JP2004160449A - デバイス製造装置及びデバイスの製造方法、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 デバイス製造装置IJは、機能性材料を含む液状体を吐出する吐出ヘッド1と、液状体が吐出される基板Pを支持し、吐出ヘッド1に対して相対移動可能なステージ装置2と、基板Pを搬送する搬送装置3と、吐出ヘッド1に形成される吐出ノズル11から吐出される液状体の吐出状態を検出する検出装置30と、基板Pの搬送動作中に、検出装置30による検出動作を実行する制御装置CONTとを備えている。
【選択図】 図1
Description
図5に示すように、吐出ヘッド1はX軸方向に走査しつつ吐出ノズル11A〜11Cのそれぞれより液滴を吐出する。吐出された液滴は直径Dの光束である検出光の光路上を通過する。ここで、検出光の直径と受光部32の計測領域の径とは同じ値Dに設定されている。検出光の光路上を液滴が通過し、この検出光の光路上に液滴が配置されることにより、受光部32で受光される検出光の受光量は、検出光の光路上に液滴が配置されていない状態での受光量に対して変化する。すなわち、検出光の光路上に液滴が配置されることにより、受光部32の受光信号は、検出光の光路上に液滴が配置されていない場合に比べて低下する。受光部32の受光結果(受光信号)は制御装置CONTに出力される。制御装置CONTは、検出光の光路上を液滴が通過することによる検出光の受光部32での受光量の変化(低下)に基づいて、吐出ノズル11から液滴が吐出されているかどうかを判別することができる。
図6において、ステージ装置2に支持されている基板Pに対して吐出ヘッド1より液状体材料の液滴がデバイスを製造するために吐出され、この液滴吐出動作(パターン描画動作)が終了すると、制御装置CONTは吐出ヘッド1に対する非動作ノズル検出動作を開始する(ステップS1)。
受光部32のキャリブレーションを行うにあたり、制御装置CONTは、受光部32の入力信号と出力信号との間のゲイン(利得)に関するデータを設定し、このデータを受光部32に転送する(ステップSA1)。具体的には、制御装置CONTは、予め設定された所定範囲内において複数のゲインデータ(ゲイン値)を設定し、これら設定された複数のゲインデータのうち大きい値を有するゲインデータから小さい値を有するゲインデータを順次受光部32に転送する。ここではまず、設定された複数のゲインデータのうち最大値のゲインデータが転送される。例えば、ゲインデータが「4000〜2000」の範囲に設定されたら、制御装置CONTはまず「4000」の値を受光部32に転送する。
制御装置CONTは上記5回のゲインデータから「LOW」が得られる最頻値を決定する(ステップSA6)。ここでは、5回のゲインデータ「2600、2600、2600、2500、2500」のうち「2600」が最も頻繁に得られるゲイン値(最頻値)である。こうすることにより、「LOW」の出力信号を得るためのゲインデータの信頼性が向上される。すなわち、例えば受光部32の周囲に存在する各種装置(ノイズ発生源)のノイズや受光部32自体の温度(熱)に起因して、「LOW」が得られるゲイン値が変動する場合がある。したがって、規定回数処理を繰り返し、最頻値を決定することによりデータ信頼性が向上する。
ここで、受光部32のキャリブレーション動作の動作結果、すなわち、キャリブレーション動作が正常終了したかどうかの結果は表示装置40(図1参照)に表示されるようになっている。
まず、図8(a)に示すように透明の基板Pの一方の面に対し、ブラックマトリックス52を形成する。このブラックマトリックス52の形成方法としては、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で所定の厚さ(例えば2μm程度)に塗布することで行う。このブラックマトリックス52の格子で囲まれる最小の表示要素、すなわちフィルタエレメント53については、例えばX軸方向の巾を30μm、Y軸方向の長さを100μm程度とする。
次に、図8(b)に示すように、前記の吐出装置からカラーフィルタ用の液状体材料(液滴)54を吐出し、これをフィルタエレメント53に着弾させる。吐出する液状体材料54の量については、加熱工程における液状体材料の体積減少を考慮した十分な量とする。
次いで、図8(e)に示すようにこの保護膜56の全面に、スパッタ法や真空蒸着法等によって透明導電膜57を形成する。その後、透明導電膜57をパターニングし、画素電極58を前記フィルタエレメント53に対応させてパターニングする。なお、液晶表示パネルの駆動にTFT(Thin Film Transistor)を用いる場合には、このパターニングは不用となる。
このようなカラーフィルタの製造において、前記の吐出ヘッド1を用いているので、カラーフィルタ材料を支障なく連続的に吐出することができ、したがって良好なカラーフィルタを形成することができるとともに、生産性を向上することができる。
まず、電気光学装置の構成要素の形成例として、有機EL装置の製造方法について説明する。
図9は、前記吐出装置により一部の構成要素が製造された有機EL装置の側断面図であり、まずこの有機EL装置の概略構成を説明する。なお、ここで形成される有機EL装置は、本発明における電気光学装置の一実施形態となるものである。
図9に示すようにこの有機EL装置301は、基板311、回路素子部321、画素電極331、バンク部341、発光素子351、陰極361(対向電極)、および封止基板371から構成された有機EL素子302に、フレキシブル基板(図示略)の配線および駆動IC(図示略)を接続したものである。回路素子部321は基板311上に形成され、複数の画素電極331が回路素子部321上に整列している。そして、各画素電極331間にはバンク部341が格子状に形成されており、バンク部341により生じた凹部開口344に、発光素子351が形成されている。陰極361は、バンク部341および発光素子351の上部全面に形成され、陰極361の上には封止用基板371が積層されている。
この有機EL装置301の製造においても、各構成要素形成のための吐出に先立ち、予め吐出ヘッド1の吐出動作の検査を行っておくことにより、吐出ヘッド1から正孔注入層の形成材料、発光層の形成材料をそれぞれ良好に吐出することができ、したがって得られる有機EL装置301の信頼性を高めることができる。
図10は、前記液滴吐出装置IJにより一部の構成要素、すなわちアドレス電極511とバス電極512aとが製造されたプラズマディスプレイを示す分解斜視図であり、図10中符号500はプラズマディスプレイである。このプラズマディスプレイ500は、互いに対向して配置されたガラス基板501とガラス基板502と、これらの間に形成された放電表示部510とから概略構成されている。
前記(ガラス)基板501の上面には所定の間隔でストライプ状にアドレス電極511が形成され、それらアドレス電極511と基板501の上面とを覆うように誘電体層519が形成され、さらに誘電体層519上においてアドレス電極511、511間に位置して各アドレス電極511に沿うように隔壁515が形成されている。なお、隔壁515においてはその長手方向の所定位置においてアドレス電極511と直交する方向にも所定の間隔で仕切られており(図示略)、基本的にはアドレス電極511の幅方向左右両側に隣接する隔壁と、アドレス電極511と直交する方向に延設された隔壁により仕切られる長方形状の領域が形成され、これら長方形状の領域に対応するように放電室516が形成され、これら長方形状の領域が3つ対になって1画素が構成される。また、隔壁515で区画される長方形状の領域の内側には蛍光体517が配置されている。蛍光体517は、赤、緑、青の何れかの蛍光を発光するもので、赤色放電室516(R)の底部には赤色蛍光体517(R)が、緑色放電室516(G)の底部には緑色蛍光体517(G)が、青色放電室516(B)の底部には青色蛍光体517(B)が各々配置されている。
そして、前記基板501とガラス基板502の基板2が、前記アドレス電極511…と表示電極512…を互いに直交させるように対向させて相互に貼り合わされ、基板501と隔壁515とガラス基板502側に形成されている保護膜514とで囲まれる空間部分を排気して希ガスを封入することで放電室516が形成されている。なお、ガラス基板502側に形成される表示電極512は各放電室516に対して2本ずつ配置されるように形成されている。
前記アドレス電極511と表示電極512は図示略の交流電源に接続され、各電極に通電することで必要な位置の放電表示部510において蛍光体517を励起発光させて、カラー表示ができるようになっている。
本例の材料配置工程は、導電膜配線形成用材料を含む液体材料の液滴を前記液滴吐出装置IJの液滴吐出ヘッド1より基板P上に配置することにより基板P上に複数の線状の膜パターン(配線パターン)を並べて形成する工程である。液体材料は導電膜配線形成用材料である金属等の導電性微粒子を分散媒に分散した液状体である。以下の説明では、基板P上に3つの第1、第2、及び第3の膜パターン(線状パターン)W1、W2、及びW3を形成する場合について説明する。
ここでも基板P上に第2側部パターンWbを形成するための液滴を配置した後、分散媒の除去を行うために必要に応じて中間乾燥処理を行うことができる。
以上により、各パターン形成領域R1、R2、R3のそれぞれに膜パターンW1、W2、W3が形成される。
本例ではまず、図15(a)に示すように、前記液滴吐出装置IJの吐出ヘッド1より基板P上に光透過性樹脂からなる液滴22aを吐出し、これを塗布する。なお、各吐出ヘッド1から液滴622aを吐出するに際しては、その吐出に先立ち、予め吐出ヘッド1の吐出動作の検査をしておく。
また、インクジェット法を用いて光透過性樹脂623と光拡散性微粒子624とからなる凸形状(略半球状)のマイクロレンズ625を形成するので、金型成形法や射出成形法を用いた場合のように成形金型を必要とすることがなく、また材料のロスもほとんどなくなる。したがって、製造コストの低減化を図ることができる。また、得られるマイクロレンズ625が凸形状(略半球状)のものとなるので、このマイクロレンズを例えば360°といった広い角度範囲(方向)に亘ってほぼ均一に光拡散させるものとすることができ、しかも光拡散性微粒子626を複合化していることにより、得られるマイクロレンズに高い拡散性能を付与することができる。
図16(a)および(b)に示す基体70Aは、前記液滴吐出装置IJによる処理により、構成要素の一部が形成された画像表示装置の電子源基板70Bとなる基板である。基体70Aは、マトリクス状に配置された複数の被吐出部78を有する。
被吐出部78同士のX軸方向に沿った間隔LRXは、ほぼ190μmである。被吐出部78同士の上記間隔および被吐出部の上記大きさは、40インチ程度の大きさのハイビジョンテレビにおいて、画素領域同士の間隔に対応する。
前記の液滴吐出装置IJは、図16(a)、(b)の基体70Aの被吐出部78のそれぞれに対し、液状材料(液状体)としての導電性薄膜材料411を吐出するものとなっている。この導電性薄膜材料411としては、例えば有機パラジウム溶液が用いられる。
本例では、被吐出部78上に着弾した導電性薄膜材料411の液滴の直径が60μmから80μmの範囲となるように、吐出ヘッド1より吐出を行う。基体70Aの被吐出部78のすべてに導電性薄膜材料411の層が形成された場合には、搬送装置が基体70Aを乾燥装置内に位置させる。そして、被吐出部78上の導電性薄膜材料411を完全に乾燥させることで、被吐出部78上に酸化パラジウムを主成分とする導電性薄膜411Fを得る。このように、それぞれの画素領域において、素子電極76Aの一部と、素子電極76Bの一部と、素子電極76Aと素子電極76Bとの間に露出したナトリウム拡散防止層74と、を覆う導電性薄膜411Fが形成される。
次に図17(c)に示すように、電子源基板70Bと、前面基板70Cと、を公知の方法によって貼り合わせることで、電子放出素子を備えた画像表装置70が得られる。前面基板70Cは、ガラス基板82と、ガラス基板82上にマトリクス状に位置する複数の蛍光部84と、複数の蛍光部84を覆うメタルプレート86と、を有する。メタルプレート86は、電子放出部411Dからの電子ビームを加速するための電極として機能する。電子源基板70Bと前面基板70Cとは、複数の電子放出素子のそれぞれが、複数の蛍光部84のそれぞれに対向するように、位置合わせされている。また、電子源基板70Bと、前面基板70Cとの間は、真空状態に保たれている。
図18(a)は携帯電話の一例を示した斜視図である。図18(a)において、符号1000は携帯電話本体を示し、符号1001は上記の電気光学装置を用いた表示部を示している。図18(b)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図18(b)において、符号1100は時計本体を示し、符号1101は上記の電気光学装置を用いた表示部を示している。図18(c)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図18(c)において、符号1200は情報処理装置、符号1202はキーボードなどの入力部、符号1204は情報処理装置本体、符号1206は上記の電気光学装置を用いた表示部を示している。図18(a)〜(c)に示す電子機器は、上記実施の形態の電気光学装置を備えているので、表示品位に優れ、明るい画面の表示部を備えた電子機器を実現することができる。
11…吐出ノズル、30…検出装置(検出手段)、31…投光部、
32…受光部、40…表示装置(表示手段)、
CONT…制御装置(制御手段)、IJ…液滴吐出装置(デバイス製造装置)
Claims (14)
- 機能性材料を含む液状体を吐出する吐出ヘッドを備えたデバイス製造装置において、
前記液状体が吐出される基板を支持し、前記吐出ヘッドに対して相対移動可能なステージ装置と、
前記基板を搬送する搬送手段と、
前記吐出ヘッドに形成される吐出ノズルから吐出される前記液状体の吐出状態を検出する検出手段と、
前記基板の搬送動作中に、前記検出手段による検出動作を実行する制御手段とを備えることを特徴とするデバイス製造装置。 - 前記検出手段は、検出光を射出する投光部と、
前記投光部から射出された前記検出光を受光可能な受光部とを備え、
前記受光部は、前記検出光の光路上を前記液状体が通過することによる前記検出光の該受光部での受光量の変化に基づいて、前記吐出ノズルから前記液状体が吐出されているかどうかを判別することを特徴とする請求項1記載のデバイス製造装置。 - 前記制御手段は所定のタイミングで前記受光部のキャリブレーションを行うことを特徴とする請求項1又は2記載のデバイス製造装置。
- 前記吐出ノズルの回復動作を行う回復手段を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載のデバイス製造装置。
- 前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に応じて前記回復動作を行い、所定回数の検出を再実行することを特徴とする請求項4記載のデバイス製造装置。
- 前記検出手段の検出結果と、検出結果を元にしたエラーを表示する表示手段を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載のデバイス製造装置。
- 前記検査手段と前記ステージ装置とは別の位置に設けられていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項記載のデバイス製造装置。
- 前記吐出ヘッドを複数備えていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項記載のデバイス製造装置。
- 前記デバイスは、液晶表示素子、有機エレクトロルミネッセンス素子、プラズマ表示素子、電子放出素子、光学素子、及び導電膜素子のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項記載のデバイス製造装置。
- 機能性材料を含む液状体を吐出ヘッドの吐出ノズルより基板に対して吐出する工程を有するデバイスの製造方法において、
前記基板を搬送する搬送工程と、
前記基板の搬送動作中に、前記吐出ノズルから吐出される前記液状体の吐出状態を検出する検出工程とを有することを特徴とするデバイスの製造方法。 - 受光部に対して検出光を照射し、前記検出光の光路上を前記液状体が通過することによる前記受光部での受光量の変化に基づいて、前記吐出ノズルから前記液状体が吐出されているかどうかを判別することを特徴とする請求項10記載のデバイスの製造方法。
- 所定のタイミングで、前記受光部のキャリブレーションを行うことを特徴とする請求項11記載のデバイスの製造方法。
- 請求項1〜請求項8のいずれか一項記載のデバイス製造装置により製造されたデバイスを備えることを特徴とする電子機器。
- 請求項9〜請求項12のいずれか一項記載のデバイスの製造方法により製造されたデバイスを備えることを特徴とする電子機器。
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