３ｂによりウェハ回転台１４ａ，１４ｂの何れか一
方に移載され、その後、一定方向を向くように回転位置
決めがなされる。回転位置決め後のウェハＷｆは、ロボ
ット１３ｂによりマガジンアンローダ１５ａ，１５ｂの
何れか一方に収容される。

【００４５】以上により、ＲＧＢパターン形成工程が完
了する。そして引き続き、図２（ｄ）以降に示す後工程
が行われる。すなわち、図２（ｄ）に示す保護膜形成工
程では、液滴Ｒ，Ｇ，Ｂを完全に乾燥させるために、所
定の温度で所定時間加熱を行う。乾燥が終了すると、液
滴膜が形成されたウェハＷｆの表面保護及び表面平坦化
を目的として、保護膜ｃが形成される。この保護膜ｃの
形成には、例えばスピンコート法や、ロールコート法
や、リッピング法などの方法を採用することができる。

【００４６】続く図２（ｅ）に示す透明電極形成工程で
は、スパッタ法や真空吸着法等の処方を用いて、透明電
極ｔが保護膜ｃの全面を覆うように形成される。続く図
２（ｆ）に示すパターニング工程では、透明電極ｔが、
画素電極としてパターニングされる。なお、液晶表示パ
ネルの駆動にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉ
ｓｔｏｒ）等を用いる場合ではこのパターニングは不用
である。以上説明の各製造工程により、図２（ｆ）に示
すカラーフィルタ基板ＣＫ（表示装置）が製造され、さ
らに、このカラーフィルタ基板ＣＫと対向基板（図示せ
ず）とを対向配置させて製造することで、図４に示す液
晶表示装置が製造される。

【００４７】同図に示す液晶表示装置は、アクティブマ
トリクス型であり、符号３０４，３０６は配向膜、符号
３０２は基板、符号３０３は画素電極、符号３０５は液
晶化合物を示している。また、前記カラーフィルタ基板
ＣＫを構成する同一構成要素には、同一符号を付すもの
とした。同図に示す液晶表示装置は、一般的にカラーフ
ィルタ基板ＣＫとＴＦＴ基板３００とを合わせ込み、液
晶化合物３０５を封入することにより製造されるもので
ある。ＴＦＴ基板３００の内側には、ＴＦＴ（不図示）
と透明な画素電極３０３がマトリクス状に形成されてい
る。そして、このＴＦＴ基板３００の画素電極３０３に
対してＲ，Ｇ，Ｂの各着色部が対向するように、カラー
フィルタ基板ＣＫが配置される。

【００４８】また、これらカラーフィルタ基板ＣＫ及び
ＴＦＴ基板３００の各面内には、配向膜３０４，３０６
が形成されており、これらをラビング処理することによ
り液晶分子を一定方向に配列させることができる。さら
に、これらカラーフィルタ基板ＣＫ及びＴＦＴ基板３０
０の外側には、それぞれ偏光板（不図示）が接着され、
バックライトとして一般的に蛍光灯（不図示）と散乱板
（不図示）の組み合わせを用い、前記液晶化合物３０５
をバックライト光の透過率を変化させる光シャッターと
して機能させることにより表示を行なうものである。な
お、本発明の液晶表示装置においては、本発明のカラー
フィルタ基板（表示装置）を用いて構成していれば良
く、他の構成部材については、その素材や製法等、従来
の液晶表示装置の技術を適用することが可能である。

【００４９】（３）デバイス（ノート型パーソナルコン
ピュータ） そして、上述の構成を有する液晶表示装置を備えて製造
されることにより、例えば図５に示すノート型パソコン
２０（デバイス）が製造されることとなる。同図に示す
ノート型パソコン２０は、筐体２１と、該筐体２１内に
収容された前記液晶表示装置（符号２２参照）と、入力
部であるキーボード２３と、図示されない表示情報出力
源、表示情報処理回路、クロック発生回路等の様々な回
路と、これら回路に電力を供給する電源回路等からなる
表示信号生成部とを備えて構成されている。液晶表示装
置２２には、例えばキーボード２３から入力された情報
に基づいて前記表示信号生成部により生成された表示信
号が供給され、表示画像が形成されるようになってい
る。

【００５０】本実施形態に係るカラーフィルタ基板ＣＫ
が装備されるデバイスとしては、前記ノート型パソコン
２０に限らず、携帯型電話機、電子手帳、ページャ、Ｐ
ＯＳ端末、ＩＣカード、ミニディスクプレーヤ、液晶プ
ロジェクタ、エンジニアリングワークステーション（Ｅ
ＷＳ）、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ
型またはモニタ直視型のビデオレコーダ、電子卓上計算
機、カーナビゲーション装置、タッチパネルを備えた装
置、時計、ゲーム機器等、様々な電子機器が挙げられ
る。

【００５１】（４）液滴吐出装置の詳細 続いて、図６〜図１８を参照しながら、上記表示装置製
造装置に備えられている前記各液滴吐出装置３，７，１
１の詳細説明を行うものとする。なお、各液滴吐出装置
３，７，１１は同じ構造を有しているため、液滴吐出装
置３についての説明を以下に行い、他の液滴吐出装置
７，１１は同様であるとしてその説明を省略するものと
する。

【００５２】図６〜図８に示すように、本実施形態の液
滴吐出装置３は、その主要構成機器として、液滴吐出ユ
ニット３０と、キャップユニット６０と、ワイピングユ
ニット７０と、ドット抜け検出ユニット１００（図６で
は省略）とを備えている。なお、図６は、同液滴吐出装
置の主要機器を示す概略構成図である。また、図７は、
同液滴吐出装置の一部を示す図であって、図１の矢印Ａ
より見た側面図である。また、図８は、同液滴吐出装置
を示す図であって、図７の矢印Ｂより見た平面図であ
る。

【００５３】（ａ）液滴吐出ユニット３０の説明 液滴吐出ユニット３０は、液滴Ｒを前記ウェハＷｆに向
けて吐出、着弾させるユニットである。図６に示すよう
に、この液滴吐出ユニット３０では、まず、窒素ガス等
の不活性ガスｇをエアフィルタ３１に供給し、ここで不
活性ガスｇ中に含まれる不純物の除去を行った後、さら
にミストセパレータ３２を通すことで不活性ガスｇ中に
含まれるミストの除去が行われる。ミスト除去後の不活
性ガスｇは、液滴を圧送する系統と、洗浄液を圧送する
系統との２系統に分岐され、作業内容に応じてこれら系
統をどちらか一方に、後述の液滴・洗浄液圧送圧力切替
弁３５によって切り替えることができるようになってい
る。

【００５４】すなわち、液滴を圧送する系統を選択した
場合には、ミストセパレータ３２を経た不活性ガスｇ
は、液滴圧送圧力調整弁３３へと供給され、ここで適切
に調圧された後、液滴側残圧排気弁３４及び液滴・洗浄
液圧送圧力切替弁３５及びエアーフィルタ３６を通過
し、さらに、不活性ガス圧力検出センサ３７で供給圧チ
ェックがなされてから、液滴圧送タンク３８内へと供給
されるようになっている。

【００５５】一方、洗浄液を圧送する系統を選択した場
合には、ミストセパレータ３２を経た不活性ガスｇは、
洗浄液圧送圧力調整弁３９へと供給され、ここで適切に
調圧された後、洗浄液側残圧排気弁４０及び液滴・洗浄
液圧送圧力切替弁３５及びエアーフィルタ７１を通過
し、さらに、不活性ガス圧力検出センサ７２で供給圧チ
ェックがなされてから、洗浄液圧送タンク７３内へと供
給されるようになっている。これにより、洗浄液圧送タ
ンク７３内が加圧されるため、内部に貯留されている洗
浄液が洗浄液供給部７７へと圧送され、さらにはワイピ
ングシート７５に吹き付けられるようになっている。

【００５６】前記液滴圧送タンク３８には、脱気液滴ボ
トル４１内の液滴が、液滴圧送用ポンプ４２により補充
されるようになっており、その液滴有無の確認は、液滴
有無検出荷重センサ４５による荷重検出でなされるよう
になっている。したがって、液滴圧送タンク３８内の液
滴残量が所定レベルを下回った場合には、液滴有無荷重
検出センサ４５がこれを検知して液滴圧送用ポンプ４２
を起動させ、所定レベルに至るまで液滴の補充がなされ
るようになっている。なお、符号４３は、脱気液滴ボト
ル４１に装備されたエアーフィルタであり、また符号４
４は、タンク排圧弁である。

【００５７】液滴圧送タンク３８内に不活性ガスｇが供
給された場合には、その内圧が高まるために液滴液面が
下方に押し下げられ、これにより押し出された液滴が、
液圧送圧力検出センサ４６で測圧されてから液圧送ＯＮ
／ＯＦＦ切替弁４７を通過し、さらにサブタンク４８へ
と圧送されていく。なお、符号４９は、静電気を逃がす
ための流路部アース継手を示している。

【００５８】サブタンク４８には、エアフィルタ５０及
びサブタンク部上限検出センサ５１及び液滴液面制御用
検出センサ５２が備えられている。サブタンク部上限検
出センサ５１は、サブタンク４８内の液滴液面が所定レ
ベルを超えた場合に、該サブタンク４８への液滴供給を
停止させるための検出センサである。また、液滴液面制
御用検出センサ５２は、複数の液滴吐出ヘッド５３（そ
の配置については、図７を参照。なお、図６では、説明
のために液滴吐出ヘッド５３を単体として説明してい
る）の各ノズル面５３ａに対するサブタンク４８内の液
滴液面の水頭値ｈｅａｄを所定の範囲（例えば２５mm±
０．５mm）内に調整するための検出センサである。

【００５９】このサブタンク４８から供給された液滴
は、ヘッド部気泡排除弁５４を経てから液滴吐出ヘッド
５３へと供給されるようになっている。なお、符号５５
は、静電気を逃がすための流路部アース継手を示してい
る。ヘッド部気泡排除弁５４は、液滴吐出ヘッド５３の
上流側流路を閉じることにより、該液滴吐出ヘッド５３
内の液滴を後述のキャップユニット６０で吸引する際の
吸引流速を高め、液滴吐出ヘッド５３内の気泡を速く排
気することができるようになっている。

【００６０】各液滴吐出ヘッド５３の詳細について、図
９〜図１８を参照しながら以下に説明する。なお、図９
は、同液滴吐出装置のノズルヘッドユニットを示す平面
図である。また、図１０は、同ノズルヘッドユニットを
図９の矢印Ｃより見た側面図である。また、図１１は、
同ノズルヘッドユニットに備えられている液滴吐出ヘッ
ドの一部分を示す図であって、（ａ）はノズル面に対向
する側から見た図，（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図であ
る。また、図１２は、同液滴吐出ヘッドを説明する図で
あり、（ａ）はスキャン方向を示す説明図，（ｂ）はノ
ズルピッチの変更を示す説明図である。また、図１３
は、同液滴吐出ヘッドとしてピエゾ方式を採用した場合
における、液滴を飛ばす吐出駆動機構を説明する説明図
である。

【００６１】図９及び図１０に示すように、本実施形態
の各液滴吐出ヘッド５３は、６個づつを互いに斜めに重
なるようにして１列配置した第１ヘッド列１２１Ａ及び
第２ヘッド列１２１Ｂを、ヘッド保持板１２２に対して
固定することで、ノズルヘッドユニット１２０を構成し
ている。第１ヘッド列１２１Ａ及び第２ヘッド列１２１
Ｂは、互いに平行をなしており、なおかつ、それぞれの
軸線ｃ１，ｃ２が、後述のワイピングシート７５の送り
方向（図９の矢印Ｓ方向）に対して交差するように配置
されている。

【００６２】図１１（ａ），（ｂ）に示すように、各液
滴吐出ヘッド５３のノズル面５３ａには、複数列（本実
施形態では２列）の溝５３ａ１，５３ａ２が互いに平行
に形成されており、さらに、これら溝５３ａ１，５３ａ
２の内部に、複数のノズル５３ｃが等ピッチ間隔で穿設
されている。前述のように、これら液滴吐出ヘッド５３
は互いに斜めに重なった状態に配置されている。これ
は、図１２（ａ）のようにウェハＷｆ上を各液滴吐出ヘ
ッド５３を通過させながら液滴Ｒの吐出を行う際に、図
１２（ｂ）のようにスキャン方向（進行方向）に対して
各液滴吐出ヘッド５３を適切な角度に傾けることで、製
造するカラーフィルタ基板の画素ピッチｐ１に応じて見
かけのノズル間隔ｐ２を一致させるためである。

【００６３】なお、各液滴吐出ヘッド５３における液滴
の吐出方式としては、例えば図１３に示すピエゾ方式の
他、図１７に示すバブルジェット（登録商標)方式があ
る。以下、それぞれの場合について説明する。まず、図
１３に示すピエゾ方式を採用した場合の液滴吐出ヘッド
５３について説明すると、同液滴吐出ヘッド５３には、
前記各ノズル５３ｃに対してピエゾ素子５３ｄ（圧電素
子）がそれぞれ設けられている。このピエゾ素子５３ｄ
は、ノズル５３ｃと液滴室５３ｅに対応して配置されて
おり、印加電圧Ｖｈが印加されることで、この印加電圧
Ｖｈの大きさに応じた変形量で矢印Ｐ方向に伸縮し、液
滴室５３ｅ内を加圧して所定量の液滴Ｒを各ノズル５３
ｃから吐出させるようになっている。すなわち、入力さ
れた印加電圧Ｖｈ（電圧波形）に応じた吐出量で、液滴
Ｒが吐出される。

【００６４】そして、本実施形態の液滴吐出装置では、
各ノズル５３ｃから吐出される液滴吐出量の偏りによる
色むらの発生を防止するために、各ノズル５３ｃの液滴
吐出量を、各吐出毎にランダムとなるように不均一化さ
せる不均一化手段を備えた点が、特に特徴的となってい
る。

【００６５】この不均一化手段について、図１４〜図１
６を用いて説明する。なお、図１４は、同液滴吐出ヘッ
ドの同吐出駆動機構の構成を説明する回路図である。図
１５は、同吐出駆動機構で生成される乱数番号とこれに
対応する電圧波形との関係を示すグラフであって、横軸
が乱数番号、縦軸がピエゾ素子に加える電圧波形を示し
ている。また、図１６は、同液滴吐出ヘッドにより液滴
を吐出して各画素内に着弾させた直後の液滴の大きさの
ばらつき具合例を示す図であって、（ａ）は従来の場合
であり、（ｂ）は本発明の不均一化手段を採用した場合
を示している。

【００６６】図１４に示すように、本液滴吐出ヘッド５
３における液滴の吐出駆動機構４００は、入力された電
圧波形に応じた吐出量で液滴Ｒを吐出させる前記各ピエ
ゾ素子５３ｄと、これらピエゾ素子５３ｄそれぞれに送
出する電圧波形を生成する電圧波形生成手段４０１と、
該電圧波形生成手段４０１が生成する電圧波形の種類
（波形形状）を設定する波形設定手段４０２と、各ピエ
ゾ素子５３ｄそれぞれに対応して設けられ、これらピエ
ゾ素子５３ｄに向かう電圧波形信号を許可、または遮断
するスイッチ４０３と、各ピエゾ素子５３ｄに供給する
電圧波形の種類をランダムに選択する不均一化手段４０
４とを備えて構成されている。なお、同図に示す電圧波
形形成手段４０１及び波形設定手段４０２及び波形選択
手段４０４及び各スイッチ４０３及び不均一化手段４０
４は、それぞれの機能を果たす電気回路を示している。

【００６７】不均一化手段４０４は、乱数を発生させる
乱数発生手段４０４ａと、前記乱数に応じたランダムな
種類（波形形状）の電圧波形を選択して各ピエゾ素子５
３ｄに供給する波形選択手段４０４ｂとを備えている。
波形選択手段４０４ｂは、各スイッチ４０３のＯＮ／Ｏ
ＦＦを切り替えることにより、それぞれのピエゾ素子５
３ｄに与えられる電圧波形の種類（波形形状）を選択す
るものであり、各スイッチ４０３それぞれとの間を結ぶ
ように配線接続されている。そして、この波形選択手段
４０４ｂは、乱数発生手段４０５より送られてくる乱数
と同じ番号を持つ電圧波形（波形形状）を選択するもの
となっている。したがって、乱数に基づいて選択するの
で、確実にランダムな電圧波形を各ピエゾ素子５３ｄに
供給することができるようになっている。

【００６８】乱数発生手段４０４ａは、正数をｎとした
場合にｎビット（本実施例では、例えばｎ＝３の３ビッ
ト）の数字を発生させるｎビットカウンタ（本実施例で
は３ビットカウンタ４０４ａ１）と、該ｎビットカウン
タからの前記数字を参照して前記乱数を波形選択手段４
０４ｂに送出する乱数送出部４０４ａ２とを備えて構成
されている。ここで、乱数発生手段４０４ａによる乱数
番号と、これに対応して波形設定手段４０２により設定
される電圧波形（波形形状）の例について説明すると、
３ビットカウンタ４０４ａ１によって生成される１〜８
の数字それぞれに対し、数字１から数字８に向かって徐
々に電圧値が高くなる波形形状の電圧波形ｖ１〜ｖ８を
割り当てることで、図１５に示すような設定がなされ
る。したがって、乱数番号が１から８に向かって徐々に
液滴吐出量が大きくなるように設定される。

【００６９】以上説明の液滴の吐出駆動機構４００の動
作について説明すると、まず、３ビットカウンタ４０４
ａ１で生成される数字を、乱数送出部４０４ａ２が参照
し、乱数番号１〜８の何れかを次々と波形選択手段４０
４ｂに送出していく。波形選択手段は、吐出動作を行う
べきノズルに備えられたピエゾ５３ｄを駆動すべく、こ
れに対応したスイッチ４０３を選んでＯＮとする（開
く）とともに、乱数発生手段４０４ａからの乱数番号を
送出する。なお、その他のスイッチ４０３は閉じられた
まま（ＯＦＦ）である。

【００７０】一方、電圧波形生成手段４０１は、波形設
定手段４０２により設定された、乱数番号１〜８に対応
した波形形状の電圧波形を生成し、各スイッチ４０３に
送出していく。そして、これらスイッチ４０３のうち、
波形選択手段４０４ｂによって開かれたもののみから、
対応するピエゾ素子５３ｄに向かって電圧波形が送り出
されていく。そして、電圧波形を受けたピエゾ素子５３
ｄでは、その波形形状（電圧）に応じた液滴吐出量で、
液滴を吐出していく。

【００７１】このとき、例えば液滴の吐出量が比較的多
いノズルと少ないノズルがある場合、従来であれば、こ
れらノズルより塗装される塗装面にも、液滴重量（吐出
量）の相対的な差によって色の濃い部分と薄い部分とが
生じ、これら濃度差が特定パターンをなし、目視で判る
ような色むらを生じることがあった。これを大まかに例
示したものが図１６（ａ）であり、紙面上下方向に液滴
吐出ヘッド５３（図示せず）とウェハＷｆとを相対動作
させながら液滴の吐出を行った場合に、他のノズルより
も液滴の吐出量が少なく偏ったノズルがあると、破線で
囲ったような色の薄い（液滴吐出量が少なく偏った）部
分がライン状に出てしまい、目視で判るような色むらの
原因となる。

【００７２】これに対し、本発明では、不均一化手段４
０４を装備したことにより、それぞれのノズルにおい
て、各吐出回数毎（時系列毎）の液滴吐出量が不均一化
され、液滴の吐出量が比較的大きくなる（もしくは小さ
くなる）ような偏った傾向を持つノズルであっても、軽
い液滴重量から重い液滴重量にかけてのランダムな液滴
を飛ばし続けるので、特定の濃度に偏ることがないよう
になっている。

【００７３】これを大まかに例示したものが図１６
（ｂ）であり、紙面上下方向に液滴吐出ヘッド５３（図
示せず）とウェハＷｆとを相対動作させながら液滴の吐
出を行った場合に、それぞれのノズルから吐出される液
滴が、各吐出回数毎にランダムにばらつくようになる。
すなわち、比較的低い電圧値の電圧波形が選ばれてピエ
ゾ素子５３ｄに与えられた場合には比較的少ない吐出量
となり、逆に、比較的高い電圧値の電圧波形が選ばれて
ピエゾ素子５３ｄに与えられた場合には比較的多い吐出
量となる。そして、これら吐出量は、一定とならないよ
うに電圧波形が不均一化手段４０４によってランダムに
選ばれるので、特定の吐出量に偏ることがない。したが
って、全てのノズルの液滴吐出量の偏り（多い／少な
い）を取り去って満遍なく均一化させることができるの
で、図１６（ａ）で示したような特定の濃度パターンを
形成することがない。

【００７４】以上説明のピエゾ方式を採用した場合の液
滴吐出装置及び表示装置製造方法の効果について、以下
に纏める。本実施形態の液滴吐出装置及び表示装置製造
方法は、各ノズル５３の液滴吐出量を、各吐出毎にラン
ダムとなるように不均一化手段４０４で不均一化させる
構成／方法を採用した。これによれば、従来のように特
定の濃度パターン分布を生じることがなく、目視で判る
ような色むらを生じることがない。しかも、従来のよう
な、全ノズルからの液滴吐出量測定など、煩雑な手間を
要することなく、色むら発生を防止することが可能とな
っている。

【００７５】また、本実施形態の液滴吐出装置及び表示
装置製造方法は、各ノズルより液滴を吐出させる各ピエ
ゾ素子５３ｄに対し、複数種類ある電圧波形の中からラ
ンダムに選んで供給することで、各吐出毎の吐出量不均
一化をなす構成／方法を採用した。これによれば、それ
ぞれのノズルにおいて、そのピエゾ素子５３ｄに加えら
れる電圧波形が毎回同じものとならないので、各吐出毎
の液滴吐出量を確実に不均一化させることが可能とな
る。

【００７６】また、本実施形態の液滴吐出装置を用いて
前記カラーフィルタ基板（表示装置）を製造した場合に
は、その製造過程において、液滴の吐出量測定などの煩
雑な手間を要することなく、色むらの発生を防止するこ
とができるので、製品歩留まりを向上させ、良質かつ安
価なカラーフィルタ基板とすることが可能となる。さら
に、この良質かつ安価なカラーフィルタ基板を備えて製
造することで、やはり、高品質かつ低コストなノート型
パーソナルコンピュータ（デバイス）を提供することが
可能となる。

【００７７】続いて、図１７に示すバブルジェット方式
を採用した場合の液滴吐出ヘッド５３について説明す
る。なお、図１７は、（ａ），（ｂ）共に、同液滴吐出
ヘッドとしてバブルジェット方式を採用した場合におけ
る、液滴を飛ばす吐出駆動機構を説明する説明図であ
る。また、図１８は、同バブルジェット方式の液滴吐出
ヘッドにおける液滴の吐出駆動機構で生成される乱数番
号とこれに対応する電圧波形との関係を示すグラフであ
って、横軸が乱数番号、縦軸が熱抵抗体５３ｘに対する
駆動パルス印加時間を示している。

【００７８】同液滴吐出ヘッド５３には、それぞれのノ
ズルに対応した熱抵抗体５３ｘが備えられており、該熱
抵抗体５３ｘの加熱によって液滴Ｒ内に発生させた気泡
ｂの圧力で、液滴Ｒを吐出出口側に押して液滴Ｒを吐出
させるようになっている。熱抵抗体５３ｘは、駆動パル
ス印加時間に応じて気泡ｂの大きさ（圧力）を増減でき
るようになっているので、駆動パルス印加時間に応じた
吐出量で液滴Ｒを吐出させることができるようになって
いる。なお、このバブルジェット方式では、隣り合うノ
ズルから同時、またはある一定時間内に液滴Ｒを吐出す
ると、当該ノズルのメニスカスｍの位置が変化し、これ
によって当該ノズルからの液滴Ｒの吐出量が変化する。
つまり、メニスカスｍが図１７（ａ）のようになった場
合には吐出量は減少し、図１７（ｂ）の場合には増加す
ることになる。

【００７９】これに対し、本実施形態の液滴吐出装置で
は、各ノズル５３ｃから吐出される液滴吐出量の偏りに
よる色むらの発生を防止するために、各ノズル５３ｃの
液滴吐出量を、各吐出毎にランダムとなるように不均一
化させる不均一化手段５００（図示はしないが、前記不
均一化手段４００と区別するために品番５００を与えて
説明を行うものとする）を備えた点が、特に特徴的とな
っている。この不均一化手段５００は、各液滴吐出ヘッ
ド５３に備えられており、各熱抵抗体５３ｘへの前記駆
動パルス印加時間の長さがランダムとなるように制御可
能となっている。

【００８０】この不均一化手段５００について、図１７
及び図１８を用いて説明する。なお、図１８は、バブル
ジェット方式の液滴吐出ヘッドにおける液滴の吐出駆動
機構で生成される乱数番号とこれに対応する駆動パルス
印加時間との関係を示すグラフであって、横軸が乱数番
号、縦軸が熱抵抗体５３ｘに対する駆動パルス印加時間
を示している。

【００８１】本液滴吐出ヘッド５３における液滴の吐出
駆動機構（図示略）は、入力される駆動パルス印加時間
に応じた吐出量で液滴Ｒを吐出させる前記各熱抵抗体５
３ｘと、これら熱抵抗体５３ｘそれぞれに送出する駆動
パルスを生成する駆動パルス生成手段と、該駆動パルス
生成手段が生成する駆動パルス値を設定する駆動パルス
値設定手段と、各熱抵抗体５３ｘに対応して設けられ、
これら熱抵抗体５３ｘに向かう駆動パルスを許可、また
は遮断するスイッチと、各熱抵抗体５３ｘに印加する駆
動パルスの印加時間をランダムにする前記不均一化手段
５００とを備えて構成されている。

【００８２】不均一化手段５００は、乱数を発生させる
乱数発生手段と、前記乱数に応じた駆動パルス印加時間
を選択する駆動パルス印加時間選択手段とを備えてい
る。前記駆動パルス印加時間選択手段は、前記各スイッ
チのＯＮ／ＯＦＦを切り替えるとともに、各熱抵抗素子
５３ｘに与えられる駆動パルス印加時間を決定するもの
であり、各スイッチそれぞれとの間を結ぶように配線接
続されている。そして、この駆動パルス印加時間選択手
段は、前記乱数発生手段より送られてくる乱数と同じ番
号を持つ駆動パルス印加時間を選択するものとなってい
る。したがって、乱数に基づいて選択するので、確実に
ランダムな駆動パルス印加時間を各熱抵抗体５３ｘに供
給することができるようになっている。

【００８３】前記乱数発生手段は、正数をｎとした場合
にｎビットの数字を発生させるｎビットカウンタと、該
ｎビットカウンタからの前記数字を参照して前記乱数を
前記駆動パルス印加時間選択手段に送出する乱数送出部
とを備えて構成されている。ここで、前記乱数発生手段
による乱数番号と、これに対応して前記駆動パルス印加
時間選択手段により設定される駆動パルス印加時間の例
について説明すると、例えば前記ｎビットカウンタがｎ
＝３の３ビットカウンタである場合、これによって生成
される１〜８の数字それぞれに対し、数字１から数字８
に向かって徐々に長くなる駆動パルス印加時間ｔ１〜ｔ
８を割り当てることで、図１８に示すような設定がなさ
れる。したがって、乱数番号が１から８に向かって徐々
に液滴吐出量が大きくなるように設定される。

【００８４】以上説明の吐出駆動機構の動作について説
明すると、まず、前記３ビットカウンタで生成される数
字を、前記乱数送出部が参照し、乱数番号１〜８の何れ
かを次々と前記駆動パルス印加時間選択手段に送出して
いく。駆動パルス印加時間選択手段は、吐出動作を行う
べきノズルに備えられた熱抵抗体５３ｘを駆動すべく、
これに対応したスイッチを選んでＯＮとする（開く）と
ともに、前記乱数発生手段からの乱数番号を送出する。
なお、その他のスイッチは閉じられたまま（ＯＦＦ）で
ある。そして、各スイッチのうち、前記駆動パルス印加
時間選択手段によって開かれたもののみを介して、対応
する熱抵抗体５３ｘに向かって駆動パルスが送り出され
ていく。そして、駆動パルスを受けた熱抵抗体５３ｘで
は、その駆動パルス印加時間に応じた液滴吐出量で、液
滴を吐出していく。

【００８５】このとき、例えば液滴の吐出量が大きいノ
ズルと小さいノズルがある場合、従来であれば、これら
ノズルより塗装される塗装面にも、目視で判るような色
むらを生じることになる。この点は、図１６（ａ）で説
明した通りである。これに対し、本発明では、前記不均
一化手段５００を装備したことにより、それぞれのノズ
ルにおいて、各吐出回数毎（時系列毎）の液滴吐出量が
不均一化され、軽い液滴重量から重い液滴重量にかけて
のランダムな液滴を飛ばし続けるので、特定の濃度に偏
ることがないようになっている。したがって、全てのノ
ズルの液滴吐出量の偏り（多い／少ない）を取り去って
満遍なく均一化させることができるので、図１６（ａ）
で示したような特定の濃度パターンを形成することがな
い。しかも、全ノズルの吐出特性を事前に知っておく必
要もないので、この吐出特性を取得するなどの煩雑な手
間をかけなくて済むようにもなっている。

【００８６】以上説明のバブルジェット方式を採用した
場合の液滴吐出装置の効果について、以下に纏める。本
実施形態の液滴吐出装置は、各液滴吐出ヘッド５３に、
駆動パルス印加時間に応じた吐出量で液滴を吐出させる
熱抵抗体５３ｘを備え、これら熱抵抗体５３ｘへの駆動
パルス印加時間の長さを、不均一化手段５００によりラ
ンダムとする構成を採用した。これによれば、それぞれ
のノズルにおいて、その熱抵抗体５３ｘに加えられる駆
動パルス印加時間が毎回同じものとならないので、各吐
出毎の液滴吐出量を確実に不均一化させることが可能と
なる。

【００８７】また、本実施形態の液滴吐出装置は、不均
一化手段５００が、乱数を発生させる前記乱数発生手段
と、前記乱数に応じた駆動パルス印加時間を選択する前
記駆動パルス印加時間選択手段とを備えている構成を採
用した。これによれば、前記駆動パルス印加時間選択手
段が選択する駆動パルス印加時間は、前記乱数発生手段
が発生させる乱数に基づいて選ばれるので、確実にラン
ダムな駆動パルス印加時間を各熱抵抗体５３ｘに付与す
ることが可能となる。したがって、各吐出毎の液滴吐出
量を確実に不均一化させることが可能となる。

【００８８】また、本実施形態の液滴吐出装置を用いて
前記カラーフィルタ基板（表示装置）を製造した場合に
は、その製造過程において、液滴の吐出量測定などの煩
雑な手間を要することなく、色むらの発生を防止するこ
とができるので、製品歩留まりを向上させ、良質かつ安
価なカラーフィルタ基板とすることが可能となる。さら
に、この良質かつ安価なカラーフィルタ基板を備えて製
造することで、やはり、高品質かつ低コストなノート型
パーソナルコンピュータ（デバイス）を提供することが
可能となる。

【００８９】（ｂ）キャップユニット６０の説明 以上説明の液滴吐出ユニット３０に続き、キャップユニ
ット６０の説明を以下に行う。再び図６に示すキャップ
ユニット６０は、前記各液滴吐出ヘッド５３のノズル面
５３ａに対して真下よりそれぞれ押し当てられる複数の
キャップ６１（その配置については、図７及び図８を参
照）により、液滴吸引ポンプ６２の吸引力を利用して液
滴廃液タンク６５へと液滴廃液を吸引することができる
ようになっている。なお、符号６３は、各液滴吐出ヘッ
ド５３内の液滴を吸引する際に、各液滴吐出ヘッド５３
と吸引側との圧力バランス（＝大気圧）をとるための時
間短縮を目的としてキャップ６１の近傍に設けられたバ
ルブであり、また、符号６４は、吸引異常を検出するた
めの液滴吸引圧検出センサである。

【００９０】液滴廃液タンク６５には、廃液タンク上限
検出センサ６６が備えられており、該液滴廃液タンク６
５内の液面高さが所定レベルを超えたと検出された場合
に、液滴廃液ポンプ６７を起動して液滴廃液ボトル６８
に廃液を移すことができるようになっている。そして、
このキャップユニット６０によれば、各液滴吐出ヘッド
５３からの液滴Ｒの吐出開始前にこれら液滴吐出ヘッド
５３の各ノズルに負圧を加えてノズル面５３ａまで液滴
を充填させたり、各ノズルの目詰まりを取るために各液
滴吐出ヘッド５３の各ノズルに負圧を加えて吸引した
り、または製造を行わない待機時に、各ノズル内の液滴
が乾燥することのないようにキャップ６１でノズル面５
３を覆って保湿したりすることができるようになってい
る。

【００９１】（ｃ）ワイピングユニット７０の説明 以上説明のキャップユニット６０に続き、ワイピングユ
ニット７０の説明を以下に行う。図６に示すワイピング
ユニット７０は、定期的あるいは随時に、前記各液滴吐
出ヘッド５３の各ノズル面５３ａを一括清掃するもので
あり、図６に示すように、各ノズル面５３ａを拭うワイ
ピングシート７５と、該ワイピングシート７５を各ノズ
ル面５３ａに向けて押し付けるローラ７６と、ワイピン
グシート７５に対して洗浄液を吹き付け供給する洗浄液
供給部７７と、ワイピングシート７５を各ノズル面５３
ａに向かって巻き出して供給する巻き出しローラ７８
と、各ノズル面５３ａを拭った後のワイピングシート７
５を巻き取る巻き取りローラ７９と、該巻き取りローラ
７９を回転駆動する電動モータ１５３とを備えて構成さ
れている。なお、ワイピングシート７５としては、例え
ばポリエステル１００％の織布が好適に用いられる。ま
た、ローラ７６はゴムローラであり、その周面に対する
押圧力に対して反発する弾性を備えている。

【００９２】そして、このワイピングユニット７０によ
れば、巻き出しローラ７８から巻き出されるワイピング
シート７５を各ノズル面５３ａに向かって供給しながら
ローラ７６で押し付けていくことで、ワイピングシート
７５の新しい清掃面を絶えず各ノズル面５３ａに対して
供給することができるようになっている。しかも、ロー
ラ７６の押し付け力によりワイピングシート７５を各ノ
ズル面５３ａに押し付ける構成であるため、各ノズル面
５３ａに対して清掃面を確実に当てることもできるよう
になっている。

【００９３】（ｅ）ドット抜け検出ユニット１００の説
明 続いて、前記ドット抜け検出ユニット１００の説明を以
下に行う。図８に示すこのドット抜け検出ユニット１０
０は、各ノズルユニット５３の各ノズルの目詰まりを調
べるためのものであり、この上方位置に各液滴吐出ヘッ
ド５３を移動させた後、ここに備えられている図示され
ないレーザ装置からのレーザ光を遮るようにして各液滴
吐出ヘッド５３から捨て撃ち（唾吐き）させて検査を行
う。そして、捨て撃ちの指示をしたにもかかわらずレー
ザ光が遮られなかった場合には、ノズルが目詰まりを起
こして液滴が出ておらず、製造品にドット抜けが生じる
恐れがあるとして判断され、前記キャップユニット６０
により問題となっている液滴吐出ヘッド５３のノズルが
吸引・目詰まり除去されるようになっている。

【００９４】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
ず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行
うことができ、例えば、本装置の液滴吐出パターニング
技術に金属材料や絶縁材料を供すれば、金属配線や絶縁
膜等のダイレクトな微細パターニングが可能となり、新
規な高機能デバイスの作製にも応用できることとなる。
また、本実施形態のデバイス製造装置は、最初にＲ（赤
色）のパターン形成を行い、続いてＧ（緑色）のパター
ン形成、そして最後にＢ（青色）のパターン形成を行う
ものとしたが、これに限らず、必要に応じてその他の順
番でパターン形成するものとしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の液滴吐出装置を備えた表示装置製造
装置の一実施形態を示す図であって、同表示装置製造装
置の各構成機器の配置を示す平面図である。

【図２】 同表示装置製造装置によるＲＧＢパターン形
成工程を含めた一連のカラーフィルタ基板製造工程を示
す図であり、（ａ）〜（ｆ）の順に製造される流れを示
す。

【図３】 同表示装置製造装置の各液滴吐出装置により
形成されるＲＧＢパターン例を示す図であって、（ａ）
はストライプ型を示す斜視図，（ｂ）はモザイク型を示
す部分拡大図，（ｃ）はデルタ型を示す部分拡大図であ
る。

【図４】 同表示装置製造装置により製造されたカラー
フィルタ基板を用いて製造された液晶表示装置を示す図
であって、その厚み方向の部分断面図である。

【図５】 同表示装置製造装置により製造された液晶表
示装置を備えて製造されたデバイスの一例であるノート
型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。

【図６】 同表示製造装置の液滴吐出装置の主要機器を
示す概略構成図である。

【図７】 同液滴吐出装置を示す図であって、図１の矢
印Ａより見た側面図である。

【図８】 同液滴吐出装置を示す図であって、図７の矢
印Ｂより見た平面図である。

【図９】 同液滴吐出装置のノズルヘッドユニットを示
す平面図である。

【図１０】 同ノズルヘッドユニットを図９の矢印Ｃよ
り見た側面図である。

【図１１】 同ノズルヘッドユニットに備えられている
液滴吐出ヘッドの一部分を示す図であって、（ａ）はノ
ズル面に対向する側から見た図，（ｂ）は（ａ）のＤ−
Ｄ断面図である。

【図１２】 同液滴吐出ヘッドを説明する図であり、
（ａ）はスキャン方向を示す説明図，（ｂ）はノズルピ
ッチの変更を示す説明図である。

【図１３】 同液滴吐出ヘッドとしてピエゾ方式を採用
した場合における、液滴を飛ばす吐出駆動機構を説明す
る説明図である。

【図１４】 同液滴吐出ヘッドの同吐出駆動機構を説明
する回路図である。

【図１５】 同吐出駆動機構で生成される乱数番号とこ
れに対応する電圧波形との関係を示すグラフであって、
横軸が乱数番号、縦軸がピエゾ素子に加える電圧波形を
示している。

【図１６】 同液滴吐出ヘッドにより液滴を吐出して各
画素内に着弾させた直後の液滴大きさのばらつき具合例
を示す図であって、（ａ）は従来の場合であり、（ｂ）
は本発明の不均一化手段を採用した場合を示している。

【図１７】 （ａ），（ｂ）共に、液滴吐出ヘッドとし
てバブルジェット方式を採用した場合における、液滴を
飛ばす吐出駆動機構を説明する説明図である。

【図１８】 同バブルジェット方式の液滴吐出ヘッドに
おける、液滴の吐出駆動機構で生成される乱数番号と、
これに対応する駆動パルス印加時間との関係を示すグラ
フであって、横軸が乱数番号、縦軸が熱抵抗体に対する
駆動パルス印加時間を示している。

【符号の説明】

３，７，１１・・・液滴吐出装置 ２０・・・ノート型パーソナルコンピュータ（デバイス） ５３・・・液滴吐出ヘッド ５３ｃ・・・ノズル ５３ｄ・・・ピエゾ素子（圧電素子） ５３ｘ・・・熱抵抗体 ４０４，５００・・・不均一化手段 ４０４ａ・・・乱数発生手段 ４０４ｂ・・・波形選択手段 ＣＫ・・・カラーフィルタ基板（表示装置） Ｒ・・・液滴 ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６，ｔ７，ｔ８・・・
駆動パルス印加時間 ｖ１、ｖ２，ｖ３，ｖ４，ｖ５，ｖ６，ｖ７，ｖ８・・・
電圧波形

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H048 BA02 BA11 BA55 BA64 BB02 BB42 2H091 FA02Y FA41Z FC22 FC29 GA01 GA13 LA30 4D075 AC06 AC09 AC91 CB01 CB11 DA04 DA06 DB13 DB43 DC24 EA07 EC11 4F041 AA02 AA05 AB02 BA10 BA13 BA34

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のノズルから液滴を吐出して表示装
   置を製造する方法であり、 前記各ノズルの液滴吐出量を、各吐出毎にランダムとな
   るように不均一化させることを特徴とする表示装置製造
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の表示装置製造方法にお
   いて、 前記各ノズルより前記液滴を吐出させる駆動源である各
   圧電素子に対し、複数種類ある電圧波形の中からランダ
   ムに選んで供給することで、前記不均一化をなすことを
   特徴とする表示装置製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の表示装置製造方法にお
   いて、 前記各ノズルより前記液滴を吐出させる熱抵抗体に対
   し、ランダムな駆動パルス印加時間を与えることで、前
   記不均一化をなすことを特徴とする表示装置製造方法。
4. 【請求項４】 液滴吐出ヘッドに設けられた複数のノズ
   ルより液滴を吐出して表示装置を製造する装置であり、 前記各ノズルの液滴吐出量を、各吐出毎にランダムとな
   るように不均一化させる不均一化手段が備えられている
   ことを特徴とする表示装置製造装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の表示装置製造装置にお
   いて、 前記液滴吐出ヘッドには、入力された電圧波形に応じた
   吐出量で前記液滴を吐出させる圧電素子が備えられ、該
   圧電素子に供給する前記電圧波形の種類が、前記不均一
   化手段によりランダムに選択されることを特徴とする表
   示装置製造装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の表示装置製造装置にお
   いて、 前記不均一化手段には、乱数を発生させる乱数発生手段
   と、前記乱数に応じた前記電圧波形を選択して前記圧電
   素子に供給する波形選択手段とが備えられていることを
   特徴とする表示装置製造装置。
7. 【請求項７】 請求項４に記載の表示装置製造装置にお
   いて、 前記液滴吐出ヘッドには、駆動パルス印加時間に応じた
   吐出量で前記液滴を吐出させる熱抵抗体が備えられ、該
   熱抵抗体への前記駆動パルス印加時間の長さを、前記不
   均一化手段によりランダムとすることを特徴とする表示
   装置製造装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の表示装置製造装置にお
   いて、 前記不均一化手段には、乱数を発生させる乱数発生手段
   と、前記乱数に応じた前記駆動パルス印加時間を選択す
   る駆動パルス印加時間選択手段とが備えられていること
   を特徴とする表示装置製造装置。
9. 【請求項９】 請求項１〜請求項３の何れかに記載の表
   示装置製造方法、もしくは、請求項４〜請求項８の何れ
   かに記載の表示装置製造装置により、製造されたことを
   特徴とする表示装置。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の表示装置を備えて製
    造されたことを特徴とするデバイス。